JP6433379B2 - 操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載用電子機器や家電用の各種電子機器の操作パネルに設けられる操作装置に関する。

特許文献１には、カーオーディオの操作部などに用いられる装飾パネルが記載されている。この装飾パネルは、ＬＥＤからの光を導く導光部材の前方に成形樹脂層が設けられている。成形樹脂層の側面は後方に向かうにしたがって対向距離が短くなる傾斜面となっており、前記傾斜面が金属調光沢を有する加飾フィルムで覆われている。成形樹脂層の前方にリング形状の透光孔を有する遮光層が設けられている。リング形状の透光孔は加飾フィルムの前方に対向するように形成されている。

ＬＥＤからの光は導光部材の内部を透過し、成形樹脂層内で拡散され、加飾フィルムで反射されてリング状の透光孔から前方に発せられる。そのため、装飾パネルを前方から見ると、リング状の透光孔の部分が金属調光沢を有し且つ奥行き感を持って視認されるようになる。

特開２０１４−８５４５６号公報

特許文献１の装飾パネルは、ＬＥＤから発せられる光が、加飾フィルムで反射されてリング状の透光孔に与えられる構造であるため、前方から見たときに、透光孔内で視認できる色彩は、加飾フィルムの金属調光沢のみであり、透光孔内を複数の色相を有するように照光できるものではない。また、見る角度や方向に応じて照明される色彩や見え方が変化するものでもない。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、操作部材を目視する角度や方向に応じて照光される色彩を変化させることができる操作装置を提供することを目的としている。

また、本発明は、操作部材に遮光部を設けた場合に、その遮光部が光の中でが浮かぶように見えたり、遮光部の周囲を奥行き感がある状態に照光することができる操作装置を提供することを目的としている。

本発明は、透光性材料で形成され前側に操作面を有する操作部材と、前記操作部材が押圧されたときに動作するスイッチ機能部とが設けられた操作装置において、
前記操作部材には、前記操作面の後方に対向する後方対向部と、前記操作面と前記後方対向部との間に位置し、前記操作面から離れるにしたがって前記操作部材の押圧方向に延びる中心線に近づく傾斜面と、が設けられており、
前記後方対向部に第１発光部が対向し、前記傾斜面に第２発光部が対向し、前記第１発光部と前記第２発光部が異なる色を発することを特徴とするものである。

本発明の操作装置は、異なる色の光を発する第１発光部と第２発光部が設けられ、第１発光部からの光は後方対向部から操作部材の内部に入射し、第２発光部からの光は傾斜面から操作部材の内部に入射する。第１発光部から発せられる光と第２発光部から発せられる光は、操作部材の内部において傾斜面で異なる向きに反射されて操作面に与えられる。したがって、操作部材を前方から見ると、その視認方向や視認角度によって、一方の発光部の色彩が見えたり、双方の発光部の色彩が混合して見えるなど、発光状態が変化する。また、操作部材の内部において発光色が透明感を有して見えたり、奥行き感を持って見えるようになり、操作部材の照光状態の高級感を高めることができる。

本発明の操作装置では、前記操作部材に、前記操作面または前記操作面よりも後方に遮光部が設けられており、前記遮光部の周囲は、前方から前記透光性材料を透して前記傾斜面を目視可能な光透過部となっているものが好ましい。

上記構成では、前方から操作部材を見たときに、操作表示などを有する遮光部の周囲の光透過部で発光部からの発光色が透明感や奥行き感を持って見えるようになる。その結果、遮光部が照明部材の内部で空間上に浮いているように見えることもあり、さらに照光の高級感を呈することができる。

本発明の操作装置は、例えば、前記操作面は四角形状で、前記傾斜面が４面設けられており、各傾斜面は前記操作面から離れるにしたがって互いに接近するものである。

本発明の操作装置は、前記第２発光部は、前記中心線と直交する方向である側方から前記傾斜面に対向するものとして構成できる。

この場合に、前記第１発光部と前記第２発光部との間には、前記傾斜面の後方に対向する光吸収部が設けられていることが好ましい。

上記光吸収部が設けられていると、第１発光部の発光色と、第２発光部の発光色とのコントラストを強めることができ、さらに見栄えを向上させる効果を高めることができる。

本発明の操作装置では、前記第１発光部は、第１光源と前記第１光源からの光が与えられる第１光拡散部材を有し、前記第２発光部は、第２光源と前記第２光源からの光が与えられる第２光拡散部材を有している。

この場合に、前記第１光拡散部材と前記第２光拡散部材は、前記操作部材に固定されて、前記操作部材と共に動作することが好ましい。

上記構成では、操作部材が押圧操作されるときに、後方対向部と第１発光部との位置関係および傾斜面と第２発光部との位置関係が変動することがなく、操作部材が操作されていないときも、押圧操作されているときも、常に同じ照光効果を発揮することができる。

本発明の操作装置では、前記第１発光部から発せられる色は白色であり、前記第２発光部から発せられる色は有彩色であることが好ましい。

上記構成では、操作部材の内部に映し出される第１発光部の発光色と第２の発光部の発光色とのコントラストが良好になる。

本発明の操作装置は、操作部材の後方に傾斜面と後方対向部が設けられ、第１発光部の照明光が後方対向部から操作部材の内部に入射し、第２の発光部の照明光が傾斜面から操作体の内部に入射する。そして、第１発光部と第２発光部では発光色が相違している。これにより、操作部材を前方から見たときに、見る角度や方向に応じて操作部材の内部の色彩が変化して見えるようになり、操作部材が透明感を有し、あるいは奥行き感を有して見えるようになり、照光効果の高級感を高め、見栄えを向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る操作装置の外観斜視図である。 図１に示す操作装置の分解斜視図である。 図１に示す操作装置をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した縦断面図である。 図２に示す操作部材の分解斜視図である。 第１発光部からの光と第２発光部からの光の、操作部材内での反射状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る操作装置において、操作部材が光る様子を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る操作装置において、操作部材が光る様子を示す写真である。

図１は本発明の実施の形態に係る操作装置１０の構成を示す外観斜視図であり、図２は操作装置１０の分解斜視図であり、図３は操作装置１０のＩＩＩ−ＩＩＩ線の縦断面図である。図４は、図２に示す操作部材２０の分解斜視図である。

図１に示す操作装置１０は、各種車両の車室内に装備される各種操作装置、車載用電子機器の操作装置、家庭用電子機器の操作装置、さらには産業用機器の操作装置などとして使用される。操作装置１０はＺ１側が表側（前方）であり、Ｚ２側が裏側（後方）である。

図１と図２に示すように、操作装置１０は、ケース１１を有している。ケース１１は光を透過しない合成樹脂材料で形成されている。

ケース１１に操作部材２０が収納されている。図４に示すように、操作部材２０は、操作ノブ２４と、その後方（Ｚ２方向）に位置する導光体２２とが組み合わされて構成されている。操作ノブ２４と導光体２２は、共にアクリル樹脂などの透光性材料（透明な樹脂材料）で形成されている。透光性材料は全光線透過率が８０％以上である。

図３に示すように、操作ノブ２４と導光体２２とから成る操作部材２０の後方（Ｚ２方向）に第１光拡散部材２６が設けられ、操作部材２０の側方（Ｘ方向）に第２光拡散部材２８が設けられている。第１光拡散部材２６と第２光拡散部材２８は操作部材２０に固定されており、押圧操作により、ケース１１内で操作部材２０がＺ２−Ｚ１方向に進退動作するときに、第１光拡散部材２６と第２光拡散部材２８も一緒に進退動作する。よって、操作ノブ２４および導光体２２と第１光拡散部材２６および第２光拡散部材２８との相対位置関係は、操作ノブ２４を押圧操作していないときも押圧操作しているときも、常に変わることがない。

透明な操作ノブ２４は、前側（Ｚ１）が操作面２４ａであり、後方側（Ｚ２側）に角筒形状の筒状部２４ｂが形成されている。導光体２２は筒状部２４ｂの内部空間に嵌めこまれている。筒状部２４ｂの内部の天井面、すなわち操作面２４ａと対向する裏面に凹部２４ｃが形成されている。操作ノブ２４と導光体２２との間に遮光部２１が挟まれており、遮光部２１は凹部２４ｃに嵌め込まれている。

遮光部２１は、透明な樹脂フィルムの表側（Ｚ１側）の面に、白色の中間印刷層が印刷され、さらにその表側（Ｚ１側）に黒色や濃緑色などの表面印刷層が重ねて形成されている。表面印刷層の一部が除去されて図形や文字または記号が表現されている。図の実施の形態では、遮光部２１に音符の図形が表現されている。操作部材２０の導光体２２の光が与えられると、表面印刷層で覆われている部分は光が透過せず、音符の図形の領域が白色などで明るく照明される。

なお、遮光部２１は、操作ノブ２４の前面である操作面２４ａに接着されていてもよいし、操作面２４ａに形成された凹部内に嵌め込まれていてもよい。

筒状部２４ｂの内部空間に嵌め込まれている導光体２２は、操作面２４ａおよび遮光部２１から後方（Ｚ２方向）に向かうにしたがって断面積が徐々に小さくなる形状であり、実施の形態では裁頭四角錐形状である。

透明な導光体２２は、遮光部２１よりも大きな面積の前面部２２ａを有しており、後方（Ｚ２側）の端部に、前面部２２ａに対向する後方対向部２２ｂが形成されている。前面部２２ａと後方対向部２２ｂとの間には、傾斜面２２ｃが形成されている。傾斜面２２ｃは４面設けられており、それぞれの傾斜面２２ｃは、操作面２４ａおよび前面部２２ａから後方へ遠ざかるにしたがって、操作部材２０の進退方向または押圧方向（Ｚ１−Ｚ２方向）に延びる中心線Ｏに徐々に接近する向きに傾斜している。中心線Ｏと直交する水平面（ＸＹ平面）に対する各傾斜面２２ｃの角度θは１５度〜６０度程度である。

導光体２２の前面部２２ａは、操作ノブ２４の操作面２４ａと対向する裏面に密着している。導光体２２の前面部２２ａの中央に遮光部２１が配置され、前面部２２ａは、遮光部２１よりも広い面積を有しているため、操作部材２０は、遮光部２１の周囲全周（４方向の全領域）に透光性材料の光透過部Ｓａが形成される。操作ノブ２４を前方から見たときに、光透過部Ｓａから各傾斜面２２ｃを透視することができる。

図３と図４に示すように、導光体２２の後方対向部２２ｂは四角形状であり、その縁部には後方へ突出する突出部２２ｄが一体に形成されている。後方対向部２２ｂは、突出部２２ｄで囲まれた領域が光入射面Ｓｂとなっている。光入射面Ｓｂには細かな凸凹が形成されている。

第１光拡散部材２６は、照光対向部２６ａの外周に嵌合壁面２６ｂが形成されており、その周囲が平板部２６ｃとなっている。図３に示すように、導光体２２の後方対向部２２ｂに設けられた突出部２２ｄが嵌合壁面２６ｂの内部に嵌め込まれ、必要に応じて嵌合部を接着することで、導光体２２と第１光拡散部材２６とが一体に固定されている。導光体２２と第１光拡散部材２６とが固定されると、第１光拡散部材２６の照光対向部２６ａが、導光体２２の光入射面Ｓｂに対向する。

第１光拡散部材２６はアクリル系などの透光性樹脂材料（透明樹脂材料）の内部に光拡散剤が混入されたものであり、光が与えられていない状態では白色である。なお、第１光拡散部材２６は、導光体２２の光入射面Ｓｂに対向する照光対向部２６ａのみが光拡散機能を有していればよい。光拡散機能としては光拡散剤を含むもの以外に、第１光拡散部材２６の光入射面Ｓｂに対向する表面を粗面に形成してもよい。

第１光拡散部材２６の平板部２６ｃの表面には、後方対向部２２ｂの外周を囲むように光吸収部２７が設けられている。光吸収部２７は、黒色や濃緑色などの樹脂シートであり、平板部２６ｃの表面に接着されて固定されている。光吸収部２７には開口２７ａが形成されており、導光体２２の後方対向部２２ｂが開口２７ａに挿入されている。

図３に示すように、第１光拡散部材２６の照光対向部２６ａの背部には押圧突起２６ｅが一体に形成されている。

第２光拡散部材２８は角筒形状であり、図３に示すように、操作ノブ２４の筒状部２４ｂの外周面に嵌着されて固定されている。第２光拡散部材２８も、アクリル系などの透光性樹脂材料（透明樹脂材料）の内部に光拡散剤が混入されたものであり、光が与えられていない状態では白色である。なお、第２光拡散部材２８は、導光体２２と対向する内面に粗面が形成されることで光拡散機能を備えたものであってもよい。

図２と図３に示すように、ケース１１の裏側（Ｚ２側）に、基板４０が固定されている。基板４０には、スイッチ機能部４１と、第１の光を出射する複数の第１光源４２と、第１の光とは異なる色の第２の光を出射する複数の第２光源４３が固定されている。スイッチ機能部４１は、基板４０の略中央に配置され、第１光拡散部材２６の押圧突起２６ｅに対向している。

図２に示すように、第１光源４２と第２光源４３はそれぞれ４箇所ずつ設けられている。第１光源４２は、第１光拡散部材２６の照光対向部２６ａの下側に対向し、第１光源４２と第１光拡散部材２６とで第１発光部が構成されている。第２光源４３は、第２光拡散部材２８の下端面に対向し、第２光源４３と第２光拡散部材２８とで第２発光部が構成されている。

基板４０に設けられたスイッチ機能部４１は、電気接点および反力手段を内蔵する機構式のスイッチ素子である。あるいは、操作反力の小さい薄型メンブレンスイッチなどであり、スイッチ機能部４１とは別に反力手段が設けられている。

スイッチ機能部４１に内容された反力手段、またはスイッチとは別に設けられた反力手段により、操作部材２０がＺ１方向へ付勢されており、押圧力Ｆが作用していないときには、操作部材２０の操作面２４ａがケース１１の開口１１ａから表側（上側）へ突出している。操作部材２０に図３に示す押圧力Ｆが与えられると、操作部材２０はケース１１内でＺ２方向にスライド動作し、押圧突起２６ｅでスイッチ機能部４１が押圧されて、スイッチ機能部４１が動作させられる。

操作部材２０がＺ１−Ｚ２方向へ移動するときに、第１光拡散部材２６と第２光拡散部材２８は操作部材２０と一緒に移動する。

第１発光部では、第１光源４２から第１光拡散部材２６に第１の光が与えられる。第１光源４２はＬＥＤであり、白色に生成された第１の光が発せられる。よって第１光拡散部材２６は白色に発光する。第２発光部では、第２光源４３から第２光拡散部材２８に第２の光が発せられる。第２光源４３はＬＥＤであり、このＬＥＤから発せられる第２の光は有彩色であり、例えば赤、ピンク、オレンジ、青色、緑色などである。

なお、第１光源４２と第２光源４３がＬＥＤまたはランプであって、第１の光と第２の光が自然光または白色光であり、第１光拡散部材２６が白色に着色され、第２の光拡散部材２８が有彩色に着色されていてもよい。この構成でも第１発光部で白色の照明光を生成でき、第２発光部で有彩色の照明光を生成できる。

なお、第１発光部を構成する第１光拡散部材２６から白色以外の有彩色の照明光が発せられてもよい。

図５に、導光体２２の内部を透過する光路が示されている。図５では、説明を分かり易くするため、第１光源４２と第１光拡散部材４２とから成る第１発光部と、第２光源４３と第２光拡散部材２８とから成る第２発光部がブロックで示されている。

第１光源２２が点灯すると、第１発光部を構成する第１光拡散部材２６が白色に光り、第２光源２３が点灯すると、第２発光部を構成する第２光拡散部材２８が有彩色に光る。

図５では第１発光部からの白色光が光路（Ａ）で示され、第２発光部からの有彩色の光が光路（Ｂ）で示している。導光体２２の内部の屈折率は、導光体２２の外側の空気の屈折率よりも大きい。また導光体２２と操作ノブ２４は屈折率が同じである。

図５に示すように、第１発光部からの白色光は、導光体２２の後方対向部２２ｂの光入射面Ｓｂから導光体２２の内部に入射し、一部の光は導光体２２の内部をＺ１方向へ進むが、他の光の一部は光路（Ａ）で示すように導光体２２の傾斜面２２ｃで内部に向けて全反射する。なお、導光体２２の傾斜面２２ｃで全反射される光の量は、傾斜面２２ｃの傾斜角度θを選択することで、容易に設計することができる。

第２発光部からの有彩色の光は、光路（Ｂ）で示すように、導光体２２の傾斜面２２ｃから導光体２２の内部に入射し、導光体２２の内部を伝搬する。第２光拡散部材２８は、中心線Ｏと直交する方向である横方向（Ｘ１−Ｘ２方向）から傾斜面２２ｃに対向しているため、傾斜面２２ｃの傾斜角度θが大きいほど、第２発光部から発せられる有彩色の光が導光体２２の内部に入りやすくなる。

導光体２２と操作ノブ２４との間に遮光部２１が設けられ、遮光部２１で光が遮られるため、導光体２２の内部を伝搬する光は、遮光部２１に形成されている音符の図形の領域と、遮光部２１の周囲に形成されている光透過部Ｓａを透過して前方に発せられる。

操作ノブ２４の操作面２４ａを前方（Ｚ１方向）から目視すると、遮光部２１に形成された音符の図形の領域が照明される。遮光部２１では音符の領域が白色に形成されているため、この領域は主に白色に見え、また見る角度によっては第２発光部からの有彩色の光で照らされているように見える。

前方から見ると、遮光部２１を囲む光透過部Ｓａが明るく照らされる。このとき、見る方向や角度によって光透過部Ｓａを照光する光の色が異なって見える。図５に示すように、光透過部Ｓａの下に傾斜面２２ｃが対向しているため、前方からは光透過部Ｓａを透過して傾斜面２２ｃが見えることになり、傾斜面２２ｃで全反射された光が鏡面からの反射光のように見え、また傾斜面２２ｃを透過した光も見ることができる。そのため、光透過部Ｓａは立体感と奥行き感を持つ照光状態となり、遮光部２１は空間に浮かんでいるか、あるいは水に浮かんでいるような外観を呈するようになって、照光状態に高級感が生じる。またその照光状態も見る方向や角度によって相違するようになる。

例えば、図５に示すように、操作部材２０を図示右斜め上方から見ると、遮光部２１の周囲の光透過部Ｓａのうちの操作者の目に近い右側の部分では、光路（Ｂ）の有彩色光よりも光路（Ａ）の白色光が強く見える。操作者の目から遠い左側の部分では、光路（Ａ）の白色光よりも光路（Ｂ）の有彩色光が強く見える。よって光透過部Ｓａでは、第１発光部から発せられる白色の光と第２発光部から発せられる有彩色の光とが混じり合って見えるものの、操作者の目に近い領域では白色の照明光が強調されて見え、操作者の目から遠い領域では有彩色の照明光が強調されて見える。

これとは逆に、図５に示すとは反対側の左斜め上から見ると、遮光部２１の外周の光透過部Ｓａでは、図示左側の領域で白色の照明光が強調されて見え、右側の領域で有彩色の光が強調されて見えるようになる。

上記のような光透過部Ｓａの照光状態を模式的に図示すると図６のようになり、照光状態を撮影した実際の写真は図７に示す通りになる。

図７に示すように、光透過部Ｓａでは、白色の照明光と有彩色の照明光が奥行き感を呈して見えるようになり、操作部材２０の照光状態に高級感を与えることができる。

また、第１光拡散部材２６と第２光拡散部材２８が、操作部材２０と一緒に移動するため、操作部材２０が押圧されていないときも、押圧動作中も、光透過部Ｓａの照明状態は常に同じであり、常に高級感のある照光状態となる。

ただし、本発明では、第１光拡散部材２６と第２光拡散部財２８とが固定されていてもよい。この場合には、操作部材２０が動くと、傾斜面２２ｃと第２光拡散部材２８との相対位置が変化するため、操作部材２０が操作されていないときと、押圧操作されているときとで、光透過部Ｓａの照明状態が変化することになる。

図３に示すように、第１光拡散部材２６の平板部２６ｃには光吸収部２７が設けられているため、導光体２２に対しては、第１発光部から発せられる白色の光が後方対向部２２ｂのみから入射し、第２発光部から発せられる有彩色の光が傾斜面２２ｃのみから入射することになるため、図５に示すように、異なる色の光の光路（Ａ）と光路（Ｂ）を分けることができ、光透過部Ｓａの照光状態のコントラストを強調することができる。

ただし、本発明では光吸収部２７を設けることなく、光吸収部２７の部分に第１光拡散部材２６を露出させてもよいし、光吸収部２７の部分に、第２光拡散部材２８を延長させて配置してもよい。

１０ 操作装置
１１ ケース
１１ａ 開口
２０ 操作部材
２１ 遮光部
２２ 導光体
２２ａ 前面部
２２ｂ 後方対向部
２２ｃ 傾斜面
２２ｄ 突出部
２４ 操作ノブ
２４ａ 操作面
２４ｂ 筒状部
２４ｃ 凹部
２６ 第１光拡散部材（第１発光部）
２６ａ 照光対向部
２６ｂ 嵌合壁面
２６ｃ 平板部
２６ｅ 押圧突起
２７ 光吸収部
２７ａ 開口
２８ 第２光拡散部材（第２発光部）
４０ 基板
４１ スイッチ機能部
４２ 第１光源（第１発光部）
４３ 第２光源（第２発光部）
Ｆ 押圧力
Ｏ 中心線
Ｓａ 光透過部
Ｓｂ 光入射面
（Ａ）（Ｂ）光路

Claims (8)

1. 透光性材料で形成され前側に操作面を有する操作部材と、前記操作部材が押圧されたときに動作するスイッチ機能部とが設けられた操作装置において、
   前記操作部材には、前記操作面の後方に対向する後方対向部と、前記操作面と前記後方対向部との間に位置し、前記操作面から離れるにしたがって前記操作部材の押圧方向に延びる中心線に近づく傾斜面と、が設けられており、
   前記後方対向部に第１発光部が対向し、前記傾斜面に第２発光部が対向し、前記第１発光部と前記第２発光部が異なる色を発することを特徴とする操作装置。
2. 前記操作部材には、前記操作面または前記操作面よりも後方に遮光部が設けられており、前記遮光部の周囲は、前方から前記透光性材料を透して前記傾斜面を目視可能な光透過部となっている請求項１記載の操作装置。
3. 前記操作面は四角形状で、前記傾斜面が４面設けられており、各傾斜面は前記操作面から離れるにしたがって互いに接近する請求項１または２記載の操作装置。
4. 前記第２発光部は、前記中心線と直交する方向である側方から前記傾斜面に対向する請求項１ないし３のいずれかに記載の操作装置。
5. 前記第１発光部と前記第２発光部との間には、前記傾斜面の後方に対向する光吸収部が設けられている請求項４記載の操作装置。
6. 前記第１発光部は、第１光源と前記第１光源からの光が与えられる第１光拡散部材を有し、前記第２発光部は、第２光源と前記第２光源からの光が与えられる第２光拡散部材を有している請求項１ないし５のいずれかに記載の操作装置。
7. 前記第１光拡散部材と前記第２光拡散部材は、前記操作部材に固定されて、前記操作部材と共に動作する請求項６記載の操作装置。
8. 前記第１発光部から発せられる色は白色であり、前記第２発光部から発せられる色は有彩色である請求項１ないし６のいずれかに記載の操作装置。