JPWO2020158901A1 - 押ボタンスイッチ、入力装置 - Google Patents

Abstract

ディスプレイから出力された画像を鮮明に表示することができるとともに、押下操作を行う者が明確な操作感を得ることができる押ボタンスイッチを提供することを課題とする。押ボタンスイッチ１を構成する要素のうち、ボタン１１は、ディスプレイＤの上方に配置される、透明又は略透明なボタンであり、押下操作を受け付ける。レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄは、ボタン１１とディスプレイＤとの間に配置され、ディスプレイＤから出力された映像Ｖ１を、押下操作が行われる前の待機位置にあるボタン１１の天面の拡散板１２に焦点を合わせて投影させる。保持部材１４は、レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄの夫々の位置及び向きがディスプレイＤに対して固定されるように、レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄを内蔵する。これにより上記課題を解決する。

Description

本発明は、押ボタンスイッチ、及びこの押ボタンスイッチを外部ディスプレイ上に複数配置した入力装置に関する。

従来より、画像表示機能を有する押ボタンスイッチをディスプレイ上に複数配置させたマン・マシンインターフェース（入力装置）は存在する。このような、マン・マシンインターフェースは、放送音響機器の分野において採用され始めている。
そして、このようなマン・マシンインターフェースは、押ボタンスイッチに表示される画像の鮮明さが確保されていなければならない。押ボタンスイッチに表示される画像の鮮明さを確保する手法としては、従来より、押ボタンスイッチの画像表示部と、ディスプレイとの距離を短くする技術が知られている。(例えば特許文献１参照)
しかしながら、押ボタンスイッチの画像表示部と、ディスプレイとの距離を短くすると、これに伴い、押ボタンスイッチに対する押下操作のストロークが短くなってしまう。このため、押ボタンスイッチの押下操作を行う者は、明確な操作感を得ることができないため、スイッチ内部にレンズを搭載することにより、ディスプレイの画像を押ボタンスイッチに投影する技術もある。(例えば特許文献２参照)

特開２０１５−８４３１３号公報 特開平６−４４８５７号公報

しかしながら、これらの技術では、十分なストロークを確保することは可能ではあるものの、上記のようなレンズの構成では、収差の補正ができず像が歪んでしまい、鮮明かつ正確な表示を行うことが出来ない。
このように、押ボタンスイッチの画像表示部に表示される画像の鮮明さと、押下操作を行う者が感じる操作感の両立には技術的な課題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ディスプレイから出力された画像を鮮明に表示することができるとともに、押下操作を行う者に明確な操作感を与えることができる押ボタンスイッチを提供することを目的とする。さらには、そのような技術的特徴を有する押ボタンスイッチを外部ディスプレイ上に複数配置させたマン・マシンインターフェースを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る押ボタンスイッチは、
外部ディスプレイの上方に配置され、押下操作を受け付ける透明又は略透明なボタンと、
前記ボタンと前記外部ディスプレイとの間に配置され、前記外部ディスプレイから出力された画像を前記押下操作が行われる前の待機位置にある前記ボタンの天面に焦点を合わせて投影させる複数のレンズと、
前記複数のレンズの夫々の位置及び向きが前記外部ディスプレイに対して固定されるように、前記複数のレンズを内蔵する保持部材と、
を備える。

この発明によれば、ボタンと外部ディスプレイとの間に複数のレンズが配置されているので、操作ストロークを確保するためにボタンと外部ディスプレイが十分に離間していたとしても、複数のレンズが、外部ディスプレイから出力された映像を、ボタンの天面に焦点が合うように投影させる。これにより、十分な操作ストロークを確保しながら、外部ディスプレイから出力された映像を、ボタンの天面に鮮明に投影させることができる。

また、前記複数のレンズは、凸面を有し、互いに対向するように配置された第１レンズと第２レンズとで構成されており、前記画像を前記待機位置にある前記ボタンの天面に焦点を合わせて投影させることが好ましい。

この場合、ボタンと外部ディスプレイとの間に凸面を有する２枚のレンズが配置されているので、２枚のレンズが、外部ディスプレイから出力された映像を、ボタンの天面に焦点が合うように投影させる。これにより、外部ディスプレイから出力された映像を、ボタンの天面により鮮明に投影させることができる。

また、前記第１レンズ及び前記第２レンズを前記押下操作する方向に離間させて固定されるように内蔵することが好ましい。

この場合、第１レンズと第２レンズとが、押下操作する方向に離間させて固定されるように内蔵されるので、第１レンズと第２レンズとを固定する位置を任意に調節することができる。これにより、外部ディスプレイから出力された映像を、ボタンの天面により鮮明に投影させることができる。

また、前記待機位置から、前記押下操作後の前記ボタンの位置までの押下方向の距離が、１．８ｍｍ以上であることが好ましい。

この場合、押下操作前の状態において、ボタンとレンズとの間に十分なスペースが確保されるので、長いストロークの押下操作が可能になる。その結果、押下操作を行う者は明確な操作感を得ることができる。

上記目的を達成するため、本発明に係る入力装置は、
上述のいずれかの押ボタンスイッチと、
複数の前記押ボタンスイッチの下方に配置された前記外部ディスプレイと、
を備える。

この発明によれば、上述の技術的特徴を有する押ボタンスイッチが複数配列された入力装置を製造することができる。即ち、外部ディスプレイから出力された画像を鮮明に投影させることができるとともに、押下操作を行う者が明確な操作感を得ることができる、マン・マシンインターフェースを提供することができる。

この発明によれば、ディスプレイから出力された画像を鮮明に表示することができるとともに、押下操作を行う者が明確な操作感を得ることができる押ボタンスイッチを提供することができる。さらには、そのような技術的特徴を有する押ボタンスイッチを外部ディスプレイ上に複数配置させたマン・マシンインターフェースを提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る押ボタンスイッチの外観斜視図である。押ボタンスイッチの断面図である。 本発明の第１実施形態に係る押ボタンスイッチの断面図である。 本発明の第１実施形態に係る押ボタンスイッチの平面図である。 本発明の第１実施形態に係る押ボタンスイッチの側面図である。 本発明の第１実施形態に係る押ボタンスイッチの正面図である。 本発明の第１実施形態に係る押ボタンスイッチの底面図である。 本発明の第１実施形態に係る押ボタンスイッチに対する押下操作が行われる前の状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る押ボタンスイッチに対する押下操作が行われた後の状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る入力装置の外観斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る押ボタンスイッチに対する押下操作が行われる前の状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る押ボタンスイッチに対する押下操作が行われた後の状態を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る押ボタンスイッチの外観斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る押ボタンスイッチに対する押下操作が行われる前の状態を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る押ボタンスイッチに対する押下操作が行われた後の状態を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る押ボタンスイッチの外観斜視図である。

本発明の一実施形態である押ボタンスイッチ１について、図面を参照しつつ説明する。なお、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。

［第１実施形態］
［基本構成］
第１実施形態に係る押ボタンスイッチ１は、透明又は略透明な取付パネルＰを介して、それよりも下方に配置されたディスプレイＤから出力された映像を、押下操作が行われる前の待機位置にあるボタン１１の天面に表示させることができる押ボタンスイッチである。
なお、ディスプレイＤから出力される映像には、静止画像及び動画像が含まれる。押ボタンスイッチ１は、ディスプレイＤから出力される静止画像及び動画像いずれについても、押下操作が行われる前の待機位置にあるボタン１１の天面に表示させることができる。

このような押ボタンスイッチ１は、図１Ａ及びＢに示すように、ボタン１１と、拡散板１２と、プランジャ１３と、保持部材１４と、４枚のレンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄと、ハウジング１６と、コイルバネ１７と、接点部１８と、固定板１９とを含むように構成されている。
また、押ボタンスイッチ１は、図４に示すように、複数の接点（図示せず）を有するメンブレンシート３１を用いて、取付パネルＰ上に並べて固定することができる。

押ボタンスイッチ１は、図１Ｂに示すように、ボタン１１に対する押下操作が行われる前の状態では、ディスプレイＤから出力された映像が矢印の方向で入力されて、拡散板１２に表示させる。
具体的には、図３Ａに示すように、ディスプレイＤに表示された映像Ｖ１の光線群Ｌが矢印の方向で入力されて、４枚のレンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄを通過することで屈折して集光し、拡散板１２に焦点を合わせた倒立像となって結像する。その結果、ディスプレイＤに表示された映像Ｖ１を１８０°回転させた映像Ｖ２が拡散板１２に鮮明に投影される。

［具体的構成］
以下、第１実施形態に係る押ボタンスイッチ１の各構成要素について詳しく説明する。

（ボタン）
ボタン１１は、押ボタンスイッチ１に対する押下操作を受け付けるボタンであり、図１Ａ乃至図４に示すように、押ボタンスイッチ１の最上部に配置されている。ボタン１１に対する押下操作が行われると、ボタン１１、拡散板１２、及びプランジャ１３が、押下操作に連動して、押下操作の方向に移動する。また、これとともに、コイルバネ１７が押下操作の方向に収縮する。すると、接点部１８において、遮断状態であった場合には通電状態に切り替わり、通電状態であった場合には遮断状態に切り替わる。
なお、ボタン１１の形状は特に限定されないが、本実施形態では、図１Ａ乃至図４に示すように、天面に平面部を有し、４隅に丸みを有する略四角柱形状としている。

（拡散板）
拡散板１２は、映像の光を投影するスクリーンとして機能する透明又は略透明の拡散板であり、具体的には、拡散板１２は、入射した映像の光を拡散させて射出する。拡散板１２は、ボタン１１の天面に配置されている。このため、拡散板１２に投影された映像は、押ボタンスイッチ１を押下しようとする者が容易に視認することができる。
なお、拡散板１２の形状は特に限定されないが、本実施形態では、図１Ａ及びＢ、図２Ａ乃至Ｄ、及び図４に示すように、正方形又は略正方形としている。

（プランジャ）
プランジャ１３は、ボタン１１の下部に連結して配置される。プランジャ１３は、ボタン１１に対する押下操作がされると、これに連動して下方に摺動する。プランジャ１３の最下部にはコイルバネ１７の上端部が接続されている。このため、プランジャ１３が下方に摺動すると、これに連動してコイルバネ１７が押下操作の方向に収縮する。
なお、プランジャ１３の形状は特に限定されないが、本実施形態では、図１Ａ乃至図４に示すように、内側に空洞部を有する四角柱形状としている。プランジャ１３の内側の空洞部には、後述する保持部材１４と、レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄとが配置される。

（保持部材）
保持部材１４は、プランジャ１３の内側の空洞部に配置される部材であり、レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄを保持する。具体的には、保持部材１４は、レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄの夫々の位置及び向きがディスプレイＤに対して固定されるように、レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄを内蔵するレンズユニット４１として機能する。
なお、本実施形態では、保持部材１４は、４枚のレンズ（レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄ）を内蔵するレンズユニット４１として機能しているが、内蔵できるレンズは複数枚であれば特に限定されない。例えば、３枚のレンズを内蔵することもできるし、レンズ１５ａ及びレンズ１５ｂを一体とした第１レンズと、レンズ１５ｃ及びレンズ１５ｄを一体とした第２レンズとからなる２枚のレンズにすることもできる。
また、保持部材１４は、ハウジング１６と一体とすることもできる。

（レンズ）
レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄは、保持部材１４に内蔵されるレンズであり、図３Ａに示すように、ディスプレイＤから出力された映像Ｖ１の光線群Ｌを、拡散板１２に結像するように屈折させて集光させる。
レンズ１５ｂ及び１５ｃは、いずれも凸部と平坦部とを有する平凸レンズで構成されている。このうち、レンズ１５ｂは、ディスプレイＤ側に凸面、ボタン１１側に平坦面を有する平凸レンズであり、レンズ１５ｃは、ボタン１１側に凸面、ディスプレイＤ側に平坦面を有する平凸レンズである。レンズ１５ｂ及び１５ｃは、保持部材１４によって、夫々の平坦面が互いに対向するように並べられて保持されている。
ここで、本実施形態では、レンズ１５ｃと、レンズ１５ｄとは、夫々の平坦面が所定の隙間を隔てた離間した状態で保持されているが、これに限定されず、完全に接触した状態で保持されてもよい。
また、本実施形態では、レンズ１５ａがディスプレイＤ側に凸面を有する凹メニスカスレンズ、レンズ１５ｄがボタン１１側に凸面を有する凹メニスカスレンズで構成されている。

（ハウジング）
ハウジング１６は、押ボタンスイッチ１を構成する多くの部材を収納可能とする収納スペースを内側に有する箱型のハウジングである。具体的には、ハウジング１６は、プランジャ１３、保持部材１４、レンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、及び１５ｄ、コイルバネ１７、及び接点部１８を収納する。
なお、ハウジング１６の形状は特に限定されないが、本実施形態では、図１Ａ乃至図４に示すように、内側に空洞部を有する四角柱形状としている。

（コイルバネ）
コイルバネ１７は、一方の端部がプランジャ１３の最下部に接続され、もう一方の端部がメンブレンシート３１又は接点部１８に接続された、直線形状のコイルバネである。コイルバネ１７は、ボタン１１に対する押下操作により下方に摺動するプランジャ１３の動作に連動して、押下操作の方向に収縮する。また、コイルバネ１７は、ボタン１１に対する押下操作が解除されると、弾性変形して、一方の端部に接続されたプランジャ１３を上方に押し返す。これにより、押下操作によって下方に位置していたボタン１１、拡散板１２、及びプランジャ１３を、押下操作が行われる前の位置に復帰させる。
なお、コイルバネ１７の態様は特に限定されず、ボタン１１に対する押下操作が解除されたときに、押下操作が行われる前の位置に復帰させる機能を少なくとも有するものであればよい。

（接点部）
接点部１８は、ボタン１１に対する押下操作に連動して遮断状態と通電状態とが切り替わる接点機構である。接点部１８は、ボタン１１に対する押下操作が行われる前は遮断状態を維持しているが、押下操作が行われると通電状態に切り替わる。その後、さらに押下操作が行われると、接点部１８は通電状態から遮断状態に切り替わる。つまり、接点部１８は、押ボタンスイッチ１に対する押下操作が行われる度に遮断状態と通電状態とが切り替わる。接点部１８の上端はコイルバネ１７の端部に接続されている。

（固定板）
固定板１９は、ハウジング１６の下部の４隅に配置された、押ボタンスイッチ１を取付パネルＰに固定するための部材である。具体的には、図４に示すように、取付パネルＰに設けられた孔Ｈに押ボタンスイッチ１の固定板１９を挿入して固定する。

押ボタンスイッチ１は、以上のような構成をとることにより、押下操作前の待機位置にあるボタン１１の天面（拡散板１２）に、天面（拡散板１２）から十分に離れた位置にあるディスプレイＤから出力された映像を鮮明に表示させることができる。さらに、押下操作前の待機位置にあるボタン１１とレンズ１５ｄとの間に十分なスペースがあり、操作ストロークが確保されているので、押下操作を行う者は明確な操作感を得ることができる。

［動作］
次に、図３Ａ及びＢを参照して、第１実施形態に係る押ボタンスイッチ１に対する押下操作が行われた時の、押ボタンスイッチ１の動作について説明する。

図３Ａには、ボタン１１に対する押下操作が行われる前の押ボタンスイッチ１の状態が示されている。図３Ｂには、ボタン１１に対する押下操作が行われたときの押ボタンスイッチ１の状態が示されている。
図３Ａに示すように、ボタン１１に対する押下操作が行われる前の押ボタンスイッチ１には、ボタン１１とレンズ１５ｄとの間に十分なスペースＳが確保されている。
図３Ａに示す状態で、ボタン１１に対する押下操作が行われると、プランジャ１３は、下方に摺動を開始し、ハウジング１６によってボタン１１の下面が係止される。これにより、押ボタンスイッチ１は、図３Ｂに示す状態になり、プランジャ１３は、これ以上摺動することができないため停止する。このタイミングで、接点部１８における開閉が行われて、遮断状態であったものが通電状態になり、通電状態であったものが遮断状態になる。

図３Ａ及びＢに示すように、押ボタンスイッチ１は、ストロークＭの距離だけ押下操作を受け付けることができる。ここで、ストロークＭの距離は特に限定されないが、押下操作を行う者が明確な操作感を得られるようにするためには、少なくとも１．８ｍｍ以上の距離を確保することが望ましい。本実施形態における押ボタンスイッチ１は、ストロークＭの距離が４ｍｍ以上であるため、押下操作を行う者は、明確な操作感を得ることができる。

［入力装置］
次に、図４を参照して、ディスプレイＤ上に、第１実施形態に係る押ボタンスイッチ１を複数配置させた入力装置１００の具体例について説明する。

図４に示すように、本実施形態に係る押ボタンスイッチ１は、上述したメンブレンシート３１を用いて、取付パネルＰ上に並べて固定することができる。
具体的には、１つのメンブレンシート３１を用いて、３つの押ボタンスイッチ１を連結させて１つのユニットとし、これを取付パネルＰ上に順に並べて固定させていく。
ここで、取付パネルＰに押ボタンスイッチ１を固定させるための具体的手法は特に限定されないが、本実施形態では、上述したように、取付パネルＰに設けられた孔Ｈに、押ボタンスイッチ１の固定板１９を挿入して固定する。
このように、複数の押ボタンスイッチ１が固定された取付パネルＰを、ディスプレイＤの上に配置して固定することで入力装置１００が完成する。入力装置１００の表面に整然と配置された複数の押ボタンスイッチ１には、ディスプレイＤから出力された映像が鮮明に表示される。

［第２実施形態］
［基本構成］
第２実施形態に係る押ボタンスイッチ１は、ディスプレイＤから出力された映像を、押下操作が行われる前の待機位置にあるボタン１１の天面に表示させることができる押ボタンスイッチである。
なお、ディスプレイＤから出力される映像には、静止画像及び動画像が含まれる。押ボタンスイッチ１は、ディスプレイＤから出力される静止画像及び動画像いずれについても、押下操作が行われる前の待機位置にあるボタン１１の天面に表示させることができる。

このような押ボタンスイッチ１は、図５Ａ及びＢに示すように、ボタン１１と、拡散板１２と、プランジャ１３と、ハウジング１６と、コイルバネ１７と、カバー２０と、ネジリコイルバネ２２と、スイッチ素子２３と、プリント基板２４と、４枚のレンズ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、及び２５ｄと、レンズ固定フレーム２６と、レンズフード２７とを含むように構成されている。スイッチ素子２３は、可動接片２３１と固定接片２３２とを有している。
また、押ボタンスイッチ１は、図５Ｃに示すように、ハウジング１６とレンズフード２７とが上下からプリント基板２４を挟みこむように固定される。そして、押ボタンスイッチ１は、プリント基板２４とともにディスプレイＤ上に配置される。

押ボタンスイッチ１は、図５Ａに示すように、ボタン１１に対する押下操作が行われる前の状態では、ディスプレイＤから出力された映像が矢印の方向で入力されて、拡散板１２に表示させる。具体的には、第１実施形態と同様に、ディスプレイＤに表示された映像の光線群が矢印の方向で入力されて、４枚のレンズ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、及び２５ｄを通過することで屈折して集光し、拡散板１２に焦点を合わせた倒立像となって結像する。その結果、ディスプレイＤに表示された映像を１８０°回転させた映像が拡散板１２に鮮明に投影される。

［具体的構成］
以下、第２実施形態に係る押ボタンスイッチ１の各構成要素について詳しく説明する。

なお、図５Ａ及びＢに示す、ボタン１１、拡散板１２、プランジャ１３、及びハウジング１６の構成は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

（コイルバネ）
コイルバネ１７は、一方の端部がプランジャ１３の最下部に接続され、もう一方の端部がハウジング１６に接続された、直線形状のコイルバネである。コイルバネ１７は、ボタン１１に対する押下操作により下方に摺動するプランジャ１３の動作に連動して、押下操作の方向に収縮する。また、コイルバネ１７は、ボタン１１に対する押下操作が解除されると、弾性変形して、一方の端部に接続されたプランジャ１３を上方に押し返す。これにより、押下操作によって下方に位置していたボタン１１、拡散板１２、及びプランジャ１３を、押下操作が行われる前の位置に復帰させる。なお、コイルバネ１７の態様は特に限定されず、ボタン１１に対する押下操作が解除されたときに、押下操作が行われる前の位置に復帰させる機能を少なくとも有するものであればよい。

（カバー）
カバー２０は、プランジャ１３及びハウジング１６の外側に配置されるカバーである。

（ネジリコイルバネ）
ネジリコイルバネ２２は、ボタン１１に対する押下操作が行われたとき、及び復帰のときに、プランジャ１３の一部に衝突することでクリック音を発生させる部材である。ネジリコイルバネ２２の一方の端部２２ａは、プランジャ１３の側面に設けられた軸支部１３ａに回動自在に軸支されている。また、ネジリコイルバネ２２のもう一方の端部（図示せず）は、プランジャ１３の側面に上下方向に設けられた長溝（図示せず）に、回動自在かつ摺動自在に係合されている。
ネジリコイルバネ２２は、ボタン１１が押下されてプランジャ１３が下方に摺動すると、プランジャ１３の長溝（図示せず）に係合されていた端部が長溝内を下方向に摺動して長溝の下端部に衝突する。これにより衝突音（クリック音）が発生する。また、ボタン１１の復帰に合わせてプランジャ１３が上方に摺動すると、プランジャ１３の長溝に係合されていたネジリコイルバネ２２の端部が長溝内を上方向に摺動して長溝の上端部に衝突する。これにより、衝突音（クリック音）が発生する。

（スイッチ素子）
スイッチ素子２３は、ボタン１１に対する押下操作に連動して遮断状態と通電状態とが切り替わる接点機構である。スイッチ素子２３は、可動接片２３１と固定接片２３２とを有している。
ボタン１１が押下されてプランジャ１３が下方に摺動すると、プランジャ１３の下端部が可動接片２３１の可動部２３１ａを上方から下方に押し込む。これに伴い可動接片２３１の接触部２３１ｂが固定接片２３２側に移動して接触する。これにより、スイッチ素子２３は、遮断状態から通電状態に切り替わる。

プリント基板２４は、押ボタンスイッチ１をディスプレイＤ上に固定するための基板である。

（レンズ）
レンズ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、及び２５ｄは、レンズ固定フレーム２６によって固定されることで押ボタンスイッチ１に内蔵されるレンズである。レンズ２５ａ及び２５ｄは、いずれも凸部と平坦部とを有する平凸レンズで構成されている。このうち、レンズ２５ａは、ディスプレイＤ側に凸面、ボタン１１側に平坦面を有する平凸レンズである。レンズ２５ｄは、ボタン１１側に凸面、ディスプレイＤ側に平坦面を有する平凸レンズである。また、レンズ２５ｂ及び２５ｃは、いずれも凸部と凹部とを有する凹メニスカスレンズで構成されている。このうち、レンズ２５ｂは、ディスプレイＤ側に凹面、ボタン１１側に凸面を有する凹メニスカスレンズである。レンズ２５ｃは、ボタン１１側に凸面、ディスプレイＤ側に凸面を有する凹メニスカスレンズである。レンズ２５ｂ及び２５ｃは、レンズ固定フレーム２６によって、夫々の凸面が互いに対向するように並べられて固定されている。
ここで、本実施形態では、隣接するように配置されている、レンズ２５ａとレンズ２５ｂとの間、レンズ２５ｂとレンズ２５ｃとの間、レンズ２５ｃとレンズ２５ｄとの間は、いずれも所定の隙間を隔てた離間した状態で固定されている。ただし、これに限定されず、例えば完全に接触した状態で固定されてもよい。

（レンズフード）
レンズフード２７は、レンズ２５ａ及び２５ｂを囲むように配置された筐体である。

第２実施形態に係る押ボタンスイッチ１は、以上のような構成をとることにより、押下操作前の待機位置にあるボタン１１の天面（拡散板１２）に、天面（拡散板１２）から十分に離れた位置にあるディスプレイＤから出力された映像を鮮明に表示させることができる。さらに、押下操作前の待機位置にあるボタン１１とレンズ２５ｄとの間に十分なスペースがあり、操作ストロークが確保されているので、押下操作を行う者は明確な操作感を得ることができる。さらに、ネジリコイルバネ２２の動作により発生するクリック音（衝突音）により、押下操作を行う者はさらに明確な操作感を得ることができる。

［動作］
次に、図５Ａ及びＢを参照して、第２実施形態に係る押ボタンスイッチ１に対する押下操作が行われた時の、押ボタンスイッチ１の動作について説明する。

図５Ａは、ボタン１１に対する押下操作が行われる前の押ボタンスイッチ１の状態を示している。図５Ｂは、ボタン１１に対する押下操作が行われたときの押ボタンスイッチ１の状態を示している。
図５Ａに示す状態で、ボタン１１に対する押下操作が行われると、プランジャ１３が下方に摺動を開始し、ハウジング１６によってボタン１１の下面が係止される。これにより、押ボタンスイッチ１は、図５Ｂに示す状態になり、プランジャ１３は、これ以上摺動することができないため停止する。このタイミングで、スイッチ素子２３による開閉が行われるとともに、ネジリコイルバネ２２の動作によりクリック音（衝突音）が発生する。これにより、押下操作を行う者は、明確な操作感を得ることができる。

［第３実施形態］
［基本構成］
第３実施形態に係る押ボタンスイッチ１は、ディスプレイＤから出力された映像を、押下操作が行われる前の待機位置にあるボタン１１の天面に表示させることができる押ボタンスイッチである。
なお、ディスプレイＤから出力される映像には、静止画像及び動画像が含まれる。押ボタンスイッチ１は、ディスプレイＤから出力される静止画像及び動画像いずれについても、押下操作が行われる前の待機位置にあるボタン１１の天面に表示させることができる。

このような押ボタンスイッチ１は、図６Ａ及びＢに示すように、ボタン１１と、拡散板１２と、プランジャ１３と、ハウジング１６と、カバー２０と、ネジリコイルバネ３０と、クリック板３１と、プリント基板２４と、４枚のレンズ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、及び２５ｄと、レンズ固定フレーム２６と、レンズフード２７とを含むように構成されている。また、可動接片２３１と固定接片２３２とからなるスイッチ素子を有している。
また、押ボタンスイッチ１は、図６Ｃに示すように、ハウジング１６とレンズフード２７とが間にプリント基板２４を挟みこむようにしてプリント基板２４に固定される。そして、押ボタンスイッチ１は、プリント基板２４とともにディスプレイＤ上に配置される。

押ボタンスイッチ１は、図６Ａに示すように、ボタン１１に対する押下操作が行われる前の状態では、ディスプレイＤから出力された映像が矢印の方向で入力されて、拡散板１２に表示させる。具体的には、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、ディスプレイＤに表示された映像の光線群が矢印の方向で入力されて、４枚のレンズ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、及び２５ｄを通過することで屈折して集光し、拡散板１２に焦点を合わせた倒立像となって結像する。その結果、ディスプレイＤに表示された映像を１８０°回転させた映像が拡散板１２に鮮明に投影される。

［具体的構成］
以下、第３実施形態に係る押ボタンスイッチ１の各構成要素について詳しく説明する。

なお、図６Ａ及びＢに示す、拡散板１２、プランジャ１３、及びハウジング１６の構成は、第１実施形態及び第２実施形態と同様であるため説明を省略する。また、プリント基板２４、レンズ２５ａ乃至２５ｄ、及びレンズフード２７の構成は、第２実施形態と同様であるため説明を省略する。

ボタン１１は、押ボタンスイッチ１に対する押下操作を受け付けるボタンであり、図６Ａ及びＢに示すように、押ボタンスイッチ１の最上部に配置されている。
ボタン１１の形状は、天面が凹部を有する形状となっている。このため、押ボタンスイッチ１に対する押下操作が容易という効果を奏する。天面が凹部を有する形状となっていることから、結像面を調整する必要があるため、ボタン１１の裏面（映像入射面）は非球面形状となっている。

カバー２０は、ハウジング１６の上部を覆うための蓋である。カバー２０の天井部の内側には、クリック板３１の上端部３１ｂを衝突させて音（クリック音）を生じさせるための衝突片２０ａが設けられている。
なお、カバー２０の形状は特に限定されないが、本実施形態では、図６Ａ乃至Ｃに示すように、中央部に空洞を有する四角形状としている。

（ネジリコイルバネ）
ネジリコイルバネ３０は、対向するように配置された第１軸３０ａ及び第２軸３０ｂと、これらの間に形成された２つのコイルによって構成されたネジリコイルバネである。第１軸３０ａは、プランジャ１３の一部に設けられた軸支部１３ａに軸支されている。これにより、プランジャ１３が下方に摺動すると、ネジリコイルバネ３０は、第１軸３０ａ回りに回転する。第２軸３０ｂは、クリック板３１の一部に設けられた軸支部３１ａによって軸支されている。
押ボタンスイッチ１が遮断状態にあるとき、軸支部１３ａと軸支部３１ａとの位置関係は、図６Ａに示すように、軸支部１３ａが軸支部３１ａよりも上方に位置する。ここで、ボタン１１に対する押下操作が開始されると、押下操作に連動して、プランジャ１３が下方に摺動し始める。すると、ネジリコイルバネ３０は、第１軸３０ａが第２軸３０ｂに接近するように撓みながら弾性エネルギーを蓄積する。ネジリコイルバネ３０が撓んで、第１軸３０ａと第２軸３０ｂとが最接近した状態でプランジャ１３がさらに下方に摺動すると、ネジリコイルバネ３０は反転し、第２軸３０ｂが第１軸３０ａから離反するように伸張しながら蓄積した弾性エネルギーを解放する。解放された弾性エネルギーは、軸支部３１ａを介してクリック板３１に伝達される。これにより、クリック板３１が跳ね上げられるように上方に摺動する。すると、上方に摺動したクリック板３１の上端部３１ｂが、カバー２０の衝突片２０ａに衝突して衝突音（クリック音）を生じさせる。

そして、ボタン１１の復帰操作に連動して、プランジャ１３が上方に摺動し始めると、ネジリコイルバネ３０は、再び第１軸３０ａが第２軸３０ｂに接近するように撓みながら弾性エネルギーを蓄積する。ネジリコイルバネ３０が撓んで、第１軸３０ａが第２軸３０ｂに再び最接近した状態でプランジャ１３がさらに上方に摺動すると、ネジリコイルバネ３０は反転し、第２軸３０ｂが第１軸３０ａから離反するように伸張しながら蓄積した弾性エネルギーを解放する。解放された弾性エネルギーは、軸支部３１ａを介してクリック板３１に伝達される。これにより、クリック板３１は下方に摺動する。すると、下方に摺動したクリック板３１の下端部３１ｃが、ハウジング１６の内壁の底部１６ａに衝突して衝突音（クリック音）を生じさせる。

（クリック板）
クリック板３１は、ボタン１１に対する押下操作がなされたときにクリック音を生じさせるための部材であり、ネジリコイルバネ３０が弾性変形すると同時に解放された弾性エネルギーを用いて摺動し、衝突片２０ａに衝突することで衝突音（クリック音）を生じさせる。具体的には、クリック板３１は、ネジリコイルバネ３０の第２軸３０ｂを軸支する軸支部３１ａを有する。クリック板３１は、押ボタンスイッチ１が遮断状態にあるときは、ハウジング１６の内壁の底部付近に配置される。そして、ボタン１１に対する押下操作が開始され、プランジャ１３が下方に摺動すると、ネジリコイルバネ３０は、第１軸３０ａが第２軸３０ｂに接近するように撓みながら弾性エネルギーを蓄積し、第１軸３０ａが第２軸３０ｂに最接近した状態でプランジャ１３がさらに摺動すると反転し、第２軸３０ｂが第１軸３０ａから離反するように伸張し、蓄積した弾性エネルギーを解放しながらクリック板３１を上方に摺動させる。ネジリコイルバネ３０が反転すると、押ボタンスイッチ１の操作者は、ネジリコイルバネ３０の反転を、いわゆるクリック感として指先で認識する。そして、上方に摺動したクリック板３１は、カバー２０の衝突片２０ａに上端部３１ｂを衝突させて衝突音（クリック音）を生じさせる。

（可動接片及び固定接片）
可動接片２３１及び固定接片２３２は、ボタン１１に対する押下操作に連動して遮断状態と通電状態とを切り替えるスイッチ素子を構成する。ボタン１１が押下されてプランジャ１３が下方に摺動した結果、クリック板３１が上方に摺動すると、クリック板３１の上端部３１ｂが可動接片２３１の可動部２３１ａを下方から押し上げ、これに伴い可動接片２３１の接触部２３１ｂが固定接片２３２側に移動して接触する。これにより、遮断状態から通電状態に切り替わる。

第３実施形態に係る押ボタンスイッチ１は、以上のような構成をとることにより、押下操作前の待機位置にあるボタン１１の天面（拡散板１２）に、天面（拡散板１２）から十分に離れた位置にあるディスプレイＤから出力された映像を鮮明に表示させることができる。さらに、押下操作前の待機位置にあるボタン１１とレンズ２５ｄとの間に十分なスペースがあり、操作ストロークが確保されているので、押下操作を行う者は明確な操作感を得ることができる。さらに、ネジリコイルバネ３０の動作により発生するクリック音（衝突音）により、押下操作を行う者はさらに明確な操作感を得ることができる。

［動作］
次に、図６Ａ及びＢを参照して、第３実施形態に係る押ボタンスイッチ１に対する押下操作が行われた時の、押ボタンスイッチ１の動作について説明する。

図６Ａは、ボタン１１に対する押下操作が行われる前の押ボタンスイッチ１の状態を示している。図６Ｂは、ボタン１１に対する押下操作が行われたときの押ボタンスイッチ１の状態を示している。
図６Ａに示す状態で、ボタン１１に対する押下操作が行われると、プランジャ１３が下方に摺動を開始し、ハウジング１６によってボタン１１の下面が係止される。これにより、押ボタンスイッチ１は、図６Ｂに示す状態になり、プランジャ１３は、これ以上摺動することができないため停止する。このタイミングで、接点機構による開閉が行われるとともに、ネジリコイルバネ３０の動作によりクリック音（衝突音）が発生する。これにより、押下操作を行う者は、明確な操作感を得ることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。また、本発明に係る要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を施してもよい。

例えば、上述の第１実施形態では、レンズ１５ｂ及び１５ｃの形状は、凸部と平坦部とを有する平凸レンズが、またレンズ１５ａ及び１５ｄの形状は、凸部と凹部とを有する凹メニスカスレンズが採用されているが、これは例示に過ぎない。本発明の目的を達成できる態様のレンズであればよく、例えば、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、平凹レンズ、両凹レンズ等を採用してもよい。また例えば、上述の第２実施形態及び第３実施形態では、レンズ２５ｂ及び２５ｃの形状は、凸部と凹部とを有する凹メニスカスレンズが、またレンズ２５ａ及び２５ｄの形状は、凸部と平坦部とを有する平凸レンズが採用されているが、これは例示に過ぎない。本発明の目的を達成できる態様のレンズであればよく、例えば、両凸レンズ、凸メニスカスレンズ、平凹レンズ、両凹レンズ等を採用してもよい。

以上まとめると、本発明が適用される押ボタンスイッチは、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
即ち、本発明が適用される押ボタンスイッチ（例えば図３Ａ及びＢの押ボタンスイッチ１）は、
外部ディスプレイ（例えば図３Ａ及びＢのディスプレイＤ）の上方に配置され、押下操作を受け付ける透明又は略透明なボタン（例えば図３のボタン１１及び拡散板１２）と、
前記ボタンと前記外部ディスプレイとの間に配置され、前記外部ディスプレイから出力された画像（例えば図３Ａの映像Ｖ１）を前記押下操作が行われる前の待機位置にある前記ボタンの天面（例えば図３Ａ及びＢの拡散板１２）に焦点を合わせて投影させる複数のレンズ（例えば図３Ａ及びＢのレンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び１５ｄ）と、
前記複数のレンズの夫々の位置及び向きが前記外部ディスプレイに対して固定されるように、前記複数のレンズを内蔵する保持部材（例えば図３Ａ及びＢの保持部材１４、あるいは図５Ａ及びＢのレンズ固定フレーム２６）と、
を備える。

これにより、例えば第１実施形態では、ボタン１１とディスプレイＤとの間にレンズ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び１５ｄが配置されているので、ディスプレイＤから出力された映像Ｖ１の光線群Ｌを、拡散板１２に結像するように屈折させて集光させる。これにより、ディスプレイＤから出力された映像Ｖ１を、透明又は略透明な拡散板１２に、映像Ｖ２として鮮明に投影させることができる。

また、前記複数のレンズは、凸面を有し、互いに対向するように配置された第１レンズ（例えば図３Ａ及びＢのレンズ１５ａ）と第２レンズ（例えば図３Ａ及びＢのレンズ１５ｂ）とで構成されており、前記画像を前記待機位置にある前記ボタンの天面に焦点を合わせて投影させることができる。

これにより、例えば第１実施形態では、ボタン１１とディスプレイＤとの間に凸面を有する２枚のレンズ１５ａ及び１５ｂが配置されているので、ディスプレイＤから出力された映像Ｖ１の光線群Ｌを、透明又は略透明な拡散板１２に結像するように屈折させて集光する。これにより、ディスプレイＤから出力された映像Ｖ１を、透明又は略透明な拡散板１２に、映像Ｖ２として鮮明に投影させることができる。

また、前記保持部材は、前記第１レンズ及び前記第２レンズを前記押下操作する方向に離間させて固定されるように内蔵することができる。

これにより、第１レンズと第２レンズとが、押下操作する方向に離間させて固定されるように内蔵されるので、第１レンズと第２レンズとを固定する位置を任意に調節することができる。これにより、外部ディスプレイから出力された映像を、ボタンの天面により鮮明に投影させることができる。

また、前記待機位置から、前記押下操作後の前記ボタンの位置までの押下方向の距離（例えば図３ＡのストロークＭの距離）が１．８ｍｍ以上とすることができる。

これにより、例えば第１実施形態では、押下操作前の状態において、ボタン１１とレンズ１５ｂとの間に十分なスペースが確保されるので、距離が長いストロークＭによる押下操作が可能になる。その結果、押下操作を行う者は、明確な操作感を得ることができる。

また、前記ボタンに対する押下操作に連動するプランジャ（例えば図６Ａ及びＢのプランジャ１３）の摺動とともに弾性エネルギーを蓄積又は解放させるネジリコイルバネ（例えば図６Ａ及びＢのネジリコイルバネ３０）と、
前記ネジリコイルバネが弾性変形すると同時に解放された前記弾性エネルギーを用いて摺動し、衝突片（例えば図６Ａ及びＢの衝突片２０ａ）に衝突することで衝突音を生じさせるクリック板（例えば図６Ａ及びＢのクリック板３１）と、
可動側接点（例えば図６Ａ及びＢの接触部２３１ｂ）を有し、摺動する前記クリック板に押圧されることで可動する可動接片（例えば図６Ａ及びＢの可動接片２３１）と、
固定側接点を有し、前記クリック板が前記衝突片に衝突すると同時又は略同時に、前記可動側接点を前記固定側接点で係止する固定接片（例えば図６Ａ及びＢの固定接片２３２）と、
をさらに備えることができる。

これにより、クリック板が衝突音を生じさせるタイミングと、押ボタンスイッチの開閉のタイミングとの同期を図ることができる。また、押下操作を行う者は、明確な操作感（いわゆるクリック感）を得ることができる。

また、軸支部（例えば図５Ａ及びＢの軸支部１３ａ）と長溝とを有し、前記ボタンに対する押下操作に連動して摺動するプランジャ（例えば図５Ａ及びＢのプランジャ１３）と、
第１端部（例えば図５Ａ及びＢの端部２２ａ）と第２端部とを有し、前記第１端部が前記プランジャの前記軸支部に回動自在に軸支され、前記第２端部が前記プランジャの前記長溝に回動自在かつ摺動自在に係合されたネジリコイルバネ（例えば図５Ａ及びＢのネジリコイルバネ２２）と、
をさらに備え、
前記第１端部は、前記プランジャの摺動とともに移動して、前記ネジリコイルバネに弾性エネルギーを蓄積させ、
前記第２端部は、前記ネジリコイルバネが弾性変形すると同時に解放された前記弾性エネルギーを用いて前記長溝内を下方に摺動して、前記長溝の下端部に衝突することで衝突音を生じさせることができる。

これにより、押下操作に合わせてネジリコイルバネが衝突音を生じさせるので、押下操作を行う者は、明確な操作感（いわゆるクリック感）を得ることができる。

また、前記ボタン（例えば図６Ａ及びＢのボタン１１）は、天面側が凹部を有する形状、前記外部ディスプレイ側が非球面形状とすることができる。

これにより、ボタンの天面側が凹部を有する形状であるため、押下操作を容易にすることができる。また、ボタンの外部ディスプレイ側が非球面形状であるため、結像面が調整されるので、好適な映像を出力することができる。

また、本発明が適用される入力装置（例えば図４の入力装置１００）は、
上述の押ボタンスイッチと、
複数の前記押ボタンスイッチの下方に配置された外部ディスプレイと、
を備える。

これにより、上述の技術的特徴を有する押ボタンスイッチが複数配列された入力装置１００を製造することができる。即ち、ディスプレイＤから出力された映像Ｖ１を鮮明に投影させることができるとともに、押下操作を行う者が明確な操作感を得ることができる、マン・マシンインターフェースを提供することができる。

１：押ボタンスイッチ、１１：ボタン、１２：拡散板、１３：プランジャ、１４：保持部材、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ：レンズ、１６：ハウジング、１７：コイルバネ、１８：接点部、１９：固定板、２０：カバー、２２：ネジリコイルバネ、２３：スイッチ素子、２４：プリント基板、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ：レンズ、２６：レンズ固定フレーム、２７：レンズフード、３０：ネジリコイルバネ、３１：クリック板、２３１：可動接片、２３１ａ：可動部、２３１ｂ：接触部、２３２：固定接片、４１：レンズユニット、１００：入力装置、Ｐ：取付パネル、Ｄ：ディスプレイ、Ｖ１：ディスプレイから出力された映像、Ｖ２：拡散板に投影された映像、Ｓ：スペース、Ｍ：ストローク、Ｌ：光線群、Ｈ：孔

Claims (8)

1. 外部ディスプレイの上方に配置され、押下操作を受け付ける透明又は略透明なボタンと、
   前記ボタンと前記外部ディスプレイとの間に配置され、前記外部ディスプレイから出力された画像を前記押下操作が行われる前の待機位置にある前記ボタンの天面に焦点を合わせて投影させる複数のレンズと、
   前記複数のレンズの夫々の位置及び向きが前記外部ディスプレイに対して固定されるように、前記複数のレンズを内蔵する保持部材と、
   を備える押ボタンスイッチ。
2. 前記複数のレンズは、凸面を有し、互いに対向するように配置された第１レンズと第２レンズとで構成されており、前記画像を前記待機位置にある前記ボタンの天面に焦点を合わせて投影させる、
   請求項１に記載の押ボタンスイッチ。
3. 前記保持部材は、前記第１レンズ及び前記第２レンズを前記押下操作する方向に離間させて固定されるように内蔵する、
   請求項２に記載の押ボタンスイッチ。
4. 前記待機位置から、前記押下操作後の前記ボタンの位置までの押下方向の距離が１．８ｍｍ以上である、
   請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の押ボタンスイッチ。
5. 前記ボタンに対する押下操作に連動するプランジャの摺動とともに弾性エネルギーを蓄積又は解放させるネジリコイルバネと、
   前記ネジリコイルバネが弾性変形すると同時に解放された前記弾性エネルギーを用いて摺動し、衝突片に衝突することで衝突音を生じさせるクリック板と、
   可動側接点を有し、摺動する前記クリック板に押圧されることで可動する可動接片と、
   固定側接点を有し、前記クリック板が前記衝突片に衝突すると同時又は略同時に、前記可動側接点を前記固定側接点で係止する固定接片と、
   をさらに備える、
   請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の押ボタンスイッチ。
6. 軸支部と長溝とを有し、前記ボタンに対する押下操作に連動して摺動するプランジャと、
   第１端部と第２端部とを有し、前記第１端部が前記プランジャの前記軸支部に回動自在に軸支され、前記第２端部が前記プランジャの前記長溝に回動自在かつ摺動自在に係合されたネジリコイルバネと、
   をさらに備え、
   前記第１端部は、前記プランジャの摺動とともに移動して、前記ネジリコイルバネに弾性エネルギーを蓄積させ、
   前記第２端部は、前記ネジリコイルバネが弾性変形すると同時に解放された前記弾性エネルギーを用いて前記長溝内を下方に摺動して、前記長溝の下端部に衝突することで衝突音を生じさせる、
   請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の押ボタンスイッチ。
7. 前記ボタンは、天面側が凹部を有する形状であり、前記外部ディスプレイ側が非球面形状である、
   請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の押ボタンスイッチ。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の押ボタンスイッチと、
   複数の前記押ボタンスイッチの下方に配置された外部ディスプレイと、
   を備える、
   入力装置。
   

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