JPWO2012023194A1 - 操作スイッチ構造および電子機器 - Google Patents

Abstract

操作スイッチ構造の操作部の位置決めを容易にし、位置決めの精度を向上させる。操作スイッチ構造は、外力印加部に加えられた外力に応じて、少なくとも第１の操作軸および該第１の操作軸に直交する第２の操作軸のそれぞれを中心に回動することにより揺動可能とされる操作部と、操作部の揺動方向を感知するセンサと、フレームと、操作部とフレームとを連結して操作部を揺動自在に支持する一対の腕部と、を備えている。操作スイッチ構造は、第１の操作軸に沿って操作部の両側から突出した一対の突出部と、フレームに設けられ、突出部の両側に設けられて操作部を第１の操作軸に沿って回転可能な状態で位置決めするガイドピンと、を有する。

Description

本発明は、複数の方向に操作される操作スイッチ構造およびそれを備えた電子機器に関する。

投影型表示装置などの電子機器には、機器の機能を発揮させたり、設定を変更したりするための操作スイッチ構造を有するものがある。操作スイッチ構造は、単純にスイッチ回路の開閉を検出する押しボタン式のものや、例えば十字キーのように複数の方向へ操作されるものなどがある。

特開２００９−３７９１２号（以下、特許文献１）に記載されているように、複数の方向に操作される操作スイッチ構造には、外力に応じて、第１の操作軸および第１の操作軸に直交する第２の操作軸の回りに揺動する操作部（十字操作部材）を備えたものがある。操作部の、ユーザに直接操作される部分は、電子機器の筐体に形成された開口から露出している。操作部の揺動方向は、センサによって感知され、操作部の揺動方向に応じた電気信号が生成される。

特許文献１に記載の操作スイッチ構造では、操作部を揺動自在に支持する一対の細長い腕部が操作部から延在している。腕部は、筐体と操作部とを連結して操作部を揺動自在に支持している。操作部を揺動自在にするため、腕部はある程度の柔軟性を有する部材、例えばゴムや樹脂などの弾性体から成る。

操作部は、細長い腕部によって支持されるため、腕部が固定される位置や、腕部の寸法および形状などがばらつくと、操作部の位置決め精度が低下するという問題がある。

操作部の、筺体に対する位置決め精度が低下し、操作部と筐体の開口との間の隙間が不均一になると、操作スイッチ構造の外観品位が低下する。また、操作部が揺動した際に、操作部が筐体の開口を構成する縁部に当接し、操作部の操作性が低下することもある。

そこで、操作部の位置決めを容易にし、位置決めの精度を向上させることができる操作スイッチ構造が提供されることが望まれる。

特開２００９−３７９１２号

本発明の操作スイッチ構造の操作部の位置決めを容易にし、位置決めの精度を向上させる。操作スイッチ構造は、外力印加部に加えられた外力に応じて、少なくとも第１の操作軸および該第１の操作軸に直交する第２の操作軸のそれぞれを中心に回動することにより揺動可能とされる操作部と、操作部の揺動方向を感知するセンサと、フレームと、操作部とフレームとを連結して操作部を揺動自在に支持する一対の腕部と、を備えている。操作スイッチ構造は、第１の操作軸に沿って操作部の両側から突出した一対の突出部と、フレームに設けられ、突出部の両側に設けられて操作部を第１の操作軸に沿って回転可能な状態で位置決めするガイドピンと、を有する。

本発明の電子機器は上記の操作スイッチ構造を有し、フレームは外力印加部に対応する形状の開口を有し、少なくともセンサを収容する筐体である。外力印加部は前記開口から外部に露出している。

上記構成によれば、突出部の位置がガイドピンによって決められるため、第２の操作軸の方向および回転方向に対して、操作部の位置決めが容易になり、位置決め精度が向上する。

本発明の上記及び他の目的、特徴、利点は、本発明を例示した添付の図面を参照する以下の説明から明らかとなろう。

操作スイッチ構造を備えた投射型表示装置の斜視図である。 一実施形態における操作スイッチ構造の、一部を破断した斜視図である。 筐体の内部側から見た操作スイッチ構造周辺の構成を示す斜視図である。 筐体の内部側から見た操作スイッチ構造周辺の構成を示す平面図である。 筐体の内部側から見た操作スイッチ構造の斜視図である。 筐体の内部側から見た操作スイッチ構造の平面図である。 筐体の内部側から見た、比較例の操作スイッチ構造の平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。下記実施形態では電子機器の一例として投射型表示装置について説明するが、本発明は、これに限らず、複数の方向に操作される操作スイッチ構造を備えた電子機器全般に適用できる。

図１は、本実施形態の操作スイッチ構造を備えた投射型表示装置の概略斜視図である。投射型表示装置１０は、筐体（フレーム）１２と、操作スイッチ構造２０とを備えている。筐体１２は、不図示の光源や光源からの光を投射する不図示の投射レンズなどの構成部品を収容している。投射型表示装置１０は、本発明の操作スイッチ構造２０の他に、１つまたは複数の押しボタン３１，３２を備えていても良い。本実施形態の操作スイッチ構造２０は、ユーザからの外力が印加される外力印加部２９が概ね円環状になっており、この円環の内側に１つの押しボタン３１が設けられている。

図２は、操作スイッチ構造２０および押しボタン３１の一部を破断した斜視図である。図３は、筐体１２の内部側から見た、操作スイッチ構造２０および押しボタン３１の斜視図であり、図４は、筐体１２の内部側から見た、操作スイッチ構造２０および押しボタン３１の平面図である。なお、図３および図４では、センサは示されていない。

操作スイッチ構造２０は、外力印加部２９に加えられた外力に応じて、少なくとも第１の操作軸Ｘおよび第１の操作軸Ｘに直交する第２の操作軸Ｙのそれぞれを中心に回動することにより揺動可能とされる操作部２１と、センサ２７と、を備えている。筐体１２には、外力印加部２９に対応する形状の開口１４が形成されている。外力印加部２９は、筐体１２に形成された開口１４から外部に露出しており、操作部２１の一部を構成している。操作部２１は、外力印加部２９に加えられた外力、つまりユーザによる押圧力に応じて揺動する。

本実施形態では、外力印加部２９は略円環状になっており、その内側に押しボタン３１が設けられている。この押しボタン３１は、連結部３３を介して別の押しボタン３２と一体に構成されている。これに代えて、外力印加部２９は、楕円形、正方形または長方形の環状など、任意の形状であって良い。また、操作部２１の内側に押しボタン３１が設けられていなくても良い。この場合、外力印加部２９の中心が開口している必要は無い。

図５および図６は、それぞれ、筐体１２の内部側から見た、操作スイッチ構造２０の斜視図および平面図である。これらの図では、押しボタン３１，３２、連結部３３およびセンサ２７は示されていない。

操作部２１は、少なくとも第１の操作軸Ｘおよび第１の操作軸Ｘに直交する第２の操作軸Ｙを中心に回動することにより揺動可能とされている。操作スイッチ構造２０は、操作部２１と筐体１２とを連結して操作部２１を揺動自在に支持する一対の腕部２４を有している。

センサ２７は、操作部２１の揺動方向を感知する。センサ２７の構成は、操作部２１の揺動を感知できれば、どのようなものであっても良い。センサ２７は、操作部２１の下に配置されており、筐体１２の内部に収容されている。センサ２７は、不図示の回路基板に電気的に接続されており、操作部２１の揺動方向に応じた電気信号を生成する。

具体的な一例として、操作部２１は、外力印加部２９の下方に、第１の操作軸Ｘと第２の操作軸Ｙとの交点を中心とする略円筒形状をした部分に設けられた押圧部２２を有している。センサ２７は、押圧部２２の下方に３つ以上設けられている。それぞれのセンサ２７は、操作部２１の揺動方向に応じて押圧部２２から押圧可能とされている。

本実施形態では、センサ２７は、開閉型スイッチであり、菱形（正方形を含む）の頂点に相当する位置に４つ設けられている。センサ２７は、操作部２１の下方で、第１の操作軸Ｘと第２の操作軸Ｙとの交点を中心とする楕円（真円を含む）上の異なる位置に４つ以上設けられていることが好ましい。

開閉型スイッチは、押圧部２２の押下状態によりオン状態、オフ状態のいずれかを出力するものであり、各センサ２７のオン状態、オフ状態を検出することによりセンサ２７上方に位置する外力印加部２９のいずれの部分が押されたかを検出する。

センサ２７としては上記の開閉型スイッチの他に、圧力の大きさを感知して出力する圧力センサを用いることとしても良い。この場合、少なくとも３箇所で圧力の大きさを感知すれば操作部２１の揺動方向を特定できるため、センサ２７は３つ以上あれば良い。

操作スイッチ構造２０は、第１の操作軸Ｘに沿って操作部２１の両側から突出した一対の突出部２３と、突出部２３の両側に設けられて筐体１２に固定されたガイドピン２６と、を有している。ガイドピン２６は、第１の操作軸Ｘを挟んで突出部２３の両側に設けられていれば、第１の操作軸Ｘにずれて配置されていても良い。

突出部２３およびガイドピン２６により、操作部２１は、第１の操作軸Ｘの方向および回転方向Ｒ（両操作軸Ｘ，Ｙから構成される面に直交する軸まわりの回転の方向）において、筐体１２に対して精度良く位置決めされる。したがって、操作部２１の位置決めを行う際には、第１の操作軸Ｘの方向に関してのみ調整を行えばよい。これにより、突出部２３およびガイドピン２６の無い比較例の操作スイッチ構造（図７参照）よりも、位置決めが容易になり、位置決め精度が向上する。

ガイドピン２６は、突出部２３の、第１の操作軸Ｘおよび第２の操作軸Ｙ周りの回転を妨げない。したがって、操作部２１の操作性の低下が抑制される。

第１の操作軸Ｘを中心に回動することによりガイドピン２６と当接する突出部２３の部分は、例えば円柱のように、滑らかな曲面であることが好ましい。これにより、操作部２１は、第１の操作軸Ｘの周りにスムーズに揺動するため、第１の操作軸Ｘおよび第２の操作軸Ｙの周りに揺動するのに必要な力が均一になる。このように、操作部２１の操作性の低下がより抑制される。

また、操作部２１は、突出部２３を介して筺体１２に固定された複数のガイドピン２６と接触しているため、何らかの原因で筐体１２が振動したとしても操作部２１の共振が抑制されるという利点もある。

本実施形態では、腕部２４の先端およびガイドピン２６は筐体１２に直接固定されているが、筐体１２とは別のフレームを介して筐体１２に固定されていても良い。この場合、フレームには開口が形成されており、操作部２１の外力印加部２９が当該開口から外部に露出している。

また、一対の腕部２４は、操作部２１の中心、つまり第１の操作軸Ｘと第２の操作軸Ｙとの交点に対して点対称に設けられ、第１の操作軸Ｘおよび第２の操作軸Ｙと異なる軸Ａに沿って延在していることが好ましい。この直線Ａは、第１の操作軸Ｘと第２の操作軸Ｙとの交点を通る。このように、一対の腕部２４が同一の軸Ａ上に位置することにより、操作部２１が揺動し易くなるという利点がある。また、腕部２４が第１の操作軸Ｘおよび第２の操作軸Ｙとは異なる軸Ａに沿って延在することで、操作部２１を、第１の操作軸Ｘおよび第２の操作軸Ｙ周りに揺動させるための力を均一化することができる。

腕部２４が第２の操作軸Ｙに沿って延在していると、操作部２１を第１の操作軸Ｘ周りに揺動させる際に、腕部２４からの反作用が強くなる。このため、第１の操作軸Ｘ周りに揺動させるときと、第２の操作軸Ｙ周りに揺動させるときの力のバランスが低下し、操作部２１の操作性が低下してしまう。ただし、このような構造であっても、操作スイッチ２０は動作し得る。

一対の腕部２４は、操作部２１の中心に対して点対称に構成されているため、寸法および形状にバラつきが生じても、相対的にバラつきを打ち消し合い、操作部２１の位置ずれを最小にすることが出来る。

腕部２４は途中で湾曲しており、腕部２４の先端は上記の軸Ａとは異なる方向に延びていることが好ましい。これにより、より安定的に操作部２１を支持できるとともに、操作スイッチ構造２０の最大幅を低減することができるという利点がある。操作スイッチ構造２０の最大幅が低減されれば、操作スイッチ構造２０やその他の部品のレイアウト設計が容易になる。

本発明の操作スイッチ構造２０は、筐体１２の内部に収容された音源を備える電子機器にも好適に利用できる。音源からの音によって筺体１２が振動すると、振動数によっては操作部２１が共振し、不快な共振音が発生することがある。本発明の操作スイッチ構造２０では、操作部２１から突出した突出部２３が筺体１２に固定されたガイドピン２６と接触している。突出部２３およびガイドピン２６の無い操作スイッチ構造（図７参照）と比較すると、操作部２１が接触する箇所が多いため、音源からの音に起因する共振が抑制され、その結果、不快な共振音の発生が抑制される。

操作部２１や腕部２４を切削加工で製造する場合、操作部２１や腕部２４ごとに寸法および形状を確認しつつ、操作部２１や腕部２４を製造できるという利点がある。一方で、射出成型などの成型法では、一体的に部品を製造するため、操作部２１や腕部２４毎に寸法および形状の確認はできず、操作部２１や腕部２４の寸法や形状にバラつきが生じ易い。したがって、本発明の操作スイッチ構造２０は、操作部２１、腕部２４および突出部２３などが、例えば樹脂のように、成型法で製造されたものに適用することがより好ましい。

以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。

１０ 投射型表示装置
１２ 筺体
１４ 筺体の開口
２０ 操作スイッチ構造
２１ 操作部
２２ 押圧部
２３ 突出部
２４ 腕部
２６ ガイドピン
２７ センサ
２８ 開閉型スイッチ
２９ 外力印加部
３１，３２ 押しボタン
３３ 連結部

Claims (7)

1. 外力印加部に加えられた外力に応じて、少なくとも第１の操作軸および該第１の操作軸に直交する第２の操作軸のそれぞれを中心に回動することにより揺動可能とされる操作部と、前記操作部の揺動方向を感知するセンサと、フレームと、前記操作部とフレームとを連結して前記操作部を揺動自在に支持する一対の腕部と、を備えた操作スイッチ構造であって、
   前記第１の操作軸に沿って前記操作部の両側から突出した一対の突出部と、
   前記フレームに設けられ、前記突出部の両側に設けられて前記操作部を前記第１の操作軸に沿って回転可能な状態で位置決めするガイドピンと、を有する操作スイッチ構造。
2. 前記一対の腕部は、前記第１の操作軸と前記第２の操作軸との交点に対して点対称に設けられ、前記第１の操作軸および前記第２の操作軸と異なる軸に沿って延在している、請求項１に記載の操作スイッチ構造。
3. 前記突出部の前記ガイドピンと当接する部分が曲面である、請求項１または２に記載の操作スイッチ構造。
4. 前記センサは、前記操作部の下方で、前記第１の操作軸と前記第２の操作軸との交点を中心とする楕円上の異なる位置に３つ以上設けられ、
   前記操作部は、前記センサに対応する押圧部を前記外力印加部の下方に有し、
   それぞれの前記センサは、前記操作部の揺動方向に応じて前記押圧部から押圧可能とされ、かつ、押圧力に応じた圧力の大きさを出力する、請求項１から３のいずれか１項に記載の操作スイッチ構造。
5. 前記センサは、前記操作部の下方で、前記第１の操作軸と前記第２の操作軸との交点を中心とする楕円上の異なる位置に４つ以上設けられ、
   前記操作部は、前記センサに対応する押圧部を前記外力印加部の下方に有し、
   それぞれの前記センサは、前記操作部の揺動方向に応じて前記押圧部から押圧可能とされ、押圧状態に応じてオン状態もしくはオフ状態のいずれかを出力する、請求項１から３のいずれか１項に記載の操作スイッチ構造。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の操作スイッチ構造を有し、
   前記フレームは、前記外力印加部に対応する形状の開口を有し、少なくとも前記センサを収容する筐体であり、前記外力印加部が前記開口から外部に露出している、電子機器。
7. 前記筐体の内部に音源が収容されている、請求項６に記載の電子機器。
   

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