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一种输入装置，具有：壳体，球体，磁检测元件，配线基板，和摆动体。球体能够旋转地收纳在壳体中并且从壳体的开口部露出，埋设有具有多个突起的磁性体或者多个磁体。当在球体中埋设有磁性体时，在可使磁达到多个突起的位置设有磁体。磁检测元件与球体隔着一定的间隙相对配置。在配线基板上搭载有开关。摆动体设置在壳体与开关之间，将壳体能够相对于开关摆动地支撑。开关相应于摆动体的摆动而被接通、关断操作。球体与磁检测元件以相对于摆动体的摆动、相互之间的间隙保持为一定的方式安装于摆动体。

1.  一种输入装置，具备：
壳体，其具有开口部；
球体，其能够旋转地收纳于所述壳体并且从所述开口部露出，埋设有具有多个突起的磁性体；
磁体，其设置在可使磁达到所述多个突起的位置；
磁检测元件，其与所述球体隔着一定的间隙相对配置；
开关；
配线基板，其搭载有所述开关；和
摆动体，其设置在所述壳体与所述开关之间，将所述壳体能够相对于所述开关摆动地支撑；
所述开关相应于所述摆动体的摆动而被接通、关断操作，并且所述球体与所述磁检测元件以相对于所述摆动体的摆动、彼此的间隙保持为一定的方式安装于所述摆动体。

2.  根据权利要求1所记载的输入装置，其中，所述摆动体具有：
支点部，其与所述配线基板相接；和
操作部，其操作所述开关。

3.  根据权利要求1所记载的输入装置，其中：所述磁检测元件与所述壳体弹性接触。

4.  一种输入装置，具备：
壳体，其具有开口部；
球体，其能够旋转地收纳于所述壳体并且从所述开口部露出，埋设有多个磁体；
磁检测元件，其与所述球体隔着一定的间隙相对配置；
开关；
配线基板，其搭载有所述开关；和
摆动体，其设置在所述壳体与所述开关之间，将所述壳体能够相对于所述开关摆动地支撑；
所述开关相应于所述摆动体的摆动而被接通、关断操作，并且所述球体与所述磁检测元件以相对于所述摆动体的摆动、彼此的间隙保持为一定的方式安装于所述摆动体。

5.  根据权利要求4所记载的输入装置，其中，所述摆动体具有：
支点部，其与所述配线基板相接；和
操作部，其操作所述开关。

6.  根据权利要求4所记载的输入装置，其中：所述磁检测元件与所述壳体弹性接触。

输入装置
技术领域
本发明涉及各种电子设备的操作中所使用的输入装置。
背景技术
近年来，便携电话(移动电话)、个人计算机等各种电子设备的高功能化、小型化不断进展。伴随于此，对于在这些电子设备的操作中所使用的输入装置，要求有良好的操作感和可靠的操作性。对于这样的以往的输入装置，使用图7、图8进行说明。图7、图8是以往的输入装置的剖视图，图8表示按压操作时的状态。该输入装置包括：绝缘树脂制的球体1，上壳体3，下壳体4，框体5和配线基板6。
大致圆盘状的铁氧体(フェラィト)等多个磁体(磁铁)2以预定的间隔埋设在球体1的外周。上壳体3、下壳体4、框体5是金属薄板制的。上壳体3和下壳体4能够上下运动地安装在框体5上。另外在上壳体3和下壳体4的内部能够旋转地收纳球体1，球体1的上部从上壳体3上面的开口孔突出。
在配线基板6的上下面上，形成有多个配线图形(未图示)，在上面上安装有霍尔元件等多个磁检测元件7。框体5的下端被固定在配线基板6上。磁检测元件7与球体1隔着预定的间隙相对配置。
在配线基板6的上面上，还安装有按压开关(以下称作开关)8。开关8被配置在球体1的下方。开关8具有向上方突出的按钮部8A。按钮部8A的上面与下壳体4的下面抵接。
这样构成的输入装置被安装在便携电话、个人计算机等电子设备的操作部(未图示)。此时，球体1的上部从操作部突出。磁检测元件7、开关8经由配线图形等电连接于设备的电子电路(未图示)。
在上面的结构中，在由例如液晶显示元件等构成的设备的显示部(未图示)，显示姓名、曲名等多个菜单、光标(未图示)等。在该状态下，使用者用手指旋转操作球体1的上部。于是，埋设在球体1的外周的磁体2也移动。例如，在球体1向右方旋转了时，首先磁体2A接近磁检测元件7，接下来磁体2B接近磁检测元件7。
磁检测元件7检测该交替接近、离开的多个磁体2的磁(磁力，磁性)，向设备的电子电路输出预定的脉冲信号。设备的电子电路根据该脉冲信号检测球体1的旋转方向和旋转角度，使显示在设备的显示部的菜单上的光标等向右方移动。
另外，在使用者向左方、前后方向或者它们中间的倾斜方向旋转操作了球体1时也同样，从磁检测元件7输出脉冲信号。电子电路检测球体1的旋转方向和旋转角度，光标等向左方、上下方向或者倾斜方向移动。
另外，如果使用者在光标等位于所希望的菜单上的状态下按压操作球体1的上部，则如图8所示，收纳了球体1的上壳体3、下壳体4向下方移动。其结果，下壳体4的下面按压按钮部8A从而开关8电导通。电子电路检测出该导通，进行例如菜单的确定、下一菜单的显示等。
即，使用者一边看着设备的显示部一边向预定方向旋转操作球体1，由此显示在显示部的光标等向预定方向移动。这样，使用者选择菜单并按压操作球体1，由此能够进行菜单的确定、下一菜单的显示等。与此类似的输入装置在例如专利文献1中有所公开。
然而，在上述以往的输入装置中，在球体1的旋转操作中，在使用者误按压操作了球体1时，球体1与上壳体3、下壳体4一起向下方移动。其结果，球体1与磁检测元件7之间的间隙变化。因此，从磁检测元件7输出的脉冲信号产生偏差，球体1的旋转方向、旋转角度的检测产生误差。
专利文献1：日本特开2004-5091号公报
发明内容
本发明是没有误检测、能够进行可靠的操作的输入装置。本发明的输入装置具有：壳体，球体，磁检测元件，配线基板，和摆动体。球体能够旋转地收纳在壳体中并且从壳体的开口部露出，埋设有具有多个突起的磁性体或者多个磁体。当在球体中埋设有磁性体时，在可使磁达到多个突起的位置设有磁体。磁检测元件与球体隔着一定的间隙相对配置。在配线基板上搭载有开关。摆动体设置在壳体与开关之间，将壳体能够相对于开关摆动地支撑。开关相应于摆动体的摆动而被接通、关断操作。球体与磁检测元件以相对于摆动体的摆动、相互之间的间隙保持为一定的方式安装于摆动体。在该构造中，通过摆动体进行开关的操作，并且在按压操作时，球体与磁检测元件的预定的间隙不变化。因此，能够抑制球体的旋转方向、旋转角度的检测的偏差。
附图说明
图1是本发明的实施方式的输入装置的剖视图。
图2是图1所示的输入装置的分解立体图。
图3A是图1所示的输入装置的局部正视图。
图3B是表示图3A中磁的流动的图。
图4是图1所示的输入装置的按压操作时的剖视图。
图5是本发明的实施方式的其他的输入装置的剖视图。
图6是本发明的实施方式的其他的输入装置的剖视图。
图7是以往的输入装置的剖视图。
图8是图7所示的输入装置的按压操作时的剖视图。
符号说明
11：球体
12：磁性体
13：核心部
14、14A、14B、14C：突起
15：上壳体
16：下壳体
17：盖
18、181：摆动体
18A：按压部(操作部)
18B：支点部
19：柔性基板
19A、23A：切口部
20、20A：磁体
20B：树脂构件
21、21A、21B：磁检测元件
22：开关
22A：按钮部
23：框体
24：配线基板
24A：导引壁
30：弹簧
具体实施方式
图1是本发明的实施方式的输入装置的剖视图，图2是其分解立体图。该输入装置包括：由上壳体15和下壳体16构成的壳体，球体11，盖17，磁体20，柔性基板19，磁检测元件21，开关22，框体23，配线基板24，和摆动体18。
球体11能够旋转地收纳在壳体中。在上壳体15设有开口部15A，球体11从开口部15A露出。即，球体11的上部从上壳体15的上面的开口部突出。在球体11中埋设有多个突起14从核心部13突出的磁性体12。而且在可使磁达到突起14的位置设置磁体20。磁检测元件21隔着一定的间隙与球体11相对配置。在配线基板24上搭载有电连接于柔性基板19的开关22。摆动体18设置在壳体与开关22之间，将壳体支撑成能够相对于开关22摆动。开关22根据摆动体18的摆动而被接通、关断操作。壳体相对于摆动体18的摆动将球体11与磁检测元件21之间的间隙保持为一定。即，球体11与磁检测元件21以相对于摆动体18的摆动、相互之间的间隙保持为一定的方式安装在摆动体18上。
球体11的主体部分通过丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂、聚碳酸酯、聚氨酯等绝缘树脂构成。磁性体12由坡莫合金(パ一マロィ)、铁、Ni-Fe合金等构成。在磁性体12，大致圆柱状的多个(例如24个)突起14从大致球状的核心部13向外周放射状地突出。
上壳体15、下壳体16由钢等金属薄板制作。盖17为大致板状，由橡胶、弹性体等形成。摆动体18由聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯等绝缘树脂形成。收纳着球体11的上壳体15和下壳体16隔着盖17载置在摆动体18的上面上。
薄膜状的柔性基板19由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯构成。在柔性基板19的上下面上通过碳、银、铜箔等形成有多个配线图形(未图示)。大致圆筒状的磁体20以N极在上方、S极在下方的方式配置在柔性基板19的上面上的包围球体11的位置。磁体20由铁氧体、Nd-Fe-B合金等形成。
在磁体20内周的柔性基板19的上面上，安装有检测水平方向的磁的GMR元件、检测垂直方向的磁的霍尔元件等多个磁检测元件21。磁检测元件21隔着预定的间隙与球体11相对配置。另外在图2中以1个单元示出了多个磁检测元件21。
开关22是按压开关(按键开关)，安装在柔性基板19的上面的右方，配置在比球体11靠下方。开关22具有向上方突出的按钮部22A，摆动体18的右端的按压部(操作部)18A的下面与按钮部22A的上面抵接。另外，开关22也可以安装在配线基板24上。
框体23为钢等金属薄板制的。框体23覆盖柔性基板19的下面，与上壳体15固定在一起。通过该构造将收纳于下壳体16的球体11、安装于柔性基板19的磁检测元件21以及设置在它们之间的摆动体18保持在预定位置。另外，优选将磁检测元件21配置成与下壳体16弹性接触。
配线基板24由酚醛纸(紙フェノ一ル)、混入有玻璃的环氧化物构成。在配线基板24的上下面上通过碳、铜箔等形成有多个配线图形(未图示)。摆动体18的左端的支点部18B的下面能够摆动地与配线基板24的上面抵接。另外在图2中将配线基板24省略。这样构成输入装置。
这样构成的输入装置，以球体11的上部突出的方式安装在便携电话、个人计算机等电子设备的操作部(未图示)。磁检测元件21、开关22经由配线图形等电连接于设备的电子电路(未图示)。
接下来使用图3A～图4说明该输入装置的操作。图3A是图1所示的输入装置的局部正视图。图3B是表示图3A中磁的流动的图。图4是图1所示的输入装置的按压操作时的剖视图。
在例如设备的液晶显示元件等显示部(未图示)，显示了姓名、曲名等多个菜单、光标(未图示)的状态下，使用者用手指旋转操作球体11的上部。于是，埋设在球体11内的磁性体12也旋转。例如，如图3A所示，在向右方旋转了时，首先磁性体12的突起14A接近磁检测元件21A。
图3B表示突起14A最接近磁检测元件21A的状态。在该状态下，配置在球体11的下方的磁体20的例如来自右方以及左方的N极的磁进入最接近磁体20的突起14B、14C。该磁进而经由核心部13、突起14A而穿过。磁检测元件21A检测来自突起14A的磁。
如果使用者继续向右方旋转操作球体11，则突起14A从磁检测元件21A离开，接近磁检测元件21B。而且突起14B接近磁检测元件21A，磁检测元件21A检测来自突起14B的磁。
即，磁检测元件21A在突起14A最接近时检测1次磁体20的N极的磁。然后，磁一度减弱，当突起14B最接近时，再检测1次N极的磁。每次，磁检测元件21A都向设备的电子电路输出脉冲信号。
另外，与磁检测元件21A并列配置的磁检测元件21B也同样检测来自突起14A、14B的磁。磁检测元件21B配置在相对于磁检测元件21A以预定间隔稍稍错开的位置。因此，从磁检测元件21B输出的脉冲信号相对于磁检测元件21A的脉冲信号错开预定时间。即，来自磁检测元件21B的脉冲信号相对于来自磁检测元件21A的脉冲信号具有相位差。
设备的电子电路利用该相位错开的两个脉冲信号，根据哪个脉冲信号先上升而检测球体11的旋转方向。另外通过该脉冲数检测球体11的旋转角度。基于该检测结果，设备的电子电路使显示于显示部的菜单上的光标等例如向右方移动。
另外，在将球体11向左方、前后方向或它们中间的倾斜方向旋转操作了时也同样，从多个磁检测元件21输出脉冲信号。基于该输出，设备的电子电路检测球体11的旋转方向和旋转角度，使光标等向左方、上下方向或倾斜方向移动。
另外，如果使用者在光标等位于所希望的菜单上的状态下按压操作球体11的上部，则如图4所示，摆动体18以支点部18B为支点摆动。从而，右端的按压部18A的下面按压按钮部22A而对开关22进行接通、关断操作。设备的电子电路检测该操作，进行例如菜单的确定、下一菜单的显示等。
另外，此时，通过上壳体15和框体23而与摆动体18一体化的球体11、下壳体16、柔性基板19、磁检测元件21等也保持相同位置关系地与摆动体18一起摆动。
即，使用者一边看着设备的显示部一边向预定方向旋转操作球体11，由此使显示在显示部的光标等向预定方向移动，选择菜单。然后，通过按压操作球体11，能够确定菜单或者显示下一菜单。
在上述那样按压操作时，球体11、磁检测元件21等也与摆动体18一起摆动。因此，即使在球体11的旋转操作中误按压操作了球体11时，球体11与磁检测元件21的位置关系也不变化。因此，从磁检测元件21输出的脉冲信号不会产生偏差、误差。
即，在该输入装置中，球体11收纳在壳体内，设置将壳体与磁检测元件21的距离保持为一定并且将它们一体化的摆动体18。在按压操作时摆动体18摆动，按压部18A操作开关22。因此即使在按压操作时，球体11与磁检测元件21的间隙也不变化。其结果，抑制了球体11的旋转方向、旋转角度的检测的偏差，能够不会误检测地可靠地操作输入装置。
另外，在上面的说明中，在球体11内埋设磁性体12，磁检测元件21通过磁性体12检测大致圆筒状的磁体20的磁，从而检测球体11的旋转方向和旋转角度。然而本发明并不限定于该结构。如图5的剖视图所示，也可以代替磁性体12，在球体11内放射状地埋设大致圆柱状的多个磁体20A。如果设为磁检测元件21检测磁体20A的磁的结构，则不需要大致圆筒状的磁体20。因此能够通过更简单的结构，廉价地形成输入装置。
此时，为了相对于柔性基板19保持下壳体16，配置与磁体20同样形状的树脂构件20B。另外也可以如图1所示，利用摆动体18保持壳体由此固定下壳体16相对于柔性基板19的高度方向的位置。也可以将磁检测元件21固定在下壳体16的外底面。通过该任何一种构造都能够将球体11与磁检测元件21的间隙保持为一定。
另外，在上面的说明中，配设在球体11内的磁性体12包括：大致球状的核心部13，和从核心部13向外周放射状地突出的大致圆柱状的多个突起14。然而本发明并不限定于该结构。也可以应用将核心部13设为中空的结构，或者应用下述结构等：代替核心部13，使多个突起14向球体11的中心方向延伸，在中心部连接的结构。即，只要将多个突起14连接即可，将核心部设为各种形状都能够实施本发明。
说明了将磁性体12的多个突起14设为大致圆柱状的结构，但即使使用四棱柱、多棱柱或者圆锥状、棱锥状的突起14等，也能够实施本发明。
另外在上面的说明中，将开关22设为按压开关进行了说明。然而即使使用杠杆开关也能够实施本发明。
另外，如图1、图2所示，也可以：在柔性基板19中的、与下壳体16的下面弹性接触的磁检测元件21的周围设置U字型的切口部19A，在框体23的与切口部19A对应的位置也设置U字型的切口部23A。通过这样设置切口部19A、23A，当使用者在球体11的旋转操作中误按压操作球体11、包含摆动体18的一体物变形时，柔性基板19的切口部19A内的区域和框体23的切口部23A内的区域能够弹性变形。因此，磁检测元件21与球体11向相同方向上下运动。其结果，磁检测元件21与球体11的间隙保持为一定。另外，在该结构中，在通过对球体11的按压操作按压了开关22后，切口部19A、切口部23A内的区域弹性变形。因此，能够保护开关22。因此，优选设置切口部19A、23A，使磁检测元件21与下壳体16的下面弹性接触。另外，也可以不设置切口部19A、23A，而通过将橡胶板等弹性材料夹在框体23与柔性基板19之间等而使磁检测元件21与下壳体16的下面弹性接触。另外在这样的结构中也可以应用图5所示的结构。
接下来使用图6说明本实施方式中的其他的输入装置。图6是本发明的实施方式的其他的输入装置的剖视图。该输入装置与图1所示的输入装置的不同点是摆动体的构造和开关的位置。
在该构造中，球体11、壳体、磁检测元件21、框体23等与摆动体181一体化。而且通过弹簧30从配线基板24弹性支撑框体23。开关22位于球体11的正下方，配置在框体23与配线基板24之间。而且在配线基板24上设有将摆动体181以能够上下运动的方式支撑的导引壁24A。
即，在该构造中，摆动体181设置在壳体与开关22之间，通过弹簧30将壳体支撑成能够相对于开关22摆动。另外此时，操作开关22的操作部为框体23。优选以不会由于按压操作力而变形的方式选择框体23的厚度、原料而使刚性比图1的构造中的框体23高。
工业利用前景
本发明的输入装置具有有益的效果，即，没有误检测、能够实现可靠的操作。因此主要在各种电子设备的操作中有用。