專利名稱：輸入裝置和配置有輸入裝置的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備的輸入裝置以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
電子設(shè)備配置有各種輸入裝置以便接受用戶的輸入。作為電子設(shè)備的輸入裝置，專利文件I公開了一種輸入裝置，該輸入裝置指示在顯示器上示出的指針的位置，并且根據(jù)操作內(nèi)容給予操作者激勵(lì)。該輸入裝置包括基板、多個(gè)磁傳感器、鍵頂(key top)、永磁體、可動(dòng)線圈和激勵(lì)部件。多個(gè)磁傳感器固定到基板的一個(gè)表面。鍵頂設(shè)置在基板的該一個(gè)表面一側(cè)，以能夠沿各種方向傾斜。永磁體設(shè)置在鍵頂?shù)幕逡粋?cè)，以相對(duì)于該鍵頂是相對(duì)固定不動(dòng)的?？蓜?dòng)線圈設(shè)置在永磁體和鍵頂之間，以能夠相對(duì)于永磁體和鍵頂來(lái)回移動(dòng)。激勵(lì)部件固定到可動(dòng)線圈的鍵頂一側(cè)。在鍵頂?shù)闹行牟糠种行纬赏?。在激?lì)部件中形成能夠通過(guò)鍵頂?shù)耐紫蛲馔怀龅耐蛊鸩?。在該輸入裝置中，作為操作者使鍵頂沿任意方向傾斜的結(jié)果，設(shè)置在該鍵頂中以便相對(duì)固定不動(dòng)的永磁體與鍵頂一起沿該方向傾斜，并且多個(gè)磁傳感器檢測(cè)該永磁體沿每一方向的傾斜。這種檢測(cè)結(jié)果反映為顯示器上所示的指針的位置。此外，通過(guò)使電流通過(guò)可動(dòng)線圈以在該輸入裝置中產(chǎn)生磁力，使得可動(dòng)線圈沿從永磁體回退的方向移動(dòng)，并且使得固定到該可動(dòng)線圈的激勵(lì)部件的凸起部從鍵頂?shù)耐淄怀?，并且給予操作者激勵(lì)。[現(xiàn)有技術(shù)文件][專利文件][專利文件I]日本未審專利申請(qǐng)首次公開N0.2005-100179

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題在上述專利文件I中公開的技術(shù)中，可以指示指針的位置，并且可以給予操作者激勵(lì)。然而，因?yàn)榇艂鞲衅?、永磁體、可動(dòng)線圈、激勵(lì)部件和鍵頂按照重疊方式設(shè)置在基板的一個(gè)表面一側(cè)，存在輸入裝置厚度增加的問(wèn)題。該問(wèn)題在要求便攜性的電子設(shè)備(例如，移動(dòng)電話或便攜式信息處理器等)的情況下變成相當(dāng)重要的問(wèn)題。因此，本發(fā)明的示例目的是提供一種可以實(shí)現(xiàn)厚度減小的輸入裝置以及包括該輸入裝置的電子設(shè)備。解決問(wèn)題的手段為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的輸入裝置包括:基板、鍵頂、磁體、多個(gè)磁傳感器和多個(gè)電磁轉(zhuǎn)換器?；灏ǖ谝槐砻婧驮诘谝槐砻嫦喾匆粋?cè)的第二表面。設(shè)置在基板的第一表面一側(cè)的鍵頂沿與基板平行的多個(gè)方向從基板上的基準(zhǔn)位置滑動(dòng)，沿相對(duì)于基板的垂直方向移動(dòng)。磁體固定在鍵頂?shù)幕逡粋?cè)，并且與鍵頂一起移動(dòng)。磁傳感器固定在基板的第二表面上，以基準(zhǔn)位置為中心分別沿與基板平行的不同方向分離地設(shè)置，并且檢測(cè)伴隨鍵頂?shù)幕瑒?dòng)而移動(dòng)的磁體位置。電磁轉(zhuǎn)換器固定在基板的第二表面上，以基準(zhǔn)位置為中心分別沿與基板平行的不同方向分離地設(shè)置，并且根據(jù)電力的供應(yīng)在使磁體沿垂直方向遠(yuǎn)離基板的方向上產(chǎn)生磁力。此外，根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備包括以上的輸入裝置、顯示器，并且算術(shù)電路根據(jù)多個(gè)磁傳感器的輸出計(jì)算在顯示器上示出的指針的坐標(biāo)。本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，可以指示指針的位置，并且可以給予操作者各種激勵(lì)。此外，在本發(fā)明的示例實(shí)施例中，用于指示指針位置的鍵頂運(yùn)動(dòng)是與基板平行的二維運(yùn)動(dòng)，此外將磁傳感器和磁轉(zhuǎn)換器按照二維方式設(shè)置在另一下表面上。利用這種配置，可以減小輸入裝置的厚度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例實(shí)施例的輸入裝置的截面圖。圖2是示出了構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的輸入裝置的永磁體、電磁線圈和磁傳感器的平面布置的說(shuō)明性視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的輸入裝置的示意性電路圖。圖4A是根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的輸入裝置的操作說(shuō)明圖，示出了鍵頂處于基準(zhǔn)位置的狀態(tài)。圖4B是根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的輸入裝置的操作說(shuō)明圖，示出了鍵頂已經(jīng)滑動(dòng)的狀態(tài)。圖4C是根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的輸入裝置的操作說(shuō)明圖，示出了鍵頂已經(jīng)經(jīng)歷了升聞運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。圖4D是根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的輸入裝置的操作說(shuō)明圖，示出了已經(jīng)通過(guò)鍵頂壓下判決開關(guān)的狀態(tài)。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的移動(dòng)電話的透視圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明示例實(shí)施例的輸入裝置和包括該輸入裝置的電子設(shè)備。如圖5所示，根據(jù)本示例實(shí)施例的電子設(shè)備可以是移動(dòng)電話。該移動(dòng)電話包括麥克風(fēng)1、揚(yáng)聲器2、顯示器3、通信裝置(未示出)、各種輸入裝置9和10以及安裝這些部件的外殼5。該移動(dòng)電話中安裝的輸入裝置9和10包括:鍵盤9，用于輸入字符和命令；指向裝置10，用于指示在顯示器3上示出的指針的位置；等等。如圖1所示，作為輸入裝置之一的指向裝置10包括頂板11、基板13、鍵頂15、永磁體18、四個(gè)磁傳感器20、四個(gè)電磁線圈24、判決開關(guān)26、用于滑動(dòng)的彈性部件30以及用于選擇的彈性部件35。頂板11形成外殼5的一部分?；?3設(shè)置為與外殼5中的頂板11平行。鍵頂15設(shè)置為可沿與該基板13平行的任意方向(水平方向)H可滑動(dòng)地移動(dòng)，并且可沿與基板13垂直的垂直方向(遠(yuǎn)離/接近方向)P可提升地移動(dòng)。永磁體18設(shè)置為相對(duì)于鍵頂15相對(duì)地固定不動(dòng)。四個(gè)磁傳感器20檢測(cè)伴隨鍵頂15的滑動(dòng)永磁體18沿滑動(dòng)方向H的運(yùn)動(dòng)。四個(gè)磁線圈24產(chǎn)生使永磁體18沿垂直方向P運(yùn)動(dòng)的磁力。判決開關(guān)26根據(jù)鍵頂15的一部分沿垂直方向P的運(yùn)動(dòng)輸出低/高信號(hào)。用于滑動(dòng)的彈性部件30根據(jù)鍵頂15的滑動(dòng)彈性地變形。用于選擇的彈性部件35根據(jù)鍵頂15的一部分沿垂直方向P的運(yùn)動(dòng)彈性地變形。鍵頂15具有操作者觸摸的圓柱形接觸部16，以及支撐該接觸部16的盤狀支撐部
17。支撐部17的外徑大于接觸部16的外徑。支撐部17的中心軸和接觸部16的中心軸一致。用樹脂整體地形成接觸部16和支撐部17。通過(guò)由樹脂制成的支撐部17的彈性變形將接觸部16沿與接觸部16的中心軸平行的方向移位。鍵頂15的上述部分指的是該接觸部16。永磁體18是具有環(huán)形形狀的環(huán)形磁體。永磁體18的一個(gè)端面(下文中稱作上端面)18a—側(cè)構(gòu)成了 S極，而另一個(gè)端面(下文中稱作下端面)18b—側(cè)構(gòu)成了 N極。該永磁體18的外徑與鍵頂15的支撐部17的外徑基本上相同。該永磁體18的內(nèi)徑大于鍵頂15的接觸部16的外徑。鍵頂15附著于永磁體18的上端面，使得該永磁體18的中心軸與鍵頂15的中心軸一致。為此原因，當(dāng)操作者按壓鍵頂15的接觸部16時(shí)，一部分進(jìn)入永磁體18的環(huán)。判決開關(guān)26固定在基板13在頂板11 一側(cè)的一個(gè)表面(下文中稱作上表面)13a上。該判決開關(guān)26定位于預(yù)先確定的基板13的基準(zhǔn)位置B上。此外，四個(gè)磁傳感器20和四個(gè)電磁線圈24固定在基板13的另一個(gè)表面(下文中稱作下表面)13b上。四個(gè)磁傳感器20按照彼此相等的間隔定位于以基準(zhǔn)位置B為中心的第一圓周Cl上，如圖2所示。四個(gè)磁線圈24按照彼此相等的間隔設(shè)置在以基準(zhǔn)位置B為中心的第二圓周C2上。第一圓周Cl的直徑大于永磁體18的外徑。第二圓周C2的直徑小于永磁體18的外徑。對(duì)第二圓周C2的直徑進(jìn)行設(shè)置，使得固定在該第二圓周C2上的四個(gè)電磁線圈24與位于基準(zhǔn)位置B處的永磁體18交迭。位于基準(zhǔn)位置B處的永磁體18或鍵頂15意味著相應(yīng)中心軸位于基準(zhǔn)位置B上。如圖1所示，圓形開口 12形成于與基板13的基準(zhǔn)位置B相對(duì)應(yīng)的那部分頂部11處。該圓形開口 12的直徑大于鍵頂15的接觸部16的外徑、且小于鍵頂15的支撐部17的外徑。用于滑動(dòng)的彈性部件30具有圓形內(nèi)側(cè)部31、沿內(nèi)側(cè)部31的外周形成的彈性部
32、以及沿彈性部32的外周形成的外側(cè)部33。例如，該用于滑動(dòng)的彈性部件30由能夠彈性變形的片狀樹脂例如硅橡膠形成。內(nèi)側(cè)部31的外徑與鍵頂15的支撐部17的外徑以及永磁體18的外徑基本上相同。通過(guò)按照Z(yǔ)字形方式將樹脂片的一部分折疊起來(lái)形成彈性部32，使得彈性變形的量增加。用于滑動(dòng)的彈性部件30的內(nèi)側(cè)部31附于永磁體18的下端面18b。外側(cè)部33附于頂板11的下表面11b，使得當(dāng)彈性部32處于其自然狀態(tài)時(shí)，永磁體18和鍵頂15定位于基板13的基準(zhǔn)位置B處。因此，當(dāng)永磁體18已經(jīng)從基準(zhǔn)位置B滑動(dòng)時(shí)，該用于滑動(dòng)的彈性部件30經(jīng)歷彈性變形，從而沿返回基準(zhǔn)位置B的方向?qū)τ来朋w18進(jìn)行偏置。該用于滑動(dòng)的彈性部件30也用作蓋子，用于確保碎屑等不會(huì)從頂板11的開口 12到達(dá)基板13的頂部。注意:用于滑動(dòng)的彈性部件30的內(nèi)側(cè)部31可以附于鍵頂15，而不是附于永磁體18。當(dāng)從垂直方向P觀看時(shí)，用于選擇的彈性部件35具有圓形形狀。用于選擇的彈性部件35的外徑與鍵頂15的外徑以及永磁體18的外徑基本上相同。用于選擇的彈性部件35具有:環(huán)形裝附部36，包括該用于選擇的彈性部件35的外周邊緣；以及開關(guān)按壓部37，形成于該裝附部36的內(nèi)側(cè)。開關(guān)按壓部37沿該用于選擇的彈性部件35的中心軸延伸的方向(垂直方向)突出，并且能夠經(jīng)歷沿該方向的彈性變形。該用于選擇的彈性部件35用能夠經(jīng)歷彈性變形的金屬板形成。經(jīng)由用于滑動(dòng)的彈性部件30的裝附部36，將裝附部36的一個(gè)表面(下文中稱作上表面)36a固定到永磁體18的下端面18b，使得用于選擇的彈性部件35的開關(guān)按壓部37進(jìn)入永磁體18的環(huán)的內(nèi)側(cè)，并且面對(duì)固定至永磁體18的按鍵開關(guān)的接觸部16。如上所述，鍵頂15、永磁體18和用于選擇的彈性部件35相互附著以便沿滑動(dòng)方向H相對(duì)固定不動(dòng)。因此，鍵頂15、永磁體18和用于選擇的彈性部件35沿滑動(dòng)方向H整體移動(dòng)，而不是相互地經(jīng)歷相對(duì)位移?；?3的上表面13a面對(duì)用于選擇的彈性部件35的裝附部36的表另一面(下文中稱作下表面)36b。此外，基板13的上表面13a與用于選擇的彈性部件35的下表面36b滑動(dòng)接觸，該下表面36b伴隨著鍵頂15的滑動(dòng)而滑動(dòng)。也就是說(shuō)，基板13的上表面13a用作沿鍵頂15的滑動(dòng)方向H滑動(dòng)的引導(dǎo)面。鍵頂15的支撐部17、永磁體18、用于滑動(dòng)的彈性部件30的內(nèi)側(cè)部31以及用于選擇的彈性部件35的裝附部36沿垂直方向P的累積厚度尺寸小于頂板11的下表面Ilb和基板13的上表面13a之間的間隙尺寸。為此原因，在用于選擇的彈性部件35的下表面36b與基板13的上表面13b接觸的狀態(tài)下，在鍵頂15的支撐部17的上表面和頂板11的下表面Ilb之間存在空間。因此，在這種狀態(tài)下，鍵頂15能夠沿垂直方向P沿遠(yuǎn)離基板13的方向移動(dòng)。如圖3所示，指向裝置10還包括與四個(gè)磁傳感器20相連的Α/D轉(zhuǎn)換器23、針對(duì)四個(gè)磁線圈24中的每一個(gè)設(shè)置的線圈驅(qū)動(dòng)電路25以及執(zhí)行各種算術(shù)處理的CPU28。在本示例實(shí)施例中，磁傳感器20是通過(guò)霍爾效應(yīng)檢測(cè)磁場(chǎng)的霍爾元件，并且輸出與檢測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度成正比的模擬信號(hào)。如圖2所示，在四個(gè)磁傳感器20中，將彼此面對(duì)的一對(duì)磁傳感器20a和20b稱作第一磁傳感器20a和第二磁傳感器20b。此外,將另一對(duì)磁傳感器20c和20d分別稱作第三磁傳感器20c和第四磁傳感器20d。如圖3所示，四個(gè)磁傳感器20a、20b、20c和20d以電橋結(jié)構(gòu)電連接，并且組成電橋電路。具體的構(gòu)造如下。第一磁傳感器20a和第二磁傳感器20b各自均與第三磁傳感器20c和第四磁傳感器20d相連。第一磁傳感器20a和第三磁傳感器20c的連接接地。電源VCC連接至第二磁傳感器20b和第四磁傳感器20d的連接。此外，第二磁傳感器20b和第三磁傳感器20c的連接以及第四磁傳感器20d和第一磁傳感器20a的連接分別經(jīng)由放大器22與Α/D轉(zhuǎn)換器23相連。Α/D轉(zhuǎn)換器23將來(lái)自每一個(gè)磁傳感器20的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且向CPU28輸出轉(zhuǎn)換的信號(hào)。四個(gè)線圈驅(qū)動(dòng)電路25分別與CPU28相連。每一個(gè)線圈驅(qū)動(dòng)電路25根據(jù)來(lái)自該CPU28的指令向相應(yīng)的電磁線圈24供應(yīng)電力。判決開關(guān)26經(jīng)由電阻器27與CPU28相連，并且根據(jù)判決開關(guān)26的開和關(guān)(接通/關(guān)斷)，向CPU28輸出高信號(hào)或低信號(hào)。除了上述元件之外，顯示器3、鍵盤9 (參考圖5)和未示出的通信裝置與CPU28相連。顯示器3經(jīng)由顯示器驅(qū)動(dòng)電路29與CPU28相連。接下來(lái)，將參考圖4A至4D描述如上所述的指向裝置10的操作。在顯示器3上示出了指針的情況下，當(dāng)操作者使基準(zhǔn)位置B上方的鍵頂15如圖4A和4B所示滑動(dòng)時(shí)，固定到該鍵頂15的永磁體18也與鍵頂15 —起滑動(dòng)，并且用于滑動(dòng)的彈性部件30的彈性部32經(jīng)歷彈性變形。當(dāng)永磁體18滑動(dòng)時(shí)，該永磁體18形成的磁場(chǎng)移動(dòng)，并且相對(duì)于磁傳感器20的磁場(chǎng)強(qiáng)度改變。每一個(gè)磁傳感器20根據(jù)該磁場(chǎng)的強(qiáng)度輸出模擬信號(hào)。換句話說(shuō)，每一個(gè)磁傳感器20根據(jù)永磁體18的位置輸出模擬信號(hào)。Α/D轉(zhuǎn)換器23(參考圖3)將來(lái)自每一個(gè)磁傳感器20的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。CPU28使用該數(shù)字信號(hào)得到指針的顯示坐標(biāo)，根據(jù)顯示坐標(biāo)創(chuàng)建顯示器控制信號(hào)，并且向顯示器驅(qū)動(dòng)電路29輸出顯示器控制信號(hào)。結(jié)果，顯示器3上的指針的位置根據(jù)鍵頂15的滑動(dòng)而改變。在操作者滑動(dòng)鍵頂15之后，當(dāng)釋放該鍵頂15時(shí)，已經(jīng)經(jīng)歷了彈性變形的用于滑動(dòng)的彈性部件30的彈性部32回到其原始自然狀態(tài)。伴隨這種情況，如圖4A所示，鍵頂15和永磁體18返回到基準(zhǔn)位置B上方。在該鍵頂15和永磁體18返回到基準(zhǔn)位置B上方的過(guò)程中，指針的顯示位置不會(huì)改變。將描述某信號(hào)從指向裝置10、鍵盤9等輸入，并且CPU28判斷該信號(hào)的輸入意味著給予操作者激勵(lì)的情況。在這種情況下，CPU28向每一個(gè)線圈驅(qū)動(dòng)電路25指示要供應(yīng)給相應(yīng)電磁線圈24的電力。每一個(gè)線圈驅(qū)動(dòng)電路25根據(jù)該指示將電力供應(yīng)給其相應(yīng)的電磁線圈24。結(jié)果，電力從相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路25供應(yīng)給電磁線圈24，從而每一個(gè)電磁線圈24的永磁體一側(cè)被激勵(lì)為N-極。在永磁體18中，如上所述，下表面18b —側(cè)(也就是說(shuō)，沿垂直方向P的電磁線圈一側(cè))是N-極。為此原因，當(dāng)每一個(gè)電磁線圈24的永磁體一側(cè)變成N-極時(shí)，永磁體18從每一個(gè)電磁線圈24接收斥力。從而，如圖4A和圖4C所示，永磁體18和鍵頂15經(jīng)歷沿垂直方向在遠(yuǎn)離基板13的方向的升高運(yùn)動(dòng)，因此給予觸摸鍵頂15的操作者以感覺(jué)。將描述當(dāng)環(huán)形磁體18和鍵頂15位于基準(zhǔn)位置B處時(shí)相同量的電力供應(yīng)給每一個(gè)電磁線圈24的情況。在這種情況下，因?yàn)橛来朋w18從每一個(gè)電磁線圈24受到相同大小的排斥，所以永磁體18和鍵頂15經(jīng)歷升高運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)改變它們相對(duì)于基板13的角度。接下來(lái)，將描述當(dāng)環(huán)形磁體18和鍵頂15位于基準(zhǔn)位置B處時(shí)向電磁線圈24供應(yīng)相互不同量的電力的情況或者只向一些電磁線圈24供應(yīng)電力的情況。在這種情況下，因?yàn)橛来朋w18從每一個(gè)電磁線圈24受到不同大小的排斥，所以永磁體18和鍵頂15經(jīng)歷升高運(yùn)動(dòng)，而它們相對(duì)于基板13的角度改變，或者只有永磁體18和鍵頂15的一部分經(jīng)歷升高運(yùn)動(dòng)，也就是說(shuō)，永磁體18和鍵頂15相對(duì)于基板13傾斜。將描述當(dāng)環(huán)形磁體18和鍵頂15滑動(dòng)且因此并不位于基準(zhǔn)位置B處時(shí)向每一個(gè)電磁線圈24供應(yīng)相同量的電力的情況。在這種情況下，因?yàn)橛来朋w18從每一個(gè)電磁線圈24受到不同大小的排斥，永磁體18和鍵頂15相對(duì)于基板13傾斜。接下來(lái)，將描述當(dāng)環(huán)形磁體18和鍵頂15滑動(dòng)且因此并不位于基準(zhǔn)位置B處時(shí)向每一個(gè)電磁線圈24供應(yīng)不同電力的情況。在這種情況下，通過(guò)向每一個(gè)電磁線圈24供應(yīng)預(yù)定的不同量的電力，以使得永磁體18從每一個(gè)電磁線圈24受到相同大小的排斥，可以使永磁體18和鍵頂15經(jīng)歷升高運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)改變它們相對(duì)于基板13的角度。因此，在本示例實(shí)施例中，在從指向裝置10等輸入預(yù)定信號(hào)的情況下，根據(jù)此時(shí)永磁體18的位置以及該預(yù)定信號(hào)，改變向每一個(gè)線圈驅(qū)動(dòng)電路25指定的電力的量，以使鍵頂15經(jīng)歷升高運(yùn)動(dòng)，而不會(huì)改變鍵頂相對(duì)于基板13的角度，或者使鍵頂15沿預(yù)定朝向傾斜，從而給予操作者各種感覺(jué)。在鍵頂15已經(jīng)經(jīng)歷了升高運(yùn)動(dòng)之后，當(dāng)切斷每一個(gè)電磁線圈20的電力供應(yīng)、并且釋放每一個(gè)電磁線圈24的激勵(lì)時(shí)，由于鍵頂15的升高運(yùn)動(dòng)而經(jīng)歷彈性形變的用于滑動(dòng)的彈性部件30的彈性部32恢復(fù)至它的自然狀態(tài)。結(jié)果，如圖4A所示，用于選擇的彈性部件35與鍵頂15和永磁體18整體地與基板13的上表面13a接觸，并且鍵頂15返回至其原始位置。如圖4A和圖4D所示，當(dāng)鍵頂15處于基準(zhǔn)位置B時(shí)，操作者與用于選擇的彈性部件35的彈性力相反地猛烈按壓鍵頂15的接觸部16，也即，使該接觸部16沿垂直方向P沿靠近基板13的方向移動(dòng)。因此，判決開關(guān)26被該接觸部16經(jīng)由用于選擇的彈性部件35而按壓，并進(jìn)入接通狀態(tài)，并且從判決開關(guān)26輸出低信號(hào)。當(dāng)從判決開關(guān)26輸入低信號(hào)時(shí)，CPU28 了解到操作者已經(jīng)選擇或者決定了指針此時(shí)正在指示的項(xiàng)目，并且執(zhí)行與該選擇或決定相對(duì)應(yīng)的處理。如上所述，利用本示例實(shí)施例的指向裝置，可以指示指針的位置，指示選擇項(xiàng)目或決定項(xiàng)目，并且可以給予操作者各種激勵(lì)。此外，在本示例實(shí)施例中，用于指針位置指示的鍵頂15的運(yùn)動(dòng)是與基板13平行的二維運(yùn)動(dòng)。此外，磁傳感器20和電磁線圈24按照二維方式設(shè)置在基板13的下表面13b上。為此原因，可以減小指向裝置10的厚度(沿垂直方向P的尺寸)。當(dāng)在基板13的下表面13b上設(shè)置四個(gè)磁傳感器20和四個(gè)電磁線圈24時(shí)，可以將所有的磁傳感器和電磁線圈設(shè)置在以基準(zhǔn)位置B為中心的一個(gè)圓周上。在這種情況下，在四個(gè)電磁線圈24中，當(dāng)對(duì)至少任一電磁線圈24激勵(lì)時(shí)，與被激勵(lì)的電磁線圈24相鄰的磁傳感器20不但結(jié)束檢測(cè)永磁體18的磁場(chǎng)，而且還結(jié)束檢測(cè)該電磁線圈24的磁場(chǎng)。為此原因，在這種情況下，當(dāng)對(duì)電磁線圈24激勵(lì)時(shí)，由于從四個(gè)磁傳感器20輸出的效果，CPU28不再精確地掌握永磁體18的位置。為此原因，在本示例實(shí)施例中，如圖2所示，將四個(gè)電磁線圈24設(shè)置在第二圓周C2上，而將四個(gè)磁傳感器20設(shè)置在與第二圓周C2不同直徑的第一圓周Cl上，位于這樣的位置處:在這些位置處，從基準(zhǔn)位置B開始的方向不會(huì)與任一電磁線圈24交迭。利用這種構(gòu)造，確保了從電磁線圈24到任一磁傳感器20的預(yù)定或更大距離，并且因此將磁傳感器20接收到的由電磁線圈24導(dǎo)致的磁場(chǎng)效應(yīng)抑制為最小。此外，優(yōu)選的是電磁線圈24利用可能的最小電力產(chǎn)生對(duì)于永磁體18的較大排斥。為此原因，在本示例實(shí)施例中，將第二圓周C2的直徑實(shí)現(xiàn)為這樣的直徑，使得固定在該第二圓周C2上的四個(gè)電磁線圈24沿垂直方向P與基準(zhǔn)位置B的永磁體18交迭，以減小四個(gè)電磁線圈24與基準(zhǔn)位置B的環(huán)形線圈之間的距離。此外，在第一圓周Cl的直徑大于永磁體18的外徑的情況下(與小于的情況相反)，在永磁體18的滑動(dòng)期間，來(lái)自設(shè)置在該第一圓周Cl上的四個(gè)磁傳感器20的輸出差異增加。結(jié)果，CPU28可以容易地計(jì)算永磁體18的位置。為此原因，在本示例實(shí)施例中，使得該第一圓周Cl的直徑大于第二圓周C2的直徑和永磁體18的外徑。在本示例實(shí)施例中，鍵頂15設(shè)置為能夠沿與基板13平行的任意方向滑動(dòng)。然而在本示例實(shí)施例中，不局限于這種構(gòu)造。例如，鍵頂15可以設(shè)置為能夠只沿相互垂直并且與基板13平行的兩個(gè)方向滑動(dòng)。在本示例實(shí)施例中，磁傳感器20的數(shù)目和電磁線圈24的數(shù)目都是4。然而，本示例實(shí)施例不局限于這種構(gòu)造。磁傳感器20的數(shù)目和電磁線圈24的數(shù)目可以是3或更多。此外，磁傳感器20的數(shù)目和電磁線圈24的數(shù)目不需要是相同的數(shù)目。在本示例實(shí)施例中，線圈驅(qū)動(dòng)電路25針對(duì)多個(gè)電磁線圈24中的每一個(gè)來(lái)設(shè)置。這是為了根據(jù)永磁體18的位置等控制每一個(gè)電磁線圈24產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度。因此，在不執(zhí)行這種控制的情況下，可以向多個(gè)電磁線圈24提供一個(gè)線圈驅(qū)動(dòng)電路。在本示例實(shí)施例中，霍爾元件用作檢測(cè)永磁體18的位置的磁傳感器20。然而，本示例實(shí)施例不局限于這種構(gòu)造。只要輸出與磁場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，例如可以使用諸如磁致電阻效應(yīng)元件或磁致阻抗效應(yīng)元件之類的任意元件。此外，在本示例實(shí)施例中，使用電磁線圈24作為通過(guò)電力的輸入產(chǎn)生磁力的電磁轉(zhuǎn)換器。然而，本示例實(shí)施例不局限于這種構(gòu)造。只要通過(guò)電力的輸入產(chǎn)生了磁力，例如可以使用諸如磁致電阻效應(yīng)元件之類的任意元件。在本不例實(shí)施例中，一個(gè)CPU28負(fù)責(zé)從判決開關(guān)26和磁傳感器20的信號(hào)的輸入、以及向線圈驅(qū)動(dòng)電路25和顯示器驅(qū)動(dòng)電路29的控制信號(hào)的輸出。然而，本示例實(shí)施例不局限于這種構(gòu)造?？梢韵騿为?dú)的CPU分配每一個(gè)輸入和每一個(gè)輸出。該申請(qǐng)基于并且要求2010年8月30日遞交的日本專利申請(qǐng)N0.2010-192693的優(yōu)先權(quán)，其公開全部合并在此作為參考。工業(yè)應(yīng)用性本示例實(shí)施例是應(yīng)用于移動(dòng)電話的示例，但是本發(fā)明不局限于此。本發(fā)明也可以應(yīng)用于任意類型的電子設(shè)備，例如便攜式信息處理器等。附圖標(biāo)記3顯示器10指向裝置(輸入裝置)11 頂板13 基板15 鍵頂16接觸部17支撐部20磁傳感器24電磁線圈25線圈驅(qū)動(dòng)電路26判決開關(guān)28 CPU30用于滑動(dòng)的彈性部件31內(nèi)側(cè)部
32彈性部33外側(cè)部35用于選擇的彈性部件36裝附部37開關(guān)按壓部
權(quán)利要求
1.一種輸入裝置，包括: 基板，所述基板包括第一表面和在所述第一表面相反一側(cè)的第二表面； 鍵頂，所述鍵頂設(shè)置在所述基板的第一表面一側(cè)，所述鍵頂沿與所述基板平行的多個(gè)方向從所述基板上的基準(zhǔn)位置滑動(dòng)，所述鍵頂沿相對(duì)于所述基板的垂直方向移動(dòng)； 磁體，所述磁體固定在所述鍵頂?shù)幕逡粋?cè)，并且與所述鍵頂一起移動(dòng)； 多個(gè)磁傳感器，所述磁傳感器固定在所述基板的第二表面上，以所述基準(zhǔn)位置為中心分別沿與所述基板平行的不同方向分離地設(shè)置所述磁傳感器，所述磁傳感器檢測(cè)伴隨所述鍵頂?shù)幕瑒?dòng)而移動(dòng)的所述磁體的位置；以及 多個(gè)電磁轉(zhuǎn)換器，所述電磁轉(zhuǎn)換器固定在所述基板的第二表面上，以所述基準(zhǔn)位置為中心分別沿與所述 基板平行的不同方向分離地設(shè)置所述電磁轉(zhuǎn)換器，所述電磁轉(zhuǎn)換器設(shè)置在與所述磁傳感器不同的位置處，所述電磁轉(zhuǎn)換器根據(jù)電力的供應(yīng)在所述磁體沿所述垂直方向遠(yuǎn)離所述基板的方向上產(chǎn)生磁力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其中: 所述鍵頂沿與所述基板平行的任意方向從所述基板上的所述基準(zhǔn)位置滑動(dòng)；以及所述磁體是具有環(huán)形形狀的環(huán)形磁體，并且包括第一端面以及面對(duì)所述基板的第二端面，所述鍵頂固定在所述第一端面上，其中當(dāng)所述鍵頂位于所述基準(zhǔn)位置時(shí)所述基準(zhǔn)位置是環(huán)的中心。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸入裝置，其中: 所述多個(gè)磁傳感器在所述基板的所述第二表面上，并且固定在以所述基準(zhǔn)位置為中心的第一圓周上；以及 所述多個(gè)電磁轉(zhuǎn)換器在所述基板的所述第二表面上，并且固定在以所述基準(zhǔn)位置為中心的第二圓周上，所述第二圓周的直徑不同于所述第一圓周的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸入裝置，其中: 對(duì)所述第二圓周的直徑進(jìn)行設(shè)置，使得當(dāng)所述鍵頂位于所述基準(zhǔn)位置時(shí)所述多個(gè)電磁轉(zhuǎn)換器沿所述垂直方向與所述環(huán)形磁體交迭；以及 所述第一圓周的直徑大于所述第二圓周的直徑和所述環(huán)形磁體的外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的輸入裝置，其中: 所述鍵頂包括:操作者觸摸的接觸部；以及支撐部，所述支撐部固定到所述環(huán)形磁體的所述第一端面，并且支撐所述接觸部以能夠移入和移出所述環(huán)形永磁體的環(huán)；以及 所述輸入裝置還包括在所述基板的所述第一表面上的所述基準(zhǔn)位置處的開關(guān)，所述開關(guān)根據(jù)所述接觸部移入和移出所述環(huán)形磁體來(lái)輸出信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的輸入裝置，還包括: 彈性部件，所述彈性部件沿返回所述基準(zhǔn)位置的方向?qū)乃龌鶞?zhǔn)位置滑動(dòng)的所述鍵頂進(jìn)行偏置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的輸入裝置，還包括: 頂板，所述頂板設(shè)置在所述基板的所述第一表面一側(cè)，具有與基板的間隙；以及彈性部件，所述彈性部件沿返回所述基準(zhǔn)位置的方向?qū)乃龌鶞?zhǔn)位置滑動(dòng)的所述鍵頂進(jìn)行偏置，其中: 所述環(huán)形磁體設(shè)置在所述頂板和所述基板之間；所述頂板包括設(shè)置在與所述基板上的所述基準(zhǔn)位置相對(duì)應(yīng)的部分處的開口部，使得所述鍵頂面朝外；以及 所述彈性部件包括內(nèi)側(cè)部、在所述內(nèi)側(cè)部的外側(cè)形成的彈性部以及在所述彈性部的外側(cè)形成的外側(cè)部，所述內(nèi)側(cè)部附于所述環(huán)形磁體或者所述鍵頂，并且所述外側(cè)部附于作為所述頂板一部分的所述開口部周圍的部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的輸入裝置，包括: 驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路向所述多個(gè)電磁轉(zhuǎn)換器的每一個(gè)供應(yīng)電力；以及算術(shù)電路，所述算術(shù)電路與所述驅(qū)動(dòng)電路和所述多個(gè)磁傳感器電連接，所述算術(shù)電路向所述驅(qū)動(dòng)電路指示供應(yīng)給所述多個(gè)電磁轉(zhuǎn)換器的電力，并且根據(jù)所述多個(gè)磁傳感器的輸出計(jì)算在顯示器上示出的指針的坐標(biāo)。
9.一種電子設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸入裝置和所述顯示器。
10.一種電子設(shè)備， 包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸入裝置。
全文摘要
本發(fā)明的目的是減小輸入裝置的厚度，輸入裝置可以指示指針的位置并可以給予操作者激勵(lì)。本發(fā)明的輸入裝置配置有鍵頂(15)，設(shè)置在基板(13)的頂部(13a)一側(cè)，可沿與基板(13)平行的多個(gè)方向從基板上的基準(zhǔn)位置B滑動(dòng)，并且能夠沿方向P垂直地朝著或遠(yuǎn)離基板(13)提升；磁體(18)，固定到鍵頂(15)的基板一側(cè)；多個(gè)磁傳感器(20)，分別固定在以基準(zhǔn)位置B為中心在與基板平行的多個(gè)方向上的位置處，用于感測(cè)伴隨鍵頂(15)滑動(dòng)的磁體(18)的位置；以及多個(gè)電磁線圈(24)，分別固定在基板(13)的底部(13b)上以基準(zhǔn)位置B為中心在與基板平行的多個(gè)方向上的位置處，并且沿使磁體(18)移動(dòng)遠(yuǎn)離基板(13)的方向產(chǎn)生磁力。
文檔編號(hào)H03K17/97GK103140821SQ201180041669
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月30日
發(fā)明者岡田孝 申請(qǐng)人:Nec卡西歐移動(dòng)通信株式會(huì)社