CN116195017A

CN116195017A - 按钮开关

Info

Publication number: CN116195017A
Application number: CN202180057825.5A
Authority: CN
Inventors: 冈野阳太朗; 青山昌弘; 别田惣彦
Original assignee: Nkk Converter Co ltd
Current assignee: Nkk Converter Co ltd
Priority date: 2020-08-05
Filing date: 2021-07-28
Publication date: 2023-05-30
Also published as: WO2022030328A1; EP4191629A1; JP2022029578A; US20240038464A1; JP7296635B2

Abstract

本发明的课题是提供一种按钮开关，其能够给进行按压操作的人带来明确的操作感，并且能够以比现有技术进一步加强从显示器输出的图像的清晰度、准确度、亮度的方式进行显示。按钮(11)接受按压操作。透镜(15a～15d)使从显示器(D)输出的影像聚焦并投影到按钮(11)的顶面的扩散板(12)。保持构件(14)保持透镜(15a～15d)。此外，保持构件(14)由间隔件(41)、间隔件(42)、光圈膜(43)组合构成，间隔件(41)具有与透镜(15a～15d)中的配置在顶面侧的透镜的肋接受部(152c)嵌合的肋(411)，间隔件(42)具有与配置在外部显示器侧的透镜的一部分嵌合的肋接受部(151b)，光圈膜(43)被间隔件(41)和间隔件(42)夹持。由此解决上述课题。

Description

按钮开关

技术领域

本发明涉及一种按钮开关。

背景技术

以往，存在一种在显示器上配置有多个具有图像显示功能的按钮开关的人机接口(输入装置)。这种人机接口已经开始应用在播放音响设备领域。

而且，这种人机接口必须确保在按钮开关上显示的图像的亮度。作为确保在按钮开关上显示的图像的亮度的方法，以往，已知有缩短按钮开关的图像显示部与显示器之间的距离的技术(例如参照专利文献1)。

然而，当缩短按钮开关的图像显示部与显示器之间的距离时，对按钮开关进行按压操作的行程也随之变短。因此，进行按钮开关的按压操作的人无法获得明确的操作感，于是还出现了一种通过在开关内部安装透镜或光学部件从而将显示器的图像投影到按钮开关的技术(例如参照专利文献2)。

但是，在包括专利文献1和2的现有技术中，虽然能够确保充分的行程，但在上述那样的透镜结构中，不能进行像差的校正，导致像失真，不能进行清晰且准确的显示。不仅如此，由于像差校正的限制导致透镜的总长度延长，或者，透镜的F值(用透镜的焦距除以有效口径得到的值)变大而导致变暗。因此，在确保在按钮开关的图像显示部显示的图像的清晰度、准确度、亮度和进行按压操作的人感受到的操作感的方面存在技术上的问题。

对此，本申请人已经申请了一种按钮开关的发明，该按钮开关能够以比现有技术进一步增强从显示器输出的图像的清晰度、准确度、亮度的方式进行显示，并且能够给进行按压操作的人带来明确的操作感(专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-84313号公报；

专利文献2：日本特开平6-44857号公报；

专利文献3：PCT/JP2020/003555的说明书和附图。

发明内容

发明要解决的问题

然而，在该技术领域中，希望开发出能够以比现有技术更进一步加强从显示器输出的图像的清晰度、准确度、亮度的方式进行显示的技术。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种按钮开关，该按钮开关能够给进行按压操作的人带来明确的操作感，并且能够以比现有技术更进一步加强从显示器输出的图像的清晰度、准确度、亮度的方式进行显示。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的按钮开关具有：

透明或大致透明的按钮，其配置在外部显示器的上方，接受按压操作；

多个透镜，其配置在所述按钮和所述外部显示器之间，使从所述外部显示器输出的图像聚焦并投影到位于进行所述按压操作前的待机位置的所述按钮的顶面；以及

保持构件，其保持所述多个透镜，以使所述多个透镜各自的位置和朝向相对于所述外部显示器固定，

所述保持构件由第一保持构件、第二保持构件、以及光圈构件组合构成，

所述第一保持构件具有第一嵌合部，所述第一嵌合部与所述多个透镜中配置在所述顶面侧的透镜的端部附近形成的第一凸部或第一凹部嵌合，

所述第二保持构件具有第二嵌合部，所述第二嵌合部与所述多个透镜中配置在所述外部显示器侧的透镜的端部附近形成的第二凸部或与第二凹部嵌合，

所述光圈构件被所述第一保持构件和所述第二保持构件夹持。

发明效果

根据本发明，能够提供一种按钮开关，该按钮开关能够给进行按压操作的人带来明确的操作感，并且能够以比现有技术更进一步加强从显示器输出的图像的清晰度、准确度、亮度的方式进行显示。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的按钮开关的外观立体图；

图2是图1的按钮开关的剖视立体图；

图3A是图1的按钮开关的外观俯视图；

图3B是图1的按钮开关的外观仰视图；

图3C是图1的按钮开关的外观正视图；

图3D是图1的按钮开关的外观侧视图；

图4A是构成图1的按钮开关的透镜单元的外观正视图；

图4B是构成图1的按钮开关的透镜单元的外观立体图；

图4C是构成图1的按钮开关的透镜单元的展开图；

图5是本申请人已经申请的按钮开关的剖视图；

图6A是示出透射使用了镜筒的按钮开关的光的亮度的示意图；

图6B是示出透射图1的按钮开关的光的亮度的示意图。

具体实施方式

参照附图对本发明的一个实施方式的按钮开关1进行说明。另外，本发明不限于下述的实施方式。

此外，在本说明书中，如“上侧”、“上面”、“上方”等表示“上”的表达方式表示按钮开关1的顶面侧(操作者侧)的方向。此外，如“下侧”、“下面”、“下方”等表示“下”的表达方式表示配置有显示器的方向。

[基本结构]

本实施方式的按钮开关1能够通过透明或大致透明的安装面板P，将从配置在其下方的显示器D输出的影像显示在位于进行按压操作前的待机位置的按钮11的顶面。

另外，从显示器D输出的影像包括静止图像和动态图像。按钮开关1能够将从显示器D输出的静止图像和动态图像中的任一者显示在位于进行按压操作前的待机位置的按钮11的顶面。

如图1至图3C所示，按钮开关1构成为，包括按钮11、扩散板12、柱塞13、保持构件14、四片透镜15a、15b、15c和15d、壳体16、螺旋弹簧17、触点部18、固定板19。

例如，如图5所示，在现有的按钮开关中，在对按钮进行按压操作前的状态下，从显示器输出的影像以箭头方向输入并显示在扩散板上。

具体地，如图5所示，在显示器上显示的影像的光线组以箭头方向输入，穿过由镜筒和配置在镜筒内的四片透镜构成的透镜单元而折射聚光，形成聚焦在扩散板上的倒像并成像。其结果，使在显示器上显示的影像旋转180°而得到的影像被投影在扩散板上。

即，在使用现有的方法形成如图5所示的结构的情况下，构成透镜单元的金属制的镜筒通过内置两片配置在显示器侧的透镜和两片配置在扩散板侧的透镜，来进行透镜的对准和焦点的调节。具体地，金属制的镜筒规定光线组的通路，并且以分别配置在透镜单元的上端部和下端部的透镜的直径比分别配置在透镜单元的中心侧的两个透镜的直径宽的方式设置台阶，从而进行输入的光线组的聚光和扩散。

然而，在镜筒中内置透镜的现有的方法的情况下，如图6A所示，由于表示亮度的透镜的光束直径变短，因此存在在扩散板上显示的影像变暗的问题。此外，还希望在进一步缩短透镜总长度的同时也能保证影像对焦。

因此，如图6B所示，在本实施方式中，不使用现有方法中所使用的镜筒，而是由具有遮光性的树脂制的间隔件(间隔件41和42)与光圈膜43组合而成的保持部件14进行透镜的对准和焦点的调节。

即，在本实施方式中，由具有凸面和凹面或平坦面的透镜15a至15d、以及保持构件14构成的透镜单元44进行输入的光线组的聚光和扩散，保持构件14通过后述的肋和肋接受部保持这些透镜。

由此，如图6B所示，由于透镜的光束直径变长，因此在扩散板上显示的影像的亮度变亮。另外，关于本实施方式中采用的透镜15a至15d、以及保持构件14的具体结构在之后进行说明。

[具体结构]

以下，对本实施方式的按钮开关1的各构成要素进行详细的说明。

(按钮)

如图1至图3C所示，按钮11接受对按钮开关1的按压操作，并被配置在按钮开关1的最上部。当对按钮11进行按压操作时，按钮11、扩散板12和柱塞13与按压操作连动，在按压操作的方向移动。此外，在它们移动的同时，螺旋弹簧17在按压操作的方向收缩。然后，当触点部18处于断开状态时切换到通电状态，当触点部18处于通电状态时切换到断开状态。

另外，虽然按钮11的形状没有特别限定，但是在本实施方式中，如图1至图3C所示，按钮11为在顶面具有平面部，在四个角具有圆角的大致四棱柱形状。

(扩散板)

扩散板12是作为投影影像的光的屏幕发挥功能的透明或大致透明的扩散板，具体地，扩散板12使射入的影像的光扩散并射出。扩散板12配置在按钮11的顶面。因此，投影在扩散板12上的影像能够容易地被试图按压按钮开关1的人看到。

另外，虽然扩散板12的形状没有特别限定，但是在本实施方式中，例如如图1所示，扩散板12为正方形或大致正方形。通过将扩散板12的扩散板材料作为按钮11的按钮材料，从而可以使扩散板12和按钮11一体化。

(柱塞)

柱塞13连接配置在按钮11的下部。当对按钮11进行按压操作时，柱塞13与其连动地向下方滑动。螺旋弹簧17的上端部连接在柱塞13的最下部。因此，当柱塞13向下方滑动时，螺旋弹簧17与其连动地在按压操作的方向收缩。

另外，虽然柱塞13的形状没有特别限定，但是在本实施方式中，例如图1和图2所示，柱塞13为在内侧具有空腔部的大致四棱柱形状。在柱塞13的内侧的空腔部配置有由保持构件14和透镜15a至15d构成的透镜单元44。

(保持构件)

保持构件14是配置在柱塞13的内侧的空腔部的构件，如上所述，由具有遮光性的树脂制的间隔件41、42与光圈膜43组合构成。保持构件14保持透镜15a至15d。

具体地，例如图2和图4C所示，在间隔件41的上表面设置有两处肋411。并且，在透镜15c的下表面设置有两处用于分别使间隔件41的肋411嵌合的肋接受部152c。此外，在透镜15d的下表面设置有四处肋151d。并且，在透镜15c的上表面设置有四处分别使透镜15d的肋151d嵌合的肋接受部151c。通过这样的结构，间隔件41对配置在扩散板12侧的两片透镜(透镜15c和15d)进行保持。

在间隔件41的下表面设置有四处肋412。并且，在间隔件42的上表面设置有四处分别嵌合间隔件41的肋412的肋接受部421。此外，在间隔件42的下表面设置有四处肋422。并且，在透镜15b的上表面设置有四处分别嵌合间隔件42的肋422的肋接受部151b。此外，在透镜15a的上表面设置有两处肋151a。并且，在透镜15b的下表面设置有两处用于分别使透镜15a的肋151a嵌合的肋接受部152b。通过这样的结构，间隔件42对配置在显示器D侧的两片透镜(透镜15a和15b)进行保持。

此外，光圈膜43配置在间隔件41和间隔件42之间。具体地，在光圈膜43的四个角附近分别设置有使间隔件41的肋412贯穿的孔H。贯穿了孔H的肋412嵌合在间隔件42的肋接受部421。由此，光圈膜43被间隔件41和间隔件42夹持。这样，由于设置了光圈膜43，因此能够不使用镜筒而应对景深(对焦范围)的改变。

保持构件14以透镜15a至15d各自的位置和朝向相对于显示器D固定的方式，与透镜15a至15d一起作为透镜单元44的一部分发挥功能。

另外，构成透镜单元44的透镜只要是多片则没有特别限定。例如，能够由三片透镜构成，也能够是由透镜15a和透镜15b一体形成的第一透镜、以及透镜15c和透镜15d一体形成的第二透镜构成的两片透镜。此外，保持构件14也能够与壳体16一体形成。

(透镜)

透镜15a至15d作为透镜单元44的一部分发挥功能，使从显示器D输出的影像的光线组折射聚光，以在扩散板12上成像。

透镜15a和15d均由具有凸面和大致平坦面的平凸透镜构成。其中，透镜15a是在显示器D侧具有凸面、在按钮11侧具有大致平坦面的平凸透镜。透镜15d是在按钮11侧具有凸面、在显示器D侧具有大致平坦面的平凸透镜。此外，透镜15b和15c均由具有凸面和凹面的凹弯月透镜构成。其中，透镜15b是在显示器D侧具有凹面、在按钮11侧具有凸面的凹弯月透镜。透镜15c是在按钮11侧具有凹面、在显示器D侧具有凸面的凹弯月透镜。透镜15b和15c通过保持构件14以各自的凸面彼此相对的方式排列并被保持。

具体地，通过将间隔件42的肋422和间隔件41的肋411分别嵌合在透镜15b和透镜15c各自设置的肋接受部151b和152c，从而保持透镜15b和15c。此外，透镜15a至15d和保持构件14在与按压操作的方向正交的方向上的外形尺寸相同或大致相同。由此，例如图4A和图4B所示，透镜单元44的外观能够形成具有平坦的侧面的一体的形状。

由于构成透镜单元44的保持构件14和透镜15a至15d分别具有上述结构，因此可以无需使用作为光线组的通路的金属制的镜筒，而实现输入的光线组的聚光和扩散。

即，从显示器D侧输入的光线组通过透镜单元44中的配置在保持构件14的下侧的透镜15a和15b聚光。并且，当通过保持构件14增大光圈时，光线组通过配置在保持构件14的上侧的透镜15c和15d扩散。

换言之，在本实施方式中，通过利用了透镜15a至15d各自的弯曲面(凸面及凹面)的光线组的聚光及扩散、具有遮光性的间隔件41及42、利用了光圈膜43的光线组的光圈，从而能够给进行按压操作的人带来明确的操作感。此外，能够以比现有技术更进一步加强从显示器输出的图像的清晰度、准确度、亮度的方式进行显示。

(壳体)

壳体16是在内侧具有收纳空间的箱型壳体，该收纳空间能够收纳构成按钮开关1的多个构件。具体地，壳体16收纳柱塞13、保持构件14、透镜15a至15d、螺旋弹簧17、和触点部18。

另外，虽然壳体16的形状没有特别限定，但是在本实施方式中，如图1和图2所示，壳体16为在内侧具有空腔部的大致四棱柱形状。

(螺旋弹簧)

螺旋弹簧17是一侧端部连接在柱塞13的最下部、另一侧端部连接在膜片31或触点部18的直线形状的螺旋弹簧。螺旋弹簧17与通过对按钮11的按压操作向下方滑动的柱塞13的动作连动，在按压操作的方向上收缩。此外，当解除对按钮11的按压操作时，螺旋弹簧17弹性变形，将连接在一侧端部的柱塞13向上方推回。由此，将通过按压操作移动到下方的按钮11、扩散板12、和柱塞13恢复到进行按压操作前的位置。

另外，虽然螺旋弹簧17的样式没有特别限定，只要至少具有在解除对按钮11的按压操作时使其恢复到进行按压操作前的位置的功能即可。

(触点部)

触点部18是与对按钮11的按压操作连动地切换断开状态和通电状态的触点机构。在对按钮11进行按压操作前，触点部18保持断开状态，但是在进行按压操作时，触点部18切换到通电状态。此后，当进一步进行按压操作时，触点部18从通电状态切换到断开状态。即，每当对按钮开关1进行按压操作时，触点部18切换断开状态和通电状态。触点部18的上端连接在螺旋弹簧17的端部。

(固定板)

固定板19配置在壳体16的下部的四个角，是用于将按钮开关1固定在安装面板P的构件。

通过采用上述结构，按钮开关1能够以比现有技术进一步加强清晰度、准确度、亮度的方式，使从位于距离顶面(扩散板12)足够远的位置的显示器D输出的影像显示在位于按压操作前的待机位置的按钮11的顶面(扩散板12)。

此外，因为位于按压操作前的待机位置的按钮11和透镜15d之间具有足够的空间，所以可以确保操作行程。其结果，进行按压操作的人能够获得明确的操作感。另外，虽然行程的具体距离没有特别限定，但是为了使进行按压操作的人获得明确的操作感，优选确保至少1.8mm以上的距离。本实施方式中的按钮开关1的行程距离为3mm以上。

此外，通过采用上述结构，按钮开关1能够提高透镜的设计裕度，并且还实现了缩短透镜的总长度。

此外，在以往的按钮开关中采用的镜筒为金属制，相对于此，本实施方式的按钮开关1的间隔件41和42为树脂制。因此，能够降低制造成本。

此外，由于能够减少使用的部件的数量，因此能够使通过重组透镜而改变倍率变得简单。

此外，如图4A至4C所示，通过将肋嵌合到肋接受部，形成无横向偏差的一体化的透镜单元44，因此容易地在壳体16内固定(保持)透镜。

本实施方式的按钮开关1能够使用上述的膜片31排列固定在安装面板P。

具体地，例如，能够使用一个膜片31，使三个按钮开关1连结成为一个单元，并将其依次排列固定在安装面板P上。

另外，虽然用于使按钮开关1固定在安装面板P上的具体方法没有特别限定，但是例如也可以在安装面板P上设置孔，插入按钮开关1的固定板19来固定。

这样，通过将固定有多个按钮开关1的安装面板P配置并固定在显示器D的上方，从而能够构成规定的输入装置。在应用了按钮开关1的输入装置的表面整齐配置的多个按钮开关1，能够以比现有技术更进一步加强清晰度、准确度、亮度的方式显示从显示器D输出的影像。

以上，虽然对本发明的一个实施方式进行了说明，但是本发明并不限于上述的实施方式，在能够实现本发明的目的的范围内的变形、改良等包含在本发明中。此外，只要在不脱离本发明主旨的范围内，也可以进行各种变更。

例如，在上述实施方式中，作为透镜15b和15c的形状，采用了具有凸部和凹部的凹弯月透镜，作为透镜15a和15d的形状，采用了具有凸部和大致平坦部的平凸透镜。但是，这仅是示例，只要是能够实现本发明的目的的样式的透镜即可。例如，可以采用双凸透镜、凸弯月透镜、平凹透镜、双凹透镜等。

综上所述，应用了本发明的按钮开关只要具有如下结构则能够采用各种各样的实施方式。

即，应用了本发明的按钮开关(例如图1至图3C的按钮开关1)具有：

透明或大致透明的按钮(例如图1至图3C的按钮11和扩散板12)，其配置在外部显示器(例如图1至图3C的显示器D)的上方，接受按压操作；

多个透镜(例如图1至图4C的透镜15a至15d)，其配置在所述按钮和所述外部显示器之间，使从所述外部显示器输出的图像聚焦并投影到位于进行所述按压操作前的待机位置的所述按钮的顶面(例如图1至图3C的扩散板12)；以及

保持构件(例如图2的保持构件14)，其保持所述多个透镜，以使所述多个透镜各自的位置和朝向相对于所述外部显示器固定，

所述保持构件由第一保持构件(例如图2的间隔件41)、第二保持构件(例如图2的间隔件42)、以及光圈构件(例如图2的光圈膜43)组合构成，

所述第一保持构件具有第一嵌合部(例如图2的肋411)，所述第一嵌合部与所述多个透镜中配置在所述顶面侧的透镜的端部附近形成的第一凸部或第一凹部(例如图2的肋接受部152c)嵌合，

所述第二保持构件具有第二嵌合部(例如图2的肋422)，所述第二嵌合部与所述多个透镜中配置在所述外部显示器侧的透镜的端部附近形成的第二凸部或第二凹部(例如图2的肋接受部151b)嵌合，

由此，例如在上述的实施方式中，能够不使用镜筒，就使从显示器D输出的影像的光线组折射聚光，以在扩散板12上成像。其结果，能够以比现有技术更进一步加强清晰度、准确度、亮度的方式，使从显示器D输出的影像投影在透明或大致透明的扩散板12上。

此外，所述多个透镜和所述保持构件在与所述按压操作的方向正交的方向上的外形尺寸相同或大致相同，

由所述多个透镜和所述保持构件组合构成的透镜单元(例如图4A至图4C的透镜单元44)不使用其它构件(例如图5的镜筒)而通过所述嵌合被一体地保持。

这样，多个透镜和保持构件在与按压操作的方向正交的方向上的外形尺寸相同或大致相同，由多个透镜和保持构件组合构成的透镜单元不使用其它构件而被一体地保持。其结果，能够增加光束直径、提高透镜的设计裕度、缩短透镜的总长度、降低成本、应对景深(对焦范围)的变化、使通过重组透镜而改变倍率变得简单、容易固定透镜等。

此外，所述第一凸部或所述第一凹部能够在配置在所述顶面侧的透镜的端部附近的、所述外部显示器侧的表面形成，

所述第一嵌合部能够在所述第一保持构件的端部附近的、所述顶面侧的表面形成，

所述第二凸部或所述第二凹部能够在配置在所述外部显示器侧的透镜的端部附近的、所述顶面侧的表面形成，

所述第二嵌合部能够在所述第二保持构件的端部附近的、所述外部显示器侧的表面形成。

由此，例如在上述实施方式中，能够不使用镜筒，就使从显示器D输出的影像的光线组折射聚光，以在扩散板12上成像。其结果，能够以比现有技术更进一步加强清晰度、准确度、亮度的方式，使从显示器D输出的影像投影在透明或大致透明的扩散板12上。

附图标记说明

1：按钮开关

11：按钮

12：扩散板

13：柱塞

14：保持构件

15a、15b、15c、15d：透镜

16：壳体

17：螺旋弹簧

18：触点部

19：固定板

41、42：间隔件

43：光圈膜

151a、151d、411、412、422：肋

151b、152b、151c、152c、421：肋接受部

44：透镜单元

P：安装面板

D：显示器

H：孔

Claims

1.一种按钮开关，其具有：

所述第二保持构件具有第二嵌合部，所述第二嵌合部与所述多个透镜中配置在所述外部显示器侧的透镜的端部附近形成的第二凸部或第二凹部嵌合，

2.根据权利要求1所述的按钮开关，其中，

所述多个透镜和所述保持构件在与所述按压操作的方向正交的方向上的外形尺寸相同或大致相同，

由所述多个透镜和所述保持构件组合构成的透镜单元不使用其它构件而通过所述嵌合被一体地保持。

3.根据权利要求1或2所述的按钮开关，其中，

所述第一凸部或所述第一凹部在配置在所述顶面侧的透镜的端部附近的、所述外部显示器侧的表面形成，

所述第一嵌合部在所述第一保持构件的端部附近的、所述顶面侧的表面形成，

所述第二凸部或所述第二凹部在配置在所述外部显示器侧的透镜的端部附近的、所述顶面侧的表面形成，

所述第二嵌合部在所述第二保持构件的端部附近的、所述外部显示器侧的表面形成。