专利名称：按键输入电路及便携式终端输入设备的利记博彩app
本申请要求了于2001年12月14日申请的第2001-382132号日本专利申请的利益，通过引用结合该申请所涉及的内容。
在便携式电话装置中，几乎不能安排如此多的按键。不仅是便携式电话装置，对其他许多电子设备来说，都需要减少用于规定其CPU启动条件的操作的按键数量。特别是用于需要减小体积的便携式电子设备，这些设备不仅需要减少按键的数量，还需要减小按键的物理大小。从实际应用的价值以及有效性的观点上看，减小按键的大小不应该导致机械式开关在机械性能和物理性能上的减退。至于机械上的和物理上的性能，都是由切换操作以及诸如被称为单击感应的一操作感应的可靠传输加以保证。
由于开关具有上述两种不同的性能，对于本技术领域所公知的一种薄片式开关，通常是将一组开关以类似薄片的方式排列构成。该薄片式开关在其移动性能和恢复性能上是极好的。附图13(a)至13(c)示出了一单元开关，也可以说是单元按键(或者是按键元件)，它们在极好的保持了上述两种不同性能的同时减小了其自身尺寸大小。该单元开关被称为圆顶式开关(dome-like switch)。如附图13(a)中示出的那样，上述现有的单元按键具有两个电极，即一环形薄膜电极101和一圆点式(dot-like)薄膜电极102。该环形以及圆点式薄膜电极101和102都被放置在一具有若干个子层的配线层的电极衬底中(图中未示出)。上述环形和圆点式薄膜电极101和102与配线的导线相连，配线立体的安放在该具有若干子层的配线层内部。附图13(c)示出了一可动式的开关元件。该开关元件由一半球面壳体式金属薄片部件(thin metal sheet member)103构成。通常情况下，也可使用一种半球面壳体式的弹性树脂成分来代替该金属薄片部件103，并且在其内表面上粘结有一导电薄膜。在附图13(c)中，示出了该金属薄片部件103的顶端部分被按下时的情形。当上述顶端部分被按下时，致使该金属薄片部件的内表面与上述圆点式薄膜电极102接触，并且启动一如附图14中示出的等效开关电路104。
众所周知，该圆顶式开关在上述两种不同性能方面是十分优越的，即，在该切换功能的可靠性以及操作感应的传输方面。每一手工的操作用来对应于一种电切换操作。如此一对一的对应，对于在人和CPU之间进行信息的机械式转继功能是十分有利的。由此，就要在保持人们和CPU之间进行的信息的机械式转继功能的优点的同时，通过一对多的对应来减少那些按键的数量。
作为一能够执行多种切换功能的开关，其由于采用一对多式的对应，因此可以通过选择多个位置来响应一手动的操作。如所示的多数开关都具有不同机械结构，这对于本技术领域来说是众所周知的，例如已经公开的第7-16339号日本实用新型，已经公开的第7-262865号日本发明专利，已经公开的第2001-56730号日本发明专利以及已经公开的第10-49295号日本发明专利。在便携式电话装置的PCs中具有一由许多开关元件构成的开关组，其中每一开关元件根据需要被设置成小尺寸并且具有可靠的可操作性，其本质上是要求减小包括该开关的电路结构的必要面积，且进一步要求可以进行那种即时操作。特别是，在按压一开关的操作中允许对该切换操作进行确认，如此的操作感应的可靠传输的实现被认为是十分重要的。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种输入设备以及一种便携式终端输入设备，上述设备能够极好的保持在人与CPU之间进行机械继电功能，其中的多个小的按键元件作为一组被集中设置，可实现允许确认切换操作的操作感应能够可靠传输的属性，而且实际上其可以以一对多式的对应而使减少按键的数量成为可能。
下面将介绍用于实现上述目的的装置。对于表述的技术特征在其后的括号中附加了数字、符号等等标记。这些数字、符号等标记与附加于按照本发明的多个实施例或一或更多实施例中的技术特征所涉及的数字、符号等标记是一致的，特别是对于在实施例或与之对应的附图中表述的技术特征。上述所涉及的数字、符号等用于阐明在权利要求中涉及的技术特征与在实施例中的技术特征之间的对应关系或转换关系。如此的对应关系或转换关系并不意味着将权利要求中所涉及的技术特征解释为仅限于实施例中提及的技术特征。
按照本发明的一种按键输入设备包括有一配线衬底(2)；以及多数个设置于该配线衬底(2)上的按键(1)，并且每一按键都具有立体式可移动表面，能够相对于另一个以一接连的方式被移动。该立体式可移动表面包括有一在先移动表面，能够在在先时间中进行一第一次移动；以及一后继移动表面，能够在时间上后继于该在先移动表面的该第一次移动而进行一后来的第二次移动。该后继移动表面能够通过该第一次移动的移动力进行该第二次移动。该多数个按键(1)的每一都具有一用于构成该在先移动表面第一按键(3)；以及一具有该后继移动表面的第二按键(4)。当该第一按键(1)中的一第一按键部件(1)与该配线衬底的一第一衬底部件(12、43)，以该在先移动表面的移动为基础而导致开始机械地相互接触时，产生一第一切换操作。当该第二按键(4)中的一第二按键部件与该配线衬底(2)的一第二衬底部件(13、46)以该后继移动表面的移动为基础而导致开始机械地相互接触时，产生一第二切换操作。按键(1)中的每一按键通过垂直于该配线衬底的衬底(2)的表面部分的移动来执行该第一和第二切换操作。
尤其重要的是在移动前，该在先和后继移动表面都在与该移动方向相反的方向上形成凸起的表面。从移动前凸起的表面到移动后变成了一凹陷表面，上述改变在物理上意味着一上部固定中心在移动过程中出现。考虑到感应问题，在通过一上部固定中心时可以可靠获得一允许确认切换操作的操作感应的可靠传输。因此，多个单击感应步骤以一种接连的方式被获得，同时能够减少按键的数量。该步骤的数量不限于两次，一种三壁的圆顶式形状就允许三步骤的单击感应以一种接连的方式被获得。
一单独的按键具有两个操作表面，即，一在先移动表面和一后继移动表面，并且当它获得以单一方向施加的单个外力时，它能够自身匹配地以一种接连的方式来执行两个切换操作。如此的按键结构虽然实际上只是一单一的开关却能够执行一双重动作，因此，其允许开关或者按键数量的减少一半，并且实现手动操作的速度的提高。这样，一个按键可以实现两个按键的功能，并可作为一个功能键来操作。
用于实现上文所描述的双重动作的通用的获取装置由下面两个获取装置来实现。该第一和第二按键(3)和(4)以几何方式将其中一按键设置于另一的外部。在一第一获取装置中，该第一和第二按键(3)和(4)在与该配线衬底(2)的衬底表面垂直的方向上被隔离，并且该第一按键(3)对应于该配线衬底表面被设置于该第二按键(4)的外部。在一特殊的情形中，该第二按键(4)被设置于一由该第一按键(3)和该配线衬底(2)所限定的封闭的空间中。在一第二获取装置中，该第一和第二按键(3)和(4)在与该配线衬底(2)的衬底表面平行的方向上被隔离。该第二按键(2)被装入该第一按键(1)中，并且构造成连续的且与该第一按键(3)的内部相连的结构。该第一和第二按键(3)和(4)以及该配线衬底(2)形成了一单独的封闭空间。
第一解决方案当该第一按键部件和该配线衬底(2)的该第一衬底部件(12)经由该第二按键部件而开始互相接触时产生该第一切换操作。该第一按键(3)、该配线衬底(2)以及该第二按键(4)一起形成了一第一封闭空间。该第二按键(4)和该配线衬底(2)一起形成了一第二封闭空间。该第二按键(4)位于由该第一按键(3)和该配线衬底(2)形成的一第三空间中。如所示出的那样，该第一按键(3)在该第三封闭空间内引起该第二按键(4)的移动和变形。
该配线衬底(12)具有一牢固地粘附于该第一按键(3)上的第一电极(12)，一牢固地粘附于该第二按键(4)上的第二电极(13)，一面向该第二封闭空间的第三电极(14)。该第一衬底部件(13)对应于该第二电极(13)，并且该第二衬底部件(14)对应于该第三电极。该第一电极(12)形成一第一封闭的环，该第二电极(13)形成一第二封闭的环。该第一按键(3)使其整个圆周粘附于该第一环，该第二按键(4)使其整个圆周粘附于该第二环，该第一环电连接于GND(23)，该第二环与一CPU(中央处理单元)的一第一输入端口(24)相连，并且该第三电极(14)与该CPU的一第二输入端口(25)相连。随着该双重动作，该CPU以两种不同的方式进行操作。
在此，该第一按键(3)具有一可导电的第一内表面，该第一内表面电连接于该第一电极(12)，该第二按键(4)具有一可导电的第二内表面，该第二内表面电连接于该第二电极(13)。由此构成的电路结构甚至无须详细描述就可以清楚的知道。上述内容仅仅用来描述本发明，而本发明的创造性不在于上述所给出的内容。
该第一按键(3)具有一由树脂制成的第一主体部件，以及一形成于该第一主体部件的内部的第一导电薄膜。该第一内表面对应于该第一导电薄膜(未示出)的内表面。该第二按键(4)具有一由树脂制成的第二主体部件，以及一形成于该第二主体部件的内部的第二导电薄膜(未示出)。该第二内表面对应于该第二导电薄膜的内表面。如此多层按键结构在导电性和可变形性能方面是特别有用的。作为铜合金薄膜和铝合金薄膜，能够承受一千万次的折叠的上述薄膜已经被开发出来并且实际上也很有用。另一方面，一由树脂构成的多层结构以及导电薄膜总体上具有极好的大规模的生产性能。该按键可能由唯一的一种导电树脂构成。在使用树脂的情况下，通常将按键和配线衬底通过插入注射浇铸成型技术(Insert Injection molding techniques)，以紧密接触(close-contact-wise)的并且高度的大规模的生产方式装配在一起。
该配线衬底(2)具有多个形成于其内部的导线，并且该第一至第三电极中的每一电极，都经由一与该配线衬底垂直延伸的连接导线电连接于该配线。功能按键的数量越多，减小具有多层配线衬底的电路面积的效果越好。
该第一和第二按键(3)、(4)最好都采用半球面壳体式形状。由于上述按键采用半球面壳体式的形状，虽然按键的运动方向可能是一单一的方向，但该单一的方向能够自由的跟随于人们手指按压的方向。该第一和第二按键(3)、(4)也可以都采用圆锥体式的形状(frust-conical in form)。通常，提供一种众所周知的如圆顶式开关的圆顶式形状是十分重要的。
第二解决方案该在先和后继移动表面形成了一可连续移动表面，并且该可连续移动表面与该配线衬底的衬底(2)的表面形成了一单独的封闭空间。该配线衬底具有一具有一第一分离部件(43)的第一导线，以及一具有一第二分离部件(46)的第二导线。该第一和第二按键部件(35)、(37)都是可导电的，当该第一按键部件(35)电耦合于该第一分离部件(43、44、45)时开始该第一切换操作，并且当该第二按键部件(37)电耦合于该第二分离部件(46、47、48)时开始该第二切换操作。该第一导线的一侧(44)电连接于地(23)，并且另一侧(45)与该CPU的该第一输入端口(25)相连，并且该第二导线(47)的一侧(48)电连接于地(23)，并且另一侧(47)与该CPU的该第二输入端口(24)相连。该第一按键(3)包括一具有较大外部直径的第一圆锥体式部件(31)，以及与该第一圆锥体式部件(31)作为一整体且与该配线衬底表面基本平行一第一盘式部件(32)。该第二按键(4)包括一具有一较小的外部直径的第二圆锥体式部件(33)，以及与该第二圆锥体式部件(33)作为一整体的且基本平行于该配线衬底表面的一第二盘式部件(34)。该第一盘式部件(32)与该第二圆锥体式部件(33)是一整体。该第一按键部件(35)形成于该第一盘式部件(32)中，以及该第二按键部件(37)形成于该第二盘式部件(32)中。
更加具体的是，该第一按键(3)包括一具有较大外部直径的第一部分球面壳状部件(5 1)，以及一具有较小外部直径的第二部分球面壳状部件(52)。该第一部分球面壳状部件(51)与该第二部分球面壳状部件(52)形成一连续的整体。
该第一导线具有一形成于一第一单侧凹面部件中的第一单侧分离部件(44)，而且还具有一形成于一第一另侧凹面部件的第一另侧分离部件(45)。该第一单侧分离部件(44)具有一延伸入该第一另侧凹面部件的部分，并且该第一另侧分离部件具有一延伸入该第一单侧凹面部件的部分。该第二导线具有一形成于一第二单侧凹面部件的第二单侧分离部件(48)，而且还具有一形成于一第二另侧凹面部件的第二另侧分离部件(47)。该第二单侧分离部件(48)具有一延伸入该第二单侧分离部件的部分，该第二另侧分离部件(47)具有一延伸入该第二单侧凹面部件的部分。如此的结构能够可靠的进行电连接。并且该第一和第二按键部件(35)、(37)的表面(36)、(38)都具有光滑的弯曲表面。
按照本发明的一种用于便携式终端的输入设备，包括一外壳(未示出)，一设置于该外壳内部的CPU键盘(未示出)，并且具有一CPU，一可移动支撑在该外壳上的、作为该外壳外表面上的元件的多个按键(1)构成的按键组以及一配线衬底，上述配线衬底具有支撑在该外壳上能够与该按键(1)接触多个电极。该每一按键(1)的运动都是一具有垂直于该外表面的方向的相互运动。该按键(1)通过在该垂直方向上的正向敲击(forward stroke)所形成的双步骤接触(two-step contact)与电极(13和14，或47和46)开始接触。该双步骤接触的该第二接触是该双步骤接触的第一接触的一机械基本条件。该双步骤接触以一种接连的方式切换该CPU的两个输入端口的电压状态。
该双重动作的该电双步骤接触，允许减小该便携式终端设备的输入设备，提高输入操作的速度并为将来出现的高效的数字式便携电话设备提供了更加平稳的输入操作。具体地说，该第一步接触对应于数字键中的数字“j”，并且该第二步接触对应于数字键的数字“j+1”。如果该数字“j”的最小值是“0”，则该第二步接触对应于该数字键的一奇数数字。许多程序通过给CPU输入两个电信号来启动正在开始一操作的接连的功能。由此，用户能够通过单一动作来启动该程序。
该按键(1)的每一都具有一第一功能键，一第二功能键，对该第一功能键实施浅度按压能够引发一功能f1，对该第二功能键实施浅度按压能够引发一功能f2，对该第一功能键实施的深度按压能引发一功能f3，该功能f3对应于对该第一功能键实施一浅度按压和对该第二功能键实施一浅度按压。上述以接连的方式进行的操作被设置为快速进行。
本发明的其他目的和特征将参考附图在随后的描述中阐明。
附图1示出了一种按照本发明的输入按键电路的截面图；附图2示出了附图1中沿着线I-II的截面图；附图3示出了附图1中示出的该实施例的等效电路图；附图4示出了在附图1中示出的该实施例的一后继操作的截面图；附图5示出了在附图4中示出的该实施例的一后继操作的截面图；附图6示出了按照本发明的按键输入设备的另一实施例；附图7示出了在附图6中沿着线VII-VII的截面图；附图8示出了在附图6中示出的实施例的一后继操作的截面图；附图9示出了在附图8中示出的该实施例的一后继操作的截面图；附图10示出了附图6中示出的该实施例的等效电路图；附图11示出了按照本发明的输入按键电路的又一实施例的截面图；附图12示出了按照本发明的输入按键电路的更进一步的实施例的截面图；
附图13示出了现有技术中的圆顶式开关；附图14示出了该现有技术中的圆顶式开关的等效电路图；本发明的优选实施例下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
参照附图，作为按照本发明的一实施例的该按键输入设备，其是由一具有多层结构的配线衬底与一立体式可连续移动的部件组成的。如附图1所示，该立体式可连续移动部件1以立体式结构设置在该多层配线衬底2的顶部。该立体式可连续移动部件1具有一种双层结构，该双层结构由一外部以及一内部立体式可连续移动部件3和4组成。在此实施例中，该外部的立体式可连续移动部件3被构成一半球面壳体式(或圆顶式)的导电薄层的形式。
该外部的立体式可连续移动部件3是由一种足够坚硬的并且具有足够弹性的壳体式铝合金薄片材料制成的。通常也可以使用一种由弹性树脂制成的外部壳体部件与由导电树脂制成的内部壳体部件组成的双层壳体部件，来代替该铝合金薄片。该内部立体式可连续移动部件4同样被构造成一半球面壳体式导电薄层。该立体式可连续移动部件4也是由足够坚硬且具有足够弹性的壳体式铝合金薄片材料制成的。通常可以使用一种由弹性树脂制成的外部壳体部件与由导电树脂制成的内部壳体部件组成的双层壳体部件，来代替该铝合金薄片。
该外部立体式可连续移动部件3和该多层配线衬底2一起构成一封闭的空间。该封闭空间使得灰尘粒和雨水都不能侵入该外部立体式可连续移动部件的弹性体部分3。该外部和内部的立体式可连续移动部件3和4之间行成了一第一封闭空间。该内部立体式可连续移动部件4与该多层配线衬底2一起形成了一第二封闭空间。该第二封闭空间同样使得无论是灰尘粒还是雨水都不能侵入该外部立体式可连续移动部件3。
该外部以及内部立体式可连续移动部件3和4按照同心位置方式设置。该外部和内部立体式可连续移动部件3和4具有一立体式的可按压的特性，该特性指的是一种能够使该内部和外部表面的给定部分与同上述这些部分邻近的部分所形成的角度可变的几何特性。该外部和内部立体式可连续移动部件3和4被构造成以它们的中心线为对称轴的对称结构。
该具有多层结构的配线衬底2由一开关衬底5，一设置在该开关衬底5之上的第一配线层6，以及一设置在该第一配线层6之上的第二配线层7组成。该开关衬底5上设置有一第一配线8，以使该第一配线8被埋入该第一配线层6之中。一第二和第三配线9和11设置在该第一配线层8之上，并且该第二和第三配线被埋入在该第二配线层7之中。一第一至第三电极12到14设置于该第二配线层7之上。该第一电极12埋入至该外部立体式可连续移动部件3的一外部环形套管部件15的内部。该第二电极13埋入至该内部立体式可连续移动部件4的一内部环形套管部件16的内部。
如附图2所示，该第一电极12形成一外部环形电极，且该第二电极13形成一内部环形电极。该第三电极14形成一圆形电极。该第一和第二电极12和13具有一共同的中心圆形区域，而该第三电极14被设置于其中。该第一电极12经由一第一导线7与该第二配线9相连，其中该第一导线以垂直于该衬底表面的方向穿透该第二配线层7。该第二电极13经由一第二导线18与该第一配线8相连，其中该第二导线以垂直于该第二配线层7以及第一配线层6的方向穿透该第二和第一配线层。该第三电极14经由一第三导线19与该第三配线11相连，其中该第三导线以垂直于该第二配线层7的方向穿透该第二配线层。
附图3示出了将本发明应用于一种便携式终端输入设备的实施例的等效电路图。该立体式可连续移动部件1以及该多层配线衬底2一起构成了如附图3中所示的配线等效电路。如附图3所示，该外部和内部立体式可连续移动部件3和4一起构成一第一开关21，该第一开关用于选择该第一和第二电极12和13相互之间的开启和闭合，并且该内部可连续移动部件4构成了一第二开关22，该第二开关用于选择该第二和第三电极13和14相互之间的开启和闭合。
该第一电极12与一GND(地)23相连。该第二电极13经由该第一配线8与一CPU(未示出)的一第一输入端口24相连，以使该CPU能够以高电平或低电平读出数据。该第一输入端口24设置为一高电平电压。该第三电极14经由该第三配线11与该CPU的第二输入端口25相连，以使该CPU能够以高电平或低电平读出数据。该第二输入端口设置为高电平电压。
附图4示出了当该外部立体式可连续移动部件3被按下时，该第一开关21的操作。当该外部立体式可连续移动部件3的凸起的顶端部分被朝着该衬底部分按下时，该外部的立体式可连续移动部件3的顶端凸起部分的该凸起的内表面(即，低端部分、背部或衬底表面)，机械地与该内部的立体式可连续移动部件4的一凸起的外表面(例如，上部的外表面)所形成的类似一表面的那部分区域相接触。当该外部和内部的立体式可连续移动部件3和4机械地互相接触时，该第一和第二配线8和9互相电连通。该电传导状态对应于在附图3中示出的该第一开关21的开启状态。
附图5示出了当该外部的和内部的立体式可连续移动部件3和4被同时按下时，该第一和第二开关21和22的操作情况。当该外部立体式可连续移动部件3的该凸起的顶端部分被按下并且变形时，其凹陷的内表面机械地与该内部的立体式可连续移动部件4的凸起的顶端凸起部分形成的外表面相接触(参见附图4)。随着上述的机械接触，使该第一开关21开始导通，即前述的“闭合”状态。随着该外部的立体式可连续移动部件3的顶端部分被连续的按压，该内部的立体式可连续移动部件4的该凸起的顶端部分被按下并且变形甚至变成凹陷的形状，其位置也由该外部立体式可连续移动部件3的目前处于凸起形状的顶端部分所占据。最终，该内部的立体式可连续移动部件4的顶端凸起部分的内表面(也即低端表面)开始机械地与该第三电极14接触。
随着该内部立体式可连续移动部件4与该第三电极14开始互相机械地接触，该第三和第二电极14和13以导电方式互相连接，用于实现该第三配线11与该第三电极14互相之间的电连接。第三电极14与第三配线11之间的这种电连接的导电状态，对应于如附图3中所示的该第二开关22的该“闭合”状态。只要该第二开关处于该“闭合”状态，则该第一开关21总是处于“闭合”状态。该第一开关21处于“闭合”状态是该第二开关22进入“闭合”状态的必不可少的条件。
该外部立体式可连续移动部件3的整个内表面组成了一进行先前移动的先前移动表面。该先前移动表面的变形力引发一后继移动表面的变形，该后继移动表面即为该外部立体式可连续移动部件3的外表面。这种变形可由手的按压操作引起。用户能够按照下述两种不同按压方式的一种进行操作，这两种方式是(1)第一次按压操作；以及(2)接连的按压操作，其中在该第一次按压操作执行后，紧接着执行一第二次按压操作。
该第一次按压操作是以一对一的形式，对应于该第一开关的第一切换操作。该第二次按压操作是以一对一的形式，对应于该第二开关的第二切换操作。该接连的按压操作对应于上述第一和第二切换操作。实际上，该接连的按压操作是一单独的操作。该单独的接连按压操作是以一对二的形式，对应于该第一和第二切换操作。
允许进行如此接连的按压操作的该外部和内部立体式可连续移动部件3和4，以垂直于该衬底表面的方向被平行放置。即，上述3和4这两部件不用占用对应于两个元件的衬底面积，而只占用对应于单独元件的面积。关于家庭电子产品的操作，Kohnosuke Matsushita论及了下述内容。“等到两个连续的操作出现时，家庭主妇们会立刻习惯于此的，但是对于她们来说要平稳地进行连续的三个操作却是十分困难的。例如，家庭主妇们能够轻而易举的通过拨动一开关旋钮来接通电视机的电源，然后为调节声音的音量而继续转动该旋钮，但是对于她们来说，要想进一步调节电视荧屏的亮度而接着反向旋转该旋钮是十分困难的。”一用于进行一第一次和第二次按压这样的一维动作的接连的动作，恰恰是为习惯了游戏操作的新潮的年轻人而准备的。在此要特别指出，通过在该第一操作和第二操作之间提供一单击感应的方式，能够在感觉上感应到该第一次按压操作和接连的操作之间的操作区别。在前述的圆顶式开关中，在附图1中所示的该复原状态到附图4中所示的在执行了该第一次按压操作之后的状态的转变时，单击感应操作可以在该上部固定中心第一次显而易见的产生。
附图6示出了按照本发明的按键输入设备的又一实施例。该实施例的目的在于阐明一第一和一第二单击感应的产生。在本实施例中，该圆顶式开关不具有前述的双壁半球面壳体式的外形，而具有单层的类似双梯形的外形。该圆顶式半球面壳状的圆顶立体式可连续移动部件1安置在多层配线衬底2之上。
如附图6所示，该立体式可连续移动部件1立体地被设置在该多层配线衬底2之上。该立体式可连续移动部件1由外部和内部立体式可连续移动部件3和4组成。在前述实施例当中，该外部和内部立体式可连续移动部件3和4中的一个部件于垂直于该衬底表面的方向被交叠的放置于另一部件之上。而在本实施例中，该外部和内部立体式可连续移动部件3和4中的一部件在另一部件中同心地并且在平行于该衬底表面的方向上被设置。就象前面描述过的那样，该外部和内部立体式可连续移动部件3和4是由金属或树脂材料制成的。
该外部立体式可连续移动部件3是由一具有较大的外部直径的圆锥体式部件31和一大直径的盘式部件32组成，该大直径的盘式部件32平行于该衬底表面，且与该圆锥体式部件31是一个整体。该大直径的盘式部件32具有一位于中心位置的孔或者是一占据中心区域的开口。该内部立体式可连续移动部件4是由一具有较小的外部直径的圆锥体式部件33和一小直径的盘式部件34组成，该小直径的盘式部件34平行于该衬底表面，且与该具有较小的外部直径的圆锥体部件33是一个整体。
该大直径盘式部件32与该圆锥体式部件33构成一整体。该圆锥体式部件31、该大直径盘式部件32、该圆锥体式部件33以及该小直径盘式部件34都是由一种绝缘材料制成的。该大直径盘式部件32具有一粘附于其较低表面的一特殊位置上的第一导电触点35。该第一导电触点35具有一逐渐向下轻微凸起的形状的第一导电接触表面35。该小直径盘式部件34的较低表面的中心部分粘附有一第二导电触点37。该第二导电触点具有一逐渐向下轻微凸起的形状的第二导电接触表面38。
附图7示出了位于该多层配线衬底2的上表面的多个电极的分布情况。这些电极是由一第一和一第二电极12’和13’组成的一对电极，及一第三以及一第四电极41和42组成的另一对电极所构成的。该第一和第二电极12’和13’以互不相连的方式被构造，但是它们分别具有第一靠近部件44和45，该靠近部件在一第一特殊圆形区域43中彼此靠近。该第三和第四电极41和42同样以互不相连的方式被构造，但是它们也分别具有靠近部件47和48，该靠近部件在一第二特殊圆形区域46中彼此靠近。
位于该第一特殊圆形区域43中的该第一靠近部件44和45都被弯曲成一种凹陷(或被折叠)的式样，并且它们每一部件都朝着其他部件的凸起的区域延伸。位于该第二特殊圆形区域46中的该第二靠近部件47和48也都被弯曲成一种凹陷(或结构复杂)的式样，并且其每一部件也都朝着其他部件的凸起的区域延伸。
附图8示出了由该第一按压操作所导致的该第一开关1的切换操作。当该立体式可连续移动部件1的中心小直径盘式部件34被按下时，与该小直径盘式部件34作为一整体的该外部立体式可连续移动部件3被按下。通过接受如此的按压力，与该大直径盘式部件32的外部相邻的一圆周区域形成了一容易折叠的区域，并且该大直径盘式部件32的大部分与该小直径盘式部件34一起凹陷(下沉)，形成了许多火山口似的形状。伴随着上述的凹陷(下沉)，粘附于该大直径盘式部件32的较低表面上的该第一导电触点35，与附图7中示出的该第一特殊圆周区域43中以彼此靠近方式制造的该第一靠近部件44和45相接触。随着该第一导电触点35与该第一靠近部件44和45的接连的接触，该第一开关形成如附图10所示的“闭合”状态。
附图9示出了由该第二次按压操作引起的该第二开关22的切换操作情况。随着该小直径盘式部件34被连续的按下，一与该小直径圆形部件34的外部相邻的圆周区域从而变成了可容易地折叠的区域，并且该小直径盘式部件34进一步凹陷(下沉)，而此刻大直径盘式部件32却不能被按下，从而形成了一类似火山口似的形状。由此，形成于该小直径盘式部件34的较低表面上的该第二导电触点37与该靠近部件47和48相接触，该靠近部件如附图7中所示的那样在该第二特殊圆形区域内被彼此靠近的构造。随着该第二导电触点38与该靠近部件47和48的这种接连的接触，该第二开关22产生如附图10所示的“闭合”状态。如附图10所示，该第一和第二靠近部件44和47都与该公共GND23相连。
如前述实施例一样，该第一开关21的该“闭合”状态是将该第二开关22切换为“闭合”状态的基本条件。该第一次按压操作以一对一的方式对应于该第一开关的该第一切换操作。该第二次按压操作以一对一的方式对应于该第二开关的该第二切换操作。该接连的按压操作对应于该第一和第二切换操作。该接连的按压操作实际上是一单独的操作。该单独的接连的按压操作以一对二的方式对应于该第一和第二切换操作。
附图中所展示的内容阐明了本实施例中的该第一次和第二次凹陷的情况，以及该第一和第二单击感应的产生。如附图4、5所示，该外部和内部的立体式可连续移动部件3和4的光滑弯曲完全依赖于其材料。谈到该半球面的壳体形式，优首选被构造成该圆顶的中心部分比其外侧相对薄的结构。如此的构造，使得该凹陷(下沉)变形可获得能够更加令人满意的效果，并且可以提高在其恢复的弹力的持久性。
附图1和6所示的实施例展示了该圆顶式形状的两种极端的形式。而处于该半球面壳体式的立体结构和该双步圆锥体式的立体结构之间的结构实际上是被首选的。附图11示出了一种双壁圆锥体式立体结构，该结构能够被用来代替上述双步圆锥体式的立体的形式。附图12示出了一种双步半球面壳体式的立体结构，该结构也能够用来代替该双步圆锥体式的立体结构的形式。此实施例具有一第一部分球面壳状部件51，该部件51被构造为外部立体式可连续移动部件3，其具有比上述部件3更大的外直径的结构，并且该实施例具有一第二部分球面壳状部件52，该部件52被构造成为内部立体式可连续移动部件4，且具有比上述部件4更小的外直径的结构。该第一部分球面壳状部件51与该第二部分球面壳状部件52是一整体。
在电子设备，特别是便携式电子设备中通常使用多个上述的三位移动开关元件，且这些开关的作用被迅猛的提高。如附图3中所示的该双开关，从一平面上看其显然只包括一单独的开关，且该单独的开关的可移动部件对照该有效区域被确定。虽然该两个开关的每一的有效区域不能被减小一半，但是一双动作开关所占的面积能够比该两个单独动作开关所占面积的总和减小一半。如果没有什么不习惯的话，该双操作几乎不会降低其可操作性。其大小和重量的减少所带来的益处比使它们具有更好的操作性更加重要。改进其操作性能的价值在于减少了手指为变换按压位置所要移动的次数，而作为代价，该双动作虽然存在使其操作性降低的缺陷，但这仍然是值得的。按照本发明的该内部电极的间隔是现有技术中内部电极间隔的一半。该减小内部电极间隔距离的技术是不存在任何困难的，并且其与该多层配线衬底结合使用，以使键盘、开关组和切换衬底上的按键组及便携式终端电子设备的面积减小，具有比现有技术中的体积小且与现有技术具有同样厚度的设备。
一单独的按键和两个公知的数字按键从执行信号的输出功能上看具有相似的电路结构(circuit-mise)。将对该单独的按键进行的浅度按压对应于数字“1”，对该按键的深度的按压对应于数字“2”。在现有技术中，数字键的个数是10个，而按照本发明的该按键输入设备具有5个数字键，并具有如下所示的信号产生功能。
按键种类 浅按压 深按压数字键“1、2” 1 2数字键“3、4” 3 4数字键“5、6” 5 6数字键“7、8” 7 8数字键“9、0” 9 0按照本发明的按键输入设备，其具有两个功能键，并具有如下所示的信号产生功能。
按键种类 浅按压 深按压功能键“1、2” f*1 f*1+f*2(＝f*3)功能键“2、3” f*2 f*2+f*3(＝f*4)该功能键与上文所记载的该数字键一样，能够利用两个按键产生4个信号。然而，可以通过对功能键“1、2”进行一深度按压而启动该功能键“f*3”，以代替由对功能键“1、2”及“3、4”进行两次浅度按压的操作。这样，功能键的快速操作就变为可能。
如前面描述过的那样，按照本发明的按键输入设备以及便携式终端输入设备，能够保证其可靠的操作感应的接连传输的性能，并且减少了按键的数量。
本领域技术人员能够想到的结构上的变化，以及在不脱离本发明的保护范围的情况下能够作出的各种各样的修改和更具体化的方案都是显而易见的。前述说明书和附图中所记载的内容仅仅提供一说明。因此上文描述的目的只用于说明而非对本发明的限制。
权利要求
1.一种按键输入设备，包括一配线衬底；以及多个设置于该配线衬底上的按键，并且每一按键都具有立体式可移动表面，能够相对于另一个以一种接连的方式被移动；该立体式可移动表面具有一在先移动表面，能够在在先时间内进行一第一次移动；以及一第一次移动；以及一后继移动表面，能够在时间上紧接着该在先移动表面的该第一次移动而进行一第二次移动；该后继移动表面能够通过该第一次移动的移动力而进行该第二次移动；该多个按键的每一个具有一用于构成该在先可移动表面的第一按键；以及一具有该后继移动表面的第二按键；当该第一按键中的一第一按键部件与该配线衬底的一第一衬底部件，以该在先移动表面的移动为基础而导致开始机械地相互接触时，产生一第一切换操作；当该第二按键中的一第二按键部件与该配线衬底的一第二衬底部件，以该后继移动表面的移动为基础而导致开始机械地相互接触时，产生一第二切换操作；每一按键通过移动其垂直于该配线衬底的衬底表面的部分来执行该第一和第二切换操作；并且该在先和后继移动表面在移动前在与该运动的方向相对的方向上形成一凸起的表面。
2.如权利要求1所述的按键输入设备，其特征在于当该第一按键部件和该配线衬底的该第一衬底部件经由该第二按键部件而开始互相接触时产生该第一切换操作。
3.如权利要求2所述的按键输入设备，其特征在于该第一按键、该配线衬底以及该第二按键一起形成一第一封闭空间，并且该第二按键和该配线衬底一起形成一第二封闭空间。
4.如权利要求2和3其中之一所述的按键输入设备，其特征在于该配线衬底包括一牢固粘附于该第一按键的第一电极；一牢固粘附于该第二按键的第二电极；一面向该第二封闭空间的第三电极；该第一衬底部件对应于该第二电极；该第二衬底部件对应于该第三电极。
5.如权利要求4所述的按键输入设备，其特征在于该第一电极形成一第一封闭的环，该第二电极形成一第二封闭的环，该第一按键使其整个圆周粘附于该第一环，该第二按键使其整个圆周粘附于该第二环，该第一环电连接于GND(地)，该第二环与一CPU(中央处理单元)的一第一输入端口相连，并且该第三电极与该CPU的一第二输入端口相连。
6.如权利要求4和5其中之一所述的按键输入设备，其特征在于该第一按键具有一可导电的第一内表面，该第一内表面电连接于该第一电极，该第二按键具有一可导电的第二内表面，该第二内表面电连接于该第二电极。
7.如权利要求6所述的按键输入设备，其特征在于该第一按键包括一由树脂制成的第一主体部件；以及一形成于该第一主体部件的内部的第一导电薄膜；该一第一内表面对应于该第一导电薄膜的内表面；以及该第二按键包括一由树脂制成的第二主体部件；以及一形成于该第二主体部件的内部的第二导电薄膜；该第二内表面对应于该第二导电薄膜的内表面。
8.该按键输入设备，其特征在于该第一和第二按键由可导电的金属材料制成。
9.如权利要求4至8的其中之一所述的按键输入设备，其特征在于该配线衬底具有多个形成于其内部的导线；该第一至第三电极的每一电极，都经由一垂直于该配线衬底而延伸的连接导线，电连接于该配线。
10.如权利要求1至9的其中之一所述的按键输入设备，其特征在于该第一和第二按键都具有半球面壳体式的形状。
11.如权利要求1至9的其中之一所述的按键输入设备，其特征在于该第一和第二按键都具有圆锥体式的形状。
12.如权利要求1所述的按键输入设备，其特征在于该在先和后继移动表面形成一可连续移动表面，并且该可连续移动表面以及该配线衬底的衬底表面形成一单独的封闭空间。
13.如权利要求1所述的按键输入设备，其特征在于该配线衬底包括一第一导线，具有一第一分离部件；以及一第二导线，具有一第二分离部件；该第一和第二按键部件都是可导电的；当该第一按键部件电耦合于该第一分离部件时开始该第一切换操作；当该第二按键部件电耦合于该第二分离部件时开始该第二切换操作。
14.如权利要求13所述的按键输入设备，其特征在于该第一导线的一侧电连接于地，且另一侧与该CPU的第一输入端口相连；并且该第二导线的一侧电连接于地，且另一侧与该CPU的第二输入端口相连。
15.如权利要求14所述的按键输入设备，其特征在于该第一按键包括一具有较大外部直径的第一圆锥体式部件；以及一第一盘式部件，与该第一圆锥体式部件构成一整体，且基本上平行于该配线衬底表面；该第二按键包括一具有较小的外部直径的第二圆锥体式部件；以及一第二盘式部件，与该第二圆锥体式部件作为一整体，且基本上平行于该配线衬底表面；该第一盘式部件与该第二圆锥体式部件是一整体；并且该第一按键部件形成于该第一盘式部件上，以及该第二按键部件形成于该第二盘式部件上。
16.如权利要求14所述的按键输入设备，其特征在于该第一按键包括一具有较大外部直径的第一部分球面壳状部件；以及一具有较小外部直径的第二部分球面壳状部件；该第一部分球面壳状部件紧接着该第二部分球面壳状部件，并与其形成一整体。
17.如权利要求12至16的其中之一所述的按键输入设备，其特征在于该第一导线具有一形成于一第一单侧凹面部件的第一单侧分离部件，而且具有一形成于一第一另侧凹面部件的第一另侧分离部件，该第一单侧分离部件具有一延伸入该第一另侧凹面部件的部分，该第一另侧分离部件具有一延伸入该第一单侧凹面部件的部分；以及该第二导线具有一形成于一第二单侧凹面部件的第二单侧分离部件，而且还具有一形成于一第二另侧凹面部件的第二另侧分离部件，该第二单侧分离部件具有一延伸入该第二单侧分离部件的部分，该第二另侧分离部件具有一延伸入该第二单侧凹面部件的部分。
18.如权利要求13至17的其中之一所述的按键输入设备，其特征在于该第一和第二按键部件都具有光滑弯曲表面。
19.该按键输入设备，其特征在于当该第一按键部件和该配线衬底的第一衬底部件经由该第二按键部件而开始互相接触时，产生该第一切换操作；该第一按键、该配线衬底和该第二按键一起形成一第一封闭空间，该第二按键和该配线衬底一起形成一第二封闭空间；该配线衬底包括一牢固粘附于该第一按键的第一电极；以及一牢固粘附于该第二按键的第二电极；该一第一衬底部件对应于该第一电极；该第二衬底部件对应于该第三电极；以及该第一电极形成一第一环，该第二电极形成一第二环，该第一按键将其整个圆周粘附于该第一环，该第二按键将其整个圆周粘附于该第二环，该第一环电连接于GND，该第二环与一CPU的一第一输入端口相连，该第三电极与该CPU的一第二输入端口相连。
20.如权利要求1所述的按键输入设备，其特征在于该在先和后继移动表面一起形成一整体的可连续移动的表面，该可连续移动表面和该配线衬底的衬底表面一起形成一单独的封闭空间；该配线衬底包括一第一导线，具有一第一分离部件；以及一第二导线，具有一第二分离部件；该第一和第二按键部件都是可导电的；当该第一按键部件电耦合于该第一分离部件时，产生一第一切换操作，当该第二按键部件电耦合于该第二分离部件时，产生一第二切换操作；并且该第一导线的一侧电连接于GND，另一侧与一CPU的一第一输入端口相连，该第二导线的一侧电连接于GND，另一侧与该CPU的一第二输入端口相连；并且该第一按键具有一第一内表面，它可导电并且电连接于该第一电极，该第二按键具有一电第二内表面，它可导并且电连接于该第二电极。
21.如权利要求20所述的按键输入设备，其特征在于该第一按键包括一具有较大外部直径的第一圆锥体式部件；以及一与该第一圆锥体式部件作为一整体的第一盘式部件，且它基本上平行于该配线衬底表面；该第二按键包括一具有较小外部直径的第二圆锥体式部件；以及一与该第二圆锥体式部件作为一整体的第二盘式部件，且它实际上平行于该配线衬底表面；该第一盘式部件紧接着该第二圆锥体式部件，并形成一整体；该第一按键部件设置于该第一盘式部件上，该第二按键部件设置于该第二盘式部件上。
22.如权利要求20所述的按键输入设备，其特征在于其中该第一按键包括一具有较大外部直径的第一部分球面壳状部件；以及一具有较小外部直径的第二部分球面壳状部件；以及该第一部分球面壳状部件紧接着该第二部分球面壳状部件，并形成一整体。
23.一种用于便携式终端的按键输入设备，包括一外壳一CPU的双CPU端口，该CPU端口被牢固设置于该外壳的内部；一按键组，由作为可移动地支撑于该外壳上并形成其外表面的元件的多个按键组成；以及一配线衬底，具有多个支撑于该外壳中以便与该按键相连的电极；该按键每一个都能够进行相互移动，并具有垂直于该外表面方向的多个组件；该按键每一个都能够通过该垂直方向上的正向敲击按双步骤接触与该电极开始接触；该双步骤接触中的一第二步接触是该双步骤接触中第一步接触的机械基本条件；以及该双步骤接触以一种接连的方式切换该CPU的两个输入端口的电压状态。
24.如权利要求23所述的用于便携式终端的输入设备，其特征在于该按键中的每一个形成一能够以接连的方式移动的立体式可移动表面；该立体式可移动表面包括一在先移动表面，能够在在先时间中形成一第一次移动；以及一后继移动表面，能够进行一后继于该在先移动表面的该第一次移动的一第二次移动，并且以一种机械地接连于该第一次移动的方式移动；通过该第一次移动的移动力产生该后继移动表面的该第二次移动；并且该按键的每一个具有一形成该在先移动表面的第一按键；以及一形成该后继移动表面的第二按键；该第一步接触是以该在先移动表面的移动为基础，在该第一按键的一第一按键部件和该多个电极中的一第一电极之间的机械接触；该第二步接触是以该后继移动表面的移动为基础，在该第二按键的一第二按键部件和该多个电极中的一第二电极之间的机械接触。
25.如权利要求23和24的其中之一所述的用于便携式终端的输入设备，其特征在于该第一步接触对应于数字键的数字“j”，并且该第二步接触对应于数字键的数字“j+1”。
26.如权利要求25所述用于便携式终端的输入设备，其特征在于如果该数字“j”的最小值是“0”，则该第二步接触对应于该数字键的一奇数数字。
27.如权利要求23和24其中之一所述的用于便携式终端的输入设备，其特征在于该按键每一个具有一第一功能键；一第二功能键；对该第一功能键的浅度按压引发一功能f1；对该第二功能键的浅度按压引发一功能f2；对该第一功能键的深度按压引发一功能f3对该第一功能键的浅度按压和对该第二功能键的浅度按压。
全文摘要
设置于一配线衬底2上的按键，其每一个都形成一能够以一种接连的方式进行移动的立体式可移动表面。该立体式可移动表面是由一具有用于在先的时间中进行的一第一次移动的在先移动表面的第一按键，以及一具有用于进行一第二次移动的一后继移动表面的第二按键，该第二次移动后继于该在先移动表面的该第一次移动并且以一种机械方式接连于该第一次移动。当该第一按键3的一第一按键部件与该配线衬底2的一第一衬底部件13以该在先移动表面的移动为基础开始互相机械地接触时，产生一第一切换操作。当该第二按键4的一第二按键部件与该配线衬底2的一第二衬底部件14以该后继表面的移动为基础开始互相机械地接触时，产生一第二切换操作。在移动操作前，该在先和后继移动表面都具有在前述移动方向上的凸起的表面。由于在通过一顶端固定中心时获得的一可靠的感应而使得操作感应能可靠的传输，该移动前凸起的表面在移动后变成了一凹陷表面。因此，一接连的历史的单击感应在多个步骤中按照一对多的对应被获得，并且能够减少按键的数量。
文档编号H01H13/26GK1430235SQ0215189
公开日2003年7月16日 申请日期2002年12月14日 优先权日2001年12月14日
发明者安斋毅 申请人:日本电气株式会社