JP2001093374A

JP2001093374A - スイッチおよびスイッチを有する電子機器

Info

Publication number: JP2001093374A
Application number: JP27281099A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Motoyama; 茂樹本山; Hirokazu Nakayoshi; 浩和中吉; Takashi Kayama; 俊香山; Yasuhiro Kataoka; 安弘片岡; Toshitaka Kawashima; 利孝河嶋; Junichi Osako; 純一大迫
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2001-04-06
Also published as: US7190355B2; US20040080490A1; EP1087415A1; US6690362B1

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化と薄型化を図って、操作する際に視覚
的な変化を得ることができるスイッチおよびスイッチを
有する電子機器を提供すること。【解決手段】触れることで生じる温度変化による色変
化を起こす可逆変色性層６０と、可逆変色性層６０に積
層して配置され、触れることでオン操作するシート状の
スイッチ部６２と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操作する際に視覚
的な変化を楽しむことができるスイッチおよびスイッチ
を有する電子機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】キースイッチやタッチスイッチ、タッチ
パネルなど指の接触を伴う入力装置において、入力操作
に対するフィードバックは指の接触感覚に大きく依存し
ている。また、視覚的なフィードバック用の表示器が一
体となっているものとしては、キースイッチに限り、ス
イッチ内に自発光素子を設けてスイッチのオン／オフと
連動させるか、機械式シャッターにより内部塗装面を遮
蔽／開放して色の変化を実現していた。また、タッチパ
ネルに関しては単機能装置として機器に実装される場合
が多く、視覚的フィードバック用の表示器との組み合わ
せとしてはコンピュータディスプレイ、液晶ディスプレ
イとの一体化の例がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来のスイッ
チは、スイッチの低背化により入力操作に対する変位量
が小さくなるために、触感を利用したフィードバックが
得られにくくなるという問題点があった。また、先述の
視覚的フィードバックの表示器を小型機器に取り入れる
際に、電子回路、配線、及び接続部が必要となるため、
総合的観点から薄型軽量化や省電力化が困難であるとい
う問題があった。また、ディスプレイ装置を使った場
合、実時間内にフィードバック表示させるためには、あ
る程度高速処理が可能なＣＰＵ（中央処理装置）が必要
であり、コストと消費電力、発熱の面で問題があった。
そこで本発明は上記課題を解消し、小型化と薄型化を図
り、操作する際に視覚的な変化を得ることができるスイ
ッチおよびスイッチを有する電子機器を提供することを
目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、温度
変化により色変化を起こす可逆変色性層と、前記可逆変
色性層に積層して配置され、押されることでオン操作す
るシート状のスイッチ部と、を備えることを特徴とする
スイッチである。請求項１では、可逆変色性層は温度変
化による色変化を起こす。シート状のスイッチ部は、可
逆変色性層に積層して配置され、押されることでオン操
作するものである。これにより、シート状のスイッチ部
をオン操作する際に押すだけで、可逆変色性層が色変化
を起こすので、小型化と薄型化を図りスイッチのオン操
作をする際の視覚的な変化を楽しむことができる。

【０００５】請求項２の発明は、請求項１に記載のスイ
ッチにおいて、前記可逆変色性層は、前記シート状のス
イッチ部の表面側に配置され、スイッチ操作時には前記
可逆変色性層に直接触れる。請求項２では、使用者はス
イッチ操作時に可逆変色性層に直接触れるようになって
いる。

【０００６】請求項３の発明は、請求項１に記載のスイ
ッチにおいて、前記可逆変色性層は、前記シート状のス
イッチ部の裏面側に配置され、スイッチ操作時には前記
シート状のスイッチ部に直接触れる。請求項３では、使
用者はスイッチ操作時にはシート状のスイッチ部に直接
触れるようになっている。

【０００７】請求項４の発明は、請求項２に記載のスイ
ッチにおいて、前記可逆変色性層が温度変化するのに必
要な熱源は、人体の一部が前記可逆変色性層に直接触れ
る際に与えられる。請求項４では、人が触れるだけで可
逆変色性層が温度変化するのに必要な熱源を与えること
ができる。

【０００８】請求項５の発明は、請求項３に記載のスイ
ッチにおいて、前記可逆変色性層が温度変化するのに必
要な熱源は、電子機器の内部で生じる熱である。請求項
５では、電子機器の内部で生じる熱を、可逆変色性層が
温度変化するのに必要な熱源とすることができる。

【０００９】請求項６の発明は、スイッチを有する電子
機器であり、前記スイッチは、温度変化による色変化を
起こす可逆変色性層と、前記可逆変色性層に積層して配
置され、押されることでオン操作するシート状のスイッ
チ部と、を備えることを特徴とするスイッチを有する電
子機器である。請求項６では、可逆変色性層は温度変化
による色変化を起こす。シート状のスイッチ部は、可逆
変色性層に積層して配置され、押されることでオン操作
するものである。これにより、シート状のスイッチ部を
オン操作する際に押すだけで、可逆変色性層が色変化を
起こすので、スイッチのオン操作をする際の視覚的な変
化を楽しむことができる。

【００１０】請求項７の発明は、請求項６に記載のスイ
ッチを有する電子機器において、前記可逆変色性層は、
前記シート状のスイッチ部の表面側に配置されかつ前記
電子機器の筐体の穴から前記電子機器の筐体の外部に露
出しており、スイッチ操作時には前記可逆変色性層に直
接触れる。請求項７では、使用者はスイッチ操作時に可
逆変色性層に直接触れるようになっている。

【００１１】請求項８の発明は、請求項６に記載のスイ
ッチを有する電子機器において、前記シート状のスイッ
チ部は電子機器の筐体の穴から前記電子機器の筐体の外
部に露出しており、前記可逆変色性層は、前記シート状
のスイッチ部の裏面側に配置され、スイッチ操作時には
前記シート状のスイッチ部に直接触れる。請求項８で
は、使用者はスイッチ操作時にはシート状のスイッチ部
に直接触れるようになっている。

【００１２】請求項９の発明は、請求項７に記載のスイ
ッチを有する電子機器において、前記可逆変色性層が温
度変化するのに必要な熱源は、人体の一部が前記可逆変
色性層に直接触れる際に与えられる。請求項９では、人
が触れるだけで可逆変色性層が温度変化するのに必要な
熱源を与えることができる。

【００１３】請求項１０の発明は、請求項８に記載のス
イッチを有する電子機器において、前記可逆変色性層が
温度変化するのに必要な熱源は、電子機器の内部で生じ
る熱である。請求項１０では、電子機器の内部で生じる
熱を、可逆変色性層が温度変化するのに必要な熱源とす
ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１５】図１は本発明のスイッチを有する電子機器
の好ましい実施の形態を示している。この電子機器１０
は、使用者が指Ｆで軽く押して操作することにより、所
望の指令を入力するための入力装置である。この電子機
器１０は、この実施の形態では一例として音楽情報を再
生する携帯型の音楽再生装置であり、使用者が電子機器
１０により所望の指令を与えるとたとえば音楽情報を再
生する動作を行う。電子機器１０は、筐体（ケース）１
２、及びスイッチ１８を有している。筐体１２は、上部
筐体部分１４と下部筐体部分１６を有し、たとえばプラ
スチックや金属等のような材料で作られている。筐体１
２をプラスチックで作る場合には、たとえばＡＢＳ（ア
クリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ＡＢＳ−Ｐ
Ｃ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン・ポリカ
ーボネート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＡＣ（ポリカー
ボネート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等を採用すること
ができる。また筐体１２を金属で作る場合には、Ｍｇ合
金、Ａｌ合金、Ｚｎ合金等のような材質を採用すること
ができる。

【００１６】図１の筐体１２の端面２６には出力部９２
が設けられている。この出力部９２には、ステレオイヤ
ホーン９２Ａのプラグ９２Ｂを接続することにより、使
用者がステレオイヤホーン９２Ａを通じて、メモリ８６
内の音楽を楽しむことができる。筐体１２の反対の端面
２８には、インターフェース部分２２が設けられてい
る。このインターフェース部分２２は、外部のたとえば
コンピュータ９３に接続することにより、このコンピュ
ータ９３から音楽情報ＩＮを筐体１２の内部のメモリ８
６にダウンロードすることができる。

【００１７】図２は、図１の電子機器１０のＸ−Ｘ線に
おける断面図である。図３は図１のＹ−Ｙ線における断
面図である。図２と図３において、筐体１２の上部筐体
部分１４と下部筐体部分１６の中には、スイッチ３０、
回路基板１７０、バッテリー１８０等が収容されてい
る。バッテリー１８０は、たとえばニッケルカドミウム
電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン二次電池、リ
チウムポリマー電池であり、下部筐体部分１６の底面に
固定されている。回路基板１７０は、複数の電子部品１
７１，１７２を有している。電子部品１７１，１７２
は、たとえば動作時に発熱するドライバーやＣＰＵ（中
央処理装置）等である。回路基板１７０は、図１の出力
部９２とインターフェース部分２２に電気的に接続され
ている。スイッチ３０は、上部筐体部分１４のスリット
部分４０に対応して配置されており、スイッチ３０の大
部分はスリット部分４０を通して上部筐体部分１４の外
に露出している。これによりスイッチ３０の大部分の領
域が指Ｆにより直接触れることができる。指Ｆがスイッ
チ３０に直接触れる際には、スリット部分４０に沿っ
て、図１のＸ１あるいはＸ２の方向に沿ってスライドす
ればよい。

【００１８】図４と図５は、図２と図３のスイッチ３０
の積層構造例を拡大して示している。スイッチ３０は、
可逆変色性層６０、シート状のスイッチ部６２、断熱層
６４を積層して接着したものである。断熱層６４は、回
路基板１７０の電子部品１７１，１７２が発生する熱を
可逆変色性層６０側に伝えないようにする役割がある。
可逆変色性層６０は、熱可逆変色性物質等とも呼び、あ
る温度域内における温度の変化に伴って、少なくとも可
視光域におけるスペクトルが変化する物質からなる層を
いう。可逆変色性層６０は、次のような材質のものを採
用することができる。可逆変色性層６０は、サーモクロ
ミズム現象を呈する物質であり感温表示することができ
る。このサーモクロミズム現象とは、例えば、ある温度
では無色であるが、適当な温度を与えることによって発
色したり、常温では着色しているが、温度の上昇ととも
に消色又は変色する現象を云う。従来このような可逆変
色性層６０の物質としては、例えば、加熱時に水分を放
出して変色し、冷却すると再び吸湿して復色する物質が
使用されている。その具体例としては、コバルト、ニッ
ケル、マンガン等の遷移金属塩とヘキサメチレンテトラ
ミン等のアミン性アマイド類との複塩類、沃化水銀、沃
化水銀と他の沃化金属塩との複錯塩、クロム酸鉛、メタ
バナジン酸アンモニウム等の重金属化合物、ジキサンチ
レン、ビアンスロン等の有機化合物、ある種の有機染顔
料等を例示できる。更に、サーモクロミズム現象を呈す
る可逆変色性層６０の物質として、コレステリック液
晶、コレステック液晶とネマチック液晶との混合物等が
知られている。

【００１９】近年、通常無色で、電子を放出することに
よって呈色反応を起こす電子供与性物質に対して、電子
受容性物質（顕色剤）を配合した感熱変色剤が開発さ
れ、盛んに使用されている。電子受容性顕色剤として
は、フェノール類、フェノール樹脂オリゴマー、オキシ
芳香族カルボン酸類等の有機酸、塩化亜鉛、塩化錫等の
酸性物質、アタパルガイト、モンモリナイト等の吸着剤
等が知られている。温度変化に応じて、濃厚な色彩（濃
い色）と完全な無色とを可逆的に確実に繰り返すことが
でき、本発明において使用する電子供与性呈色色素類と
しては特に制限されず、公知のものをいずれも使用でき
る。その具体例としては、例えば、３，３’−ジメトキ
シフルオラン（黄）、３，３’−ジブトキシフルオラン
（黄）、３−クロル−６−フェニルアミノフルオラン
（黄橙）、３−ジエチルアミノ−６−メチルクロロフル
オラン（赤橙）、３−ジエチル７，８−ベンゾフルオラ
ン（桃）、３，３’，３”−トリス（ｐ−ジメチルアミ
ノフェニル）フタリド（青紫）、３，３’−ビス（ｐ−
ジメチルアミノフェニル）フタリド（緑）、３−ジエチ
ルアミノ−７−ジベンジルアミノフルオラン（暗緑）、
３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−フェニルアミノ
フルオラン（黒）等の置換フェニルメタン及びフルオラ
ン誘導体、各種のインドリルフタリド系色素（青〜
緑）、スピロピラン類（黄褐〜赤緑）等を挙げることが
でき、これらの１種又は２種以上を使用できる。

【００２０】電子受容性顕色剤としても特に制限され
ず、公知のものをいずれも使用できる。その具体例とし
ては、例えば、フェノール類、オキシ芳香族カルボン
酸、カルボン酸、アゾール類及びアゾール類のエステル
類若しくはアマイド類、並びにこれらのリチウム、ナト
リウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、亜
鉛、錫、チタン、ニッケル等の金属塩を例示でき、これ
らの１種又は２種以上を使用できる。

【００２１】入力装置ともいうスイッチ３０において
は、図４のように指Ｆが直接接触する領域に可逆性を持
つサーモクロミズム効果を有する塗料を塗布する。サー
モクロミズム効果を有する発色剤としては、温度ととも
に発光強度が変化する有機系蛍光体、金属錯体溶液、及
びカイラルネマチック液晶などが挙げられる。これらの
発色剤は石油系、エステル系、ケトン系、芳香族系など
の助剤と混合し、スプレーガン、刷毛などを用いて塗布
を行う。助剤の選定については、塗布されるスイッチ接
触部の材料にあわせて決定する。また、塗料の厚みにつ
いては熱伝達による温度上昇に関わるため、色変化の効
果が十分得られる厚みであることが好ましい。また、色
変化が遷移する温度域の選定については、筐体などの周
辺温度においては低温側の第１の色を示し、指Ｆの接触
時に接触部分近傍の温度において高温側の第２の色を示
すことが好ましい。なお、これらの温度に付いては使用
環境によって異なるため、その環境条件に応じて発色剤
と助剤を選定する必要がある。上記塗装層を含む入力デ
バイスに対し、使用者が入力操作時に指Ｆを直接接触さ
せることによって塗装面に可逆変色性層６０が温度変化
する必要な熱源である熱が伝達し、接触点近傍において
温度が上昇して同領域において色変化が発現される。

【００２２】図４と図５に示すように、可逆変色性層６
０は、スイッチ３０の上面（表面）側にたとえば印刷、
または、刷毛、スプレーによる塗布によって積層されて
いるか、または上シート６２Ａ、もしくは、下シート６
２Ｂにねり込まれた形で一体化されている。シート状の
スイッチ部６２は、指Ｆにより軽く押されると弾性変形
する上シート６２Ａと下シート６２Ｂおよびスペーサ６
２Ｃを有している。スペーサ６２Ｃは、上シート６２Ａ
と下シート６２Ｂの間に空間ＳＰを形成しており、この
空間ＳＰには電極６３Ａ，６３Ｂが設けられている。上
シート６２Ａ、下シート６２Ｂおよびスペーサ６２Ｃ
は、絶縁性を有する材料、たとえば２軸延伸ＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）フィルム、１軸延伸ＰＥＴ
フィルム、ＰＣ（ポリカーボネート）フィルム、ＰＥＳ
（ポリエーテルスルフォン）フィルムにより作られてい
る。スイッチ３０は、図１に示すようにスイッチ接点部
５０〜５４を等間隔をおいて有しており、図４ではたと
えばスイッチ接点部５０と隣のスイッチ接点部５１の構
造例を示している。各スイッチ接点部５０〜５４の電極
６３Ａ，６３Ｂの構造は同じである。電極６３Ａ，６３
Ｂは、たとえばＡｇ−Ｃ、Ｃ、Ｃｕにより作られてい
る。

【００２３】次に、図６と図７を参照しながら、図１〜
図５に示すスイッチ（入力装置ともいう）およびスイッ
チを有する電子機器の操作例について説明する。図６
は、指Ｆが可逆変色性層６０の上に置かれた状態の例を
示している。可逆変色性層６０は、可逆性を持つサーモ
クロミズム効果を有するので、指Ｆが可逆変色性層６０
に置かれると、指Ｆから伝わる体温により温度が上昇
し、可逆変色性層６０の発光強度が変化する。図６
（Ａ）および図６（Ｂ）では、指Ｆが置かれた部分６０
Ｒと部分６０Ｒの近傍６０Ｓと近傍６０Ｔが変色してい
る様子を示している。図７（Ａ）、（Ｂ）では、可逆変
色性層６０の上に沿って指ＦがＸ１方向に移動した例を
示している。この場合においても、指Ｆが通り過ぎた部
分の近傍６０Ｓ等が変色している様子を示している。

【００２４】このような要領から、図１と図２に示すス
イッチ３０の可逆変色性層６０に、指Ｆが触れながら図
１のＸ１方向あるいはＸ２の方向に移動することによ
り、スイッチ接点部５０〜５４の１つまたは任意のいず
れか２つ以上のものに接触することで、色の変化を楽し
みながら任意の組み合わせのスイッチ接点部５０〜５４
をオン操作することができる。任意のスイッチ接点部５
０〜５４を押すことにより、図４の電極６３Ａ，６３Ｂ
が指Ｆの力により電気的に接触する。これにより、使用
者は任意のスイッチ接点部５０〜５４のオン操作を行う
ことができる。

【００２５】次に図８〜図１１を参照して、本発明のス
イッチおよびスイッチを有する電子機器の別の実施の形
態について説明する。図８と図９に示すスイッチおよび
スイッチを有する電子機器１０が、図２と図３に示す電
子機器１０と異なるのは、スイッチ１３０の構成であ
る。スイッチ１３０は、図４の実施の形態と異なり断熱
層６４は有しておらず、図１０と図１１に示すようにシ
ート状のスイッチ部６２と変色層６０を有している。図
４の実施の形態における断熱層６４は、回路基板１７０
の電子部品１７１からの熱を遮断することで、可逆変色
性層６０が指Ｆからの熱のみで変色するように構成され
ている。すなわち可逆変色性層６０が温度変化するのに
必要な熱源は、人体の一部である指Ｆから直接得てい
る。これに対して、図８および図１０の実施の形態で
は、可逆変色性層６０は回路基板１７０の電子部品１７
１側に配置されている。すなわち可逆変色性層６０は、
シート状のスイッチ部６２の下シート６２Ｂの下側にた
とえば塗装や印刷により設けられているか接着により固
定されている。

【００２６】図１０に示すようにシート状のスイッチ部
６２の上シート６２Ａ、スペーサ６２Ｃおよび下シート
６２Ｂの下面側に可逆変色性層６０が配置されているこ
とから、使用者が上から可逆変色性層６０の変色を楽し
むためには、シート状のスイッチ部６２の上シート６２
Ａ、スペーサ６２Ｃ、下シート６２Ｂおよび好ましくは
電極６３Ａ，６３Ｂともに透明であることが望ましい。
この場合に上シート６２Ａ、下シート６２Ｂ、スペーサ
６２Ｃは、たとえば透明の材料、たとえば１軸延伸ＰＥ
Ｔフィルム、ＰＣフィルム、ＰＥＳフィルムにより作ら
れている。また電極６３Ａ，６３Ｂは、好ましくは透明
の材料であるＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄ
ｅ）：インジウムすず酸化物：Ｉｎ₂Ｏ₃−ＳｎＯ
₂（スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティン
グ、ＣＶＤ（化学的蒸着法）により形成）、ＡＴＯ（Ａ
ｎｔｉｍｏｎｙＴｉｎＯｘｉｄｅ）：アンチモンす
ず酸化物：ＳｎＯ₂−Ｓｂ₂Ｏ₅、ＣＴＯ（Ｃａｄｍｉ
ｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）：カドミウムすず酸化物：
Ｃｄ₂ＳｎＯ₄、ＳｎＯ₂系、ＺｎＯ−ＳｎＯ₂系、Ｃ
ｄＯ−ＺｎＯ−ＳｎＯ₂系により作られている。図１０
の可逆変色性層６０は、回路基板１７０の電子部品１７
１から、可逆変色性層６０が温度変化するのに必要な熱
源を得るようになっている。すなわち回路基板１７０の
電子部品１７１が動作時に発熱する熱を、直接可逆変色
性層が温度変化するのに必要な熱源としているのであ
る。

【００２７】図８〜図１１のスイッチおよびスイッチを
有する電子機器の他の部分の構造は、図２〜図５のもの
と同様であるので同じ符号を記して説明を省略する。ま
た図８〜図１１の実施の形態においては、指Ｆをたとえ
ば図１のＸ１あるいはＸ２の方向に移動することによ
り、スイッチ接点部５０〜５４のいずれか１つまたは２
つ以上を選択してオン操作することができる。指Ｆがシ
ート状のスイッチ部６２のスイッチ接点部５０〜５４に
力を加える際に、指Ｆからのわずかな熱が可逆変色性層
６０に伝わり、可逆変色性層６０が指Ｆの移動により順
次変色していく。

【００２８】図１２は、本発明の別の実施の形態を示し
ている。図１２に示す可逆変色性層６０は、所定間隔毎
に、少なくとも２種類以上の異なる色変化温度特性を有
する別々の塗料を塗布している。たとえば図１２に示す
可逆変色性層６０は、色変化温度特性の異なる可逆変色
性の物質６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃを繰り返して塗布して
いる。これにより、スイッチ３０の可逆変色性層６０の
位置によって、指Ｆが触れることにより異なる色変化を
発現できる。このように異なる種類の可逆変色性物質を
塗布する際には、マスキングテープ等によりマスキング
を施して、特定の場所だけに同じ種類の塗料を塗り分け
ていくことで、図１２に示すような色変化の差異を表現
することができる。図１２（Ａ）は、異なる可逆変色性
物質を塗布した状態を示し、図１２（Ｂ）は、実際に指
で触れて異なる色変化が生じた例を示している。

【００２９】図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は、本発明の
さらに別の実施の形態を示している。図１３（Ａ）に示
すように、スイッチ３０の可逆変色性層６０の領域６０
Ｖにはある色変化温度特性を持つ塗料を塗布し、別の領
域６０Ｗにはさらに別の色変化温度特性を持つ塗料を塗
布する。この領域６０Ｗには、たとえばＸ，Ｙ，Ｚがパ
ターニング形成されている。これにより、図１３（Ａ）
に示すように、使用者が指で触れることにより、領域６
０ＷのＸ，Ｙ，Ｚが見えない状態から浮き出て表示させ
ることができる。あるいは図１３（Ｂ）に示すように領
域１６０Ｗにある種の色変化温度特性を持つ塗料を塗布
し、領域１６０Ｗに別の色変化温度特性を持つ塗料を塗
布することにより、たとえば領域１６０ＷのＸ，Ｙ，Ｚ
の文字が領域１６０Ｖにおいて薄い表示から濃い表示に
浮き出すような表示をさせることもできる。このように
図１３に示すような文字等をマスキング技術を用いてパ
ターニングすることにより、指で触ることにより種々の
文字等を浮き出させることができる。図１２と図１３の
ような例は、図１〜図１１の実施の形態にも適用でき
る。

【００３０】スイッチとして図１に示すような配列型の
スイッチ１８を用い、その接触面に先述の塗装を施すこ
とにより、１点での接触時の効果とともに、図１に示す
ように指を接触させながらスライドさせる入力動作によ
っても、色変化を起こすことができる。この際、色変化
に遅延時間を持たせることにより、色変化領域が指の通
過した後にも残る形態となる。

【００３１】従来では、小型機器におけるキーボード、
タッチパネルなどの入力デバイスに付随した視覚的フィ
ードバック表示器において、電力消費、機構が複雑であ
るという点で問題であった。しかし、本発明の実施の形
態では、低背構造で小型化と薄型化が図れ、先述のフィ
ードバックが無電力で実現できるため、機器の小型化、
省電力化が可能であり、視覚的効果も十分に楽しめる。
スイッチの形態としては、配列を持つスイッチ、例えば
タッチパネル、並列配置の平面押スイッチ、マトリック
ス配置の平面押スイッチであってもよい。

【００３２】本発明により、フィードバック効果として
指の触感のみに頼らない非常に薄型のスイッチを作製す
ることができる。この薄型のスイッチを用いることで、
機器の小型化、軽量化を行うことができる。また、無電
力で機能するため、バッテリーの消費を抑えることがで
き、より長い時間機器を利用することが可能となる。さ
らに使用者が視覚的な効果を楽しめるため、スイッチに
よる入力操作を行うこと自体に喜びを得ることができ
る。

【００３３】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではない。本発明のスイッチおよびスイッチを
備える電子機器として、図１に示すような携帯型の音楽
情報再生装置を例に挙げているが、これに限らず、表示
装置あるいはその他の種類の装置をも本発明の電子機器
は含むものである。本発明のスイッチおよびスイッチを
有する電子機器を用いることにより、機器の小型化およ
び薄型化が図れ、無電力で視覚的効果を楽しめる視覚的
なフィードバック装置を提供することができる。

【００３４】次に、図１４は、図１のスイッチ１８と電
子機器１０の各要素の電気的な接続例を示している。筐
体１２の中には、キー入力専用のマイクロコンピュータ
８０と、統括制御用のマイクロコンピュータ８４及びた
とえば任意の音楽情報を記憶するためのメモリ８６を有
している。マイクロコンピュータ８０，８４及びメモリ
８６、音楽情報増幅出力部８８は、回路ユニット９０を
構成しており、この回路ユニット９０は、筐体２０の内
部の空間に配置されている。

【００３５】コンピュータ８０は、上述した図２のシー
ト状のスイッチ部６２のスイッチ接点部５０〜５４に接
続されている。マイクロコンピュータ８０は、統括制御
用のマイクロコンピュータ８４に接続されている。メモ
リ８６は統括制御用のマイクロコンピュータ８４に接続
されている。マイクロコンピュータ８４はマイクロコン
ピュータ８０、メモリ８６及び音声増幅出力部８８をコ
ントロールする。

【００３６】マイクロコンピュータ８４は、音楽情報増
幅出力部８８に接続されている。この音楽情報増幅出力
部８８は、マイクロコンピュータ８４を介してメモリ８
６から送られてくる音楽情報を増幅して、たとえばヘッ
ドホンあるいはイヤホン等の出力部９２に供給する。こ
の出力部９２を用いることで、使用者は音楽情報を聞き
取ることができる。この出力部９２から出力される音楽
情報は、音楽の他にその他の種類の音声情報等であって
ももちろんかまわない。

【００３７】メモリ８６は、たとえば半導体メモリやそ
の他の種類のメモリを採用することができる。このメモ
リ８６は、回路ユニット９０に固定されていてもよく、
あるいは回路ユニット９０から着脱可能に取り外すこと
も可能にしてもよい。このメモリ８６に対して、たとえ
ばインターネットのような通信ネットワークを介して直
接音楽情報等の情報を書き込むことも可能である。半導
体メモリとしては、たとえばフラッシュメモリ、Ｄ−Ｒ
ＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓ
ｍｅｍｏｒｙ）、Ｓ−ＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃｒａｎｄ
ｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）等である。他の種
類のメモリとしてはハードディスク等である。

【００３８】図１５は、図１４のマイクロコンピュータ
８０とスイッチ接点部５０ないし５４の接続例を示して
いる。図１５では、スイッチ接点部５０ないし５４は、
ｋｅｙ０ないしｋｅｙ４と示している。これらのスイッ
チ接点部５０ないし５４は、図１５に示すようにマイク
ロコンピュータ８０のポートＰ１０ないしＰ１４に対し
て配線６６を介して接続されている。マイクロコンピュ
ータ８０のポートＰ２０は、スイッチ接点部５０ないし
５４の共通の電極６８に接続されている。

【００３９】マイクロコンピュータ８０の出力部８７
は、図１５（Ａ）のように、マイクロコンピュータ８０
の内部処理で決定した入力キーコードに対応した電圧を
出力させることもできる。そのようなキーコードの例及
びその出力電圧比の例は図１５（Ａ）に示している。

【００４０】図１５（Ａ）の入力キーコードＶＯＬ＋
は、図１４の音楽情報増幅出力部８８の音量が増大する
機能を有しており、出力電圧比は０．５である。入力キ
ーコードＶＯＬ−は音量が減少していく機能を示してお
り、出力電圧比は０．５７である。入力キーコードＳＴ
ＯＰは、音楽情報の再生を停止する機能を示しており、
出力電圧比は０．５９である。入力キーコードＰＬＡＹ
／ＦＦは、図１４のメモリ８６から音楽情報を出力部９
２側に出力する場合及び音楽情報を早送りする機能の例
を示しており、その場合には出力電圧比は０．７３であ
り、入力キーコードＲＥＷは図１４のメモリ８６の音楽
情報の再生位置を戻す機能を示しており、出力電圧比は
０．９である。ここで、出力電圧比の定義としては、出力電圧＝出力電圧比×Ｖｃｃである。このＶｃｃは基準電圧であり、たとえば５Ｖで
ある。

【００４１】図１６は、図１ないし図３の入力装置１８
のキー入力操作例を示している。図１７は、入力キーコ
ードの決定テーブルの例を示している。たとえば図１６
においてキー入力があったかどうかを、ステップＳＰ１
００において、図２のスイッチ接点部５０ないし５４が
検出すると、ステップＳＰ１２０において図１７に示す
ような入力キーコードを設定する。

【００４２】図１７における入力キーコードの決定テー
ブルの例では、図１７（Ａ）のはじめにオンになったキ
ー（スイッチ接点部）の欄と、図１７（Ｂ）の現在オン
となったキー（スイッチ接点部）、及び図１７（Ｃ）の
入力キーコードの適用例を示している。

【００４３】入力キーコード決定テーブルでは、図１７
の（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）の欄を含んでいる。図１７
（Ｄ）の欄では、図１７（Ａ）のはじめにオンになった
キーと現在オンになったキーの組み合わせにより、各種
の入力キーコードを示している。たとえばはじめにオン
になったキーがｋｅｙ０であり、一定時間内に現在オン
となったキーがｋｅｙ０である場合、すなわち同じキー
が一定時間内に２度押された場合には、入力キーコード
はＶＯＬ＋（音量が増加方向）となる。また、はじめに
オンになったキーがｋｅｙ１であり、一定時間以内に現
在オンとなったキーが同じｋｅｙ１の場合には、入力キ
ーコードは無効になる。同様に、はじめにオンとなった
キーがｋｅｙ３であり、一定時間内に現在オンとなった
キーがｋｅｙ３の場合には、やはり入力キーコードは無
効になる。

【００４４】はじめにオンになったキーがｋｅｙ２で、
一定時間内に現在オンとなったキーがｋｅｙ２である場
合には、入力キーコードはストップ（音楽情報の再生が
停止）であり、初めにオンになったキーがｋｅｙ４で、
一定時間内に現在オンとなったキーがｋｅｙ４である場
合には、入力キーコードはＶＯＬ−（音量が減少方向）
である。

【００４５】図１７（Ｅ）の欄では、初めにオンになっ
たキーと一定時間内に現在オンとなったキーの組み合わ
せが異なる場合に、入力キーコードがＰＬＡＹ／ＦＦの
機能を発揮する。たとえばはじめにオンになったキーが
ｋｅｙ０であり、一定時間内に現在オンとなったキーが
ｋｅｙ１の場合には、入力キーコードはＰＬＡＹ（音楽
情報の再生操作）／ＦＦ（音楽情報の再生位置の先送り
操作）となる。

【００４６】図１７の（Ｅ）の欄では、初めにオンにな
ったキーが、現在オンとなったキーよりも小さいキー番
号である場合であるが、図１７の（Ｆ）では、はじめに
オンになったキーの番号が現在オンになったキーの番号
よりも大きい場合である。この場合には入力キーコード
がＲＥＷ（音楽情報の再生位置を戻す操作）になる。た
とえばはじめにオンになったキーがｋｅｙ４である場合
に、一定時間内に現在オンとなったキーがｋｅｙ３であ
る場合には、入力キーコードはＲＥＷになる。

【００４７】図１８は、入力キーコードの決定シーケン
スの例を示している。図１８（Ａ）の場合には、図１５
のマイクロコンピュータ８０は、そのポートＰ１０ない
しＰ１４の状態を見て、ポートＰ１０ないしＰ１４のど
れがオンになっているかを判定して、はじめにオンであ
ったキーとして設定する。当然のことながら、人がキー
を押す意志がないのにキーが押されたと誤認してしまわ
ないように、また外部からの電磁波ノイズの混入などに
よってキーが押されたと判断されないように、チャタリ
ング除去、ノイズ除去などのソフトウェア処理がポート
の読みとり時には内部的に実施されている。その後、図
１８（Ｂ）〜（Ｄ）に示す態様でスイッチがもう一度押
されることにより、すなわちたとえば一定時間内に再び
どれかのキーが押される。

【００４８】図１８（Ｂ）では、同一のキーが一定時間
内にオンされた場合には、図１７（Ｄ）に示す入力キー
コードを発揮する。

【００４９】図１８（Ｃ）のように隣のキーがオンされ
た状態では、図１７（Ｅ）あるいは図１７（Ｆ）の組み
合わせにより入力キーコード、ＰＬＡＹ／ＦＦあるいは
ＲＥＷの機能を設定することになる。図１８（Ｄ）は、
それ以外のキーコード操作例の場合であり、その場合に
は、初めてオンになったキーの機能を無視して、新たに
現在オンになったキーを初めにオンであったキーとして
設定する。この場合には、図１７（Ａ）の初めにオンに
なったキーが押されてから、一定時間経過してしまった
のちに現在オンになったキーが押された場合の例であ
る。

【００５０】次に、図１ないし図３の入力装置１８の使
用操作例について説明する。使用者が指を用いて、図１
のようにスリット部分４０の長手方向Ｘ１あるいはその
逆方向のＸ２方向に沿って移動して、スイッチ接点部５
０〜５４を順に押すか、もしくは１つのスイッチ接点部
のみを押す。この場合に、図２と図３に示すスリット部
分４０が、指Ｆの腹をスイッチ接点部５０〜５４のいず
れかに確実に案内することができるので、使用者の指は
確実にスイッチ接点部に触れることができる。しかも、
スリット部分４０が指の腹の一部分を支えることから、
指の腹がシート状のスイッチ部６２に対して無用な力を
与えずにすむので、シート状のスイッチ部６２およびス
イッチ接点部５０〜５４の性能を低下させることを防ぐ
ことができる。

【００５１】たとえば、図１７に示すように、使用者が
図１の操作用のスイッチ接点部５０を一定時間内に複数
回、たとえば２回押した場合には、図１７（Ｄ）におい
て、図１５のマイクロコンピュータ８０は図１４の別の
マイクロコンピュータ８４に対して入力キーコードＶＯ
Ｌ＋を示す制御信号を送ることになる。これにより、マ
イクロコンピュータ８４は音楽情報増幅出力部８８に制
御信号を与えることで、出力部９２から出力される音楽
情報の音量を上げる。

【００５２】図１７（Ｅ）のたとえばスイッチ接点部５
０（ｋｅｙ０）を押した後に、一定時間内に操作用のス
イッチ接点部５１（ｋｅｙ１）を押すことにより、入力
キーコードとしてはＰＬＡＹ／ＦＦを発揮するので、Ｐ
ＬＡＹ／ＦＦの制御信号は図１４のマイクロコンピュー
タ８０からマイクロコンピュータ８４に送られる。この
ことからマイクロコンピュータ８４は出力部９２からメ
モリ８６内の音楽情報を再生するかあるいは再生位置を
先送りすることができる。先送り操作により、次の楽曲
に頭出しすることができる。

【００５３】図１７（Ｆ）のたとえば操作用のスイッチ
接点部５４（ｋｅｙ４）と操作用のスイッチ接点部５３
（ｋｅｙ３）を一定時間内に操作することにより、マイ
クロコンピュータ８０は入力キーコードＲＥＷの機能を
発揮する。これにより図１４のマイクロコンピュータ８
０はマイクロコンピュータ８４に対してＲＥＷの制御信
号を与えるので、マイクロコンピュータ８４は、メモリ
８６の音楽情報をある再生位置まで戻す。

【００５４】このように、使用者が指により複数のスイ
ッチ接点部５０〜５４のうちの任意の数のキートップに
順次触れる場合に、スリット部分４０の長手方向に沿っ
てＸ１方向あるいはその反対方向のＸ２の方向にスライ
ドしていくだけで確実に触れることができる。しかもわ
ずかな数の操作用のスイッチ接点部５０〜５４を設ける
だけで、図１７に示すような各種の機能を使用者の指に
よる簡単な操作により選択することができる。このよう
な使用の場合における入力キーコードの決定テーブル
は、たとえば図１の筐体１２の裏面に表示しておくこと
ができる。

【００５５】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、各種の変形を行うことができる。図
１４に示すマイクロコンピュータ８０と８４は、１つの
マイクロコンピュータで構成してもよい。図１に示す入
力装置１８は、電子機器の一例として携帯型の音楽再生
装置に対して設けられている例である。この入力装置を
含む音楽再生装置は、手持ち型の音楽情報の再生装置で
あってもよいし、腕に付けたりあるいは首にかけたりそ
の他の使用形態を採用することもできる。

【００５６】また本発明の入力装置は、このような音楽
あるいは音楽情報の再生装置等の電子機器に限らず、音
楽情報の記録再生装置にも適用することができる。また
本発明の入力装置は音楽情報の記録再生に限らず、画像
及び音声の記録再生装置、あるいは画像及び音声情報の
再生装置等にも適応することができる。本発明の入力装
置は、上述した実施の形態に限らず、他の種類又は他の
分野の電子機器にも対応することができる。例えば、文
字入力を目的とするタッチパットに対応させることで、
直前、もしくは数秒前に行なった入力動作の軌跡を確認
しながら、現在の入力動作を行うことができる。これに
より、画数の多い文字、例えば漢字では部首などの相対
的配置を確認しながら入力できるため、入力ミスを抑え
ることができる。

【００５７】本発明の実施の形態では、触感によるフィ
ードバックの代替として、視覚効果によるフィードバッ
クを用いることで、従来の問題は改善される。視覚効果
が発現されるフィードバックの表示器は、使用者の入力
操作に対して、スイッチなどの動作と平行して色変化が
生じる薄板もしくは薄膜をスイッチ上に設置して形成し
ている。さらに入力操作終了時には前記の色変化が即座
に、もしくは適当の遅延時間の後に自動的に復帰するの
で、入力操作の確認を行う機会を増やすことができ、十
分に視覚的効果が楽しめる。前記の色変化機構をキーボ
ード、タッチスイッチ、タッチパッドなどの入力装置の
上層に追加または入力装置と一体化させて設けること
で、入力操作時に色変化が発現される。先述の色変化機
構に加えて入力装置に透明度の高い材料を用いること
で、これらを表示装置上に配置することが可能となり、
入力装置、表示装置の一体化による機能の集約が図れる
ことで機器の小型化が可能となる。色変化機能が発現さ
れる領域に、色変化効果の位置的差異を故意につけるこ
とにより、視覚的に多彩な色が見えるため、使用者に操
作する楽しみを十分に与えることができる。先述の色変
化機構部分を脱着可能とし、使用者の好みに応じて付け
替えられる機構にすることで、使用者が個性を発揮でき
る。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型化と薄型化を図って、操作する際に視覚的な変化を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスイッチおよびスイッチを備える電子
機器の好ましい実施の形態を示す斜視図。

【図２】図１の電子機器のＸ−Ｘ線における断面図。

【図３】図１の電子機器のＹ−Ｙ線における断面図。

【図４】スイッチ等を拡大して示す断面図。

【図５】スイッチ等を拡大して示す別の方向から見た断
面図。

【図６】可逆変色性層の上に指が載った場合の変色の例
を示す図。

【図７】可逆変色性層の上を指が移動した場合における
変色の例を示す図。

【図８】本発明のスイッチおよびスイッチを備える電子
機器の別の実施の形態を示す図１におけるＸ−Ｘ線にお
ける断面図。

【図９】本発明の別の実施の形態における図１の電子機
器のＹ−Ｙ線における断面図。

【図１０】スイッチの付近を拡大して示す断面図。

【図１１】スイッチの付近を拡大して示す別の側面から
見た断面図。

【図１２】本発明の別の実施の形態を示す図。

【図１３】本発明のさらに別の実施の形態を示す図。

【図１４】図１の電子機器の内部構成例を示す図。

【図１５】スイッチ、マイクロコンピュータ等の接続例
を示す図。

【図１６】キー入力時の手順を示す図。

【図１７】入力キーコード決定テーブルの例を示す図。

【図１８】入力キーコード決定シーケンスの例を示す
図。

【符号の説明】

１０・・・電子機器、１２・・・筐体、１４・・・上部
筐体部分、１６・・・下部筐体部分、１８・・・スイッ
チ（入力装置）、４０・・・スリット部分、５０〜５４
・・・スイッチ接点部、６０・・・可逆変色性層、６２
・・・シート状のスイッチ部、６４・・・断熱層、１３
０・・・スイッチ、１７０・・・回路基板、１７１・・
・電子部品（発熱源）、Ｆ・・・指

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者香山俊東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者片岡安弘東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者河嶋利孝東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者大迫純一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5G006 AA01 CB05 FB14 FB19 JA01 JB08 JF00 LG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度変化により色変化を起こす可逆変色
性層と、前記可逆変色性層に積層して配置され、押されることで
オン操作するシート状のスイッチ部と、を備えることを
特徴とするスイッチ。
【請求項２】前記可逆変色性層は、前記シート状のス
イッチ部の表面側に配置され、スイッチ操作時には前記
可逆変色性層に直接触れる請求項１に記載のスイッチ。
【請求項３】前記可逆変色性層は、前記シート状のス
イッチ部の裏面側に配置され、スイッチ操作時には前記
シート状のスイッチ部に直接触れる請求項１に記載のス
イッチ。
【請求項４】前記可逆変色性層が温度変化するのに必
要な熱源は、人体の一部が前記可逆変色性層に直接触れ
る際に与えられる請求項２に記載のスイッチ。
【請求項５】前記可逆変色性層が温度変化するのに必
要な熱源は、電子機器の内部で生じる熱である請求項３
に記載のスイッチ。
【請求項６】スイッチを有する電子機器であり、前記スイッチは、温度変化により色変化を起こす可逆変色性層と、前記可逆変色性層に積層して配置され、押されることで
オン操作するシート状のスイッチ部と、を備えることを
特徴とするスイッチを有する電子機器。
【請求項７】前記可逆変色性層は、前記シート状のス
イッチ部の表面側に配置されかつ前記電子機器の筐体の
穴から前記電子機器の筐体の外部に露出しており、スイ
ッチ操作時には前記可逆変色性層に直接触れる請求項６
に記載のスイッチを有する電子機器。
【請求項８】前記シート状のスイッチ部は電子機器の
筐体の穴から前記電子機器の筐体の外部に露出してお
り、前記可逆変色性層は、前記シート状のスイッチ部の
裏面側に配置され、スイッチ操作時には前記シート状の
スイッチ部に直接触れる請求項６に記載のスイッチを有
する電子機器。
【請求項９】前記可逆変色性層が温度変化するのに必
要な熱源は、人体の一部が前記可逆変色性層に直接触れ
る際に与えられる請求項７に記載のスイッチを有する電
子機器。
【請求項１０】前記可逆変色性層が温度変化するのに
必要な熱源は、電子機器の内部で生じる熱である請求項
８に記載のスイッチを有する電子機器。