JP2012243509A - 操作装置およびこれを備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】内部が透けて見えるのを回避しつつ、内部に配置した光源の光を用いた自照表示を行うことができる安価な操作装置を提供する。
【解決手段】操作装置１は、光源４と押圧式スイッチ５が搭載された基板２と、光源４および押圧式スイッチ５の上に設けられたカバー部３とを備える。カバー部３は、厚肉部３３と、この厚肉部３３よりも薄く光源４からの光の一部を透過させる薄肉部３２，３４とを一体的に成形してなり、光源４から発する光を用いた表示を行う領域３６が薄肉部３２，３４の少なくとも一部に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、スイッチを覆うカバー部の外面を押圧することにより、前記スイッチの操作を可能にすると共に、内部に設けた光源からの光をカバー部の内面に照射してスイッチの操作位置などを表示することが可能な操作装置に関する。

一般に電子機器には、ユーザが種々の設定を行うための操作パネルが設けられている。この操作パネルには、ユーザの押圧・解放操作などによって開閉するスイッチと、これを覆うカバー部などが設けられている。また、近年ではデザイン性の向上および操作性の向上などを図るため、操作すべきスイッチの操作位置などを操作パネルの内側に設けられた発光素子からの光を用いて表示する、いわゆる自照型の操作パネルが用いられている。この自照型の操作パネルとしては、特許文献１に示すものがある。ここに示す操作パネルは、操作パネル基板に発光素子とスイッチ素子とを設け、基板側の面（内面）に複数の凹部を形成した樹脂シートを操作パネル基板に積層し、発光素子とスイッチ素子とをそれぞれ異なる凹部に配置した構成を有する。ここで、発光素子が点灯するとその光は樹脂シート内を通過し、スイッチの配置されている凹部側に導かれる。スイッチの配置されている凹部は、その内面が白色印刷あるいは祖面化されており、発光部の光はこのスイッチの設けられた凹部の内面で反射されて上方へと導かれ、樹脂シートの外部へと放射される。すなわち、スイッチ操作を行うべき位置が発光によって表示されることとなり、ユーザはこの表示を見てスイッチの押圧操作を行うべき位置を確認することができる。

特開平５−１０９３３４号公報

しかしながら、特許文献１に示された操作パネルは、導光性を有する樹脂シートを操作パネルのカバー部として用いているため、操作パネル内部が透けて見えてしまい、操作パネルの外観が損なわれるという解決すべき課題がある。

操作スイッチの操作位置以外の領域や文字や絵文字などの表示パターンを表示させるためには、従来は、樹脂シートに印刷を施すか、あるいは樹脂シートの外面に、印刷を施した化粧シートを積層させる構成が一般的である。この場合には、部品点数が増大すると共に、製造工程が増大しかつ複雑化するという解決すべき課題がある。

本発明は、内部構造が透けて見えるのを回避しつつ、内部に配置した光源の光を用いた自照表示を行うことができ、かつ複雑な製造工程を採らずに少ない部品点数で安価に製造することが可能な操作装置およびこの操作装置を備えた電子機器の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の操作装置は、以下の手段を採用する。

すなわち、本発明の形態は、光源と押圧式スイッチが搭載された基板と、前記光源および前記押圧式スイッチの上に設けられたカバー部とを備え、前記カバー部は、厚肉部と前記厚肉部よりも薄く前記光源からの光の一部を透過させる薄肉部とを一体的に成形してなり、前記光源から発する光を用いた表示を行う領域が前記薄肉部の少なくとも一部に設けられていることを特徴とする操作装置である。

本発明に係る操作装置によれば、通常は不透明なカバー部によって内部が透けることがなく、内部に配置した光源からの光によって、スイッチ操作を行うための自照表示を行うことが可能になる。またカバー部への印刷、化粧シートの貼り付けなどの複雑な製造工程をとらなくとも、少ない部品点数で安価に製造することができる。

本発明の第１の実施形態における操作パネルの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第２の実施形態における操作パネルの構成を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は薄肉部３４の拡大図である。 本発明の第３の実施形態における操作パネルの構造を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の第４の実施形態における操作パネルの構造を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は同図（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態の操作パネル（操作装置）は、操作パネルを備えた種々の電子機器に広く適用することができる。操作パネルを備えた電子機器の一例として、マルチファンクションプリンタ、カメラ、通信端末機器、計測機器、表示機器、生産機器などが挙げられる。

（第１の実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１を用いて説明する。図１（Ａ）は操作装置である操作パネルの平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図であって操作パネルの内部構造を示す。

図１（Ｂ）において、操作パネル１は、基板２と共に操作パネル１の外殻を成すカバー部３を有している。カバー部３は、底部が開口する筐体形状をなし、その開口部端縁が基板２上に固定される。基板２に固定された状態で、基板２の上面（内面）および基板２に固定された発光素子４とスイッチ５とを収納する収納空間を形成する。カバー部３は、例えば厚さ約０．５ｍｍの場合に全光線透過率が約４０％程度の物性値を示すＡＢＳ樹脂、ＰＳ樹脂等の樹脂シートを用いている。カバー部３はその全体が上記のような比較的透光性の低い同一の樹脂材によって一体的に成形されており、いずれの箇所にも開口部やスリットなどは形成されていない。このため、塵埃や液体などの異物が収納空間内に侵入するのを阻止することができる。

本実施形態では、カバー部３の最も広い面積を占める部分の肉厚（基本肉厚）を約２．５ｍｍとしている。この基本肉厚は光を殆ど透過しない遮光領域として機能する。なお、本明細書において「遮光」あるいは「遮断」とは、完全に光を遮断する形態に限らず、わずかな光を透過させる形態も含む意味とする。後述の薄肉部を除いて基本肉厚以上の厚さで形成されているカバー部３は、薄肉部３２以外の部分は光を遮断する遮光部分となっている。カバー部３の平面部３０の内面（図１（Ｂ）における下面）には凹部３０ａが形成されている。凹部３０ａが形成されている領域は、厚さが約０．５ｍｍの薄肉部３２，３４となっている。

カバー部３の内面には、基板２に向けて突出する円環状のリブである厚肉部３３が形成されている。この厚肉部３３の厚さ（平面部３０の上面と平行する方向の厚さ）は約２ｍｍであり、その高さ（平面部３０の上面と直交する肉厚方向の長さ）は約１０ｍｍとなっている。なお、肉厚部３３のリブは円環状であることに限らず、四角形やその他の多角形の環状、あるいはそれ以外の任意の形状の環状であってもよい。また途切れのない環状であることに限らず、途中に途切れがある環状であってもよい。

厚肉部３３は、カバー部に形成された薄肉部を内外２つの薄肉部３２と３４とに区画すると共に、収納空間についても内外２つの空間に区画している。以下、厚肉部３３の内側に位置する薄肉部３２を内側薄肉部、厚肉部３３の外側に位置する薄肉部３４を外側薄肉部という。また、厚肉部３３の一部には、押圧式のタクトスイッチであるスイッチ５と対向した当接面（押圧部）３５が設けられている。この厚肉部３３と薄肉部３２，３４が形成されている部分は、ユーザがスイッチ操作を行うために押圧する部分であり、以下、この部分３１を押圧部という。

基板２には、操作パネルの動作を制御するための制御部（電子部品や回路）、光源である発光素子４、スイッチ５が搭載されている。さらに、操作パネルが組み込まれる電子機器を制御する制御部の一部または全部も基板２に搭載されている。スイッチ５は前述の当接面３５による押圧・開放に伴って接点が開閉する押圧式スイッチ（タクトスイッチ）となっている。発光素子４は内側薄肉部３４との対向位置（図中の下方位置）に配置され、また、タクトスイッチ５は当接面３５との対向位置に各々配置されている。なお、発光素子４は内側薄肉部３４に向かう方向に光を発光する砲弾型のＬＥＤまたはＯＬＥＤである。

スイッチ操作が必要となる場合には、制御部の制御によって発光素子４が点灯する。発光素子４が点灯すると、ここから発せられる光が内側薄肉部３４を照射する。内側薄肉部３４の内面（下面）から照射された光は、約４０％程度の全光線透過率で内側薄肉部３４を透過することで、図１（Ａ）で示す自照領域３６を形成する。また、厚肉部３３は全光線透過率が約数％であるため、この部分では発光素子４からの光は遮断される。このように押圧部３１の自照領域３６のみを自照することにより、ユーザに対しスイッチ操作すべき押圧部３１の位置を視覚的に認識させることができる。図１（Ｂ）において、ユーザが押圧部３１の外面（一方の面）を押圧すると、薄肉部３２の可撓性により押圧部３１が基板２側に撓み、厚肉部３３の当接面３５がタクトスイッチであるスイッチ５を押圧し、スイッチの入力がなされる（スイッチオン）。また、押圧部３１に対する押圧を解放すれば、薄肉部３２はその弾性力によって初期位置に復帰し、スイッチ５の入力がオフとなる。

このように第１の実施形態では、不透明な材料を用いたカバー部３で操作パネル１の基板２を覆っているので、操作パネル1の内部が透けてしまうのを防止できる。上述した、特許文献１のような従来例では、光が基板に平行方向に発せられる特殊な発光素子を設けているが、この実施形態では、一般的に用いられている砲弾型の発光素子を採用することが可能となる。また、操作キー内で厚肉部の位置をある程度自由に設けることができるので、自照領域を任意に設定することができる。

さらに、発光素子が点灯していない状態、すなわちスイッチの押圧位置を示す必要がない場合には、操作パネル１上には何も表示されず、スイッチ操作が必要になった場合にのみ自照領域が自照される。このため、ユーザに対して明確に操作すべきスイッチを認識させることができる。また、カバー部３に肉厚の違いによって遮光部と透光部からなる表示パターンを形成することによって、文字や図形など種々の意匠を表現することが可能である。そのため、製造工程を複雑化することなく高い自由度をもって押圧部をデザインすることができる。

図１に示す操作パネルでは、カバー部３の外面を平坦に形成する一方、内面に凹部３０ａを形成して薄肉部３２，３４を形成している。この形態に限らず、カバー部３の外面のうち、押圧部３１に対応する領域に凹部を設けて薄肉部３２，３４を形成しても良く、あるいは押圧部３１の内外両面に凹部を形成して薄肉部３２，３４を構成しても良い。いずれの場合にも図１に示したものと同様の作用効果が得られる。さらに、カバー部３の外面と内面とに凹部を設けることによって、内側薄肉部３２，３４と外側薄肉部３４を外面と内面の双方に形成することも可能であり、この場合にも上述したような効果が得られる。また上記のように、薄肉部３２，３４は、カバー部３に可撓性を持たせること、および光透過性を持たせることを目的として形成されている。このため、この目的を達成できる範囲であれば、両薄肉部３２，３４は上述の厚さ以外の厚さで形成しても良い。

（第２の実施形態）
本発明の第２実施形態について、図２を用いて説明する。図２（Ａ）はこの第２の実施形態における操作パネル１の内部構成を示す断面図、図２（Ｂ）はこの第２の実施形態における薄肉部３２Ａの拡大図である。なお、上記第１の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付す。

図２（Ａ）および（Ｂ）において、内側薄肉部３４の裏側面は発光素子４に向けて凸弧面形状に形成されている。薄肉部３４の内面の凸弧面形状によって、薄肉部３２Ａは、発光素子の発光方向に最短の箇所における透過距離３４Ａとその他の箇所における透過距離３４Ｂ、３４Ｃとがほぼ等しくなる。薄肉部３２における全光線透過率は、透過距離によって定まるため、発光素子４からの光の透過距離が等しくなるように薄肉部３４を形成することにより、自照領域３６を均等の光量で自照することができ、高品位な自照状態を得ることができる。

なお、上述した例とは逆に、薄肉部３４の厚さを不均一な形状に形成し、ムラのある自照領域を意図的に形成し、操作パネルのデザイン性を高めることも可能である。

（第３の実施形態）
本発明の第３実施形態について、図３を用いて説明する。図３（Ａ）は操作パネル１の平面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図であって操作パネル１の内部構成を示している。なお、図３において、上記第１の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付す。

図３（Ｂ）において、厚肉部３３に囲まれた押圧部３６の内面（下面）に、薄肉部３４Ｄと厚肉部３４Ｄとによって凹凸を形成し、これによって絵文字等の表示パターンを構成している。ここでは、薄肉部３４Ｄの厚さを約０．５ｍｍとすることで意匠を形成している。また、厚肉部３３に囲まれた部分の中で、薄肉部３４Ｄを除いた部分（厚肉部）３４Ｅは、カバー部３の基本肉厚である約２．５ｍｍの厚さで形成されている。

このように薄肉部３４Ｄを設けることで、発光素子４で発せられた光は薄肉部３４Ｄを約４０％程度透過し、図３（Ａ）で示すように、表示パターンが表示される自照領域３６を形成することができる。

なお、厚肉部３３で囲まれた押圧部３６に形成された凹凸の関係を逆にし、表示パターンを形成する部分以外を自照領域とすることになり、結果的に意匠を浮き上がらせるように構成することも可能である。さらに、凹凸を押圧部３６の外面側に形成することも可能である。

本発明の第３の実施形態では、種々異なる表示パターンを有する複数の押圧部が配置されている操作パネルの操作を行う場合に有効となる。すなわち、複数の押圧部が同時に自照された状態であっても、操作する目的の表示パターンを有する操作キーが自照されるため、ユーザは、その意匠に基づいて操作すべき押圧部を選択することができ、スムーズな設定操作、あるいは入力操作を行うことができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図４を用いて説明する。図４（Ａ）は操作パネル１の平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＣ−Ｃ線断面図であって操作パネル１の内部構成を示している。なお、上記第１の実施形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付す。

上記第１〜第３の実施形態では、平面部３０の中の厚肉部３３で囲まれた部分と対向する位置に発光素子４を配置したものとなっている。これに対し、この第４の実施形態では、図４（Ｂ）に示すように、厚肉部３３の外側に形成された外側薄肉部３２の下方に発光素子４を配置している。また、厚肉部３３で囲まれた部分３７の肉厚はカバー部３の基本肉厚約２．５ｍｍで形成されている。

このように構成することで、発光素子４から発光された光は押圧部３１の可撓性領域すなわち肉厚約０．５ｍｍの薄肉部３２を約４０％程度の全光線透過率で透過する。これに対し、薄肉部３２以外の平面部３０は基本肉厚約２．５ｍｍで形成されているため遮光し、さらに、厚肉部３３も約２ｍｍの厚肉で形成されているため遮光する。従って、図４（Ｂ）で示す環状の自照領域３６が形成される。

このように、本発明の第４の実施形態では、押圧部３６の中で、厚肉部３３で囲まれた中央の領域ではなく、中央の領域の外側の領域である薄肉部を自照領域３６とすることができる。このため、操作パネルのデザインの自由度をさらに高めることができる。

さらに、押圧部３１において前記外側薄肉部３２と、厚肉部３３で囲まれた部分３７の双方の下方に発光素子４を配置し、厚肉部３３で囲まれた部分３７の肉厚を約０．５ｍｍの薄肉で形成することも可能である。このように構成することで、操作キーのより広い範囲を自照領域とすることができ、押圧部のデザインの自由度を、より一層高めることができる。

なお、操作パネルの各部位の厚さについては、光の透過と可撓性が確保できれば、本発明の実施形態に記載される値に限定されずに効果を得ることができる。

また、上記各実施形態では、一つの基板上に、スイッチ、発光ダイオードおよびカバー部などを一組設けた場合を例に採り説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、基板上に複数のスイッチを備え、これらを選択的に操作可能とするための操作パネルにも本願発明は適用可能である。すなわち、スイッチ毎にカバー部に薄肉部と厚肉部とを設け、発光素子の光によって薄肉部を自照させるようにすれば良い。

１ 操作パネル（操作装置）
２ 基板
３ カバー部
４ 発光素子
５ タクトスイッチ
３１ 操作キー
３２ 外側薄肉部
３３ 厚肉部（リブ）
３４ 内側薄肉部
３５ 当接面
３６ 自照領域

Claims (10)

1. 光源と押圧式スイッチが搭載された基板と、前記光源および前記押圧式スイッチの上に設けられたカバー部とを備え、
   前記カバー部は、厚肉部と前記厚肉部よりも薄く前記光源からの光の一部を透過させる薄肉部とを一体的に成形してなり、前記光源から発する光を用いた表示を行う領域が前記薄肉部の少なくとも一部に設けられていることを特徴とする操作装置。
2. 前記厚肉部は前記カバー部の内面に前記基板に向けて突出するよう形成したリブを含むことを特徴とする請求項１記載の操作装置。
3. 前記リブの一部が前記押圧式スイッチを押圧してスイッチの入力がなされることを特徴とする請求項２に記載の操作装置。
4. 前記リブは環状に設けられており、前記リブで囲まれる空間に前記光源が位置することを特徴とする請求項２または３に記載の操作装置。
5. 前記リブは環状に設けられており、前記リブで囲まれる空間の外側の空間に前記光源が位置することを特徴とする請求項２または３に記載の操作装置。
6. 前記薄肉部の肉厚は不均一であり、前記領域の内面から前記光源までの距離が大きくなるに従って前記薄肉部の厚さが薄くなっていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の操作装置。
7. 前記薄肉部に肉厚の違いによって表示パターンが形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の操作装置。
8. 前記カバー部の外面は平坦であり、内面に設けられた凹部によって前記薄肉部が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の操作装置。
9. 前記カバー部は樹脂シートからなることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の操作装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の操作装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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