WO2012098823A1 - スイッチおよび入力装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a switch and an input device.
- a momentary switch that returns to the original position after being pressed is indispensable.
- the momentary switch is used for various purposes such as turning on / off the power, inputting numbers and characters using a keyboard, or taking out a medium such as a CD (Compact Disc).
- Commonly used momentary switches include, for example, a membrane switch having a pantograph mechanism used for a PC keyboard, a coil spring type switch used for a power on / off switch, and a metal dome type switch arranged on a mobile phone. . These switches are repeatedly pressed. By the way, when the switch is pressed, a contact sound between the switch and the connection base is generated.
- Patent Document 1 discloses a technique related to improvement of the quietness of a switch.
- Patent Document 1 discloses a switch formed of a touch panel. In this switch, a compressible medium is enclosed immediately below the plate-like member. Therefore, the switch of Patent Document 1 generates less contact sound when the switch is operated than a membrane switch having a general pantograph mechanism in which no medium is sealed.
- Patent Document 2 discloses a technique related to an operation feeling during switch operation.
- Patent Document 2 discloses a panel module that gives an operational feeling to a user by vibrating the panel when the panel is pressed.
- an object of the present invention is to provide a switch and an input device that can provide a user with a sense of pushing and returning a switch while having high silence.
- a switch according to the present invention comprises a medium that propagates a pressure change, and is disposed adjacent to the pressure propagation member, a pressure propagation member that propagates the pressure change in a predetermined direction when pressed, And a push-back member that pushes back the pressure propagation member in a direction opposite to the predetermined direction when it is detected that the pressure change has been propagated in the direction.
- an input device according to the present invention includes a plurality of the above switches, and when a pressure propagation member of the switch is pressed, information corresponding to the pressed switch is transmitted to a predetermined electronic device. To enter.
- the switch and the input device according to the present invention can provide the user with a sense of pushing the switch and a sense of pushing back, while having high silence.
- switch 1 concerning a 1st embodiment of the present invention. It is an example of sectional drawing of the switch 10 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is an example of sectional drawing when pressing down part 11 is pushed in switch 10 concerning a 2nd embodiment of the present invention. It is an example of sectional drawing when the press part 11 of the switch 10 concerning the 2nd Embodiment of this invention is pushed back. It is an example of sectional drawing of another switch 10B which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is an example of sectional drawing of the switch 20 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.
- a switch 1 includes a pressure propagation member 2 and a pushback member 3.
- the pressure propagation member 2 is made of a medium that propagates a pressure change, and propagates the pressure change in a predetermined direction when pressed.
- the pressure propagation member 2 can be formed, for example, by sealing a liquid in a closed space formed using a liquid-proof sheet or the like. When the user or the like presses the pressure propagation member 2, pressure is applied to the pressure propagation member 2, the density of the pressure propagation member 2 changes, and the pressure propagation member 2 is displaced.
- the push-back member 3 is disposed adjacent to the pressure propagation member 2 and pushes back the pressure propagation member 2 in a direction opposite to the predetermined direction when detecting that the pressure change is propagated in the predetermined direction. That is, when the pressure propagation member 2 is displaced in a predetermined direction, the push-back member 3 determines that the pressure change is propagated in the predetermined direction, and pushes back the pressure propagation member 2 in a direction opposite to the predetermined direction.
- pressure is applied to the pressure propagation member 2 in the direction opposite to the predetermined direction, and the pressure change is propagated in the direction opposite to the predetermined direction.
- the switch 1 configured as described above, when the user presses the pressure propagation member 2, the pressure propagation member 2 is displaced in a chain in a predetermined direction. Therefore, it is possible to give the user who is in contact with the pressure propagation member 2 a feeling of pushing the switch 1.
- the pushback member 3 pushes back the pressure propagation member 2 in a direction opposite to the predetermined direction.
- the switch 1 has high silence, and can give the user a sense of pushing and pushing back the switch 1.
- the push-back member 3 is bent in a predetermined direction when the pressure propagation member 2 is displaced in a predetermined direction to output an output voltage, and is bent in a direction opposite to the predetermined direction when the applied voltage is applied. Then, it can be formed by a piezoelectric element that pushes back the pressure propagation member 2 in a direction opposite to a predetermined direction.
- the switch 1 includes an application member that applies an applied voltage to the pushback member 3 when an output voltage is output from the pushback member 3.
- a solid member that is pressed by the user's finger or the like can be disposed on the pressure propagation member 2.
- the switch 10 according to the present embodiment includes a pressing unit 11, a medium 12, an exterior body 13, a sensor 14, and a driving unit 15.
- the user of the switch 10 presses the pressing unit 11 with a finger or the like when making a desired input.
- the pressing portion 11 is formed of an elastic member.
- the medium 12 is disposed below the pressing unit 11 and is formed of a liquid or the like.
- the medium 12 is deformed according to the displacement of the pressing unit 11.
- the exterior body 13 covers the medium 12, the sensor 14, and the drive unit 15.
- the sensor 14 detects that the pressing unit 11 has been pressed.
- the driving unit 15 When the sensor 14 detects the pressing of the pressing unit 11, the driving unit 15 generates a stress in a direction opposite to the direction in which the pressing unit 11 is pressed.
- the pressing portion 11 corresponds to the solid member in the claims
- the medium 12 corresponds to the pressure propagation member in the claims
- the sensor 14 and the driving portion 15 correspond to the push-back member in the claims. A pushing operation of the switch 10 according to the present embodiment will be described. In FIG.
- the pressing unit 11 can be prevented from coming into contact with the exterior body 13 when the pressing unit 11 moves in the negative Z-axis direction. Therefore, it is possible to reduce the generation of unnecessary sounds when pressed.
- the driving unit 15 is driven.
- the driving unit 15 includes a piezoelectric element, and when the sensor 14 detects the pressing of the pressing unit 11, the driving unit 15 applies a voltage to the piezoelectric element and applies a stress B in a direction opposite to the stress A. generate. In FIG.
- the switch 10 has high silence, and can give the user a sense of pushing and pushing back the switch 10.
- the sensor 14 is not limited to a piezoelectric element, For example, a pressurization resistance change sensor, an electrostatic capacitance type sensor, etc. can be applied.
- the drive unit 15 may be driven by, for example, magnetism or current instead of the piezoelectric element.
- the sensor 14 and the drive unit 15 are separate members, but one piezoelectric element having both functions can also be used.
- a cross-sectional view of a switch using one piezoelectric element having the functions of the sensor 14 and the drive unit 15 is shown in FIG.
- the switch 10B includes a piezoelectric element 16B having the functions of the sensor 14 and the drive unit 15, and a control unit 17B that controls the piezoelectric element 16B.
- the pressing unit 11B, the medium 12B, and the exterior body 13B have the same functions as the pressing unit 11, the medium 12, and the exterior body 13 illustrated in FIG. (Third embodiment)
- a third embodiment will be described.
- a cross-sectional view of the switch 20 in this embodiment is shown in FIG. In FIG.
- the switch 20 in this embodiment includes a pressing unit 21, a medium 22, a piezoelectric element 23, a control unit 24, a liquid-proof sheet 25, a support member 26, and an exterior body.
- the exterior body includes a side plate 27, a bottom plate 28 and a frame plate 29.
- the control unit 24 is schematically shown.
- the pressing part 21 is formed of an elastic member.
- the medium 22 is disposed below the pressing unit 21 and deforms according to the displacement of the pressing unit 21.
- the medium 22 is enclosed in a space formed by the pressing portion 21, the liquid-proof sheet 25, and the bottom plate 28.
- an incompressible fluid such as water or a gel can be applied.
- the piezoelectric element 23 is arranged in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the pressing portion 21 in FIG.
- the piezoelectric element 23 outputs a voltage when the medium 22 is deformed in the X-axis direction and presses the piezoelectric element 23.
- the piezoelectric element 23 functions as an actuator when a voltage is applied.
- a bimorph type piezoelectric element can be applied as the piezoelectric element 23, for example.
- a bimorph piezoelectric element is obtained by bonding two piezoelectric ceramics having polarization directions opposite to each other with a metal plate interposed therebetween. When the bimorph piezoelectric element is pressed to cause bending displacement, a voltage is generated by the piezoelectric effect.
- the bimorph piezoelectric element functions as an actuator by applying a voltage to the bimorph piezoelectric element to generate a bending displacement.
- the control unit 24 detects the voltage output from the piezoelectric element 23. Further, the control unit 24 controls the timing and magnitude of the voltage applied to the piezoelectric element 23.
- the liquid-proof sheet 25 is disposed between the medium 22 and the piezoelectric element 23 and bonded to the piezoelectric element 23. By disposing the liquid-proof sheet 25, it is possible to prevent the medium 22 such as water from coming into contact with the piezoelectric element 23 and causing electric leakage.
- the support member 26 is connected to the end region of the surface of the piezoelectric element 23 opposite to the liquid-proof sheet 25 side.
- the support member 26 has a surface opposite to the piezoelectric element 23 side fixed to the side plate 27.
- a predetermined space is provided between the central region of the piezoelectric element 23 and the side plate 27. This space allows the piezoelectric element 23 to be displaced in both the positive and negative directions of the X axis.
- a member that can be deformed according to the displacement of the piezoelectric element 23 is applied to the support member 26, and, for example, an elastic member is applied.
- the side plate 27 is a plate-like member that covers the side surface of the switch 20, and the bottom plate 28 is a plate-like member that covers the bottom surface of the switch 20.
- the side plate 27 and the bottom plate 28 are fastened and fixed by screws or the like (not shown), for example.
- the pressing portion 21 is disposed on the side plate 27, and the pressing portion 21 and the side plate 27 are fixed by an adhesive or the like.
- An end region of the pressing portion 21 is covered with a frame plate 29, and the pressing portion 21 and the frame plate 29 are fixed with an adhesive or the like.
- the side plate 27, the bottom plate 28, and the frame plate 29 form an exterior body.
- the side plate 27, the bottom plate 28, and the frame plate 29 can be formed using a resin member or a metal member.
- the side plate 27, the bottom plate 28, and the frame plate 29 can be formed using the same material, or can be formed using different materials.
- the side plate 27 and the bottom plate 28 are fixed with screws or the like, and then the support member 26 is fixed to the inner end of the side plate 27.
- the piezoelectric element 23 to which the liquid-proof sheet 25 is bonded is bonded.
- the medium 22 is injected into the space formed by the liquid-proof sheet 25 and the bottom plate 28, and a process for preventing air from entering is performed.
- the pressing portion 21 is arranged on the side plate 27 and the frame plate 29 is arranged above the end of the pressing portion 21, whereby the pressing portion 21 is formed by the side plate 27, the bottom plate 28 and the frame plate 29. To fix. As shown in FIG.
- the switch 20 assembled as described above is deformed so that the pressing portion 21 is convex in the negative direction of the Z-axis as shown in FIG. 6A when the pressing portion 21 is pressed by the user.
- the pressing unit 21 is displaced in the negative Z-axis direction
- pressure is applied to the medium 22 and the medium 22 is deformed.
- the density of the medium 22 changes to cause a pressure change, whereby the medium 22 is displaced in a chain manner.
- a pressure change occurs in the medium 22 in contact with the piezoelectric element 23, and a bending displacement occurs in the piezoelectric element 23.
- the displacement direction of the piezoelectric element 23 is the X-axis direction. That is, as shown in FIG. 6A, the piezoelectric element 23 is deformed so as to protrude in the positive or negative direction of the X axis.
- the piezoelectric element 23 generates a voltage due to the piezoelectric effect due to deformation in the X-axis direction.
- the control part 24 detects the voltage from the piezoelectric element 23 through the conducting wire etc. which are not shown in figure.
- the pressing portion 21 is made of an elastic member, and a medium 22 made of an incompressible fluid such as water or a gel is disposed below the pressing portion 21, so that the pressing portion 21 can be easily pressed. Deform. Therefore, the user can obtain a pressing feeling that the finger moves in the negative Z-axis direction.
- the area around the finger of the pressing unit 21 is displaced in the positive direction of the Z axis relative to the area in contact with the finger.
- the control unit 24 starts voltage application to the piezoelectric element 23 when the magnitude of the voltage output from the piezoelectric element 23 exceeds a predetermined threshold.
- the control unit 24 applies a voltage to the piezoelectric element 23 via a conductor different from the conductor for measuring the voltage output from the piezoelectric element 23.
- a voltage is applied to the piezoelectric element 23, as shown in FIG. 6B, the piezoelectric element 23 is displaced in a direction opposite to the displacement generated when the pressing portion 21 is pressed.
- step 7 when the user presses the pressing portion 21 of the switch 20 with a finger or the like (step 0), a bending displacement occurs in the piezoelectric element 23 and a voltage is output (step 1).
- the control unit 24 compares the magnitude of the voltage output from the piezoelectric element 23 with the first threshold (step 2), and if the magnitude of the output voltage is equal to or greater than a predetermined threshold (YES in step 2). It is determined that the pressing unit 21 of the switch 20 has been pressed. That is, it is determined that the switch 20 has been operated (step 3). And the control part 24 applies the voltage which added the predetermined voltage for giving sufficient push-back feeling to the detected voltage to the piezoelectric element 23 (step 4).
- the control unit 24 determines that the pressing of the pressing unit 21 has ended when the detected voltage is smaller than, for example, a threshold value for determining the end of pressing, and ends the application of the voltage to the piezoelectric element 23 (step). 5).
- the switch 20 according to the present embodiment can provide the user with a sense of pushing the switch and a sense of pushing back, while having high silence.
- the piezoelectric element 23 performs voltage output accompanying bending displacement and pressing to the medium 22 by the applied voltage, the voltage output and pressing to the medium 22 are configured by separate components. Compared with the case, the switch 20 can be reduced in size.
- the control unit 24 determines whether or not the switch 20 has been operated by comparing the magnitude of the measured voltage with a threshold value, but is not limited thereto. For example, the control unit 24 calculates the amount of displacement of the piezoelectric element 23 or the pressing unit 21 from the measured voltage, and compares the calculated amount of displacement with a predetermined threshold value to determine whether or not the switch 20 has been operated. Can also be determined.
- the exterior body was comprised by the side plate 27, the baseplate 28, and the frame 29, it can also comprise by an integral component. Further, the exterior body can be configured by an integral part of the support member 26 and the side plate 27 and the frame body 29. And each member can also be fixed with a screw instead of fixing with an adhesive.
- the piezoelectric element 23 is not limited to a bimorph type piezoelectric element, and for example, a monomorph type piezoelectric element or a unimorph type piezoelectric element can be applied.
- FIG. 8 A sectional view of the switch according to the present embodiment is shown in FIG. In FIG. 8, the pressing unit 31 and the piezoelectric element 33 are disposed to face each other with the medium 32 and the liquid-proof sheet 35 interposed therebetween.
- the support member 36 is disposed between the end region of the piezoelectric element 33 and the bottom plate 38. With the support member 36, the piezoelectric element 33 can be displaced in both the positive and negative directions of the Z axis.
- the medium 32 is enclosed in a closed space formed by the pressing portion 31, the side plate 37, and the liquid-proof sheet 35.
- the switch 30 configured as described above is configured so that when the user presses the pressing portion 31 in the Z-axis negative direction with a finger, the pressing portion 31 protrudes in the Z-axis negative direction as shown in FIG. 9A. Transforms into When the pressing portion 31 is deformed in the negative Z-axis direction, the medium 32 is displaced in a chain, and the medium 32 presses the piezoelectric element 33.
- the piezoelectric element 33 Since the piezoelectric element 33 is disposed so as to face the pressing portion 31, when the medium 32 presses the piezoelectric element 33, the piezoelectric element 33 is deformed so as to be convex in the negative direction of the Z axis, and voltage is applied by the piezoelectric effect. Output.
- the switch 30 according to this embodiment solids do not collide with each other when the pressing unit 31 is pressed. Therefore, it is possible to reduce the sound generated when the pressing unit 31 is pressed.
- the switch 30 according to the present embodiment can give the user a sense that the finger moves in the Z-axis direction and a sense of swell around the finger. Therefore, the user can obtain a certain pressing feeling.
- the control unit 34 detects the voltage output from the piezoelectric element 33 via a conducting wire (not shown). Then, the control unit 34 starts voltage application to the piezoelectric element 33 when the magnitude of the voltage output from the piezoelectric element 33 exceeds a predetermined threshold. The control unit 34 applies a voltage to the piezoelectric element 33 via a lead wire different from the lead wire for measuring the voltage output from the piezoelectric element 33. By applying a voltage to the piezoelectric element 33, as shown in FIG. 9B, the piezoelectric element 33 is deformed so as to be convex in the positive Z-axis direction.
- the medium 32 By deforming the piezoelectric element 33 so as to be convex in the positive Z-axis direction, the medium 32 is displaced in a chain, and the medium 32 presses the pressing portion 31 in the positive Z-axis direction.
- the pressing unit 31 When the pressing unit 31 is pressed in the positive Z-axis direction, the pressing unit 31 is pushed back.
- the switch 30 according to the present embodiment applies a Z-axis positive direction stress generated by voltage application to the piezoelectric element 33 to the finger of the user in contact with the pressing unit 31 in addition to the drag of the pressing unit 31 and the medium 32. To do. Therefore, the user can obtain a positive push-back feeling.
- the switch 30 of the present embodiment has high silence, and can give the user a sense of pushing and pushing back the switch.
- the switch 40 includes a pressing portion 41 made of an inelastic member, a support body 47 made of an elastic member, and a box-shaped exterior body 48 having an open upper surface.
- the support body 47 is fixed around the pressing portion 41 and supports the pressing portion 41.
- the support 47 is fixed to the frame plate 49.
- the medium 42 is enclosed in a closed space formed by the pressing portion 41, the support body 47, the liquid-proof sheet 45, and the exterior body 48.
- a support member 46 is disposed between the piezoelectric element 43 and the exterior body 48.
- the support body 47 connected to the pressing portion 41 is curved as shown in FIG. 11 when the user presses the pressing portion 31 in the negative Z-axis direction with a finger.
- the pressing portion 41 is displaced in the Z-axis negative direction.
- the medium 42 is displaced in a chain manner, and the medium 42 presses the piezoelectric element 43.
- the piezoelectric element 43 is deformed so as to be convex in the X-axis positive direction or the X-axis negative direction by being pressed by the medium 42, and outputs a voltage.
- solids do not collide with each other when the pressing unit 41 is pressed, and therefore, the sound generated when the pressing unit 41 is pressed can be reduced.
- the switch 30 supports the pressing portion 41 by the support body 47 made of an elastic member, so that when the user presses the pressing portion 41, the support body 47 is bent downward, and the pressing portion 41 is Displaces downward. Therefore, it is possible to give the user a feeling that the finger moves in the Z-axis direction.
- a control unit (not shown) detects a voltage output from the piezoelectric element 43 and the magnitude of the voltage output from the piezoelectric element 43 exceeds a predetermined threshold, the control unit Starts applying a voltage to the piezoelectric element 43.
- the piezoelectric element 43 is displaced in a direction opposite to that when the piezoelectric element 43 is pressed by the medium 42 by applying a voltage. That is, the piezoelectric element 43 is displaced so as to protrude in the X-axis negative direction or the X-axis positive direction.
- the medium 42 is displaced in a chain manner and pushes the pressing portion 41 back.
- the switch 40 according to the present embodiment also applies stress in the positive direction of the Z axis generated by voltage application to the piezoelectric element 43 to the user's finger in contact with the pressing unit 41 in addition to the drag of the medium 42.
- FIG. 12 is a top view of the input device according to this embodiment
- FIG. 13 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of the input device 50 shown in FIG. In FIG.
- the input device 50 when the switch 10B is pressed, the input device 50 inputs character information of alphabetic characters associated with the pressed switch 10B to a predetermined electronic device.
- the character information input by the input device 50 is displayed on a display unit arranged inside or outside the electronic device.
- the input device 50 according to the present embodiment includes a plurality of switches 10B arranged in a two-dimensional matrix.
- the exterior body 13B is formed of a resin member or a metal member, and is molded integrally with the exterior body 13B of the switch 10B adjacent to each other.
- each of the plurality of switches 10B is configured similarly to the switch 10B illustrated in FIG. 4 and described in the second embodiment.
- the depressing unit 11B is displaced in the negative Z-axis direction. Then, the medium 12B presses the piezoelectric element 16B. The piezoelectric element 16B outputs a voltage when pressed.
- the control unit 17B determines that the switch 10B has been operated when detecting the voltage output from the piezoelectric element 16B.
- the input device 50 inputs character information associated with the operated switch 10B to a predetermined electronic device. Furthermore, when the control unit 17B (not shown) determines that the switch 10B has been operated, it starts applying a voltage to the piezoelectric element 16B.
- the piezoelectric element 16B When a voltage is applied to the piezoelectric element 16B, the piezoelectric element 16B is deformed so as to be convex in the positive Z-axis direction. Further, the medium 32 is displaced in a chain with the deformation of the piezoelectric element 16B, and presses the pressing portion 31 in the positive direction of the Z axis.
- solids do not collide with each other when the pressing unit 11B is pressed. Therefore, it is possible to reduce the sound generated when the pressing unit 11B is pressed. Further, the input device 50 can give the user a sense of pressing the switch 10B by displacing the pressing portion 11B in the negative Z-axis direction.
- the input device 50 when the switch 10B is operated, a voltage is applied to the piezoelectric element 16B, and the pressing portion 11B is pushed back in the Z-axis positive direction via the medium 32. Therefore, the stress in the positive direction of the Z-axis is applied to the user's finger that is in contact with the pressing portion 11B, and the user can obtain the feeling of pushing back the switch.
- the input device 50 according to the present embodiment has high silence, and can give the user a sense of pushing and pushing back the switch 10B.
- the exterior body 13B of the switch 10B adjacent to each other is integrally molded, but this is not a limitation. An exterior body can also be shape
- a predetermined threshold value can also be set for the input device 50.
- the input device 50 inputs character information and starts applying voltage to the piezoelectric element 16B.
- the input device 50 according to the present embodiment includes a plurality of switches 10B illustrated in FIG. 4, but may include a plurality of switches 20, 30, and 40 described in the third to fifth embodiments.
- FIG. 14 is a cross-sectional view of an input device 60 including a plurality of switches 20 according to the third embodiment. In FIG.
- the pressing portion 21, the side plate 27, and the frame plate 29 are formed integrally with the pressing portion 21, the side plate 27, and the frame plate 29 of the switch 20 that are adjacent to each other.
- the switches 20 adjacent to each other are each partitioned by the side plate 27.
- a pressing unit a medium that is disposed below the pressing unit and is deformable in accordance with the displacement of the pressing unit, an exterior body that covers the medium, and a sensor that detects that the pressing unit has been pressed. And when the sensor detects that the pressing unit has been pressed, the driving unit has a direction opposite to the direction in which the pressing unit is pressed with respect to the pressing unit.
- a switch characterized by being driven to apply force. The switch according to supplementary note 1, wherein the pressing portion is formed of an elastic member.
- the switch according to Supplementary note 1 or 2 further comprising a support that is fixed around the pressing portion and supports the pressing portion, and the support is formed of an elastic member.
- the piezoelectric element which is the said sensor and is also the said drive part, and the control part which controls the said piezoelectric element,
- the said piezoelectric element is displaced to a 1st direction with the deformation
- the control unit applies a voltage to the piezoelectric element when the piezoelectric element generates a voltage, and the piezoelectric element reverses the first direction when the voltage is applied.
- the switch according to any one of appendices 1 to 3, wherein the switch is displaced in the direction of.
- the said control part is a switch of Additional remark 4 characterized by applying a voltage with respect to the said piezoelectric element, when the voltage which the said piezoelectric element generated is more than predetermined value.
- Appendix 6 The switch according to appendix 4 or 5, wherein a direction in which the piezoelectric element is displaced is perpendicular to a direction in which the pressing portion is displaced.
- Supplementary note 7) The switch according to Supplementary note 4 or 5, wherein a direction in which the piezoelectric element is displaced is the same as a direction in which the pressing portion is displaced.
- the switch and the input device according to the present invention can be used for input switches of various terminals, power switches of electronic devices, input devices such as a keyboard, and the like.
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Abstract
Description
一般的に用いられるモーメンタリスイッチとして、例えば、PC用キーボードに用いられる、パンタグラフ機構を有するメンブレンスイッチ、電源のオンオフスイッチに用いられるコイルバネ式スイッチ、携帯電話機に配置されるメタルドーム式スイッチ、などがある。これらのスイッチは、繰り返し押下される。
ところで、スイッチを押下した時、スイッチと接続土台との接触音が発生する。さらに、押下されたスイッチがバネ等により元の位置に戻る時、機構的な遊びに起因するガタツキ音が発生する。このような接触音やガタツキ音は、ユーザへ不快感を与える。従って、スイッチを操作した時に不要な音を発することのない、静音性の高いスイッチが望まれる。
スイッチの静音性の向上に関連する技術が、例えば、特許文献1に記載されている。特許文献1には、タッチパネルで形成されたスイッチが開示されている。このスイッチは、板状部材の直下に、圧縮可能な媒質が封入されている。従って、特許文献1のスイッチは、媒質が封入されていない一般的なパンタグラフ機構を有するメンブレンスイッチと比較して、スイッチ操作時に発生する接触音が小さい。しかし、特許文献1に記載のスイッチを使用する場合、ユーザはスイッチ操作時の操作感覚を得にくい。
スイッチ操作時の操作感覚に関する技術は、例えば、特許文献2に記載されている。特許文献2には、パネルの押下時に該パネルを振動させることにより、ユーザに対して操作感覚を与えるパネルモジュールが開示されている。
本発明は、このような問題に鑑み、高い静音性を備えながらも、スイッチの押し込み感覚と押し戻し感覚をユーザに与えることができるスイッチおよび入力装置を提供することを目的とする。
さらに、上記目的を達成するために本発明に係る入力装置は、上記のスイッチを複数備え、スイッチの圧力伝搬部材が押下されることにより、該押下されたスイッチに対応する情報を所定の電子機器に入力する。
本発明の第1の実施形態について説明する。本実施形態に係るスイッチの断面図を図1に示す。図1において、本実施形態に係るスイッチ1は、圧力伝搬部材2および押戻部材3を備える。
圧力伝搬部材2は圧力変化を伝搬する媒質からなり、押下された時に所定の方向へ圧力変化を伝搬する。圧力伝搬部材2は、例えば、防液シート等を用いて形成した閉空間内に液体を封止することによって形成することができる。そして、ユーザ等が圧力伝搬部材2を押下した場合、圧力伝搬部材2に圧力が加わり、圧力伝搬部材2の密度が変化し、圧力伝搬部材2が変位する。圧力伝搬部材2が変位することによってさらなる圧力変化が生じ、圧力伝搬部材2が連鎖的に変位する。そして、圧力伝搬部材2の連鎖的な変位によって、圧力変化が所定の方向へ伝搬される。
押戻部材3は、圧力伝搬部材2と隣接配置され、所定の方向へ圧力変化が伝搬されたことを検知した時、圧力伝搬部材2を所定の方向と反対の方向へ押し戻す。すなわち、押戻部材3は、圧力伝搬部材2が所定の方向へ変位した時、所定の方向へ圧力変化が伝搬されたと判断し、圧力伝搬部材2を所定の方向と反対の方向へ押し戻す。この場合、圧力伝搬部材2に所定の方向と反対の方向へ圧力が加わり、圧力変化が所定の方向と反対の方向へ伝搬される。
以上のように構成されたスイッチ1において、ユーザが圧力伝搬部材2を押下した時、圧力伝搬部材2は所定の方向へ連鎖的に変位する。従って、圧力伝搬部材2と接触しているユーザへスイッチ1の押し込み感覚を与えることができる。
一方、圧力伝搬部材2が所定の方向へ変位した時、押戻部材3が圧力伝搬部材2を所定の方向と反対の方向へ押し戻す。これにより、圧力伝搬部材2に所定の方向と反対の方向へ圧力が加わり、圧力変化が所定の方向と反対の方向へ伝搬される。従って、圧力伝搬部材2と接触しているユーザへスイッチ1の押し戻し感覚を与えることができる。
さらに、圧力伝搬部材2が圧力変化を伝搬する媒質によって形成されていることから、圧力伝搬部材2が所定の方向に変位して押戻部材3と接触した場合でも、不要な音が発せられることを低減することができる。
従って、本実施形態に係るスイッチ1は、高い静音性を備え、スイッチ1の押し込み感覚と押し戻し感覚をユーザに与えることができる。
ここで、押戻部材3を、圧力伝搬部材2が所定の方向へ変位した時に所定の方向へ湾曲して出力電圧を出力し、印加電圧が印加された時に所定の方向と反対の方向へ湾曲して圧力伝搬部材2を所定の方向と反対の方向へ押し戻す、圧電素子によって形成することができる。この場合、スイッチ1が、押戻部材3から出力電圧が出力された時に押戻部材3へ印加電圧を印加する印加部材を備えることが望ましい。
また、圧力伝搬部材2の上部に、ユーザの指等によって押下される固体部材を配置することもできる。この場合、固体部材がユーザの指等によって押下されて下方に移動することにより、圧力伝搬部材2が押下されて所定の方向へ圧力変化を伝搬する。
(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。本実施形態に係るスイッチの断面図を図2に示す。図2において、本実施形態に係るスイッチ10は、押下部11、媒質12、外装体13、センサ14および駆動部15を備える。
スイッチ10のユーザは、所望の入力を行う時に、押下部11を指等によって押下する。本実施形態において、押下部11は弾性部材で形成されている。媒質12は、押下部11の下方に配置され、液体等によって形成される。媒質12は、押下部11の変位に応じて変形する。
外装体13は、媒質12、センサ14および駆動部15を覆う。センサ14は、押下部11が押下されたことを検知する。センサ14として、例えば、圧電素子を適用することができる。駆動部15は、センサ14が押下部11の押下を検知した時、押下部11に対して押下された方向と逆方向の応力を発生する。
なお、押下部11が請求項の固体部材に、媒質12が請求項の圧力伝搬部材に、センサ14および駆動部15が請求項の押戻部材に相当する。
本実施形態に係るスイッチ10の押し込み動作について説明する。図3Aにおいて、ユーザが指を用いて押下部11をZ軸負方向に押下した時、押下部11がZ軸負方向に移動し、押下部11の下方に配置された媒質12が変形する。図3Aに示すように、媒質12が変形することにより、圧電素子から成るセンサ14へ応力Aが付加される。そして、センサ14は、応力Aを検出することにより、押下部11が押下されたことを検知する。
ここで、押下部11を弾性部材で形成することにより、ユーザが押下部11を押下することによって押下部11が変形する。従って、ユーザは押下部11を押下した時に、スイッチ10の押し込み感覚を得ることができる。また、押下部11の下方に媒質12が配置されていることから、押下部11がZ軸負方向に移動した時に押下部11が外装体13と接触することを抑制することができる。従って、押下時に不要な音が発せられることを低減することができる。
次に、本実施形態に係るスイッチ10の押し戻し動作について説明する。センサ14が、押下部11が押下されたことを検知することにより、駆動部15が駆動する。本実施形態において、駆動部15は圧電素子を備え、センサ14が押下部11の押下を検知した時、駆動部15は、圧電素子に電圧を印加して、応力Aと逆方向の応力Bを発生させる。図3Bにおいて、応力Aと逆方向の応力Bが媒質12に付加されることにより、押下部11にZ軸正方向の応力が付加される。押下部11にZ軸正方向の応力が付加されることにより、指を押下部11に接触させているユーザはスイッチ10の押し戻し感覚を得ることができる。
以上のように、本実施形態に係るスイッチ10は、高い静音性を備え、スイッチ10の押し込み感覚と押し戻し感覚をユーザに与えることができる。
なお、センサ14は、圧電素子に限定されず、例えば、加圧抵抗変化センサや静電容量方式センサなどを適用することができる。また、駆動部15は、圧電素子の代わりに、例えば、磁気や電流などで駆動するものでもよい。
さらに、本実施形態において、センサ14と駆動部15とを別々の部材としたが、両方の機能を有する1つの圧電素子を用いることもできる。センサ14および駆動部15の機能を有する1つの圧電素子を用いたスイッチの断面図を図4に示す。図4において、スイッチ10Bは、センサ14および駆動部15の機能を有する圧電素子16Bと、圧電素子16Bを制御する制御部17Bと、を備える。なお、押下部11B、媒質12Bおよび外装体13Bは、図2に示した押下部11、媒質12および外装体13と同様の機能を有する。
(第3の実施形態)
第3の実施形態について説明する。本実施形態におけるスイッチ20の断面図を図5に示す。図5において、本実施形態におけるスイッチ20は、押下部21、媒質22、圧電素子23、制御部24、防液シート25、支持部材26および外装体を備える。外装体は、側板27、底板28および枠板29からなる。なお、制御部24は模式的に示したものである。
押下部21は、弾性部材で形成される。媒質22は、押下部21の下方に配置され、押下部21の変位に応じて変形する。媒質22は、押下部21、防液シート25および底板28によって形成された空間に封入されている。媒質22として、例えば、水などの非圧縮性流体やゲルなどを適用することができる。
圧電素子23は、図5において、押下部21の長手方向に対して直交する方向に配置される。圧電素子23は、媒質22がX軸方向に変形して圧電素子23を押圧した時に、電圧を出力する。一方、圧電素子23は、電圧が印加された時に、アクチュエータとして機能する。
圧電素子23は、例えば、バイモルフ型圧電素子を適用することができる。バイモルフ型圧電素子は、分極方向が互いに逆方向である二枚の圧電セラミックスを、金属板を挟んで貼り合わせたものである。バイモルフ型圧電素子が押圧されて屈曲変位が生じると、圧電効果によって電圧が発生する。一方、バイモルフ型圧電素子に電圧を印加し、屈曲変位を発生させることにより、バイモルフ型圧電素子がアクチュエータとして機能する。
制御部24は、圧電素子23から出力された電圧を検出する。さらに、制御部24は、圧電素子23へ印加する電圧のタイミングおよび大きさを制御する。
防液シート25は、媒質22と圧電素子23との間に配置され、圧電素子23に接着される。防液シート25を配置することにより、水などの媒質22が圧電素子23と接触し、漏電が発生することを、防止することができる。
支持部材26は、圧電素子23の防液シート25側と反対側の面の端部領域に接続される。また、支持部材26は、圧電素子23側と反対側の面が、側板27に固定されている。支持部材26が圧電素子23の端部領域と側板27との間に配置されることにより、圧電素子23の中央領域と側板27との間に所定のスペースが設けられる。このスペースにより、圧電素子23はX軸の正方向および負方向のいずれにも変位することができる。なお、支持部材26には、圧電素子23の変位に応じて変形できる部材が適用され、例えば、弾性部材が適用される。
側板27はスイッチ20の側面を覆う板状部材、底板28はスイッチ20の底面を覆う板状部材である。側板27と底板28とは、例えばネジ等(図示せず)によって締め付け固定されている。また、側板27の上に押下部21が配置され、押下部21と側板27とは接着剤等によって固定されている。押下部21の端部領域は枠板29によって覆われ、押下部21と枠板29とは接着剤等によって固定されている。側板27、底板28および枠板29によって外装体が形成される。
ここで、側板27、底板28および枠板29は、樹脂部材や金属部材を用いて形成することができる。また、側板27、底板28および枠板29は、同じ材料を用いて形成することもできるし、それぞれ異なる材料を用いて形成することもできる。
そして、これらの部材を用いてスイッチ20を組み立てる場合、まず、側板27および底板28をネジ等によって固定した後、側板27の内側端部に支持部材26を固定し、さらに、支持部材26の内側に防液シート25が接着された圧電素子23を接着する。
次に、防液シート25および底板28によって形成される空間に媒質22を注入し、空気が混入しないための処理を施す。その後、押下部21を側板27の上に配置し、枠板29を押下部21の端部上方に配置することにより、押下部21を側板27、底板28および枠板29によって形成された外装体に固定する。
上記のようにして組み立てられたスイッチ20は、ユーザが押下部21を押下することによって、図6Aに示すように、押下部21がZ軸負方向に凸となるように変形する。押下部21がZ軸負方向に変位することによって媒質22に圧力が加わり、媒質22が変形する。詳細には、媒質22に圧力が加わることにより、媒質22の密度が変化して圧力変化が生じ、これによって媒質22が連鎖的に変位していく。媒質22の連鎖的な変位の結果、圧電素子23に接している媒質22に圧力変化が生じ、圧電素子23に屈曲変位が生じる。
本実施形態に係る圧電素子23は、押下部21の長手方向と直交する方向に配置されているため、圧電素子23の変位方向はX軸方向となる。すなわち、圧電素子23は、図6Aに示すように、X軸の正方向または負方向に凸となるように変形する。圧電素子23は、X軸方向の変形が生じることによって、圧電効果により電圧を発生する。そして、制御部24は、圧電素子23からの電圧を、図示しない導線などを介して検出する。
ここで、側板27、底板28および枠板29によって形成された外装体内において、押下部21が押下された時に固体同士が衝突することがない。従って、押下部21が押下された場合に発生する音を小さくすることができる。また、押下部21は弾性部材からなり、押下部21の下方には水などの非圧縮性流体やゲルから成る媒質22が配置されていることから、押下部21は押圧されることによって容易に変形する。従って、ユーザは指がZ軸負方向に移動する押し込み感覚を得ることができる。
また、押下部21の指の周りの領域は、指と接触している領域に対して、相対的にZ軸正方向へ変位する。指の周りの領域が相対的にZ軸正方向に変位することにより、ユーザは指の周りの盛り上がりの感覚を得る。従って、ユーザはより確実な押し込み感覚を得ることができる。
そして、本実施形態に係るスイッチ20において、制御部24は、圧電素子23から出力された電圧の大きさが所定の閾値を超えた場合、圧電素子23への電圧印加を開始する。制御部24は、圧電素子23から出力された電圧を計測するための導線と異なる導線を介し、圧電素子23に電圧を印加する。
圧電素子23に電圧が印加されることにより、図6Bに示すように、圧電素子23は、押下部21が押下されることによって生じた変位と逆方向の変位が発生する。圧電素子23が、押下部21の押下時と逆方向に変位することにより、媒質22に連鎖的な圧力変化が生じ、媒質22が押下部21を押し戻す。そして、押下部21にZ軸正方向の圧力が付加される。従って、ユーザの指には、押下部21および媒質22の抗力に加えて圧電素子23の電圧印加に起因する応力が付加され、ユーザは確実な押し戻し感覚を得ることできる。
次に、制御部24の動作について説明する。制御部24の動作フローを図7に示す。図7において、ユーザが指などでスイッチ20の押下部21を押下することにより(ステップ0)、圧電素子23に屈曲変位が生じて電圧が出力される(ステップ1)。
制御部24は、圧電素子23から出力された電圧の大きさと第1の閾値とを比較し(ステップ2)、出力された電圧の大きさが所定の閾値以上である場合(ステップ2においてYES)、スイッチ20の押下部21が押下されたと判断する。すなわち、スイッチ20が操作されたと判断する(ステップ3)。
そして、制御部24は、検出した電圧に、十分な押し戻し感を与えるための所定の電圧を加えた電圧を、圧電素子23に印加する(ステップ4)。そして、制御部24は、検知した電圧が、例えば、押下終了判定用の閾値より小さくなった場合、押下部21の押下が終了したと判断し、圧電素子23に対する電圧の印加を終了する(ステップ5)。
以上のように、本実施形態に係るスイッチ20は、高い静音性を備えながらも、スイッチの押し込み感覚と押し戻し感覚とをユーザに与えることができる。また、本実施形態において、圧電素子23が、屈曲変位に伴う電圧の出力と、印加電圧による媒質22への押圧とを行うため、電圧出力と媒質22への押圧とを別々の部品で構成した場合と比較して、スイッチ20を小型化することができる。
なお、本実施形態においては、制御部24は、計測した電圧の大きさと閾値とを比較してスイッチ20が操作されたか否かを判定したが、これに限らない。例えば、制御部24は、計測した電圧の大きさから圧電素子23または押下部21の変位量を算出し、算出した変位量と所定の閾値とを比較することによって、スイッチ20が操作されたか否かを判定することもできる。
また、本実施形態においては、外装体を側板27、底板28および枠体29によって構成したが、一体部品で構成することもできる。また、外装体を、支持部材26および側板27の一体部品と、枠体29と、によって構成することもできる。そして、各部材は、接着剤で固定する代わりに、ネジによって固定することもできる。さらに、圧電素子23は、バイモルフ型圧電素子に限定されず、例えば、モノモルフ型圧電素子やユニモルフ型圧電素子などを適用することができる。
(第4の実施形態)
第4の実施形態について説明する。本実施形態に係るスイッチの断面図を図8に示す。図8において、押下部31と圧電素子33とは、媒質32および防液シート35を介して対向配置されている。また、支持部材36は、圧電素子33の端部領域と底板38との間に配置されている。支持部材36により、圧電素子33は、Z軸の正方向および負方向のいずれにも変位することができる。そして、媒質32は、押下部31と、側板37と、防液シート35とによって形成される閉空間に封入されている。
上記のように構成されたスイッチ30は、ユーザが指を用いて押下部31をZ軸負方向へ押下した時、図9Aに示すように、押下部31がZ軸負方向に凸となるように変形する。押下部31がZ軸負方向に変形することにより、媒質32が連鎖的に変位し、媒質32が圧電素子33を押圧する。圧電素子33が押下部31と対向配置されていることから、媒質32が圧電素子33を押圧することにより、圧電素子33はZ軸負方向に凸となるように変形し、圧電効果により電圧を出力する。
本実施形態に係るスイッチ30は、押下部31が押下された場合に固体同士が衝突することがない。従って、押下部31が押下された場合に発生する音を小さくすることができる。また、本実施形態に係るスイッチ30は、ユーザに対して、指がZ軸方向に移動する感覚と、指の周りの盛り上がりの感覚と、を与えることができる。従って、ユーザは、確実な押し込み感覚を得ることができる。
一方、上記のように構成されたスイッチ30は、圧電素子33から出力された電圧を、図示しない導線などを介して制御部34が検出する。そして、制御部34は、圧電素子33から出力された電圧の大きさが所定の閾値を超えた時、圧電素子33への電圧印加を開始する。制御部34は、圧電素子33から出力された電圧を計測するための導線とは異なる導線を介して圧電素子33に電圧を印加する。
圧電素子33に電圧が印加されることにより、図9Bに示すように、圧電素子33はZ軸正方向に凸となるように変形する。圧電素子33がZ軸正方向に凸となるように変形することにより、媒質32が連鎖的に変位し、媒質32が押下部31をZ軸正方向に押圧する。押下部31がZ軸正方向に押圧されることにより、押下部31が押し戻される。
本実施形態に係るスイッチ30は、押下部31と接しているユーザの指に、押下部31および媒質32の抗力に加え、圧電素子33への電圧印加によって生じたZ軸正方向の応力を付加する。従って、ユーザは確実な押し戻し感覚を得ることできる。
以上のように、本実施形態のスイッチ30は、高い静音性を備え、スイッチの押し込み感覚と押し戻し感覚をユーザに与えることができる。
なお、圧電素子33と押下部31とを共にX軸方向に配置する場合、圧電素子33と媒質32との接触面積を十分に確保することができる。この場合、スイッチ30のZ軸方向の長さを短くし、薄型化しても、押下部31が下されたことを精度良く検出することができる。
(第5の実施形態)
第5の実施形態について説明する。本実施形態に係るスイッチの断面図を図10に示す。本実施形態に係るスイッチ40は、第3の実施形態に係るスイッチ20の押下部の構造を変更したものである。
本実施形態に係るスイッチ40は、非弾性部材からなる押下部41、弾性部材からなる支持体47および上面が開放された箱状の外装体48を備える。支持体47は、押下部41の周囲に固定され、押下部41を支持する。また、支持体47は枠板49に固定される。媒質42は、押下部41、支持体47、防液シート45および外装体48によって形成される閉空間に封入されている。支持部材46が、圧電素子43と外装体48との間に配置されている。
上記のように構成されたスイッチ40は、ユーザが指を用いて押下部31をZ軸負方向に押下することにより、図11に示すように、押下部41に接続された支持体47が湾曲し、押下部41がZ軸負方向に変位する。そして、押下部41がZ軸負方向に変位することにより、媒質42が連鎖的に変位し、媒質42が圧電素子43を押圧する。
圧電素子43は、媒質42によって押圧されることにより、X軸正方向またはX軸負方向に凸となるように変形し、電圧を出力する。
本実施形態に係るスイッチ40も、押下部41が押下された場合に固体同士が衝突することがなく、従って、押下部41が押下された場合に発生する音を小さくすることができる。また、本実施形態に係るスイッチ30は、弾性部材からなる支持体47によって押下部41を支持することにより、ユーザが押下部41を押下した時に支持体47が下方へ湾曲し、押下部41が下方へ変位する。従って、ユーザに対して、指がZ軸方向に移動する感覚を与えることができる。
そして、本実施形態に係るスイッチ40において、図示しない制御部が圧電素子43から出力された電圧を検出し、圧電素子43から出力された電圧の大きさが所定の閾値を超えた時、制御部が圧電素子43への電圧印加を開始する。圧電素子43は、電圧が印加されることにより、媒質42によって押圧された時と反対方向に変位する。すなわち、圧電素子43は、X軸負方向またはX軸正方向に凸となるように変位する。
圧電素子43が媒質42によって押圧された時と反対方向に変位することにより、媒質42が連鎖的に変位し、押下部41を押し戻す。
本実施形態に係るスイッチ40も、押下部41と接しているユーザの指に、媒質42の抗力に加え、圧電素子43への電圧印加によって生じたZ軸正方向の応力を付加する。従って、ユーザは確実な押し戻し感覚を得ることできる。
以上のように、本実施形態のスイッチ40は、高い静音性を備え、スイッチの押し込み感覚と押し戻し感覚をユーザに与えることができる。また、本実施形態において、押下部41を非弾性部材で形成した。この場合、ユーザにパンタグラフ機構を有するメンブレンスイッチ等と接触した時のような感覚を与えることができる。
(第6の実施形態)
第6の実施形態について説明する。本実施形態に係る入力装置の上面図を図12に、図12に示した入力装置50のX−X′線での断面図を図13に示す。
図12において、入力装置50は、スイッチ10Bが押下されることにより、所定の電子機器に、押下されたスイッチ10Bに対応付けられたアルファベット文字の文字情報を入力する。本実施形態において、入力装置50により入力された文字情報は、電子機器の内部あるいは外部に配置された表示部に表示される。
また、図12および図13において、本実施形態に係る入力装置50は、2次元マトリクス状に配置された複数のスイッチ10Bを備える。外装体13Bは、樹脂部材または金属部材により形成され、互いに隣接し合うスイッチ10Bの外装体13Bと一体に成型されている。ここで、複数のスイッチ10Bはそれぞれ、図4に示し、第2の実施形態で説明したスイッチ10Bと同様に構成されている。
上記のように構成された入力装置50は、ユーザが複数のスイッチ10Bのうちから一つのスイッチ10Bを選択し、選択した押下部11Bを押下することにより、押下部11BがZ軸負方向に変位し、媒質12Bが圧電素子16Bを押圧する。圧電素子16Bは、押圧されることによって電圧を出力する。
図示しない制御部17Bは、圧電素子16Bから出力された電圧を検知した時、スイッチ10Bが操作されたと判断する。そして、入力装置50は、操作されたスイッチ10Bに対応付けられている文字情報を所定の電子機器に入力する。
さらに、図示しない制御部17Bは、スイッチ10Bが操作されたと判断した時、圧電素子16Bへの電圧印加を開始する。圧電素子16Bに電圧が印加されることにより、圧電素子16BはZ軸正方向に凸となるように変形する。さらに、圧電素子16Bの変形に伴って媒質32が連鎖的に変位し、押下部31をZ軸正方向に押圧する。
本実施形態に係る入力装置50は、押下部11Bが押下された場合に固体同士が衝突することがない。従って、押下部11Bが押下された場合に発生する音を小さくすることができる。また、入力装置50は、押下部11BがZ軸負方向に変位することにより、ユーザへスイッチ10Bの押し込み感覚を与えることができる。さらに、入力装置50において、スイッチ10Bが操作された場合に圧電素子16Bに電圧が印加され、媒質32を介して、押下部11BがZ軸正方向に押し戻される。従って、押下部11Bに接触しているユーザの指に、Z軸正方向の応力が付加され、ユーザはスイッチの押し戻し感覚を得ることができる。
以上のように、本実施形態における入力装置50は、高い静音性を備え、スイッチ10Bの押し込み感覚と押し戻し感覚とをユーザに与えることができる。
ここで、本実施形態では、互いに隣接し合うスイッチ10Bの外装体13Bを一体成型したが、これに限らない。外装体は、スイッチごとに個別に成型されることもできる。また、入力装置50に所定の閾値を設定することもできる。この場合、圧電素子16Bから出力された電圧の大きさが閾値以上である場合に、入力装置50が文字情報の入力を行うと共に圧電素子16Bへの電圧印加を開始する。
また、本実施形態に係る入力装置50は、図4に示したスイッチ10Bを複数備えることとしたが、第3乃至第5の実施形態において説明したスイッチ20、30、40を複数備えることもできる。参考に、第3の実施形態に係るスイッチ20を複数備えた入力装置60の断面図を図14に示す。図14において、押下部21、側板27および枠板29はそれぞれ、互いに隣接し合うスイッチ20の押下部21、側板27および枠板29と一体に成型されている。この場合、互いに隣接し合うスイッチ20はそれぞれ、側板27によって仕切られる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、これらは単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない。本発明は、要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。さらに、上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限定されない。
(付記1)押下部と、前記押下部の下部に配置され、前記押下部の変位に伴い変形可能な媒質と、前記媒質を覆う外装体と、前記押下部が押下されたことを検知するセンサと、駆動部と、を備え、前記センサが、前記押下部が押下されたことを検知すると、前記駆動部は、前記押下部に対して、前記押下部が押下される方向と逆の方向の力が加わるように駆動することを特徴とする、スイッチ。
(付記2)前記押下部は弾性部材で形成されることを特徴とする、付記1に記載のスイッチ。
(付記3)前記押下部の周囲に固定され、前記押下部を支持する支持体を更に備え、前記支持体は弾性部材で形成されることを特徴とする、付記1または2に記載のスイッチ。
(付記4)前記センサであり、前記駆動部でもある圧電素子と、前記圧電素子を制御する制御部と、を備え、前記圧電素子は、前記媒質の変形に伴い第一の方向に変位することで電圧を発生し、前記制御部は、前記圧電素子が電圧を発生すると、前記圧電素子に対して電圧を印加し、前記圧電素子は、電圧が印加されると、前記第一の方向と逆の方向に変位することを特徴とする、付記1乃至3の何れか一つに記載のスイッチ。
(付記5)前記制御部は、前記圧電素子が発生した電圧が所定の値以上の場合に、前記圧電素子に対して電圧を印加することを特徴とする、付記4に記載のスイッチ。
(付記6)前記圧電素子が変位する方向は、前記押下部が変位する方向に対して垂直となることを特徴とする、付記4または5に記載のスイッチ。
(付記7)前記圧電素子が変位する方向は、前記押下部が変位する方向と同一であることを特徴とする、付記4または5に記載のスイッチ。
(付記8)前記圧電素子と前記媒質との間には、防液シートが形成されていることを特徴とする、付記4乃至7の何れか一つに記載のスイッチ。
(付記9)前記圧電素子はバイモルフ型圧電素子であることを特徴とする、付記4乃至8のいずれか一つに記載のスイッチ。
(付記10)付記1乃至9のいずれか一つに記載のスイッチを複数備え、前記押下部が押下されると、所定の電子機器に所定の情報を入力することを特徴とする入力装置。
(付記11)前記複数のスイッチのうち、互いに隣接し合うスイッチは、前記外装体の少なくとも一部が一体成型されていることを特徴とする、付記10に記載の入力装置。
この出願は、2011年1月21日に出願された日本出願特願2011−010873を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
2 圧力伝搬部材
3 押戻部材
10、10B、20、30、40 スイッチ
11、11B、21、31、41 押下部
12、12B、22、32、42 媒質
13、13B、48 外装体
14 センサ
15 駆動部
16B、23、33、43 圧電素子
17B、24、34 制御部
25、35、45 防液シート
26、36、46 支持部材
27、37 側板
28、38 底板
29、39、49 枠板
47 支持体
50、60 入力装置
Claims (10)
- 圧力変化を伝搬する媒質からなり、押下された時に所定の方向へ圧力変化を伝搬する圧力伝搬部材と、
前記圧力伝搬部材と隣接配置され、前記所定の方向へ圧力変化が伝搬されたことを検知した時、前記圧力伝搬部材を前記所定の方向と反対の方向へ押し戻す押戻部材と、
を備えるスイッチ。 - 前記所定の方向へ圧力変化が伝搬された時、前記押戻部材へ印加電圧を印加する印加部材をさらに備え、
前記押戻部材は、前記印加部材から印加電圧が印加された時、前記所定の方向と反対の方向へ湾曲することによって前記圧力伝搬部材を押し戻す、請求項1記載のスイッチ。 - 前記押戻部材は、前記所定の方向へ湾曲した時、前記圧力変化が伝搬したと判断して出力電圧を出力し、
前記印加部材は、前記押戻部材から出力電圧が出力された時、前記押戻部材へ印加電圧を印加する、
請求項2記載のスイッチ。 - 前記印加部材は、前記押戻部材から出力された出力電圧が所定の閾値以上の場合、前記押戻部材へ印加電圧を印加する、請求項3記載のスイッチ。
- 前記印加電圧は、前記押戻部材から出力された出力電圧に所定の電圧を加えた電圧である、請求項3または4記載のスイッチ。
- 前記圧力伝搬部材は、防液シートを用いて形成した閉空間に液体を封止することによって形成される、請求項1乃至5のいずれか1項記載のスイッチ。
- 前記圧力伝搬部材の上に配置され、ユーザに押下されることによって下方に移動する固体部材を更に備え、
前記圧力伝搬部材は、前記固体部材が下方に移動することによって押下される、請求項1乃至6のいずれか1項記載のスイッチ。 - 上方に前記固体部材が配置され、内部に前記固体部材および前記押戻部材が配置される外装体をさらに備える、請求項7記載のスイッチ。
- 前記押戻部材はバイモルフ型圧電素子である、請求項1乃至8のいずれか1項記載のスイッチ。
- 請求項1乃至9のいずれか1項記載のスイッチを複数備え、
前記スイッチの圧力伝搬部材が押下されることにより、該押下されたスイッチに対応する情報を所定の電子機器に入力することを特徴とする、入力装置。
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