JP2001184164A - 透明タッチスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置の表示面に配置される透明タッ
チスイッチは電極間の距離が短いために、指でスイッチ
を押しても、押したという実感、即ち操作感覚がほとん
どなかった。そのため、スイッチが０Ｎしたかどうかの
確認を気にしながら操作するという問題点が生じてい
た。 【解決手段】 液晶表示装置の表示面に配置する透明タ
ッチスイッチをケースに取付ける際に、バネ部材を使っ
て取付けるようにしたので、透明タッチスイッチのスイ
ッチ素子を押した時に液晶表示面方向に移動できる構造
となるので、スイッチのストロークが持てるようにな
る。また、バネ部材としてドーム形状のばね材を使うよ
うにしたので、クリック感も持てるようになる。このよ
うにして課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置の表示
面に配置される透明タッチスイッチに関し、詳しくは操
作感覚の良い透明タッチスイッチの構造に関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術】近年、銀行の窓口業務を省力化するため
に、銀行口座へ現金の預入れ、引出し等ができるキャッ
シュディスペンサーと呼ばれる装置が定着している。こ
の装置を操作する場合、必ず本人確認のために暗証番号
を入力するようになっている。その操作後に現金を引き
出す場合であれば引き出す金額を入力している。

【０００３】これらの操作で、例えば暗証番号を入力す
る場合を考えると、液晶表示画面に１から０までの数字
が表示されていて、その表示されている数字の上には透
明タッチスイッチと呼ばれるスイッチが配置されてお
り、例えば１と表示されている数字の表面を指で押す
と、１という信号が透明タッチスイッチから制御部に送
られ、３と表示された数字の表示面を押すと、３という
信号が透明タッチスイッチから制御部に送られる。以下
同様に表示された数字の表面を指で押すことにより、押
された数字信号が透明タッチスイッチから制御部に送ら
れ暗証番号が確認される。透明タッチスイッチはこのよ
うに身近に使われている。

【０００４】この他、電車の切符を購入する際の券売機
でも、同様に、液晶表示装置の上面に透明タッチスイッ
チが配置されていて、行き先等の情報を入力するのに透
明タッチスイッチが使われている。

【０００５】また、コピー機においても透明タッチスイ
ッチが使われている。その実施例を図７を用いて説明す
る。図７において、８０はコピー機の操作部であり、斜
視図で示されている。８１は表示入力部で液晶表示装置
及び透明タッチスイッチで構成されていて、液晶表示装
置の上面に透明タッチスイッチが配置されている。透明
タッチスイッチは透明な材質でできているので、液晶表
示装置の表示内容を操作者は確認できるようになってい
る。

【０００６】８２は数字入力スイッチ（一般にテンキー
と呼ばれている）でコピーする枚数等数字に関する情報
を入力するスイッチである。８３はコピーに関係する情
報を入力するためのモードスイッチ、例えば、コピーを
ストップさせるためのスイッチ、或いは設定した数値を
初期値に戻すためのクリヤー動作をさせるためのクリヤ
ースイッチなどである。８４はスタートスイッチでコピ
ー動作を開始させるスイッチである。

【０００７】このような操作部を用いているコピー機の
基本的操作としてはコピー原稿をコピー機の所定場所に
セットして、用紙の設定、片面コピーか両面コピーかの
設定、倍率の設定、枚数の設定をした後でスタートスイ
ッチを押し、コピー機がコピー動作を始める。

【０００８】図８は図７で８１として示した表示入力部
周辺の断面図で、図７のＡＡ断面を示している。８５は
液晶表示装置、８６は透明タッチスイッチ、８７は液晶
表示装置が実装されるプリント基板。このプリント基板
には図示していないが、液晶駆動制御回路、スイッチ制
御回路等の回路を構成する電子部品が実装されている。
８８は透明タッチスイッチ８６をケース８９に固定する
ための保持枠、９０は保持枠８８をケース８９に固定す
るためのネジである。透明タッチスイッチは周辺に設け
られる保持枠でケースにネジ留めされる。このような構
造で液晶表示装置、透明タッチスイッチが実装されてい
る。図８は液晶表示装置の長手方向の断面を示している
が、短手方向の断面も同じような構造をしている。

【０００９】ここで、一般的な透明タッチスイッチの構
造について図９を用いて説明する。９２は透明ガラスで
可視光は透過できる材料でできている。９３は樹脂シー
トでこの樹脂シートも透明な材料でできていて、可視光
は透過させることができる。９４はスペーサで前記樹脂
シート及び透明ガラスが接触しないように一定の間隔を
保つためのものである。このスペーサも可視光を透過さ
せる材質でできている。

【００１０】９５ａ，９５ｂは電極で前記樹脂シートお
よび透明ガラス表面に配置されている。即ち電極９５ａ
はガラス９２の内側表面に形成されていて、電極９５ｂ
は樹脂シート９３の内側表面に形成されている。これら
電極も透明材料でできている。従って、透明タッチスイ
ッチは透明な材料でできていることになるので、液晶表
示装置の表示面上部に配置しても表示内容は操作する人
は認識できる。

【００１１】９１は指で、この指で樹脂シートを下方に
押すと樹脂シート９３が下方に変形して、電極９５ａと
電極９５ｂが接触（クローズ）し、ＯＮ信号が発生す
る。そして、指を樹脂シート９３から離すと樹脂シート
９３は元の状態に戻り、電極９５ａ，９５ｂが非接触
（オープン）即ちＯＦＦとなる。

【００１２】この樹脂シートおよび透明ガラスが配置さ
れる間隔は非常に小さく、数十ミクロン程度である。従
って、指で下方に押すと述べたが、数十ミクロン程度の
電極の移動では感覚として、押したというよりタッチし
た程度の感じである。そのようなことからこのスイッチ
は透明タッチスイッチと呼ばれている。

【００１３】ここで説明した透明タッチスイッチは２個
の電極からなるスイッチ素子であり、コピー機の操作部
に使われる透明タッチスイッチはこのようなスイッチ素
子が多数配列された構成になっている。

【００１４】尚、ここで説明した透明タッチスイッチ以
外にアナログ式透明タッチスイッチと呼ばれているスイ
ッチもあり、このスイッチは電極９５ａ，９５ｂの電極
はなく、縦方向の抵抗値及び横方向の抵抗値を計測し
て、その計測値から押された位置を確定し、どのスイッ
チが押されたかを判断するようになっている。このよう
な構成の透明タッチスイッチもある。また、この図では
透明ガラス９２は変形しないものとしている。しかし、
用途によっては両方のシートが変形可能なシートとして
構成する場合もある。

【００１５】操作パネルに使われるスイッチとしては数
字を入力するスイッチ８２、コピー機に関係する情報を
入力するモードスイッチ８３、そしてコピースタートを
指令するスタートスイッチ８４などは操作時の感触が良
い等の理由からタクトスイッチと呼ばれるドーム状の金
属バネを使ったスイッチが主に使われている。このスイ
ッチは指でスイッチを押しはじめてからスイッチがＯＮ
するまでの指の移動距離（ストロークという）があり、
また指でスイッチを押す力が最初は小さく次第に大きく
なり、ＯＮする直前で急に小さくなるという特性（クリ
ック感という）をもつので操作感覚が非常に良い。この
ために多く使われている。

【００１６】これに対して倍率の設定等は設定値が多く
なり、前記タクトスイッチのようなスイッチで構成しよ
うとすると操作面全てを使っても構成できない。そのた
めこのような設定には液晶表示装置と透明タッチスイッ
チを組み合わせて任意の倍率を設定するようにしてい
る。この説明をする。

【００１７】液晶表示装置のある表示エリヤは倍率設定
エリヤとなっていて、この倍率設定エリヤは３つのエリ
ヤに別れている。１つは倍率値を表示するエリヤ、２つ
目はアップ表示エリヤそして３つ目はダウン表示エリヤ
である。アップ表示エリヤおよびダウン表示エリヤの表
示面にはアップスイッチおよびダウンスイッチが透明タ
ッチスイッチとして配置されている。

【００１８】いま、アップスイッチを指で押し続ける
と、倍率値の表示が、例えば１．０、１．１、１．２、
１．３．．．．のように順番に数値がアップしてゆく。
１．２倍でコピーする場合は１．２と表示したところで
アップスイッチから指を離す。この操作で倍率が１．２
倍に設定される。ダウンスイッチについても同様であ
る。即ち、ダウンスイッチを押し続けると、例えば１．
８、１．７、１．６．．．のように順番に数値がダウン
してゆき、同じような手順で倍率を設定する。

【００１９】次に表示とスイッチの関係について、さら
に図１０用いて説明する。図１０は液晶表示装置および
透明タッチスイッチの破断斜視図であり、８５は液晶表
示装置、８６は透明タッチスイッチである。いま、コピ
ー用紙を設定する場合を考える。液晶表示装置の表示面
には用紙の大きさであるＡ３，Ａ４，Ａ５の表示が表示
されている。図で破線で囲まれたエリヤに白地に青字で
表示されている。そして、その表示面の上面には透明タ
ッチスイッチのスイッチ素子が配置されていて、破線で
示したスイッチ素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の３個のスイッチ
が形成されている。前記Ａ３表示の上面にはスイッチ素
子Ｓ１が配置されていて、Ａ４表示の上面にはスイッチ
素子Ｓ２が配置されていて、Ａ５表示の上面にはスイッ
チ素子Ｓ３が配置されている。

【００２０】Ａ４用紙を選択するとして、スイッチ素子
Ｓ２を指で押すと、そのスイッチのＯＮ信号が図示しな
い制御部に送られ処理されて、液晶表示装置のＡ４表示
が白地に青で表示されていたものが、反転して青地に白
文字で表示される。これによりＡ４用紙が設定されたこ
とを操作者は認識する。このような関係で液晶表示装
置、透明タッチスイッチがペアで使われている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな透明タッチスイッチにあっては電極間の距離が短い
ために、指でスイッチを押しても、押したという実感、
即ち操作感覚がほとんどなかった。このため、スイッチ
がＯＮしたかどうかを気にしながら操作していた。これ
に対して、前記したタクトスイッチと呼ばれているスイ
ッチはドーム状の金属バネを使い、スイッチを押しはじ
めてスイッチがオンするまでの指の移動する距離（以後
ストロークという）が透明タッチスイッチに比べて長い
こと、またドーム状の金属バネを使っているので、オン
するときに押圧が急に弱まること（以後クリック感とい
う）により押したという実感があり、操作感覚が良好な
ため、広く使われている。

【００２２】コピー機等において、操作する頻度の高い
スイッチには透明タッチスイッチは使われず、主にタク
トスイッチが使われている。そのためコピー機の操作部
には透明タッチスイッチとタクトスイッチの二種類スイ
ッチが使われている。発明者らは透明タッチスイッチの
操作感覚の悪さを検討し、操作感覚の良好な透明タッチ
スイッチを提供しようとするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するために次のように構成したものである。

【００２４】（１）液晶表示装置の表示面に配置する透
明タッチスイッチにおいて、前記スイッチにストローク
発生手段を設けるようにした。

【００２５】（２）（１）記載の透明タッチスイッチに
おいて、ストローク発生手段として透明タッチスイッチ
の保持枠の一方の辺に支点を設け、反対側の辺にバネ部
材を配置するようにした。

【００２６】（３）（１）記載の透明タッチスイッチに
おいて、ストローク発生手段として透明タッチスイッチ
の保持枠周辺にバネ部材を配置するようにした。

【００２７】（４）（２）ないし（３）記載の透明タッ
チスイッチにおいて、バネ部材としてドーム状の金属バ
ネを用いてクリック感を持たせるようにした。

【００２８】（５） （１）ないし（４）記載の透明タ
ッチスイッチにおいて、ストロークをロックするロック
構造を設け、前記ロック構造を透明タッチスイッチに配
置されたいずれかのスイッチ素子がＯＮした場合に解除
するようにした。

【００２９】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明の実施例で
あり、図１は透明タッチスイッチを操作していない場合
を示し、図２は透明タッチスイッチを指で押して操作し
ている場合を示す。

【００３０】図１はコピー機の操作部に実装されている
液晶表示装置周辺の断面図で従来例の図８に対応するも
のである。図１において、１は液晶表示装置、２は透明
タッチスイッチ、３は液晶表示装置が実装されているプ
リント基板、４は操作部のケース、５は透明タッチスイ
ッチの保持枠、６は回転軸でその回転軸を支点として透
明タッチスイッチ全体が下方向に移動できるようになっ
ている。７も透明タッチスイッチの保持枠で前記回転軸
とは反対側に位置している。この保持枠には凸部を設
け、その凸部の先端が８ａ、８ｂで構成されるバネ部材
に接触している。８ａはバネ部材の固定部分で、８ｂが
バネ部材の可動部分である。従って、８ｂの上面から下
方向に力を加えるとその可動部分は下方向に移動する
（沈む）ようになっている。

【００３１】この状態では透明タッチスイッチは操作部
ケースに隙間なく押当てられている。それは透明タッチ
スイッチは保持枠５，７（保持枠５、７は一体のもので
ある）に保持されていて、その保持枠全体が回転軸６を
支点として、保持枠７がバネ部材（８ａ，８ｂ）により
常時上方向に働く力で上方向に押されているためであ
る。

【００３２】図２は透明タッチスイッチが指で下方向に
押され、操作されている場合を示している。即ち、指９
で透明タッチスイッチ２を下方向に押し下げると透明タ
ッチスイッチは図示のように下方向に距離ｄだけ移動す
る。この移動距離ｄは図のように回転軸から遠い程大き
くなっている。そして、バネ部材の可動部分８ｂが下方
向に移動している。このようにして透明タッチスイッチ
にストロークを持たせることができ、押したという操作
感覚が持たれるようになる。指を離せばバネの反発力で
上に押し上げられて図１の状態になる。

【００３３】第一の実施例では透明タッチスイッチが操
作される場所により、ストロークに違いがあったが、こ
の点を改良した第二の実施例を図３、図４を用いて説明
する。図３が透明タッチスイッチが操作されていない場
合で、図４が操作されている場合を示す。図３は透明タ
ッチスイッチに力が加わっていない場合であり、図１と
の違いは回転軸を使わないで、透明タッチスイッチ保持
枠の四辺にバネ部材を配置するようにした点である。即
ち保持枠１０ａ，１０ｂは一体のものであり、この保持
枠１０ａ部分には固定部８ａ，可動部８ｂからなるバネ
部材が配置されている。そして保持枠１０ｂ部分には固
定部１１ａ，可動部１１ｂからなるバネ部材が配置され
ている。これらバネ部材は前記したように８ｂ，１１ｂ
部分に力が加わると下方向に押し下げられる構造になっ
ている。

【００３４】図４は指９で透明タッチスイッチを下方向
に力を加えた状態を示している。この状態では透明タッ
チスイッチが下方向に押されて、バネ部材の可動部８
ｂ，１１ｂ部分が沈んで、それと同時に、透明タッチス
イッチが下方向に移動するためケースとの間に隙間ｄが
できている。この隙間がストロークであり、操作感覚向
上に貢献している。指９を離すと図１、図２の場合と同
様に透明タッチスイッチが元の状態である図３の状態に
戻る。

【００３５】以上の説明ではバネ部材として、例えばバ
ネ部材の固定部８ａ，可動部８ｂからなるバネ部材では
透明タッチスイッチに力が加わると、可動部の８ｂが移
動する（沈む）と説明したが、ここに使われるバネはコ
イルバネのようなクリック感のないバネであった。クリ
ック感を持たせるためにタクトスイッチで使われるてい
るようなドーム状のバネを使えば、クリック感をもたせ
ることができ、透明タッチスイッチを操作した場合に一
段と操作感覚を向上させることができる。

【００３６】ここで、透明タッチスイッチについて補足
説明する。透明タッチスイッチの動作原理について図９
を用いて説明したが、このようなスイッチが長方形から
なる透明タッチスイッチ全体に形成されているわけでは
なく、スイッチは必要に応じて形成されている。このた
めスイッチの形成されていない空きスペース部分が必ず
ある。実施例一、二においてはこの空きスペース部分を
押しても透明タッチスイッチはストロークを持つ。この
ような透明タッチスイッチにおいては空きスペース部分
を指で押しても透明タッチスイッチは下方向に移動す
る。このような移動は不自然であるので、スイッチを押
した場合のみ透明タッチスイッチがストロークを持つよ
うにした方がベターである。

【００３７】図５、図６はこのようなことを考慮した第
三の実施例の説明図である。図５もコピー機操作部の液
晶表示装置周辺の断面図の一部で図１と同じ部分を示し
ている。この図と第１図との違いは１２ａ，１２ｂから
なるソレノイドを実装した点である。

【００３８】最初にソレノイドの説明を図６を用いて説
明する。図６（Ａ）（Ｂ）はソレノイドの説明図であ
る。図６（Ａ）において、１３はケース、１４は電磁
石、１５は電磁石の引出し線、１６はコイルバネ、１７
は可動鉄片である。この図の状態では図示していない
が、電磁石１４には電源が供給されていないので、電磁
石は可動鉄片１７を吸引していない。そのため可動鉄片
１７はコイルバネにより上方向に押し上げられている。

【００３９】図６（Ｂ）は電磁石の引出し線に電源が供
給されていて、電磁石が可動鉄片を吸引している状態を
示している。そのため可動鉄片がバネ力に逆らって下方
向に引き付けられている。それにより、底から可動鉄片
の先端までの距離がＬ１からＬ２になり、距離Ｌ３だけ
短くなっている。この距離Ｌ３だけ透明タッチスイッチ
のストロークとして利用できる。このように動作するソ
レノイドが図５に１２ａ，１２ｂからなるソレノイドと
して実装されている。

【００４０】図５で透明タッチスイッチのスイッチ素子
部分でない空きスペースを押した場合にはソレノイドに
電流が流れず動作しないため、透明タッチスイッチを下
方向に押しても透明タッチスイッチが移動しないように
ロックされている。そして、透明タッチスイッチのスイ
ッチ素子部分を押すと、スイッチ素子のＯＮ信号により
ソレノイドに電流が流れて、電磁石が動作して、前記の
ようにＬ３の距離だけ移動できるので、透明タッチスイ
ッチにストロークをもたせることができる。透明タッチ
スイッチから指を離すとスイッチ素子がＯＦＦになりロ
ックがかかる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、従来透明タッチス
イッチを操作した場合に押したという実感即ち操作感覚
が悪いため、常時操作するようなスイッチには使われる
機会が少なかったが、本発明の透明タッチスイッチはス
トローク及びクリック感を持たせることができるので操
作感覚の良い透明タッチスイッチを提供できる。また、
従来コピー機には数字入力スイッチ、モードスイッチ、
スタートスイッチなどにはタクトスイッチを使い、倍率
設定等には透明タッチスイッチを使っていたので２種類
のスイッチを使っていたが、本発明の透明タッチスイッ
チを用いることにより、透明タッチスイッチのみで構成
できることになり、タクトスイッチを構成していた部
品、即ちキートップ、タクトスイッチ、プリント基板等
の電子部品を省くことができる。このことにより、部品
コストの低減、加工工数の低減等を実現できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図 １】 本発明の透明タッチスイッチを操作してい
ない場合の断面図

【図 ２】 本発明の透明タッチスイッチを操作してい
る場合の断面図

【図 ３】 本発明の他の透明タッチスイッチを操作し
ていない場合の断面図

【図 ４】 本発明の他の透明タッチスイッチを操作し
ている場合の断面図

【図 ５】 本発明のロック機構を持つ透明タッチスイ
ッチ断面図

【図 ６】 ソレノイドの説明図

【図 ７】 従来のコピー機の操作パネル（斜視図）

【図 ８】 従来のコピー機の操作パネル表示部周辺の
構造説明図

【図 ９】 透明タッチスイッチの構造を説明する図

【図１０】 液晶表示とスイッチ素子の関係を説明する
図

【符号の説明】

１ 液晶表示装置 ２ 透明タッチスイッチ ３ プリント基板 ４ ケース ５ 透明タッチスイッチ保持枠 ６ 回転軸 ７ 透明タッチスイッチ保持枠 ８ａ バネ部材固定部 ８ｂ バネ部材可動部 ９ 指 １０ａ，１０ｂ 透明タッチスイッチ保持枠 １１ａ バネ部材固定部 １１ｂ バネ部材可動部 １２ａ ソレノイド固定部 １２ｂ ソレノイド可動部 １３ ソレノイドケース １４ 電磁石 １５ 電磁石の引出し線 １６ コイルバネ １７ 可動鉄片 ８０ コピー機の操作部 ８１ 表示入力部 ８２ 数字入力スイッチ ８３ モードスイッチ ８４ スタートスイッチ ８５ 液晶表示装置 ８６ 透明タッチスイッチ ８７ プリント基板 ８８ 保持枠 ８９ ケース ９０ ネジ ９１ 指 ９２ 透明ガラス ９３ 樹脂シート ９４ スペーサー ９５ａ，９５ｂ 電極 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ スイッチ素子 Ａ３，Ａ４，Ａ５ コピー用紙表示

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示装置の表示面に配置する透明タ
   ッチスイッチであって、前記スイッチにストローク発生
   手段を設けたことを特徴とする透明タッチスイッチ
2. 【請求項２】 ストローク発生手段として透明タッチス
   イッチ保持枠の一方の辺に支点を設け、反対側の辺にバ
   ネ部材を配置したことを特徴とする１項記載の透明タッ
   チスイッチ
3. 【請求項３】 ストローク発生手段として透明タッチス
   イッチ保持枠周辺にバネ部材を配置したことを特徴とす
   る１項記載の透明タッチスイッチ
4. 【請求項４】 バネ部材をドーム状の金属バネとしてク
   リック感を持たせるようにした２ないし３項記載の透明
   タッチスイッチ
5. 【請求項５】 ストロークをロックするロック構造を設
   け、前記ロック構造を透明タッチスイッチに配置された
   いずれかのスイッチ素子がＯＮした場合に解除するよう
   にした１ないし４項記載の透明タッチスイッチ。