JP2007220473A - 操作スイッチ装置及び操作キー部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】静電容量式のスイッチに操作感を与える。
【解決手段】指等の被検出体を電極により検出してスイッチを切り換える静電容量式のスイッチ本体と、該スイッチ本体を操作したときに操作感を与えるための操作キー部材とを備える。前記電極を、絶縁性のパネルの裏面に設け、前記操作キー部材を、前記パネルの表面に設ける。前記操作キー部材に、弾性変形可能な操作凸部を前記電極に対応して形成する。前記操作凸部を前記被検出体で押して弾性変形させたときに、該被検出体が前記電極により検出されるようにする。
【選択図】 図1
【解決手段】指等の被検出体を電極により検出してスイッチを切り換える静電容量式のスイッチ本体と、該スイッチ本体を操作したときに操作感を与えるための操作キー部材とを備える。前記電極を、絶縁性のパネルの裏面に設け、前記操作キー部材を、前記パネルの表面に設ける。前記操作キー部材に、弾性変形可能な操作凸部を前記電極に対応して形成する。前記操作凸部を前記被検出体で押して弾性変形させたときに、該被検出体が前記電極により検出されるようにする。
【選択図】 図1
Description
本発明は操作スイッチ装置及び操作キー部材に関するものである。
炊飯器や洗濯機等の家電製品や、パソコンモニター等のPC関連機器、TV、ステレオ等のAV機器には、電源スイッチ、運転スイッチ、調整スイッチ等の各種スイッチが設けられている。このようなスイッチには、従来からタクトスイッチ(例えば、特許文献1参照)やメンブレンスイッチが広く用いられている。また、最近では、静電容量式のタッチスイッチが用いられることもある。
タクトスイッチやメンブレンスイッチは、固定接点と可動接点とを物理的に接触させる構造であるため、劣化が早く、外部からの衝撃に弱いという欠点がある。また、タクトスイッチは、それ自体を目立ないようにするのが困難なため、製品デザインの自由度が低くなるという欠点もある。
一方、タッチスイッチは、製品の操作パネルの裏面に電極を設けて構成され、操作パネルの表面を指で触れることによって、電極を介して該指を検出し、スイッチを切り換えるようになっている。したがって、電極の物理的接触を伴わないので、タクトスイッチやメンブレンスイッチと比べて耐久性が高くなっている。また、電極として透明な材料を用いれば、スイッチ自体を目立たせないようにすることができるので、製品デザインの自由度が高くなるという利点もある。
特開平7-29450号公報
しかし、上記タッチスイッチの操作は、操作パネル等の表面に触れるだけであるため、スイッチが正常に操作されたかどうかを認識しづらいという欠点がある。ユーザーは、これまで広く利用されていたタクトスイッチに慣れていることもあって、何ら操作感のないタッチスイッチに違和感を感じる場合もある。
この欠点を補うため、スイッチ操作に対応して、光や音によるフィードバックを与えることも実際に行われている。しかし、目や耳が不自由なユーザーにとって、このようなフィードバックは役に立たず、光や音を発する構造を設けるために、製造コストがアップするという弊害も生じる。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、静電容量式のタッチスイッチに操作感(クリック感)を与える操作キー部材を備えることによって、タッチスイッチが有する利点を生かしながら欠点を解消することを目的とする。
請求項1記載の操作スイッチ装置に係る発明は、指等の被検出体を電極により検出してスイッチを切り換える静電容量式のスイッチ本体と、該スイッチ本体を操作したときに操作感を与えるための操作キー部材とを備え、前記電極が、絶縁性のパネルの裏面に設けられ、前記操作キー部材が、前記パネルの表面に設けられ、前記操作キー部材に、弾性変形可能な操作凸部が前記電極に対応して形成され、前記操作凸部を前記被検出体で押して弾性変形させたときに、該被検出体が前記電極により検出されるようになっていることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記電極及び/又は前記操作キー部材が透明に形成されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記操作凸部を押したときに該操作凸部内の空気を抜くための、空気抜き部を備えていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記操作キー部材が、前記パネルに着脱自在に設けられていることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、絶縁性のパネルの裏面に設けられた電極により指等の被検出体を検出してスイッチを切り換える静電容量式のスイッチ本体を操作したときに、操作感を与えるための操作キー部材であって、前記パネルの表面に対して着脱自在に設けられており、前記電極に対応して、弾性変形可能な操作凸部が形成されており、前記パネルに取り付けた状態で、前記操作凸部を前記被検出体で押して弾性変形させたときに、該被検出体が前記電極により検出されるようになっていることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の発明において、前記操作凸部を押したときに該操作凸部内の空気を抜くための、空気抜き部を備えていることを特徴とする。
請求項1の発明によれば、操作キー部材の操作凸部を指等の被検出体で押すことで、操作凸部を弾性変形させ、この弾性変形によって操作感(クリック感)を与えることができる。しかも、電極は、被検出体や操作キー部材等との物理的接触がないので、使用劣化がほとんどなく、高い耐久性を維持することができる。
請求項2の発明によれば、電極及び/又は操作キー部材を透明に形成しているので、操作スイッチ装置を目立たないように設けることができる。これにより、製品のデザイン性の向上を図ることができる。
請求項3の発明によれば、操作凸部を押したときに、空気抜き部を介して操作凸部内の空気を抜くことができる。これにより、操作凸部が弾性変形しやすくなるので、より確実に操作感を与えることができる。
請求項4の発明によれば、操作キー部材を、必要に応じてパネルに取り付けることが可能となる。したがって、例えば、普段は操作キー部材を製品等から取り外しておいて、スイッチの存在すら分からないようにし、スイッチを操作するときだけ操作キー部材をパネルに取り付ける、という利用が可能となる。また、製品等のオプションとして操作キー部材を用意しておき、必要なユーザーだけが操作キー部材を用いるという方法も可能となる。
請求項5の発明によれば、操作キー部材を、スイッチ本体に合わせてパネルに取り付け、操作凸部を押すことによって、操作感を与えながらスイッチ操作を行うことができる。スイッチを操作しないときは、操作キー部材をパネルから取り外すことで、操作スイッチ装置の存在を分からないようにすることもできる。
請求項6の発明によれば、操作凸部を押したときに、空気抜き部を介して操作凸部内の空気を抜くことができる。これにより、操作凸部が弾性変形しやすくなるので、より確実に操作感を与えることができる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る操作スイッチ装置10を示す斜視図である。操作スイッチ装置10は、例えば、図1に示すような液晶やプラズマ等の薄型平面ディスプレイ11に適用される。このディスプレイ11は、矩形状の本体部12の表面が透明なガラスパネルやアクリルパネル等の絶縁性パネル13によって構成され、中央に画像表示部14を備えている。画像表示部14の周囲には、各種スイッチ類、例えば、電源スイッチ、輝度やコントラスト等の調整スイッチ、選局スイッチ等が備えられている。そして、このスイッチ類が、本発明の操作スイッチ装置10により構成されている。
図1は、本発明の第1実施形態に係る操作スイッチ装置10を示す斜視図である。操作スイッチ装置10は、例えば、図1に示すような液晶やプラズマ等の薄型平面ディスプレイ11に適用される。このディスプレイ11は、矩形状の本体部12の表面が透明なガラスパネルやアクリルパネル等の絶縁性パネル13によって構成され、中央に画像表示部14を備えている。画像表示部14の周囲には、各種スイッチ類、例えば、電源スイッチ、輝度やコントラスト等の調整スイッチ、選局スイッチ等が備えられている。そして、このスイッチ類が、本発明の操作スイッチ装置10により構成されている。
図2は、操作スイッチ装置10の正面図、図3は、図2のIII−III断面図である。操作スイッチ装置10は、スイッチ本体16と、操作キー部材17とを備えている。スイッチ本体16は、電極18と回路基板19とを備え、回路基板19と電極18とは配線20で接続されている。
回路基板19は、コンデンサを含むIC基板であり、ディスプレイ11の内部など、外部から見えない部分に設けられている。
電極18は、ITO導電膜等の透明電極で構成され、絶縁性パネル13の裏面に貼り付けられている。図例では、2つの電極18が設けられている。回路基板19と電極18とを接続する配線20は、少なくとも外部に露出する部分が電極18と同じもの、即ち、透明な導電性材料で形成されている。
スイッチ本体16は、指21等の被検出体(導電体)が電極18に接近することに伴う静電容量の変化を検出し、その変化に応じてスイッチを切り換えるようになっている。
操作キー部材17は、スイッチ操作に操作感(クリック感)を与える操作感覚付与部材を構成するものであり、表面シート25と基材26とを備え、絶縁性パネル13の平坦な表面に粘着剤(又は接着剤)27によって貼り付けられている。表面シート25及び基材26は、透明で弾性変形可能な合成樹脂シート材により形成され、互いに粘着剤(又は接着剤)28によって接着されている。
表面シート25は、スイッチ本体16の電極18に対応する位置に操作凸部30を備えている。図例では、2つの電極18に対応して2つの操作凸部(スイッチキー)30を備えている。また、電極18が平面視円形状であるのに対応して、操作凸部30も平面視円形状に形成されている。
基材26には、操作凸部30及び電極18に対応する位置に貫通孔31が形成されており、粘着剤27,28は、操作凸部30及び貫通孔31を避けた部分に塗布されている。
操作凸部30は、表面シート25から表面側へ盛り上がるように円弧状に形成されている。操作凸部30の内部には、空間Sが形成されている。操作凸部30は、図3に2点鎖線で示すように、表面側から指21等の被検出体で押すことによって、円弧状に盛り上がった部分が裏面側へ弾性変形で凹むようになっている。
図2に示すように、操作キー部材17には、指21等で操作凸部30を押したときに、操作凸部30内の空気を抜くための空気抜き部33が設けられている。この空気抜き部33は、図3における基材26と接着剤層27,28とで構成される部分(以下、スペーサ36という)に形成されており、エア逃げスペース34と、操作凸部30の内部Sとエア逃げスペース34とを連通するエアベント35とを備えている。操作凸部30を押すと、操作凸部30内の空気はエアベント35を介してエア逃げスペース34に流れるようになっている。
空気抜き部33は、1つの操作キー部材17に対して1つ形成されている。具体的に、空気抜き部33は、一つの操作凸部30に直接的に接続されている。また、操作凸部30は、互いに隣り合うもの同士が連通路37によって接続されている。この連通路37によって、空気抜き部33に直接的に接続された操作凸部30以外の操作凸部30も、間接的に空気抜き部33に接続されている。連通路37は、スペーサ36の部分に形成することもできるし、表面シート25の一部を膨出させて形成することもできる。なお、図2に示すように、前記エア逃げスペース34と操作キー部材17の端縁との間には、エア逃げスペース34を外部に連通させるエアベント38を形成してもよい。このようなエアベント38を設けることで、外部の気圧変化に対応させることが可能となる。
本発明を限定するものではないが、操作スイッチ装置10の好適な1実施例として、各構成の材質や寸法等を次のように設定することができる。
(1)絶縁性パネル13…厚さ2mmのアクリルパネルとする。
(2)スイッチ本体16の電極18…ITO導電膜を用い、直径10mmに形成する。
(3)操作キー部材17の表面シート25…厚さ125μmのポリエステル等の樹脂シートを用い、操作凸部30をエンボス加工により形成する。操作凸部30の直径は、電極18よりもやや大きく、例えば、12mmに形成する。操作凸部30を含めた表面シート25の高さT(図3)を525μmとする。この場合、操作凸部30の突出量は400μmとなり、表面シート25の厚さの約3倍となる。
(4)操作キー部材17の基材26…PETシートとする。厚さを、表面シート25よりも厚く、例えば、表面シート25の約2倍の276μmとする。
(5)粘着剤27,28…各粘着剤の厚さを、表面シート25よりも薄く、例えば、25μmとする。
(6)空気抜き部33…エア逃げスペース34を、直径10mmに形成し、エアベント35は、幅2mm、長さ6mmに形成する。
(2)スイッチ本体16の電極18…ITO導電膜を用い、直径10mmに形成する。
(3)操作キー部材17の表面シート25…厚さ125μmのポリエステル等の樹脂シートを用い、操作凸部30をエンボス加工により形成する。操作凸部30の直径は、電極18よりもやや大きく、例えば、12mmに形成する。操作凸部30を含めた表面シート25の高さT(図3)を525μmとする。この場合、操作凸部30の突出量は400μmとなり、表面シート25の厚さの約3倍となる。
(4)操作キー部材17の基材26…PETシートとする。厚さを、表面シート25よりも厚く、例えば、表面シート25の約2倍の276μmとする。
(5)粘着剤27,28…各粘着剤の厚さを、表面シート25よりも薄く、例えば、25μmとする。
(6)空気抜き部33…エア逃げスペース34を、直径10mmに形成し、エアベント35は、幅2mm、長さ6mmに形成する。
(本実施形態の作用効果)
本実施形態の操作スイッチ装置10は、透明な電極18と、透明な操作キー部材17とを、透明な絶縁性パネル13に設けて構成しているため、外部から見て目立たなくなっている。そのため、スイッチを意識させない製品デザインを構築することができる。
本実施形態の操作スイッチ装置10は、透明な電極18と、透明な操作キー部材17とを、透明な絶縁性パネル13に設けて構成しているため、外部から見て目立たなくなっている。そのため、スイッチを意識させない製品デザインを構築することができる。
ただし、透明であると言っても、操作キー部材17の操作凸部30により各スイッチキーの位置を間違えることなく認識することができるので、操作ミスをすることもない。
操作スイッチ装置10を操作するには、操作凸部30を指21で押し、該操作凸部30を弾性変形で凹ませる。これにより、電極18への指21の接近を検出し、スイッチを切り換える。このとき、操作凸部30が弾性変形することで、ユーザーに操作感覚(クリック感覚)を与えることができる。したがって、目や耳の不自由なユーザーであっても、スイッチを操作したことを認識することができる。
また、操作凸部30を押したとき、空間Sの空気が空気抜き部33によって抜かれるので、操作凸部30を確実に凹ませることができ、よりハッキリとした操作感覚を与えることができる。
スイッチ本体16は、静電容量式であるので使用劣化が少なく、操作キー部材17が使用劣化したとしても、操作キー部材17の部分のみを交換することができるので、安価に修復することができる。
なお、スイッチ本体16の検出感度は、適宜設定することができる。例えば、指21で操作凸部30を押し込み、該操作凸部30が絶縁性パネル13に触れたときにスイッチが切り換わるように感度設定することができる。また、指21が操作凸部30に触れた段階と、操作凸部30が絶縁性パネル13に触れた段階との2段階でスイッチが切り換わるように感度設定することもできる。後者の場合、様々なスイッチ操作パターンを構築できるため、例えば、次の第2実施形態のように、扉の解錠又は施錠装置として操作スイッチ装置10を用いる場合に、多様なスイッチ操作で解錠又は施錠することによって、セキュリティを高めることができる。
〔第2の実施形態〕
図4は、本発明の第2実施形態に係る操作スイッチ装置10の適用例を示す斜視図、図5は、操作スイッチ装置10の正面図、図6は、図5のVI−VI矢視断面図である。本実施形態では、建物や金庫等の扉40の解錠又は施錠装置として本発明の操作スイッチ装置10を用いている。
図4は、本発明の第2実施形態に係る操作スイッチ装置10の適用例を示す斜視図、図5は、操作スイッチ装置10の正面図、図6は、図5のVI−VI矢視断面図である。本実施形態では、建物や金庫等の扉40の解錠又は施錠装置として本発明の操作スイッチ装置10を用いている。
スイッチ本体16は、扉40周りの壁(本発明のパネル)13に内蔵され、複数の電極18を備えている。操作キー部材17は、電極18に対応した複数の操作凸部30を有し、壁13の外面に着脱自在に取り付けられる。この着脱を容易にするため、操作キー部材17の裏面の粘着剤(取付手段)27は、弱粘性のものが用いられる。
各操作凸部30には、数字や文字等の記号(図示略)が付されている。基材26は、操作キー部材17を壁13から取り外したときに、操作キー部材17の形状を保つ機能を有している。
本実施形態では、操作キー部材17を壁面13に取り付け、複数の操作凸部30を所定の手順で押すことによって、扉40の錠を解錠又は施錠することができる。したがって、操作キー部材17は、一種の”鍵”として機能している。
操作キー部材17を壁13から取り外せば、壁13に操作スイッチ装置10(施錠又は解錠装置)が設けられていることさえも分からなくなる。したがって、セキュリティ性能を高めることができる。
壁13には、操作キー部材17を取り付ける位置に、該操作キー部材17の厚さに相当する深さの凹部42を形成することができる。このような凹部42を形成することによって、操作キー部材17を、位置ズレすることなく正確に取り付けることができる。さらに、この場合、操作キー部材17にタブ(つまみ)43を突設しておくと、タブ43をもって容易に操作キー部材17を壁13から取り外すことができる。また、凹部42に変えて、壁13に操作キー部材17の取付位置を示す目印を設けておいてもよい。壁13は、透明又は不透明とすることができる。
(他の実施形態)
本発明は、上記第1,第2実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できるものである。例えば、本発明は、次のように実施することができる。
本発明は、上記第1,第2実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できるものである。例えば、本発明は、次のように実施することができる。
(1)本発明は、上記実施形態以外の各種製品、設備に適用することができる。例えば、自動車等の車両の窓ガラス等に本発明の操作スイッチ装置を設けることができる。この場合、透明な電極18や操作キー部材17を用いることによって窓ガラスからの視界を遮ることなくスイッチを設けることができる。また、第2実施形態は、コンピュータのユーザー認証の1つとして、着脱自在な操作キー部材を用いてコンピュータのロック及びロック解除を行うこともできる。
本発明は、特に、目立ちにくいスイッチを構成することができるため、デザイン性やセキュリティ性が要求される製品や設備に好適である。
本発明は、特に、目立ちにくいスイッチを構成することができるため、デザイン性やセキュリティ性が要求される製品や設備に好適である。
(2)スイッチ本体16の電極18や配線20は、ITO導電膜に限らず、他の透明な導電性材料を用いることができる。また、電極18や配線20として、透明であることが要求されない場合(例えば、パネル13や操作キー部材17が不透明である場合など)は、不透明な導電性材料を用いることができる。
(3)操作キー部材17の材質についても特に限定されるものではなく、操作凸部30の弾性変形によって操作感を与えることができるものであれば、様々なものを適用することができる。また、操作キー部材17についても不透明な材質で形成することができる。
(4)スイッチ本体16の電極18や操作キー部材17の操作凸部30の数や配置は適宜変更可能である。
(5)操作キー部材17は、基材26を省略し、表面シート25を直接パネル13に取り付けるようにしてもよい。
(6)操作キー部材17の操作凸部30は、正面視で円形状に限らず、例えば、図7や図8に示すように、三角形、四角形等の多角形状に形成することができる。また、図9や図10に示すように、断面視で、四角形、台形状等に形成することができる。
(7)空気抜き部33としては、例えば、操作凸部30自体に直接微細な孔を形成したり、操作凸部30と表面シート25の端縁との間で連通路を形成し、操作凸部30内を外気と連通したりすることができる。
本発明は、各種電気製品や設備等のスイッチ装置として利用することができる。
10 操作スイッチ装置
13 絶縁性パネル
16 スイッチ本体
17 操作キー部材
18 電極
19 回路基板
21 指
33 操作凸部
33 空気抜き部
13 絶縁性パネル
16 スイッチ本体
17 操作キー部材
18 電極
19 回路基板
21 指
33 操作凸部
33 空気抜き部
Claims (6)
- 指等の被検出体を電極により検出してスイッチを切り換える静電容量式のスイッチ本体と、該スイッチ本体を操作したときに操作感を与えるための操作キー部材とを備え、
前記電極が、絶縁性のパネルの裏面に設けられ、
前記操作キー部材が、前記パネルの表面に設けられ、
前記操作キー部材に、弾性変形可能な操作凸部が前記電極に対応して形成され、
前記操作凸部を前記被検出体で押して弾性変形させたときに、該被検出体が前記電極により検出されるようになっていることを特徴とする、操作スイッチ装置。 - 前記電極及び/又は前記操作キー部材が透明に形成されていることを特徴とする、請求項1記載の操作スイッチ装置。
- 前記操作凸部を押したときに該操作凸部内の空気を抜くための、空気抜き部を備えていることを特徴とする、請求項1記載の操作スイッチ装置。
- 前記操作キー部材が、前記パネルに着脱自在に設けられていることを特徴とする、請求項1記載の操作スイッチ装置。
- 絶縁性のパネルの裏面に設けられた電極により指等の被検出体を検出してスイッチを切り換える静電容量式のスイッチ本体を操作したときに、操作感を与えるための操作キー部材であって、
前記パネルの表面に対して着脱自在に設けられており、
前記電極に対応して、弾性変形可能な操作凸部が形成されており、
前記パネルに取り付けた状態で、前記操作凸部を前記被検出体で押して弾性変形させたときに、該被検出体が前記電極により検出されるようになっていることを特徴とする、操作キー部材。 - 前記操作凸部を押したときに該操作凸部内の空気を抜くための、空気抜き部を備えていることを特徴とする、請求項5記載の操作キー部材。
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JP2015076172A (ja) * | 2013-10-07 | 2015-04-20 | キヤノン株式会社 | メタルドームスイッチ及び電子機器 |
WO2021019835A1 (ja) * | 2019-07-30 | 2021-02-04 | 株式会社デンソー | 車両用操作装置 |
JP2021022553A (ja) * | 2019-07-30 | 2021-02-18 | 株式会社デンソー | 車両用操作装置 |
JP2021026391A (ja) * | 2019-08-01 | 2021-02-22 | 株式会社光波 | スイッチ装置及びこれを備えた自動販売機 |
-
2006
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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