CN113130227A - 开关、光学单元及操作装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种开关、光学单元及操作装置，能够针对用途、设计、组装、规格等各种要求提高对应的自由度。开关(2)将基于来自外部的按压而动作的可动部件等各种部件收纳于壳体(20)内。收纳有发光元件、受光元件等光学元件的光学单元(23)相对于开关(2)所具备的壳体(20)能够安装及拆卸。当光学单元(23)安装于开关(2)的壳体(20)的情况下，伴随可动部件的动作而能对电路进行开闭。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关、光学单元及操作装置，该开关具备壳体、收纳于所述壳体内并基于来自外部的按压而动作的可动部件、与所述可动部件的动作相关联地作用于电路的开闭的光学元件，该光学单元能够安装于这样的开关，该操作装置具备这样的开关。
背景技术
作为计算机等电子设备的输入装置，具备微动开关等开关的鼠标等操作装置已经普及。特别是最近，被称为电子竞技(电子体育运动)的计算机游戏中使用的鼠标需要各种各样的特性。例如，专利文献1公开了可作为鼠标开关使用的微动开关。专利文献1所公开的微动开关使用光学元件，通过光学元件对电路进行开闭。
现有技术文献
专利文献1：国际公开第2016/112842号
发明要解决的课题
在专利文献1中公开的微动开关中，使用光学元件的电路被制作在壳体内部。在要求诸如电子竞技等的快速反应的用途中，例如，根据游戏的类型所要求的特性可能不同。然而，如专利文献1所公开的鼠标存在不能充分应对所要求的各种特性的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供能够提高各种各样对应的自由度的开关。
另外，本发明的另一目的在于，提供在这种开关中使用的光学单元。
另外，本发明的再另一目的在于，提供使用这种开关的操作装置。
为了解决上述问题，本发明所述的开关具备壳体、收纳于所述壳体内并基于来自外部的按压而动作的可动部件、与所述可动部件的动作相关联地作用于电路的开闭的光学元件，其特征在于，所述光学元件相对于所述壳体能够安装及拆卸，在所述光学元件安装于所述壳体的情况下，所述光学元件与所述可动部件的动作相关联。
另外，在所述开关中，其特征在于，具备相对于所述壳体能够安装及拆卸的光学单元，所述光学单元具备：所述光学元件和与所述光学元件电连接的连接端子，通过将所述光学单元安装于所述壳体，由此，所述光学元件安装于所述壳体。
另外，在所述开关中，其特征在于，所述光学单元具备单元壳体，该单元壳体在其内部收纳所述光学元件，所述连接端子从所述单元壳体突出。
另外，在所述开关中，其特征在于，所述壳体形成有用于安装所述光学单元的安装口，通过使所述光学单元嵌合于所述安装口内，由此，所述光学元件安装于所述壳体。
另外，在所述开关中，其特征在于，所述光学单元是具备作为所述光学元件而发光的发光元件的发光单元和/或具备作为所述光学元件而接收光的受光元件的受光单元。
另外，在所述开关中，其特征在于，所述光学单元是一体化的发光单元及受光单元，所述光学单元在一体化的状态下相对于所述壳体能够安装及拆卸。
另外，在所述开关中，其特征在于，所述光学单元伴随所述可动部件的动作而与抵接的被抵接部件一体化，所述光学单元在与所述被抵接部件一体化的状态下安装于所述壳体，由此，所述被抵接部件收纳在所述壳体内，与所述可动部件抵接。
进而，本发明所述的开关具备壳体、收纳于所述壳体内并基于来自外部的按压而动作的可动部件、与所述可动部件的动作相关联地作用于电路的开闭的检测元件，其特征在于，所述检测元件相对于所述壳体能够安装及拆卸，在所述检测元件安装于所述壳体的情况下，所述检测元件与所述可动部件的动作相关联。
进而，本发明所述的光学单元，其特征在于，具备：具有发光或受光功能的光学元件；与所述光学元件电连接的连接端子，相对于具备基于来自外部的按压而动作的可动部件及收纳所述可动部件的壳体的开关，能够安装及拆卸地形成，通过相对于所述开关进行安装，所述光学元件与所述可动部件的动作相关联地作用于电路的开闭。
此外，本发明所述的操作装置，其特征在于，具备：接收来自外部的按压操作的按压操作部；将所述按压操作部接收的按压操作作为来自外部的按压而传递的所述开关，所述开关基于来自所传递的外部的按压而输出开闭电路的信号。
本发明所述的开关、光学单元及操作装置能够安装及拆卸光学元件等检测元件。
本发明所述的开关、光学单元及操作装置能够安装及拆卸光学元件等检测元件。由此，对于用途、设计、组装、规格等各种各样的要求，能够提高对应的自由度等，发挥优异的效果。
附图说明
图1是表示本发明所述的操作装置的外观的一例的概略立体图。
图2是表示本发明所述的开关的外观的一例的概略立体图。
图3是表示本发明所述的开关的外观的一例的概略底面图。
图4是表示本发明所述的开关的一例的概略分解立体图。
图5是表示本发明所述的开关的剖面一例的概略剖面图。
图6是表示本发明所述的开关的剖面一例的概略剖面图。
图7是表示用于本发明的开关的光学单元的一例的概略外观图。
图8是表示用于本发明的开关的光学单元的一例的概略外观图。
图9是表示用于本发明的开关的光学单元的一例的示意图。
图10是表示本发明所述的开关及光学单元的一例的概略外观图。
图11是表示安装在本发明所述的开关上的光学单元的一例的概略外观图。
图12是表示安装在本发明所述的开关上的光学单元的一例的概略外观图。
附图标记说明
1 操作装置
2 开关
20 壳体
201 安装口
23 光学单元
23a 发光单元
23b 受光单元
230 连接端子
230a 第一连接端子
230b 第二连接端子
231 光学元件(检测元件)
231a 发光元件
231b 受光元件
232 单元壳体
26 固定部件(被抵接部件)
260 遮光板
261 透过孔
27 可动部件
272 遮光片
273 透过窗
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
(适用例)
本发明记载的操作装置例如用作个人计算机(以下称为个人计算机)的操作所使用的鼠标等操作装置。另外，本发明所述的开关被用于包括操作装置的各种电子设备等装置的微动开关。以下，参照附图说明附图例示的操作装置1和开关2。
(操作装置1)
首先，说明操作装置1。图1是表示本发明所述的操作装置1的外观的一例的概略立体图。图1表示本发明所述的操作装置1适用于个人计算机等电子设备的操作所使用的鼠标的例子。操作装置1具备接受利用使用者的手指按下的操作的鼠标按钮等的按压操作部10、接受利用使用者的手指转动的操作的鼠标滚轮等的转动操作部11。另外，转动操作部11构成为不仅被接受转动操作，还接受按压操作，作为按压操作部10也起作用。此外，在操作装置1上连接有向个人计算机等外部设备输出电信号的信号线12。另外，操作装置1不仅可以使用信号线12进行有线通信，还可以通过无线通信等各种各样的通信方法输出电信号。
在操作装置1的内部，在各按下操作部10和转动操作部11各自收纳有后述的开关2，在对按压操作部10进行了按压操作的情况下，按压操作部10的内部的部位按压对应的开关2。开关2从信号线12向外部的个人计算机等电子设备输出基于按压状况的信号。
即，本发明所述的操作装置1具备接受来自外部的按压操作的按压操作部10和接受转动操作等操作的转动操作部11，进一步在内部具备开关2。操作装置1将由按压操作部10和/或转动操作部11接受的按压操作作为来自外部的按压而传递给开关2，并将基于开关2的动作的信号输出到外部电子设备。
(开关2的结构)
接着，说明本发明记载的开关2。图2是表示本发明所述的开关2的外观的一例的概略立体图。图2是表示本发明所述的开关2的外观的一例的概略立体图。另外，在本说明书中，关于开关2的方向，朝向图2使左手前侧为前、右手里侧为后、左手里侧为左、右手前侧为右、上方为上、下方为下进行表示，但是为了便于说明方向，并不限定开关2的组装方向。如上所述，开关2作为微动开关收纳在操作装置1等电子设备的内部，并将由操作装置1的按压操作部10等部位接受的按压操作作为来自外部的按压而接受。
开关2具备大致呈长方体状的壳体20。壳体20由下部的基座20a和上部的盖20b形成。在壳体20的上面，在从正面看从中央靠左的位置，开设有按压部件21被插通的矩形的插通孔200。插通于插通孔200的按压部件21是接受来自壳体20的外部的按压，在从上方的第一位置到下方的第二位置为止的范围内沿上下移动的部件，按压部件21的上端从壳体20的上表面突出。
此外，从壳体20的下表面突出有两个固定端子22和四个连接端子230，两个固定端子22将开关2固定在基板等的外部部件上。固定端子22从壳体20的下表面的左端侧及中央附近突出。连接端子230从壳体20的下表面的右端侧沿前后左右排列突出。连接端子230从收纳在壳体20内的光学单元23延伸。发光单元23a及受光单元23b作为光学单元23收纳在壳体20内。在从壳体20的下表面突出的四个连接端子230中，后方的一对第一连接端子230a从发光单元23a延伸，前方的一对第二连接端子230b从受光单元23b延伸。
在开关2的壳体20的下表面开设有用于插入光学单元23的安装口201。通过从安装口201向壳体20内部插入光学单元23，使光学单元23嵌合到壳体20内，能够将光学单元23安装在开关2的壳体20内。
在这样形成的开关2中，来自操作装置1接受的外部的按压操作作为来自壳体20的外部的按压而传递到按压部件21。按压部件21接受来自外部的按压，从上侧的第一位置移动到下侧的第二位置，若解除来自外部的按压，则从下侧的第二位置移动到上侧的第一位置。
接下来，对开关2的内部结构进行说明。图4是表示本发明所述的开关2的一例的概略分解立体图。图5和图6是表示本发明所述的开关2的剖面一例的概略剖面图。图5以前方的视点表示在包含图2所示的A-B线段的垂直面上切断的剖面。图6以从右方的视点表示在包含图2所示的C-D线段的垂直面上切断的剖面。图5和图6表示从外部对按压部件21进行按压的状态图。
在开关2的壳体20内，确保有作为收纳开闭电路的开闭机构的收纳室的区域。在收容室的上面，开设有从壳体20的外侧贯通的插通孔200，按压部件21插入到插通孔200。
对收纳在收纳室内的开闭机构进行说明。在收纳室内，除了上述光学单元23以外，还设置有第一卡止片24、第二卡止片25、固定部件26、可动部件27作为开闭机构。光学单元23在收纳室内的右下侧的前后配置有受光单元23b和发光单元23a。第一卡止片24配设在收纳室内的左下侧，第二卡止片25配设在收纳室内的中央下侧。第一卡止片24和第二卡止片25与从壳体20的下表面左端侧突出的固定端子22一体成型。固定部件26在收纳室的右侧配设在受光单元23b和发光单元23a之间，与从壳体20的下表面中央附近突出的固定端子22一体成型。可动部件27以在收纳室内沿左右延伸的方式配置，并被第一卡止片24和第二卡止片25卡止。
开关2具备发出光的发光单元23a和接收从发光单元23a发出的光的受光单元23b作为光学单元23。发光单元23a使用LED(Light Emitting Diode：发光二极管)的发光元件231a作为光学元件231而构成，并且具有一对第一连接端子230a。受光单元23b使用PD(Photo Diode：光电二极管)、PT(Photo Transistor：光电晶体管)等的受光元件231b作为光学元件231而构成，并具有一对第二连接端子230b。发光单元23a的发光元件231a和受光单元23b的受光元件231b以相互相对的位置被定位，以使受光单元23b接收从发光单元23a发出的光。光学单元23的光学元件231模制在树脂制的单元壳体232内，连接端子230从单元壳体232突出。通过经由第一连接端子230a对发光单元23a通电，发光单元23a的发光元件231a发光。受光单元23b的受光元件231b在检测到光的情况下通电状况发生变化，因此，从第二连接端子230b输出基于受光的通电状况的变化的导通信号。
固定部件26形成以使法线方向成为前后方向立设的薄板状，在发光单元23a的前方且受光单元23b的后方的位置与发光单元23a及受光单元23b隔开而立设。固定部件26的上部形成为弯曲为臂状且左侧开口的大致U字形状，固定部件26的下部成为开设有光学单元23的光透过的大致圆形状的透过孔261的遮光板260。固定部件26以在上部的U字形状开口处从上下夹入可动部件27的右端侧的可动抵接部270的方式配置。固定部件26的开口的内侧上部成为在按压部件21位于第一位置，在可动部件27未被按压部件21按压的情况下，可动部件27的可动抵接部270抵接的第一抵接部位262。固定部件26的开口的内侧下部成为在按压部件21位于第二位置，在由按压部件21按压可动部件27的情况下，可动部件27的可动抵接部270抵接的第二抵接部位263。可动部件27的可动抵接部270以进入固定部件26的第一抵接部位262及第二抵接部位263之间的方式延伸。固定部件26的第一抵接部位262的向左侧延伸的前端向下方突出，以使未被按压的可动部件27容易碰到，可动部件27与第一抵接部位262从下方抵接。固定部件26的第二抵接部位263的中央部分向上方突出，以使被按压的可动部件27容易碰到，可动部件27与第二抵接部位263从上方抵接。为了产生适当的点击声音和点击感，优选使用金属材料形成固定部件26，但是也可以使用有机材料制橡胶、无机材料制橡胶、硬质树脂等材料形成固定部件26。此外，固定部件26例如为了适合于点击声音和点击感，可以适当地交换。
可动部件27是在收纳室内形成沿左右方向延伸的板状的SUS等金属制的部件。可动部件27的左端侧变为被第一卡止片24卡止并作为摆动支点271起作用的固定端。可动部件27的右端侧变为在固定部件26的第一抵接部位262及第二抵接部位263之间作为自由端上下移动的可动抵接部270。另外，可动部件27的右端侧成为从可动抵接部270向下方弯曲后的大致矩形状的遮光片272。遮光片272以法线方向为前后方向形成，开设有光学单元23的光透过的大致矩形的透过窗273。遮光片272位于固定部件26的前方且在受光单元23b的后方的位置，在与固定部件26及受光单元23b隔开的状态下，进入固定部件26及受光单元23b之间。另外，在可动部件27上形成有施力部274，该施力部274作为中央附近被冲压并折弯成圆弧状的复位弹簧而发挥作用，施力部274的前端与在收纳室内的中央附近形成的第二卡止片25卡止。施力部274产生抵抗按压部件21的按压的反力。
这样构成的开闭机构，按压部件21接受来自外部的按压而向下方移动，按压可动部件27。通过按压可动部件27，作为可动部件27的自由端的右端侧的可动抵接部270和遮光片272下降。通过可动部件27的遮光片272下降，从发光单元23a的发光元件231a通向受光单元23b的受光元件231b的光路通过在遮光片272开设的透过窗273。因此，如图6中的箭头所示，从发光单元23a的发光元件231a发出的光通过在固定部件26的遮光板260上开设的透过孔261，进而通过在可动部件27的遮光片272上开设的透过窗273，到达受光单元23b的受光元件231b。当受光元件231b接收来自发光元件231a的光时，电路处于闭合状态的导通状态，开关2向外部电子设备输出导通信号。另外，通过可动部件27的可动抵接部270下降，可动抵接部270抵接于固定部件26的第二抵接部位263。金属制的可动部件27的可动抵接部270以与固定部件26的第二抵接部位263碰撞的方式抵接，由此产生金属声音。使用者将可动部件27抵接固定部件26而产生的金属声音识别为点击声音。另外，使用者将可动部件27抵接固定部件26时的感觉识别为点击感。
当按压部件21的按压被解除时，由于施力部274的反力，可动部件27向上侧被施力。通过可动部件27向上侧被施力，按压部件21向上方移动。通过施力部274使可动部件27向上侧被施力，由此，使位于可动部件27的右端侧的可动接触部270及遮光片272上升，光学单元23的光被遮光片272遮断，成为电路打开的断开状态。另外，位于可动部件27的右端侧的可动抵接部270上升，抵接于固定部件26的第一抵接部位262。如上所述，本发明所述的光学单元23所具备的光学元件231通过安装在开关2的壳体20内，具有在电路的开闭时与可动部件27的动作相关联的功能。
对本发明所述的开关2和光学单元23进一步说明。图7和图8是表示用于本发明的开关2的光学单元23的一例的概略外观图。图7是光学单元23的正面图，图8是光学单元23的立体图。如上所述，发光单元23a、受光单元23b等光学单元23通过用密封用的树脂对发光元件231a、受光元件231b等光学元件231进行模制而形成。由模制形成的光学单元23成为第一连接端子230a、第二连接端子230b等的连接端子230从模制的单元壳体232突出的形状。在单元壳体232突设有用于在开关2的壳体20内卡合的卡合突起233。
图9是表示用于本发明所述的开关2的光学单元23的一例的示意图。图9表示光学单元23的制造过程的外观，为可识别单元壳体232内部的状态。如图9所例示，在光学单元23的单元壳体232内部配置有大致线状的两个引线框34。引线框234的一端从单元壳体232的内部向外侧突出，成为连接端子230。引线框234的另一端侧位于单元壳体232内，载置发光元件231a、受光元件231b等光学元件231，并由线235接合。作为成品的光学单元23在图9所例示的单元壳体232内填充树脂并进行模制。
图10是表示本发明所述的开关2及光学单元23的一例的概略外观图。图10示意性表示光学单元23相对于开关2的壳体20的安装和拆卸的立体图。如上所述，在开关2的壳体20的下表面开设有用于插入光学单元23的安装口201。通过从安装口201向壳体20内部插入光学单元23，使光学单元23嵌合到壳体20内，由此，光学单元23安装于开关2。在壳体20内，使光学单元23嵌合的区域的内径形成为比光学单元23的单元壳体232的外径稍大的程度，因此，嵌合于壳体20内的光学单元23定位为位于适当的嵌合位置。在光学单元23嵌合于壳体20内的状态下，突设于单元壳体232的卡合突起233与壳体20内的卡合凹部(未图示)卡合，因此，光学单元23固定在壳体20内的规定位置。另外，通过从壳体20内拉出嵌合的光学单元23，能够取出光学单元23。如上所述，本发明所述的光学单元23形成为相对于开关2的壳体20能够安装和拆卸。
如上所述，本发明的开关2能够安装和拆卸光学单元23。因此，不仅在制造开关2时的组装工序，在开关2完成后，甚至在组装到操作装置1之后，也能够进行光学单元23的交换。因此，例如，对于开关2的光学元件231的形状，也可以在开关2完成后变更触点形状、输出方式、响应性能等的规格。另外，在要求电子竞技等反应速度快的用途中，对每个游戏分别使用特性不同的光学元件231等，可以扩展为各种各样的利用方法。另外，通过组装除光学元件231以外的检测元件例如磁传感器、声波传感器、振动传感器、加速度传感器等的检测元件的单元替代为光学单元23，可以在设计或组装阶段扩展为各种特性的开关2。即，本发明所述的开关2对于用途、设计、组装、规格等各种要求，能够提高对应的自由度等，发挥优异的效果。
本发明不限于以上说明的各个实施方式，而是可以扩展到其他各种方式。因此，上述实施方式在所有方面只是单纯的示例，并不是限定地解释。本发明的技术范围由请求项说明，并且在本说明书中不受任何限制。进而，属于请求项的均等范围的变形及变更全部包括在本发明的范围内。
例如，在所述实施方式中，表示了从开关2的壳体20的下表面侧一个一个安装或拆卸光学单元23的方式，但是本发明不限于此。例如，可以扩展为从壳体20的侧面安装光学单元23等的各种各样的方式。
图11是表示安装在本发明所述的开关2上的光学单元23的一例的概略外观图。图11表示将发光单元23a和受光单元23b一体化的光学单元23的一例。如图11所例示，本发明所述的开关2可以扩展使用将发光单元23a和受光单元23b一体化的光学单元23作为光学单元23等的各种各样的方式。图11所示的光学单元23在一体化的状态下相对于开关2的壳体20可以安装和拆卸。通过将发光单元23a和受光单元23b一体化，能够在一次作业中进行安装和拆卸，因此，能够提高与安装和拆卸作业有关的作业性。另外，例如，由于可以事先检查发光单元23a和受光单元23b之间的发光、受光、光路等事项，所以不容易产生由于相容性而导致的问题，能够提供稳定质量的光学单元23等，发挥优异的效果。
图12是表示安装在本发明所述的开关2上的光学单元23的一例的概略外观图。图12表示相对于图11所示的光学单元23，进一步一体化固定部件26的例子。如图12所例示，本发明所述的开关2可以扩展使用将发光单元23a和受光单元23b以及固定部件26一体化的光学单元23作为光学单元23等的各种各样的方式。如上所述，可动部件27伴随着动作而与固定部件26抵接。即，固定部件26具有作为与可动部件27抵接的被抵接部件的功能。作为被抵接部件而发挥作用的固定部件26适当地变更材质和形状，由此，可动部件27抵接时的声音和冲击，即对于使用者的点击声音和点击感发生变化。因此，用于本发明所述的开关2的光学单元23通过与固定部件26(被抵接部件)一体化，能够适当地变更点击感及点击声音等，发挥优异的效果。
Claims (10)
1.一种开关，具备壳体、收纳于所述壳体内并基于来自外部的按压而动作的可动部件、与所述可动部件的动作相关联地对电路的开闭起作用的光学元件，其特征在于，
所述光学元件相对于所述壳体能够安装及拆卸，
在所述光学元件安装于所述壳体的情况下，所述光学元件与所述可动部件的动作相关联。
2.如权利要求1所述的开关，其特征在于，
具备相对于所述壳体能够安装及拆卸的光学单元，
所述光学单元具备：所述光学元件和与所述光学元件电连接的连接端子，
通过将所述光学单元安装于所述壳体，由此，所述光学元件安装于所述壳体。
3.如权利要求2所述的开关，其特征在于，
所述光学单元具备单元壳体，该单元壳体在其内部收纳所述光学元件，
所述连接端子从所述单元壳体突出。
4.如权利要求2所述的开关，其特征在于，
所述壳体形成有用于安装所述光学单元的安装口，
通过使所述光学单元嵌合于所述安装口内，由此，所述光学元件安装于所述壳体。
5.如权利要求2所述的开关，其特征在于，
所述光学单元是具备作为所述光学元件而发光的发光元件的发光单元和/或具备作为所述光学元件而接收光的受光元件的受光单元。
6.如权利要求5所述的开关，其特征在于，
所述光学单元是一体化的发光单元及受光单元，
所述光学单元在一体化的状态下相对于所述壳体能够安装及拆卸。
7.如权利要求2～6中任一项所述的开关，其特征在于，
所述光学单元伴随所述可动部件的动作而与抵接的被抵接部件一体化，
在与所述被抵接部件一体化的状态下所述光学单元安装于所述壳体，由此，所述被抵接部件收纳在所述壳体内，与所述可动部件抵接。
8.一种开关，具备壳体、收纳于所述壳体内并基于来自外部的按压而动作的可动部件、与所述可动部件的动作相关联地作用于电路的开闭的检测元件，其特征在于，
所述检测元件相对于所述壳体能够安装及拆卸，
在所述检测元件安装于所述壳体的情况下，所述检测元件与所述可动部件的动作相关联。
9.一种光学单元，其特征在于，具备：
具有发光或受光功能的光学元件；
与所述光学元件电连接的连接端子，
相对于具备基于来自外部的按压而动作的可动部件及收纳所述可动部件的壳体的开关，能够安装及拆卸地形成，
通过相对于所述开关进行安装，所述光学元件与所述可动部件的动作相关联地作用于电路的开闭。
10.一种操作装置，其特征在于，具备：
接收来自外部的按压操作的按压操作部；
将所述按压操作部接收的按压操作作为来自外部的按压而传递的权利要求1～8中任一项所述的开关，
所述开关基于来自所传递的外部的按压而输出开闭电路的信号。
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