按鍵輸入裝置的製作方法
2023-05-21 11:13:11 2
專利名稱：按鍵輸入裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於手提電話或PDA等便攜信息終端、AV機、汽車駕駛導向系統、各種機器的遙控裝置等電子設備的輸入的帶有按鈕開關用輸入鍵的按鍵輸入裝置。
圖14示出了手提電話1，作為帶有上述這樣的按鍵輸入裝置的機器的一個例子。該手提電話1中備有表示數字、符號、圖案等的輸入鍵組2，其上方備有在上下左右各位置上標有三角標記的橢圓平板形狀的輸入鍵3。該輸入鍵3一般被稱為多點輸入鍵或多方向鍵，通過按壓其按壓操作面4上的各三角標記4a，可進行這樣的操作，即對在顯示畫面5上顯示出的選擇項目進行選擇或使顯示畫面5上顯示出的光標向上下左右方向移動。當然，在可進行上述操作的輸入鍵3的下方設有位於各三角標記4a下方的圖中未示出的印刷基板及其觸點部，按壓各三角標記4a，輸入鍵3以傾倒一定程度(嵌入)的方式搖動，使印刷基板的觸點部導通，基板電路閉合，即可實現前述操作。
但是，由於可完成上述多個操作的輸入鍵3的優點在於可同時滿足裝有該鍵的機器多功能化的要求和要求節省空間這兩個互相矛盾的要求，因此不僅用於例子中的手提電話1，而且多用於各種機器中，但是實際上在操作性方面不是十分理想。
即，前述輸入鍵3中，如果準確地按壓在各三角標記4a上，可準確地使印刷基板的觸點部導通，但是如果按壓在各三角標記4a以外的誤操作點，則可能發生連帶相鄰的其它三角標記4a的觸點部也一起導通的問題。一旦發生這樣的雙重輸入，就必須重新輸入或成為手提電話錯誤操作的原因。
這樣的操作性問題不只是具有前述那樣被稱為多點輸入鍵的多個操作點(三角標記4a)的輸入鍵3存在，而且在矩形或橢圓形的按壓操作面上只有2個操作點的被稱為蹺蹺板式鍵的輸入鍵和在矩形或橢圓形的按壓操作面上只有1個操作點的被稱為單向鍵的輸入鍵等也存在同樣的問題。即，這是因為有時確實按壓了操作點，但是印刷基板的觸點部卻沒有導通。
為了完全實現該目的，本發明提供了一種按鍵輸入裝置，輸入鍵相對於與其底部相對的對向面可搖動，利用輸入鍵，在位於基板的觸點部上方的正確操作點處按壓所述對向面，則輸入鍵向正確的搖動方向傾倒，在該觸點部進行輸入；其中，在輸入鍵的底部或所述對向面中的任意一個上設有導向突起，該導向突起是設置在夾著沿輸入鍵的正確搖動方向延伸的假想線的對稱位置上，利用輸入鍵，在正確的操作點以外的誤操作點處按壓所述對向面，則導向突起與輸入鍵的底部或對向面相接觸，引導輸入鍵向正確的搖動方向傾倒。
本發明中，由於在輸入鍵的底部或對向面中的任意一個上設有導向突起，該導向突起是設置在夾著沿輸入鍵的正確搖動方向延伸的假想線的對稱位置上，因此即使利用輸入鍵，在正確的操作點以外的誤操作點處按壓對向面，導向突起與輸入鍵的底部或對向面相接觸，導引輸入鍵向正確的搖動方向傾倒。從而，與在正確的操作點處按壓輸入鍵時一樣，在其搖動過程中被引導向正確的搖動方向傾倒，以便正確地輸入基板的觸點部。從而，提高按鍵輸入的操作性。
此處所說的「對向面」是指與輸入鍵的底部相對的面。具體地說，例如與輸入鍵的底部相對的是配置有金屬電路的絕緣性硬質樹脂製成的印刷基板，則其上面則為所述「對向面」。或者當與輸入鍵的底部相對的是膜片開關時，上側的撓性樹脂薄膜的上面就是所述「對向面」。導向突起不設置在輸入鍵的底部，而設置在該「對向面」上，也可如前所述提高按鍵輸入的操作性。
針對前述按鍵輸入裝置，導向突起中的前述接觸部分可形成為下斜的傾斜面。
由於本發明的導向突起中的接觸部分形成為下斜的傾斜面，因此可平滑地向搖動方向傾倒，在觸覺方面也能夠具有良好的操作性。
前述按鍵輸入裝置在輸入鍵的底部或者對向面上形成有作為輸入鍵的搖動支點的支點突起。
由於本發明形成有前述支點突起，可確實地支撐進行按壓操作的輸入鍵，從而可平滑地搖動。
作為設有該支點突起的按鍵輸入裝置的一種形態的本發明提供了一種在支點突起上一體地形成有導向突起的按鍵輸入裝置。
這樣，由於作為輸入鍵的搖動支點的支點突起上一體地形成有導向突起，即使利用輸入鍵，在正確操作點以外的誤操作點處按壓對向面，從搖動開始時起可以直接引導輸入鍵向正確的搖動方向傾倒。而且，由於可將按壓操作的按壓力從支點突起立刻轉移給導向突起，因此可提高支點突起的耐久性，特別適合作為按壓操作頻繁的機器的按鍵輸入裝置。
作為設有支點突起的按鍵輸入裝置的另一種形式的本發明提供了一種導向突起與支點突起分離的按鍵輸入裝置。
這樣，由於支點突起與導向突起分離，例如從按壓開始到觸點部導通為止的輸入鍵的搖動行程(按壓量)比較長時，這種方式特別有效。即，輸入鍵的搖動行程長時，從搖動開始時，在輸入鍵搖動了一定程度的時刻，換言之，在靠近觸點部的位置處，導向突起引導輸入鍵向正確的搖動方向傾倒，可更正確地導通觸點部。
進而，前述按鍵輸入裝置的輸入鍵可構成具有環狀配置的多個正確操作點的多點輸入鍵。
採用本發明，即使是正確操作點環狀配置的多點輸入鍵，也可以正確地輸入各操作點。
前述按鍵輸入裝置可形成為下述結構在從輸入鍵的中心點向將相鄰的正確操作點之間平分的方向延伸的放射狀假想線上設有導向突起。
採用本發明，由於在從輸入鍵的中心點向將相鄰的正確操作點之間平分的方向延伸的放射狀假想線上設有導向突起，因此，即使不為各正確操作點分別形成導向突起，一個導向突起也可以兼用於相鄰的正確操作點。
可適用於上述按鍵輸入裝置的輸入鍵是在表面側成為按壓操作面的樹脂薄膜的背面側形成樹脂製成的鍵頂主體的薄膜鍵頂。與此相同，其它輸入鍵也可以是將硬質樹脂製成的鍵頂主體連結在軟質樹脂製成的鍵板上而形成的鍵區。由這些薄膜一體化的樹脂鍵頂與鍵區形成的更具體的輸入鍵，例如，列舉了在矩形或橢圓形的按壓操作面上只有2個操作點的被稱為蹺蹺板式的輸入鍵、在矩形或橢圓形的按壓操作面上只有1個操作點的被稱為單向按鍵的輸入鍵，這些都可適用於前述本發明的按鍵輸入裝置。
本發明的內容並不限於以上說明，參照附圖，通過以下說明可更明了本發明的目的、優點、特徵及用途。此外，在不脫離本發明的精神範圍內所作出的適當的變更應理解為完全包含在本發明的範圍內。
圖12是膜片開關的分解立體圖；圖13是表示在圖12的膜片開關上設置支點突起和導向突起的例子的外觀立體圖；圖14是手提電話的外觀正視圖。
第一實施形式(圖1～圖5)圖1示出了也可裝在前述手提電話1上的薄膜鍵板10。該薄膜鍵板10上形成有輸入鍵組11和多點輸入鍵12，其中多點輸入鍵12採用本發明的按鍵輸入裝置。首先概括說明該薄膜鍵板10的製造方法，在樹脂薄膜上使用成形模具，通過拉深加工形成與輸入鍵組11和多點輸入鍵12相對應的形狀的凸部。接著，將該樹脂薄膜裝入濺射成形用模具中，使熱可塑性樹脂等熔融後的液態樹脂流入各凸部的內部空間中，並使之硬化。由此，形成與該樹脂薄膜一體化的按鍵頂端主體(鍵頂主體)。所以，多點輸入鍵12是在撓性樹脂薄膜13的背面側形成硬質樹脂製成的按鍵頂端主體14(參照圖2)，而作為薄膜一體化的樹脂鍵頂而構成的。
在多點輸入鍵12的按壓操作面15上，在上下左右各位置標有指示「正確的操作點」的三角標記16a、16b、16c、16d。這些三角標記16a～16d是在樹脂薄膜上印刷而成的。輸入鍵組11的數字、符號也是在樹脂薄膜上印刷而成的。
如圖2、圖4所示，鍵頂主體14(多點輸入鍵12)的底部14a上形成有與各三角標記16a～16d相對應的、向下突起形成的壓點部17a、17b、17c、17d。而且，在與按壓操作面15的中心點相對應的該底部14a的大致中央位置處形成有如圖2和圖3所示的「X」字形的向下突出的搖動導向件18。該搖動導向件18是本實施形式主要的特徵部分，突出量最大的中心部分形成支撐多點輸入鍵12的支點突起19，並使該多點輸入鍵12可以搖動，從該支點突起19放射狀延長的線條部分構成導向突起20a～20d。如此由於支點突起19和導向突起20a～20d作為搖動導向件18是形成為一體的，因此即使按壓了正確的操作點以外的誤操作點時，也和按壓正確的操作點(16a～16d)時一樣，可導引多點輸入鍵12向正確的搖動方向傾倒。而且，由於按壓操作產生的按壓力可從支點突起19嚮導向突起20a～20d轉移，因此可提高支點突起19的耐久性，特別適合作為按壓操作頻繁的手提電話1的按鍵輸入裝置。
如圖3所示，各導向突起20a～20d是從與印刷基板連接的支點突起19側的基端到前端形成平緩的彎曲傾斜面，多點輸入鍵12可平滑地傾倒，也可提高觸覺方面的操作性。而且，各導向突起20a～20d沿其長度方向的長度是一樣的，從底面14a的突出量也都在其長度方向的各位置上相同。各導向突起20a～20d所面對的對向面(本形式中為印刷基板的基板面)有高低之差時，也可以是與此相對應，各導向突起20a～20d的突出量也有高低之差。因而，當按壓多點輸入鍵12的誤操作點時，沿著各導向突起20a～20d的長度方向的邊緣部20e與印刷基板相接觸，以該邊緣部20e為支點，引導多點輸入鍵12向正確的搖動方向傾倒。
如圖2所示，當正好按壓在作為正確的操作點的各三角標記16a～16d的正上面時，相鄰的導向突起20a～20d處於夾著多點輸入鍵12傾倒的各方向(在本形式中正好是連接支點突起19的中心點Pc與各三角標記16a～16d或各壓點部17a～17d的中心的假想線)，即正確的搖動方向21a、21b、21c、21d的對稱位置上。而且，如圖4A～圖4D所示，各導向突起20a～20d是沿著放射狀的假想線21e、21f形成的，該假想線21e、21f是沿平分相鄰的三角標記16a～16d或壓點部17a～17d的方向延伸。所以具有這樣的功能，即針對作為正確操作點的三角標記16a是導向突起20d、20a；同樣地針對三角標記16b是導向突起20a、20b；針對三角標記16c是導向突起20b、20c；針對三角標記16d是導向突起20c、20d，當按壓它們以外的誤操作點時，可使多點輸入鍵12向正確的搖動方向21a～21d傾倒。
下面說明具有上述結構的多點輸入鍵12的動作範例。在形成於多點輸入鍵12的各三角標記16a～16d下方的壓點部17a～17d的下面分別設有由印刷基板22上的金屬盤簧和基板電路形成的觸點部22a～22d。如圖4A～圖4D所示，在此說明按壓三角標記16c進行輸入時的情況作為範例，但按壓其它三角標記16a、16b、16d進行輸入時也是同樣的。
如果正好按壓在三角標記16c的正上面，印刷基板22的觸點部22c可沒有錯誤地輸入，當施加按壓作為正確操作點的三角標記16c以外的誤操作點Pm的按壓力Fm時(參見圖4A、圖4B)，多點輸入鍵12通過與印刷基板22相接觸的搖動導向件18的支點突起19，向正確的搖動方向21c以外的搖動方向21m傾倒。但是，在該傾倒過程中，由於與壓點部17c相對的導向突起20c的邊緣部20e與印刷基板22相接觸，所以多點輸入鍵12以這樣的方式搖動，即以該邊緣部20e為支點，從錯誤的搖動方向21m向正確的搖動方向21c傾倒。由此，如圖4C至圖4D所示，如上所述地搖動連續進行直到最終導向突起20b、20c兩個一起與印刷基板22接觸，即使按壓誤操作點Pm時，多點輸入鍵12仍然可以向正確的搖動方向21c傾倒。從而，不會產生與輸入對象的觸點部22c相鄰的觸點部22d也一起被輸入，或者引起觸點部22c輸入錯誤的問題。
不僅誤操作點Pm，按壓圖4A中用包含假想線21e、21f的點劃線圍起來的扇形區域R中的任何地方，與壓點部17c相對的導向突起20b的邊緣部20e，或者導向突起20c的邊緣部20e與印刷基板22接觸，並以它們為支點搖動，從而多點輸入鍵12通常都可向正確的搖動方向21c傾倒。
上述這樣的多點輸入鍵12的搖動導向件18也可以是以例如圖5那樣的變形形式來實施。在該搖動導向件23上也形成有支點突起24和導向突起25a～25d，但各導向突起25a～25d上形成有稜線部26a～26d，該稜線部26a～26d與前述的各導向突起20a～26d的邊緣部20e同樣地接觸印刷基板22，使多點輸入鍵12向正確的搖動方向21a～21d傾倒。而且，各稜線部26a～26d的交叉點形成支點突起24，相對於印刷基板22成點接觸，支撐著多點輸入鍵12，並可以使多點輸入鍵12搖動。從而，採用根據該搖動導向件23的支點突起24和導向突起25a～25d，多點輸入鍵12可更容易地搖動。
第二實施形式(圖6、圖7)圖6、圖7所示的第二實施形式也是與第一實施形式同樣地適用於多點輸入鍵30的例子。該多點輸入鍵30也是在撓性樹脂薄膜31上一體化地形成硬質樹脂製成的鍵頂主體32，從而構成薄膜一體化的樹脂鍵頂，但是在鍵頂主體32的底部32a上形成的支點突起33和導向突起34a～34d是分體的。該結構是與第一實施形式的多點輸入鍵12的不同之處，但該結構同樣能實現與第一實施形式的多點輸入鍵12相同的作用和效果。此外，當直到印刷基板22的觸點部22a～22d導通為止的搖動過程較長時，因為導向突起34a～34d與支點突起33是分離的，所以可在離印刷基板22的觸點部22a～22d更近的位置上，導引多點輸入鍵30向正確的搖動方向21a～21d傾倒。從而，本形式的多點輸入鍵30具有可使印刷基板22的觸點部22a～22d更準確地導通的優點。
第三實施形式(圖8、圖9)圖8所示的適用於第三實施形式的鍵區40上設有輸入鍵組41a、41b。42表示第三實施形式中的多點輸入鍵。該多點輸入鍵42不象前述各實施形式那樣地形成薄膜一體化的樹脂鍵頂，而是如圖9所示，由其它材料的硬質樹脂製成的鍵頂主體44通過粘結劑等粘接在由矽酮橡膠和熱可塑性彈性體等的橡膠狀彈性體形成的鍵板43上而形成的。從而，多點輸入鍵42的鍵頂主體44通過鍵板43的裙部45而支撐在一個較高的基座部46上。
由於這樣的結構，在多點輸入鍵42的基座部46的底部46a上僅設有導向突起47a～47d和壓點部48a～48d，沒有形成前述各實施形式所示那樣的支點突起19、26、33。由於該實施形式的多點輸入鍵42的鍵頂主體44通過裙部45支撐在基座部46上，因此即使沒有支點突起也可以搖動，而且，即使按壓了誤操作點時，通過基座部46的導向突起47a～47d也可引導多點輸入鍵42向正確的搖動方向(21a～21d)傾倒，可準確地按壓印刷基板22的觸點部22a～22d並使其導通。
第四實施形式(圖10)圖10A～圖10C中的部分放大圖所表示的鍵區中所設置的多點輸入鍵50與第三實施形式相同，也是使硬質樹脂製成的鍵頂主體52連結在橡膠狀彈性體製成的鍵板51上而成的。與第一實施形式相同形成有支點突起53和導向突起54a～54d的搖動導向件55向下突設在鍵板51上。而且，56a～56d表示壓點部，在其前端設置有塗布導電性油墨而成的觸點部57。而且，鍵頂主體52呈棒狀，與前述各實施形式那樣的平面形狀的按壓操作面15不同。對其進行操縱時，只要正好朝向其各壓點部56的上方位置(正確的操作點)倒下，從而可使壓點部56向下移動即可。但是，由於鍵頂主體52是棒狀的，可很容易地向各個方向倒下，因此，有可能會向特別是各壓點部56a～56d的上方位置以外的搖動方向倒下。但是，由於本實施形式的多點輸入鍵50上形成有前述導向突起54a～54d，因此即使向錯誤的搖動方向倒下，鍵頂主體52最終也會向正確的搖動方向，即向各壓點部56a～56d的上方位置倒下。
其它實施形式(圖11～圖13)以上各實施形式說明了線條形態的導向突起20a～20d、25a～25d、34a～34d、47a～47d、54a～54d，但是形狀不一定連續，也可以是例如從搖動基端側到搖動前端間隔地形成高度逐漸降低的多個柱體，作為導向突起。
而且，各實施形式中例舉的多點輸入鍵12、30、42、50的正確操作點都是4個點，但是比4個點多或者少都是可以的。只要導向突起與其正確操作點的個數相對應地形成就可以。而且按壓操作面15的形狀也不只是橢圓形的，也可以是多角形、圓形等。
進而，前述各實施形式中，支點突起19、24、33、53和導向突起20a～20d、25a～25d、34a～34d、47a～47d、54a～54d是形成在鍵頂主體14、32或者鍵板43、51上，但是也可以形成在成為與多點輸入鍵12、30、42、50、51的底部14a、32a、46a相對的「對向面」的印刷基板22上。圖11是它的一個範例，由熱可塑性樹脂等形成的與圖5所示相同的搖動導向件23通過粘結劑或雙面膠帶等固定方式裝在設有觸點部22a～22d的印刷基板22上。
在前述實施形式中例舉了印刷基板22作為與多點輸入鍵12、30、42、50的底部14a、32a、46a、51a相對的「對向面」，但是也可以用例如圖12所示那樣的膜片開關58替換印刷基板22。該膜片開關的基本構造是由撓性樹脂薄膜製成的上部薄膜59和下部薄膜60通過由雙面膠帶等構成的隔片61疊放在一起。上部薄膜59上形成有例如塗布導電性油墨並硬化後形成的上部觸點59a～59d。下部薄膜60上也形成有同樣的下部觸點60a～60d。從上部觸點59a～59d的上方按壓上部薄膜59，上部觸點59a～59d通過隔片61的孔61a～61d與下部觸點60a～60d接觸並導通，進行輸入。從而，上部觸點59a～59d與下部觸點60a～60d相當於前述實施形式中的印刷基板22的觸點部22a～22d。採用這樣的膜片開關58時，上部薄膜59的上面成為「對向面」。如圖13所示，也可以將由熱可塑性樹脂等製成的與圖6所示相同的支點突起62和導向突起63a～63d通過粘結劑或雙面膠帶等固定方式安裝在圖12的上部薄膜59上。
由於採用本發明的按鍵輸入裝置，即使按壓正確的操作點以外的誤操作點，輸入鍵也向正確的搖動方向傾倒，可以正確地輸入，因此操作性良好，可儘可能地避免輸入錯誤。
權利要求
1.一種按鍵輸入裝置，輸入鍵相對於與其底部相對的對向面可搖動，利用輸入鍵，在位於基板的觸點部上方的正確操作點處按壓所述對向面，則輸入鍵向正確的搖動方向傾倒，在該觸點部進行輸入；其特徵在於，在輸入鍵的底部或所述對向面中的任意一個上設有導向突起，該導向突起是設置在夾著沿輸入鍵的正確搖動方向延伸的假想線的對稱位置上，利用輸入鍵，在正確的操作點以外的誤操作點處按壓所述對向面，則導向突起與輸入鍵的底部或對向面相接觸，引導輸入鍵向正確的搖動方向傾倒。
2.如權利要求1所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，導向突起中的前述接觸部分形成下斜的傾斜面。
3.如權利要求1所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，在輸入鍵的底部或者對向面上形成有作為輸入鍵的搖動支點的支點突起。
4.如權利要求2所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，在輸入鍵的底部或者對向面上形成有作為輸入鍵的搖動支點的支點突起。
5.如權利要求1所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，輸入鍵是具有環狀配置的多個正確操作點的多點輸入鍵。
6.如權利要求2所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，輸入鍵是具有環狀配置的多個正確操作點的多點輸入鍵。
7.如權利要求3所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，輸入鍵是具有環狀配置的多個正確操作點的多點輸入鍵。
8.如權利要求4所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，輸入鍵是具有環狀配置的多個正確操作點的多點輸入鍵。
9.如權利要求5所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，在從輸入鍵的中心點向將相鄰的正確操作點之間平分的方向延伸的放射狀假想線上設有導向突起。
10.如權利要求6所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，在從輸入鍵的中心點向將相鄰的正確操作點之間平分的方向延伸的放射狀假想線上設有導向突起。
11.如權利要求7所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，在從輸入鍵的中心點向將相鄰的正確操作點之間平分的方向延伸的放射狀假想線上設有導向突起。
12.如權利要求8所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，在從輸入鍵的中心點向將相鄰的正確操作點之間平分的方向延伸的放射狀假想線上設有導向突起。
13.如權利要求1～12中任意一項所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，輸入鍵是在表面側成為按壓操作面的樹脂薄膜的背面側一體地形成有樹脂製成的鍵頂主體的薄膜一體化樹脂鍵頂。
14.如權利要求1～12中任意一項所述的按鍵輸入裝置，其特徵在於，輸入鍵是將硬質樹脂製成的鍵頂主體連結在軟質樹脂製成的鍵板上的鍵區。
全文摘要
本發明涉及一種操作性良好的按鍵輸入裝置，即使按壓正確操作點以外的誤操作點也可正確地進行觸點輸入。在多點輸入鍵的底部上設置導向突起。導向突起設置在夾著多點輸入鍵的正確搖動方向的對稱位置上。因此，即使按壓正確操作點以外的誤操作點，導向突起也可引導多點輸入鍵向正確的搖動方向傾倒，可確實在印刷基板的觸點部進行輸入。由此，可避免在與多點輸入鍵的欲輸入的觸點部相鄰的觸點部也進行輸入；或者沒有在欲輸入的觸點部進行輸入，從而提高了多點輸入鍵的操作性。
文檔編號G06F3/033GK1455571SQ0312412
公開日2003年11月12日 申請日期2003年4月29日 優先權日2002年5月1日
發明者大城谷健史 申請人:保力馬科技株式會社