JP6349631B2 - スイッチ機構、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、スイッチ機構、及び電子機器に関する。

従来、一つの円盤状部品の上下左右方向にボタン機能が割り振られたボタンがある。このボタンにあっては、上下左右の境目付近を押した時に、どちらのボタンを反応させるかの判断を、操作量を検出し操作量により行う方法がすでに知られている。特許文献１には、ボタンの誤反応を防ぐために、複数ボタンが操作された場合、各ボタンの操作量を検出し、検出量からボタンの動作を決定している。

しかしながら、上記従来のボタンの場合、ボタンの操作量を検出する必要があるが、その検出した操作量がユーザーの意図する量と必ずしも一致しない。すなわち、例えばユーザがある方向にボタンを押した際に、押す場所によっては、複数の方向における操作量が検出されてしまい、意図しない誤動作を行ってしまうことがあった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、一つの部品で複数方向への押圧操作が可能なボタン装置において、各ボタンの境目近傍をユーザーが押した際に、ユーザーの意図する方向への押圧操作となりやすくなるボタン装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数方向に対してボタンとして押圧操作が可能なボタン部と、前記複数方向毎に設けられた接触式のスイッチを有するスイッチ基板と、前記ボタン部の周囲を覆うカバー部と、前記スイッチと接触し、前記ボタン部の裏面に設けられたボタン接触部と、前記ボタン部の外周部に設けられ、前記カバー部と接触することで、前記ボタン部の前記筐体内部からの飛び出しを規制する鍔部と、前記鍔部を、前記カバー部の内側へと押圧する弾性体と、前記スイッチ基板と前記弾性体との間に配置され、前記スイッチの位置を避けて中央ボタンを支持し、且つ、前記ボタン部の回転を規制して前記スイッチとの相対的な位置関係を規定する支持部と、を備え、前記鍔部は、前記スイッチと前記ボタン部の中心位置を挟んで対向する位置に切り欠きを含むことを特徴とする。

本発明によれば、一つの部品で複数方向への押圧操作が可能なボタン装置において、各ボタンの境目近傍をユーザーが押した際に、ユーザーの意図する方向への押圧操作となりやすくなるという効果を奏する。

図１は、実施形態の画像投射装置の使用態様を示す斜視図である。 図２は、実施形態の光学エンジン部、及び光源装置を示す斜視図である。 図３は、実施形態の光学エンジン部を示す斜視図である。 図４は、実施形態の照明光学部と、画像処理部を示す斜視図である。 図５は、実施形態の画像処理部を示す斜視図である。 図６は、実施形態の投射光学部を示す斜視図である。 図７は、実施形態の投射光学部を示す斜視図である。 図８は、実施形態の投射光学部を示す側面図である。 図９は、実施形態の画像投射装置を示す斜視図である。 図１０は、実施形態のスイッチ機構を示す斜視図である。 図１１は、実施形態のスイッチ機構を示す分解斜視図である。 図１２は、実施形態のスイッチ基板を示す斜視図である。 図１３は、実施形態の十字スイッチの表裏面を示す斜視図である。 図１４は、従来の十字スイッチを示す斜視図である。 図１５は、従来の十字スイッチを示す上面図である。 図１６は、図１５のＡ−Ａ断面におけるスイッチ機構の断面図である。 図１７は、実施形態の十字スイッチを示す上面図である。 図１８は、実施形態の十字スイッチを示す上面図である。 図１９は、実施形態の十字スイッチが押された状態を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本実施形態にかかる画像投射装置１を斜めから見て示した外観斜視図である。画像投射装置１は、パソコンやビデオカメラ等から入力される映像データを基に映像を生成し、その映像をスクリーン２等に投影表示する。画像投射装置１として広く知られた液晶プロジェクタは、近来、液晶パネルの高解像化、光源ランプの高効率化に伴う明るさの改善、低価格化などが進んでいる。また、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を利用した小型軽量な画像投射装置が普及し、オフィスや学校のみならず家庭においても広くこれら画像投射装置が利用されるようになってきている。特に、フロントタイプのプロジェクタは携帯性が向上し、数人規模の小会議にも使われるようになってきている。

図２は、図１における画像投射装置１の外層カバー３を取りはずした状態を示す斜視図である。図２に示されるように、画像投射装置１は、大きく分けて光学エンジン部３０と、光源装置２０とを備えている。光源装置２０は、例えば高圧水銀ランプなどの光源を制御して、画像の投射に必要な光を光学エンジン部３０へと白色光を供給する。

光源装置２０は、光源２１を保持する保持部材である光源ブラケット２２を有しており、光源ブラケット２２の上部にハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプなどの光源２１が装着されている。また、光源ブラケット２２の上部の光源２１の光出射側には、不図示のリフレクタなどが保持されたホルダ２４がネジ止めされている。ホルダ２４の光源２１配置側と反対側の面には、出射窓２３が設けられている。光源２１から出射した光は、ホルダに保持された不図示のリフレクタにより出射窓に集光され、出射窓２３から出射する。また、ホルダ２４の側面には、光源２１を冷却するための空気が流入する光源給気口２４ｂが設けられており、ホルダ２４の上面には、光源２１の熱により加熱された空気が排気される光源排気口２４ｃが設けられている。

光学エンジン部３０は、光源装置２０から供給された光を用いて、入力された画像データを処理して投射する制御を行う。図３は、光学エンジン部３０の詳細な構成を示す斜視図である。光学エンジン部３０は、照明光学部３１、投射光学部３３、及び画像処理部３２を備えている。上述した光源装置２０からの白色光は、まず照明光学部３１に照射される。照明光学部３１は、光源装置２０からの白色光をＲＧＢのそれぞれの成分へと分光し、画像処理部３２へと導光する。画像処理部３２は、変調信号に応じて画像形成を行う。投射光学部３３は、画像処理部３２で生成された画像を拡大投射する。

図４は照明光学部３１と画像処理部３２の配置構成図である。照明光学部３１は、カラーホイル３８、ライトトンネル３７、リレーレンズ３６、シリンダミラー３５、凹面ミラー３４を備えている。カラーホイル３８は、円盤状のカラーフィルタにより上記光源装置２０から出射した白色光を単位時間毎にＲＧＢの各色が繰り返す光に変換して出射する。ライトトンネル３７は、板ガラスを張り合わせて筒状に構成されており、カラーホイル３８から出射する光を導く。リレーレンズ３６は、２枚のレンズを組み合わせて構成されており、ライトトンネル３７より出射される光の軸上色収差を補正しつつ集光する。

シリンダミラー３５、および凹面ミラー３４は、リレーレンズ３６より出射される光を反射する。反射された光は、画像処理部３２へと入光され、画像処理部３２は、複数のマイクロミラーからなる略矩形のミラー面を有し、映像や画像のデータに基づいて各マイクロミラーが時分割駆動されることにより、所定の映像を形成するように投射光を加工して反射するＤＭＤ素子を備えている。そして、画像処理部３２において、ＤＭＤ素子により時分割で映像データに基づいて複数のマイクロミラーが使用する光は図中で矢印Ｂで示される投射レンズ５１の方向へ反射し、捨てる光は矢印Ｃで示されるＯＦＦ光板へと反射される。

図５は画像処理部３２の構成を示す斜視図である。画像処理部３２はＤＭＤ素子４１とＤＭＤ素子４１を制御するＤＭＤプリント基板４２とＤＭＤ素子４１を冷却するヒートシンク４３とヒートシンク４３をＤＭＤ素子４１に押し付ける固定板４４とを備える。本実施形態において、ヒートシンク４３が放熱部に相当する。ヒートシンク４３は、冷却対象のＤＭＤ素子４１と接触することで、ＤＭＤ素子４１の熱を放熱する。また、図６は、投射光学部３３の詳細な構成を示す斜視図である。画像処理部３２を通過した光は図７の投射レンズ５１へ反射され、捨てられる光は図７のＯｆｆ光板５３へと反射される。

図７と、図８は、投射光学部３３の構成を示す斜視図、および側面図である。投射レンズ５１を通過し、拡大された映像光は折り返しミラー５４によって光路が折り返され、自由曲面ミラー５５によってスクリーン２上へ拡大投影される。以上の構成によって、光学エンジン部３０はスクリーン２に近接して配置でき、縦型で設置面積が小さく、立体的にコンパクトに設計することができる。

図９は、画像投射装置の操作部を示す図である。本実施形態では、操作部がボタン操作式のスイッチ機構として実装されている。図９に示されるように、上面筺体カバー６０（カバー部）内に、中央ボタン６１および、操作ボタン７０が組み込まれている。操作ボタン７０は円盤状の部品で上下左右四か所に対してボタンとして押圧操作が可能となっている。本実施形態にあっては上面筐体カバー６０は、操作ボタン７０の周囲を覆う部材であり、筐体の一部を構成する部材となっているが、筐体と別部材で構成してもよいし、同じ部材で構成してもよい。

図１０は、中央ボタン６１、操作ボタン７０とそれぞれのボタン６１、７０が押圧された時に反応するスイッチ回路を備えるスイッチ基板８０とを示す図である。また、図１１は中央ボタン６１、操作ボタン７０の分解斜視図である。図１１に示されるように、中央ボタン６１と操作ボタン７０との間には、弾性体６２が設けられている。弾性体６２は、例えばスポンジ等の材料により形成されており、操作ボタン７０を押圧した際に適度な反発を付与するとともに、操作ボタン７０を上面筐体カバー６０の内側へと押圧する。また、操作ボタン７０の外周部には４つの位置決め部７５が設けられている。位置決め部７５は、各ボタンを保持する保持部６４に設けられた４つの支持部６３と形状、及び位置が対応するように設けられており、位置決め部７５と支持部６３とが係合することで、操作ボタン７０の回転が規制され、スイッチとの相対的な位置関係を規定する。

図１２は、スイッチ基板８０に配置されたスイッチを示す図である。図１２に示されるように、中央スイッチ８５は中央ボタン６１が押圧された時に反応する。上スイッチ８１、下スイッチ８２、左スイッチ８３、右スイッチ８４はそれぞれ、操作ボタン７０の上下左右いずれかの位置を押圧された時に反応するものであり、複数方向毎にスイッチが同心円状に設けられている。各スイッチ８１〜８４は、すなわち操作ボタン７０が押圧されてボタンの裏面と接触することで作動する接触式のスイッチである。

図１３（ａ）は、操作ボタン７０の表面の詳細な構成を示しており、図１３（ｂ）は、操作ボタン７０の裏面の詳細な構成を示している。図１３（ａ）、（ｂ）に示されるように、操作ボタン７０の上ボタン部７１に対応する上ボタン裏部７６（ボタン接触部）は突起形状となっており、上ボタン部７１が押圧された際、上スイッチ８１に接触し、上スイッチ８１が反応する。同様に、下ボタン部７２を押圧された場合は、下ボタン裏部７７が下スイッチ８２に接触し、下スイッチ８２が反応する。左ボタン部７３を押圧された場合は、左ボタン裏部７８が左スイッチ８３に接触し、左スイッチ８３が反応する。右ボタン部７４を押圧された場合は、右ボタン裏部７９が右スイッチ８４に接触し、右スイッチ８４が反応する。

図１４は比較対象として従来の操作ボタン７０の外周部に設けられた鍔部９０を示している。鍔部９０は、上述した上面筺体カバー６０内に操作ボタン７０が設けられた際に、上面筐体カバー６０に形成された操作ボタン７０用に形成された孔部の縁によって係止される。すなわち、鍔部９０により、操作ボタン７０は上面筐体カバー６０から筐体外へと外れる事はない。図１５はこの従来の操作ボタン７０の上面図であり、図１６は図１５の断面Ａ−Ａの図である。操作ボタン７０は図示しない弾性体６２により上面筺体カバー６０に対して付勢されている。

操作ボタン７０の右ボタン部７４を押した場合、左鍔部９３と上面筺体カバー６０との接触部６０ａを支点に操作ボタン７０が図中時計回り方向に傾き、右ボタン裏部７９が右スイッチ８４と接触し、右スイッチが動作する。この時、使用者に押される右ボタン部７４と、上面筺体カバー６０と接触している左鍔部９３とで操作ボタン７０の姿勢が決まるため、操作ボタン７０は上スイッチ８１、もしくは下スイッチ８２方向いずれかの方向に傾き易くなる。

したがって、押し方によっては右スイッチ８４と右ボタン裏部７９とが接触すると同時に、上スイッチ８１もしくは下スイッチ８２にも同時に接触してしまう場合がある。特に、使用者の操作ボタン７０を押圧する位置が狙いのボタン位置からずれる程、このような複数のスイッチへの同時接触の可能性は高くなる。そのため、使用者の意図しないスイッチが反応し、使用者の意図しない動作を、装置が行ってしまう事が問題となる。そこで、本実施形態のスイッチ装置にあっては、以下のような構成を採用することで、このような問題の発生を抑制している。

図１７は、本実施形態の操作ボタン７０の鍔部９０に切り欠き９５が設けられている状態を示す図である。切り欠き９５は上下左右ボタン押圧位置である７１〜７４、すなわち各スイッチに対応する位置に対して、操作ボタン７０の中心に対して対向する位置に設けてある。切り欠き９５の幅は、押圧位置である７１〜７４（スイッチ８１〜８４の中心位置）及び操作ボタン７０の中心位置を通る直線に対して、互いに対象となる幅となっている。

図１８は操作ボタン７０の鍔部９０に切り欠き９５がある場合に、右ボタン部７４を使用者が押圧した場合の図である。操作ボタン７０は鍔部９０の内、図中に示す９６、９７の部分で上面筐体カバー６０と接触する。その為、操作ボタン７０の姿勢は９６、９７及び使用者の指と接触している右ボタン部７４にて姿勢が決まる為、姿勢が安定する。すなわち、鍔部９０の部位９６と部位９７とが２点で、上面筐体カバー６０と接触することによって、右ボタン部７４から見て上下方向における傾きが規制された状態となるためである。

この時、図１９に示すように、使用者の指の押圧位置が右ボタン部７４の位置から多少上下スイッチのいずれか側にずれたとしても、ボタンの動作は部位９６と部位９７を結ぶ回転軸１００を中心に動作する為、上下スイッチいずれか側に十字ボタンが傾くことなく、使用者の意図しないスイッチが反応することを防ぐことが可能となる。

なお、上記実施形態にあっては、十字ボタンが円形状である場合を示したが、ボタンの形状はこれに限定されず、例えば四角形などの別の形状としてもよい。また、スイッチやスイッチに対応する切り欠けの数も実施形態に限定されない。

なお、以上で示したスイッチ機構は画像投射装置以外にも、例えばプロセッサや、演算回路等を有し、スイッチ機構が操作されることで特定の処理を行う演算装置等の処理部を備える電子機器などに設けることもできる。

１ 画像投射装置
２ スクリーン
３ 外層カバー
２０ 光源装置
２１ 光源
２２ 光源ブラケット
２３ 出射窓
２４ ホルダ
２４ｂ 光源給気口
２４ｃ 光源排気口
３０ 光学エンジン部
３１ 照明光学部
３２ 画像処理部
３３ 投射光学部
３４ 凹面ミラー
３５ シリンダミラー
３６ リレーレンズ
３７ ライトトンネル
３８ カラーホイル
４１ ＤＭＤ素子
４２ ＤＭＤプリント基板
４３ ヒートシンク
４４ 固定板
５１ 投射レンズ
５３ Ｏｆｆ光板
５４ 折り返しミラー
５５ 自由曲面ミラー
６０ 上面筐体カバー
６０ａ 接触部
６１ 中央ボタン
６２ 弾性体
６３ 支持部
６４ 保持部
７０ 操作ボタン
７１ 上ボタン部
７２ 下ボタン部
７３ 左ボタン部
７４ 右ボタン部
７５ 位置決め部
７６ 上ボタン裏部
７７ 下ボタン裏部
７８ 左ボタン裏部
７９ 右ボタン裏部
８０ スイッチ基板
８１ 上スイッチ
８２ 下スイッチ
８３ 左スイッチ
８４ 右スイッチ
８５ 中央スイッチ
９０ 鍔部
９３ 左鍔部
９６ 部位
９７ 部位

特開２０１２−１４１６４１号公報

Claims (5)

1. 複数方向に対してボタンとして押圧操作が可能なボタン部と、
   前記複数方向毎に設けられた接触式のスイッチを有するスイッチ基板と、
   前記スイッチと接触し、前記ボタン部の裏面に設けられたボタン接触部と、
   前記ボタン部の周囲を覆うカバー部と、
   前記ボタン部の外周部に設けられ、前記カバー部と接触することで、前記ボタン部の筐体内部からの飛び出しを規制する鍔部と、
   前記鍔部を、前記カバー部の内側へと押圧する弾性体と、
   前記スイッチ基板と前記弾性体との間に配置され、前記スイッチの位置を避けて中央ボタンを支持し、且つ、前記ボタン部の回転を規制して前記スイッチとの相対的な位置関係を規定する支持部と、
   を備え、
   前記鍔部は、前記スイッチと前記ボタン部の中心位置を挟んで対向する位置に切り欠きを含む
   ことを特徴とするスイッチ機構。
2. 前記スイッチは、前記ボタン部の中心に対して同心円状に前記スイッチ基板に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ機構。
3. 前記切り欠きの幅は、対向する位置の前記スイッチの中心位置及び、前記ボタン部の中心位置を結ぶ直線に対して対象である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチ機構。
4. 前記ボタン部の前記外周部に設けられ、前記支持部と係合することで前記スイッチとの相対的な位置関係を規定する位置決め部を
   更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスイッチ機構。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のスイッチ機構と、前記スイッチ機構の操作に基づく処理を行う処理部と、を備える電子機器。

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