JP3155460B2 - 薄型スイッチ及び薄型スイッチ付き表示パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ファクトリオー
トメーション（以下、ＦＡという。）機器、自動販売
機、自動券売機、家庭用電気製品、および、医療用機器
等に用いられるスイッチ付き表示パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＦＡ機器等においては、多数の操作信号
の入力を受け付ける必要があり、操作パネルには多数の
操作スイッチが設置される。この場合に、操作性を向上
するとともに、外観上煩雑なイメージを与えないよう
に、複数の操作スイッチは操作パネルの同一面に集合さ
せて配置される。

【０００３】また、自動券売機等の装置では、ＬＣＤ、
ＣＲＴ等の情報表示機能を有する表示パネルにより操作
内容を階層的に表示し、表示パネルの画面上に配置した
透明タッチスイッチにより、入力操作を受け付けるよう
にしている。この透明タッチスイッチは、クリック感や
ストローク感等の操作感に乏しいため、透明タッチスイ
ッチの上面に透光性の押しボタンを操作部材を介して所
定の間隙を設けて配置することが考えられる。そこで、
出願人は、先に、桟部材を備えた枠体である磁性板と、
押しボタンに設けた磁石とを設けた操作パネルを提案し
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
操作スイッチは操作ボタンの周囲を枠体の桟部材により
包囲しており、複数の操作スイッチを隣接して配置して
も各操作スイッチの間に桟部材が位置し、操作面の一体
感を醸し出すことは困難である。また、透明タッチスイ
ッチ上に複数の押しボタンを配置する場合にも、各押し
ボタンが上下方向に摺動する桟部材を設けると、操作面
の一体感が得られないだけでなく、表示パネルにおける
表示画面が桟部材により分断され、表示内容が見辛くな
る問題がある。特に、表示パネルが操作内容を階層的に
表示する際に、１個のスイッチの表示範囲が各階層にお
いて変化する場合があり、例えば、２個の押しボタンの
範囲に１個のスイッチが表示される場合には、単一の表
示内容を表示する範囲が桟部材によって中央で分断さ
れ、視覚による表示内容の認識性が低下するだけでな
く、誤操作を生じる問題があった。

【０００５】この発明の目的は、各押しボタンの間に配
置される桟部材等を不要にし、隣接して配置された複数
の操作スイッチの操作面全体に一体感を与え、操作面全
体または一部の操作スイッチの操作面により単一の内容
を表示する場合にも、視覚による表示内容の認識を容易
にするとともに、誤操作を確実に防止することができる
薄型スイッチ及び薄型スイッチ付き表示パネルを提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した発明
は、複数の操作位置における押圧操作を検出して操作信
号を出力するタッチスイッチと、タッチスイッチの操作
位置のそれぞれに対向する複数の押しボタンをタッチス
イッチの上面に所定の間隙を設けて配置し、各押しボタ
ンをその一辺の近傍に貫通する磁性線材の軸体により軸
支するとともに、各押しボタンにおいて軸体の長手方向
に直交する方向に隣接する他の押しボタンを軸支する軸
体の下方に位置する磁石からなる復帰部材を備えた操作
部材と、を設けたことを特徴とする。

【０００７】請求項１に記載した発明においては、複数
の操作位置における押圧操作を検出した操作信号を出力
するタッチスイッチの上面に所定の間隙を設けて複数の
押しボタンが配置される。各押しボタンは、その一辺の
近傍に貫通する磁性線材の軸体により軸支されるととも
に、軸体に平行な他辺に磁石からなる復帰部材を備えて
いる。この磁石は隣接する他の押しボタンを軸支する軸
体の下方に位置する。したがって、押しボタンの磁石側
を押圧すると、押しボタンは軸体線材を中心としてタッ
チスイッチ側に移動し、タッチスイッチが押圧操作を検
出して操作信号を出力する。押しボタンの押圧を解除す
ると、上方に位置する他の押しボタンを軸支する磁性線
材の軸体に対する磁石の磁気吸着力により押しボタンの
磁石側は上方に移動し、隣接する他の押しボタンの軸体
側と当接する元の位置に復帰する。この磁石は、押しボ
タンのタッチスイッチ側への移動に対して、その初期動
作時に磁性線材の軸体との間の磁気吸着力によって大き
な反力を作用させる。このため、押しボタンの操作にス
トローク感に加えてクリック感を与えることができる。
また、各押しボタンは軸体により軸支されるとともに、
タッチスイッチから離れる方向への移動は他の押しボタ
ンによって規制されるため、押しボタンの水平方向への
移動及びタッチスイッチから離れる方向への移動を規制
するための桟部材は不要になる。

【０００８】請求項２に記載した発明は、情報表示機能
を有する表示パネルと、複数の操作位置における押圧操
作を検出して操作信号を出力する透光性のタッチスイッ
チと、タッチスイッチの操作位置のそれぞれに対向する
複数の透光性の押しボタンをタッチスイッチの上面に所
定の間隙を設けて配置し、各押しボタンをその一辺の近
傍に貫通する磁性線材の軸体により軸支するとともに、
各押しボタンにおいて軸体の長手方向に直交する方向に
隣接する他の押しボタンを軸支する軸体の下方に位置す
る磁石からなる復帰部材を備えた操作部材と、を設けた
ことを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載した発明においては、表示
パネルにおいて表示された情報が、タッチスイッチ及び
押しボタンを透して押しボタンの前面側から視認でき
る。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【発明の実施形態】図１は、請求項１に記載した発明の
実施形態の一例に係る薄型スイッチの平面図である。図
２は、同薄型スイッチの要部の斜視図である。図３は、
同薄型スイッチの断面図である。薄型スイッチ１１は、
矩形の外枠１２内に、一例として８枚の押しボタン１３
を４枚ずつ２列にして互いに端面を接近させて集合配置
したものである。薄型スイッチ１１において、押しボタ
ン１３は、タッチパネル１７の上方に０．５ｍｍ程度の
間隙を設けて配置されている。押しボタン１３の一辺１
３ａの近傍に、この発明の磁性線材であるピアノ線１４
が貫通している。ピアノ線１４は、薄型スイッチ１１の
長手方向に、４枚の押しボタン１３を連続して貫通して
いる。このピアノ線１４の両端は、外枠１２の短辺１２
ａによって支持されている。また、ピアノ線１４は、外
枠１２の一辺１２ｂの内部において、他のピアノ線１４
に平行に収納されている。

【００１３】押しボタン１３の一辺１３ａにおいて、ピ
アノ線１４は上側に位置しており、一辺１３ａの下側は
切り欠かれている。押しボタン１３において一辺１３ａ
に平行な他辺１３ｂは、上側が切り欠かれており、下側
に磁石１５が取り付けられている。押しボタン１３の他
辺１３ｂの磁石１５を含む下側は、ピアノ線１４の長手
方向に直交する方向に位置する他の押しボタン１３の一
辺１３ａの下側、または、外枠１２の一辺１２ａの下側
に嵌入している。したがって、各押しボタン１３に取り
付けられた磁石１５は、ピアノ線１４の下側に位置して
いる。

【００１４】以上の構成において、磁石１５の磁気吸着
性を考慮して、ピアノ線１４の下面を露出した状態で押
しボタン１３に貫通させることもできる。また、磁石１
５を押しボタン１３に取り付ける際には、磁石１５に取
付孔を形成し、この取付孔に押しボタン１３から突出し
た軸部を嵌入した後、この軸部を熱カシメすることによ
り容易に取り付けられる。

【００１５】なお、ピアノ線１４の表面をテトラフルオ
ロエチレンにより被覆することにより、押しボタン１３
の回動を円滑にするとともに、ピアノ線１４の耐久性を
向上できる。また、強磁性体の線材であって充分な強度
を有する素材をピアノ線１４に代えて磁性線材として用
いることができる。

【００１６】また、磁石１５としては、押しボタン１３
の厚み方向に磁極を配置したもの、又は、磁石１５の上
面に面着磁したものでもよい。

【００１７】図４は、請求項２に記載した発明の実施例
に係る薄型スイッチ付き表示パネルの構成を示す断面図
である。薄型スイッチ付き表示パネル２１は、上面が開
放した筐体２２内に、ＬＣＤ２３、タッチパネル２４お
よび操作ユニット２５をこの順に下から積層して収納し
たものである。ＬＣＤ２３は、この発明の情報表示機能
を有する表示パネルの一例であり、外部から入力される
駆動信号により上面において表示する。この表示パネル
としては、プラズマディスプレイ、ＬＣＤ又はＣＲＴ、
或いは、ＬＣＤ又はＬＥＤシートを用いることもでき
る。なお、駆動信号により点灯する発光体に代えて、外
部光を受けて生じた光を駆動信号により開閉するシャッ
タを介して外部に配光することにより表示パネルを構成
することもでき、これについては後述する。

【００１８】タッチパネル２４は、この発明のタッチス
イッチの一例であり、透光性の弾力性を有する樹脂シー
ト内に、透光性の電極をマトリックス状に配置し、電極
の抵抗値変化により樹脂シート面における押圧位置を検
出する抵抗膜式スイッチである。タッチパネル２４は透
光性であるため、ＬＣＤ２３の表示内容は、タッチパネ
ル２４を透して視覚により認識できる。この発明の薄型
スイッチとしては、抵抗膜式スイッチのタッチパネル２
４に代えて種々のタッチスイッチを用いることができ、
これについては後述する。操作ユニット２５は、この発
明の操作部材であり、押しボタン２６、ピアノ線２７お
よび磁石２８を備えている。押しボタン２６は透明樹脂
を素材としている以外は、図３において説明した押しボ
タン１３と同様の構成を備えている。

【００１９】以上の構成により薄型スイッチ付き表示パ
ネル２１においては、外部から供給された駆動信号によ
りＬＣＤ２３により表示した操作内容が、透光性のタッ
チパネル２４および透明の押しボタン２６を介して薄型
スイッチ付き表示パネル２１の外部に照射され、押しボ
タン２６の上面から操作内容を視覚により認識すること
ができる。しかも、薄型スイッチ付き表示パネル２１の
上面において各押しボタン２６の間には桟部材がなく、
また、各押しボタン２６を貫通するピアノ線２７は表示
面全体に対して充分に細いため、ＬＣＤ２３の表示面全
体を視覚により認識することができる。このため、ＬＣ
Ｄ２３に情報を表示する際において、１個のスイッチの
表示範囲が変わり、複数の押しボタン２６に対向する範
囲に渡って情報を表示する場合にも、枠部材に遮られる
ことなく表示内容を正確に視覚により認識することがで
きる。

【００２０】なお、押しボタン２６の上面においてピア
ノ線２７に対向する部分を半透明にするか、又は、ダイ
ヤモンドカットやＶ字カット等の処理を施すことによ
り、ピアノ線２７の存在をより不明確にして、ＬＣＤ２
３の表示面全体の一体感を醸し出すことができる。

【００２１】図５は、表示パネルの他の実施形態を示す
図である。同図（Ａ）に示す例では、表示パネル４１を
光源４２、拡散板４３および液晶シャッタ４４により構
成した。常時点灯される蛍光灯等の光源４２の光を拡散
板４３の端面に入射すると、拡散板４３から略均一の照
度の光が上面に照射される。液晶シャッタ４４は、拡散
板４３の上面に位置し、駆動信号の有無により液晶配列
を変更して上下面についての光路を開閉する。したがっ
て、液晶シャッタ４４に対する駆動信号を切り換えるこ
とにより、拡散板４３から照射された光を液晶シャッタ
４４の上面に選択的に配光できる。

【００２２】同図（Ｂ）に示す例では、表示パネル５１
を蛍光集光板５２および液晶シャッタ５３により構成し
た。蛍光集光板５２は、例えばポリメチルメタクリレー
トを主成分とする樹脂（ＰＭＭＡ）であり、空気層との
境界面における臨界角が小さい透明樹脂５２ａの内部に
蛍光性粒子５２ｂを拡散配置したものである。蛍光性粒
子５２ｂは、例えばベリレン系の有機蛍光体であり、表
面から透明樹脂５２ａに入射した外部光を受けて光を照
射する。透明樹脂５２ａの組成を適当に選択すると、蛍
光性粒子５２ｂから照射された光は、空気層との境界面
における出射角が一定の臨界角以上になると透明樹脂５
２ａの外部に出射しない。このため、出射角が臨界角以
上となる透明樹脂５２ａの上下面では、蛍光性粒子５２
ｂから照射された光の殆どが透明樹脂５２ａの内部で全
反射を繰り返す。一方、出射角が臨界角以下となる透明
樹脂５２ａの端面からは透明樹脂５２ａの外部に光が出
射されるが、この端面には、全周にわたって反射材５２
ｄが貼付されており、蛍光性粒子５２ｂから照射された
光は、透明樹脂５２ａの端面においても透明樹脂５２ａ
内に反射する。

【００２３】この透明樹脂５２ａの下面の一部には反射
板５２ｃが密着して貼付されている。この反射板５２ｃ
が貼付された部分において透明樹脂５２ａは空気層との
境界を作らず、出射角が臨界角以上であっても全反射し
ない。したがって、蛍光性粒子５２ｂから照射された光
は、反射板５２ｃが貼付された部分から外部に照射さ
れ、反射板５２ｃにおいて反射した後、透明樹脂５２ａ
を透過して上面に照射される。

【００２４】蛍光集光板５２の上面において、反射板５
２ｃに対向する位置に、液晶シャッタ５３が配置されて
いる。この液晶シャッタ５３は、前述の液晶シャッタ４
４と同様に、駆動信号に応じて上下面についての光路を
開閉する。したがって、液晶シャッタ５３に対する駆動
信号を切り換えることにより、蛍光集光板５２から照射
された光を液晶シャッタ５３の上面に選択的に配光でき
る。

【００２５】なお、蛍光集光板５２に対して外部光を供
給するためのＬＥＤ等の光源を備えることにより、暗い
場所で薄型スイッチ付き表示パネルを操作する場合にも
十分な照度で操作状態を表示することができる。

【００２６】図６は、タッチスイッチの他の例を示す図
である。同図（Ａ）は、光電式タッチスイッチによりタ
ッチスイッチを構成した例である。押しボタン２６とＬ
ＣＤ２３との間の間隙を挟んで、投光素子６１および受
光素子６２を対向して配置する。押しボタン２６が押下
されると、押しボタン２６により投光素子６１の光が遮
られて受光素子６２に受光されない。各押しボタン２６
について２対の投光素子６１および受光素子６２を直交
して配置し、各受光素子６２の受光信号を読み取ること
により、複数の押しボタン２６のうちで操作された押し
ボタン２６を特定できる。

【００２７】同図（Ｂ）は、超音波式タッチスイッチで
ある表面弾性波式タッチスイッチによりタッチスイッチ
を構成した例である。樹脂またはガラスの透明基体７１
の上面に接触する超音波発信器７２および超音波受信器
７３を、透明基体７１と押しボタン２６との間隙を挟ん
で対向して配置し、超音波発信器７２から指向性を有す
る表面弾性波としての超音波を送信する。押しボタン２
６を押圧すると、押しボタン２６の一部が透明基体７１
に接触し、超音波発信器７２から発信された超音波は、
押しボタン２６の一部によって吸収遮断され、超音波受
信器７３は超音波を受信しなくなる。各押しボタン２６
について２対の超音波発信器７２および超音波受信器７
３を直交して配置し、各超音波受信器７３における受信
状態を読み取ることにより、複数の押しボタン２６のう
ちで操作された押しボタン２６を特定できる。超音波式
タッチスイッチは、表面弾性波に代えて透明基体７１の
内部を伝播する捩じれ波を利用することにより、内面導
波型のタッチスイッチとしてもよい。

【００２８】なお、透光性であって薄型に構成できるタ
ッチスイッチであれば、静電容量式等の、上述した構成
以外のものを用いることができる。

【００２９】また、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、
ＥＬパネル２３ａとタッチパネル２４との間、または、
タッチパネル２４と押しボタン２６との間に記名シート
２９を配置することができ、押しボタン２６自体に記銘
板２９を貼付若しくは刻印等することもできる。このよ
うに記名シート２９を備えることにより、ＥＬパネル２
３ａ等によって構成される表示パネルに供給する駆動信
号を単純にすることができるとともに、薄型スイッチ付
き表示パネルの表示内容を複雑に変化させることができ
る。

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、磁性
線材の軸体と磁石の復帰部材との間の磁気吸着力によ
り、簡単な構成で押しボタンの操作にストローク感とと
もにクリック感を与えることができ、操作感を良好にし
て誤操作を防止することができるとともに、押しボタン
の移動を規制するための桟部材を不要にして、表示面全
体について表示内容の一体感を得ることができる。

【００３５】請求項２に記載した発明によれば、押しボ
タンの操作にストローク感とともにクリック感を与える
ことができ、操作感を良好にして誤操作を防止すること
ができるとともに、押しボタンの移動を規制するための
桟部材を不要にして、表示面全体について表示内容の一
体感を得ることができるだけでなく、表示パネルに表示
された情報を押しボタンの前面から容易に視認すること
ができる。

【００３６】

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載した発明の実施形態に係る薄型
スイッチの外観図である。

【図２】同薄型スイッチの要部の斜視図である。

【図３】同薄型スイッチの断面図である。

【図４】請求項２に記載した発明の実施形態に係る薄型
スイッチ付き表示パネルの構成を示す断面図である。

【図５】可変光表示板の他の実施例を示す図である。

【図６】タッチスイッチの他の実施例を示す図である。

【図７】請求項２に記載した発明の別の実施形態に係る
薄型スイッチ付き表示パネルの断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭58−55330（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−146821（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−79329（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−97329（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01H 21/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の操作位置における押圧操作を検出し
   て操作信号を出力するタッチスイッチと、 タッチスイッチの操作位置のそれぞれに対向する複数の
   押しボタンをタッチスイッチの上面に所定の間隙を設け
   て配置し、各押しボタンをその一辺の近傍に貫通する磁
   性線材の軸体により軸支するとともに、各押しボタンに
   軸体の長手方向に直交する方向に隣接する他の押しボタ
   ンを軸支する軸体の下方に位置する磁石からなる復帰部
   材を備えた操作部材と、 を設けたことを特徴とする薄型スイッチ。
2. 【請求項２】情報表示機能を有する表示パネルと、 複数の操作位置における押圧操作を検出して操作信号を
   出力する透光性のタッチスイッチと、 タッチスイッチの操作位置のそれぞれに対向する複数の
   透光性の押しボタンをタッチスイッチの上面に所定の間
   隙を設けて配置し、各押しボタンをその一辺の近傍に貫
   通する磁性線材の軸体により軸支するとともに、各押し
   ボタンに軸体の長手方向に直交する方向に隣接する他の
   押しボタンを軸支する軸体の下方に位置する磁石からな
   る復帰部材を備えた操作部材と、 を設けたことを特徴とする薄型スイッチ付き表示パネ
   ル。