CN102792355A - 具有突出体的电子设备 - Google Patents

Abstract

提供一种作为点信息显示装置等来使用的具有突出体的电子设备，能够以较轻的负载使构成点单位的突出体转动，并且突出体容易在突出姿势下稳定。点单位（4）在壳体上形成有开口部（5），在开口部（5）的内部设置有突出体（10）。支撑突出体（10）以自由转动的方式支撑于支撑轴（12）。通过高分子驱动器（20），使突出体在沿着信息单位的读取方向（M）的朝向上转动，在突出姿势下与限制部（5a）抵接而稳定。在使手指沿着读取方向（M）移动并触摸到突出体（10）时，突出体（10）容易在突出姿势下稳定。

Description

具有突出体的电子设备

技术领域

本发明涉及从壳体的表面突出有通过驱动器而被转动的突出体的电子设备，涉及被用作点显示装置或突出式的操作装置等的电子设备。

背景技术

突出体相对于壳体的表面进行突出、退回的电子设备例如被用作视觉障碍者用的信息传递手段即点字单元等点显示装置、或具有根据需要从操作面突出的操作钮或键顶的操作装置等。

下文的专利文献1中记载了涉及点显示装置即点字单元模块的发明。该点字单元模块中，在1个触感板上开设有多个孔，在各个孔中以进退自由的方式插入有触感销。在各个触感销的下侧设置有转动式的上推凸轮，通过压电双晶片型的压电驱动器使该上推凸轮转动。若通过压电驱动器使某个上推凸轮转动，则通过该上推凸轮的转动力使触感销突出。

下文的专利文献2所记载的信息传递装置中，在壳体的接触面开设的长孔中以转动自由的方式设置有2个销。在1个销从长孔突出时和在2个销从长孔同时突出时，对与销接触的手指赋予不同的信息。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-301335号公报

专利文献2：日本特开2007-121700号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1所记载的点字单元模块中，由于是通过压电驱动器使上推凸轮转动，从而通过其转动力使触感销突出的构造，因此，上推凸轮与触感销之间的摩擦力导致驱动负载变大，也容易产生动作不良。

专利文献2所记载的信息传递装置中，由于是在长孔中2个销相互向相反的方向转动而突出的构造，因此，构造复杂，驱动负载也较大。此外，由于2个销向相反的方向转动，所以难以使各个销在突出的姿势下稳定。

本发明是为解决上述以往的问题而完成的，其目的在于提供一种电子设备，能够有效利用驱动器的动力，从而能够以较轻动力使突出体突出，而且具有使突出体在突出姿势及退回姿势下容易稳定的构造的突出体。

用于解决问题的手段

本发明涉及具有突出体的电子设备，具有从壳体的表面突出的突出体，多个上述突出体朝向操作方向排列，其特征在于，上述突出体以自由转动的方式支撑在壳体内，该电子设备设置有使上述突出体转动而从壳体的表面突出的驱动器，上述突出体突出时的转动方向至少具有朝向上述操作方向的转动成分，该电子设备设置有用于在上述突出体已突出时限制上述突出体向上述操作方向倾倒的限制部。

本发明的电子设备中，通过驱动器的驱动力直接使突出体转动并从壳体的表面突出。因此，能够使从驱动器向突出体的动力的传递效率良好，能够提高动作的可靠性。此外，将使突出体突出的朝向作为操作方向，限制了突出姿势的突出体向操作方向的进一步转动，因而在手指触摸到突出了的突出体时，突出体能够在突出姿势下稳定。

本发明中，例如，1个上述突出体成为点单位，由多个点单位构成1组点显示部，选择1组点显示部中的任意点单位来使上述突出体突出，从而能够显示1个信息单位，上述点显示部在信息单位的读取方向即上述操作方向上隔开间隔进行排列，来作为点信息显示装置使用。

上述的点信息显示装置中，由多个突出体形成1组点显示部来显示点字等信息单位。在这种情况下，在手指朝向操作方向依次读取多个突出体时，所有突出体的突出姿势都稳定。

本发明优选为，上述突出体的转动中心线配置成朝向与上述操作方向之间具有小于90度的角度而倾斜的方向。

若如上述那样配置，则能够使构成点显示部的突出体的转动方向朝向相对于读取方向等操作方向倾斜的方向。作为其结果，容易相互接近地配置多个突出体。此外，在为了使突出体转动而在壳体上设置了长孔的开口部时，也能够通过倾斜地形成该长孔的开口部来使突出体的转动区域相互接近，从而能够高效地进行配置。

本发明优选为，上述突出体设置有突出用被推压部和退回用被推压部，当通过上述驱动器推压突出用被推压部时，上述突出体突出，当通过上述驱动器推压退回用被推压部时，上述突出体退回。

在上述结构中，能够通过1个驱动器的驱动力对突出体施加突出方向的转动驱动力和退回方向的转动驱动力。

本发明能够构成为，在上述突出体已突出时，其重心与上述转动轴相比位于上述读取方向的前方。在该结构中，突出体能够在突出姿势下更加稳定。

本发明优选为，设置有用于在上述突出体已退回时限制上述突出体进一步向退回方向转动的退回限制部。

另外，本发明能够构成为，设置有通过上述驱动器而转动的转动限制部件，在上述突出体已突出时，将上述转动限制部件设定为对上述突出体向退回方向的转动进行限制的限制姿势，在上述驱动器向使上述突出体退回的朝向移动时，通过该驱动器的移动力，将上述转动限制部件设定为不与上述突出体抵接的退避姿势。

在上述结构中，能够通过1个驱动器使突出体转动至突出姿势和退回姿势，并且，能够在突出姿势下限制为不易向任意方向转动，从而更易于防止在手指触摸时错误地转动的误动作。

此外，本发明能够构成为，具有突出体的电子设备，具有向壳体的表面突出的突出体，其特征在于，上述突出体以自由转动的方式支撑在壳体内，该电子设备设置有使上述突出体转动而从壳体的表面突出的驱动器，上述突出体设置有突出用被推压部和退回用被推压部，当通过上述驱动器推压突出用被推压部时，上述突出体突出，当通过上述驱动器推压退回用被推压部时，上述突出体退回。

在这种情况下，能够构成为，设置有通过上述驱动器而转动的转动限制部件，在上述突出体已突出时，将上述转动限制部件设定为对上述突出体向退回方向的转动进行限制的限制姿势，在上述驱动器向使上述突出体退回的朝向移动时，通过该驱动器的移动力，将上述转动限制部件设定为不与上述突出体抵接的退避姿势。

本发明优选为上述驱动器在沿着壳体的表面的朝向上挠曲变形。在该结构中，容易减小壳体的厚度方向的尺寸。

另外，驱动器能够使用高分子驱动器。或者，作为其他驱动器，能够使用形状记忆合金（SMA：shape memory alloy）、形状记忆树脂（SMP：shapememory polymer）、聚偏氟乙烯（PVDF：Polyvinylidene Fluoride）等压电聚合物等位移量较大的元件。

发明效果

本发明的具有突出体的电子设备能够以较轻的负载使突出体转动至突出姿势。并且，突出体在突出姿势下向读取方向等操作方向的转动被限制，因此手指触摸到突出体时，容易在突出姿势下稳定。

附图说明

图1是作为本发明的具有突出体的电子设备的实施方式示出了点信息显示装置的整体构造的立体图。

图2是表示在壳体的表面出现的1组点显示部的俯视图。

图3是表示1个点单位的突出体和驱动器的构造的局部立体图。

图4是表示高分子驱动器的构造和动作的说明图。

图5是表示图3所示的突出体的转动动作的剖视图。

图6是表示第二实施方式的点单位的构造的剖视图。

图7是表示第三实施方式的点单位的构造的剖视图。

图8是表示第四实施方式的点单位的构造的剖视图。

图9是表示第五实施方式的点单位的构造的部分立体图。

图10是表示图9所示的突出体和转动限制部件的动作的说明图。

图11是表示图9所示的突出体和转动限制部件的动作的说明图。

具体实施方式

图1是作为本发明的具有突出体的电子设备的实施方式示出了点信息显示装置1的立体图。点信息显示装置1被用作向视觉障碍者提供信息的点字单元。

点信息显示装置1具有薄型的壳体2。壳体2的表面2a为接触显示面。在壳体2的表面2a排列有多个点显示部3。1个点显示部3由多个点单位4构成，在图1的例子中，由6个点单位4构成。构成1个点显示部3的6个点单位4，沿着壳体2的长边方向即X1-X2方向以及宽度方向即Y1-Y2方向以一定间隔排列，从而构成点矩阵。

如图2所示，在各个点单位4中分别设置有1个突出体10，能够以1个点单位4，通过突出体10从壳体2的表面2a突出或退回来传递2种信息。1个点显示部3通过使6个点单位4的任意的突出体10突出，能够传递1个信息单位（1个点字）。

如图1所示，点显示部3在X1-X2方向上隔开一定间隔地配置。点信息显示装置1中，X1方向为读取方向M。视觉障碍者等接受信息的人使手指触摸壳体2的表面2a的X2侧的端部，并使手指朝向读取方向M滑动。此时，从各个点显示部3依次向手指传递信息单位。

各个点显示部3显示的信息单位隔开一定时间而进行变化。在使手指沿着读取方向M移动而从全部的点显示部3得到信息之后，使手指返回X2侧的端部并再次朝向读取方向M滑动，由此能够从各个点显示部3得到接下来的信息。

如图1所示的点信息显示装置1中，将6组点显示部3朝向读取方向M排成一列，但点显示部3的排列数也可以更多。此外，也可以是，在X1-X1方向上并列的点显示部3的列进而在Y1-Y2方向上隔开间隔地设置有1列或2列以上。在这种情况下，通过在使手指沿着最初的1列向读取方向M移动之后，使手指返回X2侧并沿着下1列向读取方向M移动，能够从大量的点显示部3得到信息单位。

在图2中示出了在1个点显示部3中排列的6个点单位4。在壳体2的表面2a，在1个点单位4中贯通形成有1个开口部5。各个开口部5为长圆形或椭圆形的长孔，在各个开口部5的长边方向上延伸的开口中心线O1相互平行，并配置为相对于X1-X2方向及Y1-Y2方向以小于90度的角度倾斜。

如图3所示，在1个点单位4中设置有1个突出体10。突出体10由合成树脂材料形成。突出体10设置有支撑部11，支撑部11一体地设置有向左右两侧突出的支撑轴12。该支撑轴12自由转动地支撑于设置在壳体2内部的轴承部。或者，也可以是支撑轴12固定于壳体2的内部，上述支撑部11自由转动地支撑于支撑轴12。

突出体10能够以穿过支撑轴12轴中心的转动中心线O2为支点向α方向和β方向转动。α方向为突出方向，β方向为退回方向。如图3和图5（A）所示，若突出体10朝向突出方向α转动，则与支撑部11的顶部形成为一体的球面形状的接触部13从壳体2的表面2a向上方突出。如图5（B）所示，若突出体10向退回方向β转动，则成为接触部13不从壳体2的表面2a突出的退回姿势。

转动中心线O2位于壳体2的内部，位于与壳体2的表面2a几乎平行的位置。如图2和图3所示，转动中心线O2与上述开口中心线O1正交，转动中心线O2朝向相对于读取方向M以小于90度的角度倾斜的方向。作为其结果，突出体10的转动方向是相对于读取方向M倾斜的朝向，但突出方向α的转动动作具有向读取方向M的转动成分，即，具有以Y1-Y2为中心朝向X1方向的转动成分。

如图3和图5所示，开口部5的内边缘部的朝向读取方向M的一侧的端部成为限制部（限位器部）5a。若突出体10向突出方向α转动，接触部13从壳体2的表面2a突出，则突出体10的一部分与限制部5a抵接，从而将突出体10限制为不能进一步向α方向转动。

如图3和图5所示，在突出体10中，在壳体2内部沿相互正交的方向延伸的突出用被推压部14和退回用被推压部15形成为一体。

如图2和图3所示，在各个点单位4中设置有高分子驱动器20。如图4所示，高分子驱动器20具有：板形状的电解质层21、层叠在电解质层21的一个面上的第一电极层22、以及层叠在电解质层21的另一个面上的第二电极层23。电解质层21通过在聚偏氟乙烯（PVDF）或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等聚合物中含有离子液体（电解液）而构成。第一电极层22和第二电极层23通过在上述聚合物中含有离子液体且还含有导电填充剂而构成。导电填充剂为碳纳米管等。

在未向第一电极层22和第二电极层23施加电压时，如图4的实线所示，高分子驱动器20没有产生挠曲，几乎复原成直线状。在电解质层21中所含阳离子比阴离子大的情况下，若在第一电极层22与第二电极层23之间施加电位差，将第一电极层22作为正极侧，则阳离子偏多地分布在第二电极层23侧，第二电极层23侧膨胀。此时，如图4的虚线所示，高分子驱动器20以第二电极层23成为凸侧的方式挠曲变形。

如图4所示，高分子驱动器20的基端部20a与布线基板25、26一起被支撑部件24夹持保持。布线基板25形成有电极部25a和与该电极部25a导通的导电图案，布线基板26设置有电极部26a和与该电极部26a导通的导电图案。一个电极部25a紧贴于第一电极层22，另一个电极部26a紧贴于第二电极层23。

如图3所示，高分子驱动器20的宽度方向朝向Z1-Z2方向以便其板面朝向垂直方向，基端部20a朝向与旋转中心线O2平行的方向，并由上述支撑部件24保持。如图3和图5所示，高分子驱动器20的前端部20b与突出体10的下部对置。

如图2所示，构成1个点显示部3的各个点单位4中，开口中心线O1相对于读取方向M以小于90度的角度倾斜地延伸，转动中心线O2也相对于读取方向M以小于90度的角度倾斜地延伸。并且，高分子驱动器20的基端部20a被固定在与转动中心线O2平行的朝向。因此，构成各点单位4的突出体10和高分子驱动器20被空间效率良好地排列，在1个点显示部3的内部，不需要将点单位4的间隔加宽为所需以上。

在各个点单位4中，若高分子驱动器20如图4的虚线所示那样挠曲变形，则如图3和图5（A）所示，通过高分子驱动器20的前端部20b推压突出用被推压部14，突出体10向突出方向α转动，从而成为突出姿势。若高分子驱动器20如图4的直线所示那样返回至初始状态，则通过前端部20b推压退回用被推压部15，突出体10向退回方向β转动，从而如图5（B）所示成为退回姿势。

如图3和图5（A）所示，突出体10成为突出姿势的突出方向α是沿着读取方向M的朝向。并且，突出姿势的突出体10与开口部5的限制部5a抵接，从而限制为不会进一步向α方向转动。由于触摸如图1所示的壳体2的表面2a的手指朝向读取方向M移动，因此此时的手指的移动方向是将突出姿势的突出体10向限制部5a推压的朝向。因此，即使使突出体10突出的高分子驱动器20为软质，也能够容易防止突出体10从突出姿势意外地向S方向返回。

图6表示本发明的第二实施方式的点单位4A。

在该点单位4A中设置的开口部5和突出体10以及它们的安装状态和安装朝向与图3和图5所示的点单位4相同。

如图6所示，在突出体10已成为突出姿势时，突出用被推压部14与壳体2的表面2a平行地水平延伸，退回用被推压部15在与表面2a垂直的朝向上延伸。

高分子驱动器20的宽度方向相对于上下方向（Z1-Z2方向）倾斜地延伸。高分子驱动器20的驱动力方向即挠曲方向为V方向，该V方向是相对于被推压部14和被推压部15的双方以小于90度的角度倾斜的朝向。因此，在高分子驱动器20挠曲变形时，容易将该变形力变换成使突出体10转动的力矩。

因此，在使突出体10向突出方向α转动时，能够通过高分子驱动器20的变形力将突出体10以足够的力向限制部5a推压，从而突出体10容易在突出姿势下稳定。

图7示出了本发明的第三实施方式的点单位48。

图7所示的突出体10B中，支撑轴12的位置（转动中心线O2的位置）与突出体10B的重心GO的位置错开，重心GO与支撑轴12相比位于读取方向M的前方。

如图7所示，若通过高分子驱动器20使突出体10B转动至突出姿势，则突出体10B利用自身的质量来承担以转动中心线O2为中心朝向突出方向α的力矩。由于该自重力矩使得突出体10B始终被向限制部5a推压，因此突出体10B在突出姿势下容易稳定。

在如图7所示的实施方式中，壳体2的表面2a的整个区域被覆盖片18覆盖，整个开口部5被封闭。覆盖片18为极薄的软质的合成橡胶的膜，例如，由硅或聚氨酯膜等形成。通过设置覆盖片18能够将开口部5封闭，并且，在突出体10B已转动至突出姿势时，覆盖片18向上方突出，从而手指的触感能够检测到该突出。

另外，上述覆盖片18也能够设置在图3和图5以及图6所示的点单位44A中，此外，也能在下文中说明的其他实施方式中使用。

图8示出了本发明的第四实施方式的点单位4C。

在点单位4C中设置的突出体10C，在朝向突出方向α的侧面中形成有凹部16。如图8（B）所示，在突出体10C已成为突出姿势时，凹部16与开口部5的端部的限制部5a嵌合。在沿着读取方向M移动的手指将突出姿势的突出体10C向α方向推压时，凹部16被向限制部5a推压，从而使突出体10C在突出姿势下容易稳定。

此外，从支撑轴12的中心即转动中心线O2起至突出用被推压部14的前端14a为止的尺寸，比从转动中心线O2起至退回用被推压部15的前端15a为止的尺寸长。在壳体2的内部，在支撑轴12的下侧设置有退回限制部19。

如图8（A）所示，在突出体10C已转动至退回姿势时，突出用被推压部14与退回限制部19抵接，从而突出体10C的退回姿势稳定。在退回姿势的突出体10C向α方向转动时，退回用被推压部15不与退回限制部19抵接，转动至如图8（B）所示的突出姿势。

图9至图11示出了本发明的第五实施方式的点单位4D。在图10和图11中，（A）为点单位4D的俯视图，（B）为侧视图。

在该点单位4D中设置的突出体10D在两侧一体地延伸有支撑轴12，突出用被推压部14和退回用被推压部15与支撑轴12形成为一体。此外，在突出体10D中设置有从支撑部11向与读取方向M相反一侧延伸的限制突起11a，在其下表面形成有限制面11b。

在壳体2的内部，在与突出体10D并列的位置设置有转动限制部件30。转动限制部件30被支撑成能够以沿上下方向（Z1-Z2方向）延伸的轴34为支点进行转动。转动限制部件30在图10所示的限制姿势和图11所示的退避姿势之间转动，并由未图示的限位器进行限制以便不向上述方向以外的方向转动。

在转动限制部件30中形成有限制部31，并形成有在与上述限制部31相反的朝向上延伸的限制用被推压部32。此外，形成有在与被推压部32正交的朝向上延伸的退避用被推压部33。

如图10（A）、图10（B）所示，若高分子驱动器20挠曲变形，则通过高分子驱动器20的前端部20b推压突出用被推压部14，突出体10D转动至突出姿势。紧接着，通过前端部20b推压限制用被推压部32，使转动限制部件30向顺时针方向转动，转动限制部件30的限制部31进入突出体10D的限制面11b之下。由此，突出体10D的向退回方向β的转动被限制。

如图11所示，若高分子驱动器20的挠曲被解除，则在该过程中，通过高分子驱动器20的前端部20b推压退避用被推压部33，转动限制部件30转动至退避姿势，限制部31从突出体10D的限制面11b脱离。进而，通过前端部20b推压退回用被推压部15，从而使突出体10D转动至退避姿势。

在上述各实施方式中，高分子驱动器20的长边方向配置在与壳体2的表面2a平行的朝向上。因此点信息显示装置1能够构成为薄型。但是，上述高分子驱动器20也可以配置在与壳体2的表面2a垂直的朝向上。此外，能够使用形状记忆合金（SMA：shape memory alloy）、形状记忆树脂（SMP：shape memory polymer）、聚偏氟乙烯（PVDF：Polyvinylidene Fluoride）等压电聚合物等位移量较大的元件来取代高分子驱动器20。

此外，本发明的具有突出体的电子设备能够用于上述实施方式的点显示装置以外的用途。例如，作为操作钮或键顶来使用的突出体以自由突出的方式设置在电子设备的操作面，能够用作仅在需要操作时突出的操作装置。

在用作操作装置时也能够在如图3至图8所示的实施方式中，通过一个驱动器使操作钮或键顶突出至操作姿势，并使其退避。在图9至图11所示的实施方式中，能够使转动至可操作位置的键顶在突出姿势下稳定，从而能够构成为不会因操作力容易地退回。

附图标记：

1点信息显示装置

2壳体

2a表面

3点显示部

4点单位

5开口部

5a限制部

10.10B.10C.10D突出体

12支撑轴

13接触部

14突出用被推压部

15退回用被推压部

18覆盖片

19退回限制部

20高分子驱动器

20a基端部

20b前端部

30转动限制部件

31限制部

32限制用被推压部

33退避用被推压部

M读取方向

O1开口中心线

O2转动中心线

Claims (10)

1.一种具有突出体的电子设备，具有从壳体的表面突出的突出体，多个上述突出体朝向操作方向排列，其特征在于，

上述突出体以自由转动的方式支撑在壳体内，

该电子设备设置有使上述突出体转动而从壳体的表面突出的驱动器，

上述突出体突出时的转动方向至少具有朝向上述操作方向的转动成分，

该电子设备设置有用于在上述突出体已突出时限制上述突出体向上述操作方向倾倒的限制部。

2.如权利要求1所述的具有突出体的电子设备，其特征在于，

1个上述突出体成为点单位，由多个点单位构成1组点显示部，选择1组点显示部中的任意点单位来使上述突出体突出，从而能够显示1个信息单位，上述点显示部在信息单位的读取方向即上述操作方向上隔开间隔进行排列，来作为点信息显示装置使用。

3.如权利要求1或2所述的具有突出体的电子设备，其特征在于，

上述突出体的转动中心线配置成朝向与上述操作方向之间具有小于90度的角度而倾斜的方向。

4.如权利要求1-3中任一项所述的具有突出体的电子设备，其特征在于，

上述突出体设置有突出用被推压部和退回用被推压部，当通过上述驱动器推压突出用被推压部时，上述突出体突出，当通过上述驱动器推压退回用被推压部时，上述突出体退回。

5.如权利要求4所述的具有突出体的电子设备，其特征在于，

在上述突出体已突出时，其重心与上述转动轴相比位于上述读取方向的前方。

6.如权利要求1-5中任一项所述的具有突出体的电子设备，其特征在于，

该电子设备设置有用于在上述突出体已退回时限制上述突出体进一步向退回方向转动的退回限制部。

7.如权利要求4或5所述的具有突出体的电子设备，其特征在于，

该电子设备设置有通过上述驱动器而转动的转动限制部件，

在上述突出体已突出时，将上述转动限制部件设定为对上述突出体向退回方向的转动进行限制的限制姿势，

在上述驱动器向使上述突出体退回的朝向移动时，通过该驱动器的移动力，将上述转动限制部件设定为不与上述突出体抵接的退避姿势。

8.一种具有突出体的电子设备，具有向壳体的表面突出的突出体，其特征在于，

上述突出体以自由转动的方式支撑在壳体内，

该电子设备设置有使上述突出体转动而从壳体的表面突出的驱动器，

上述突出体设置有突出用被推压部和退回用被推压部，当通过上述驱动器推压突出用被推压部时，上述突出体突出，当通过上述驱动器推压退回用被推压部时，上述突出体退回。

9.如权利要求8所述的具有突出体的电子设备，其特征在于，

该电子设备设置有通过上述驱动器而转动的转动限制部件，

在上述突出体已突出时，将上述转动限制部件设定为对上述突出体向退回方向的转动进行限制的限制姿势，

在上述驱动器向使上述突出体退回的朝向移动时，通过该驱动器的移动力，将上述转动限制部件设定为不与上述突出体抵接的退避姿势。

10.如权利要求1-9中任一项所述的具有突出体的电子设备，其特征在于，

上述驱动器在沿着壳体的表面的朝向上挠曲变形。

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