WO2013047711A1 - 操作キー及びスイッチユニット - Google Patents

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WO2013047711A1
WO2013047711A1 PCT/JP2012/074994 JP2012074994W WO2013047711A1 WO 2013047711 A1 WO2013047711 A1 WO 2013047711A1 JP 2012074994 W JP2012074994 W JP 2012074994W WO 2013047711 A1 WO2013047711 A1 WO 2013047711A1
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image
operation key
unit
operator
see
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PCT/JP2012/074994
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French (fr)
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篠原　正幸
貴子 石川
亮志 岡▲崎▼
Original Assignee
オムロン株式会社
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/023—Light-emitting indicators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H13/14—Operating parts, e.g. push-button
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2219/00—Legends
    • H01H2219/002—Legends replaceable; adaptable
    • H01H2219/01—Liquid crystal
    • H01H2219/012—Liquid crystal programmable
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    • H01H2219/054—Optical elements
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    • H01H2221/00—Actuators
    • H01H2221/07—Actuators transparent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2233/00—Key modules

Definitions

  • the present invention relates to an operation key and a switch unit. Specifically, the present invention relates to an operation key in which display information on the back can be seen and a switch unit including the operation key.
  • FIG. 1A and 1B are a cross-sectional view and an exploded perspective view of a switch unit (a switch with a display function) described in Patent Document 1.
  • FIG. 1A and 1B are a cross-sectional view and an exploded perspective view of a switch unit (a switch with a display function) described in Patent Document 1.
  • the switch 12 can be turned on and off by pressing the operation key 13, and the liquid crystal display device 14 and the convex lens 15 are incorporated in the operation key 13.
  • the operation key 13 includes an upper lid 13a that serves as an operation surface and frame bodies 13b and 13c.
  • the liquid crystal display device 14 is incorporated in a lower frame 13c, and includes a liquid crystal display panel 16, a diffusion plate 17 disposed on the back surface thereof, and LEDs 18 disposed on the outer periphery thereof.
  • the convex lens 15 is housed in the upper frame 13 b and is placed between the liquid crystal display panel 16 and the upper lid 13 a of the operation key 13.
  • display information such as characters and designs displayed on the liquid crystal display device 14 can be recognized through the operation keys 13, and the operation can be performed by changing the display information on the liquid crystal display device 14.
  • the image of the display information displayed on the key 13 can be changed.
  • the switch unit 11 includes a convex lens 15.
  • the convex lens 15 is used to make the image appear larger, and hardly serves to raise the image of the display information on the surface of the operation key 13.
  • the distance from the liquid crystal display device 14 to the surface of the operation key 13 becomes long and the operation key 13 becomes large, so that it is difficult to reduce the thickness of the switch unit 11.
  • the switch unit 11 disclosed in Patent Document 1 when a plurality of switch units 11 are used side by side, the number of liquid crystal display devices 14 required is the same as the number of switch units 11, and the cost is high.
  • the present invention has been made in view of the technical problems as described above, and an object of the present invention is to display information near the surface of the operation key or at a shallow position from the surface of the operation key using an illusion. It is to provide an operation key that can be recognized as if there is an image and a switch unit using the operation key.
  • a first operation key is an operation key including an image see-through unit that transmits an image of display information located behind, and an inclined surface is formed on at least a part of the back surface of the image see-through unit.
  • the inclined surface is inclined so as to go to the front side of the image see-through unit as it goes from the side closer to the operator to the side farther from the operator.
  • the front surface of the image see-through unit is a surface on which an image is projected and the image is visually recognized by the operator, and is a surface that receives a pressing force or the like when operated by the operator.
  • the back surface of the image see-through unit is a surface facing the front surface of the image see-through unit.
  • the fact that the back surface (inclined surface) of the image see-through unit is directed to the front side means that the image see-through unit is approaching the front surface.
  • the operator is viewing the image fluoroscopy portion from an oblique direction, and as the inclined surface is moved from a side closer to the operator to a side farther from the operator, the image fluoroscopy unit is moved in a direction parallel to the front surface of the image fluoroscopy unit. This means that the direction from the side closer to the operator viewing from an oblique direction to the side farther from the operator. (The same applies to all of the following)
  • the height of the image of the side wall of the image see-through portion appears low to the operator.
  • the image of the display information is near the surface of the image fluoroscopy part, and it is recognized by the illusion that the display information is near the surface of the operation key.
  • An embodiment of the first operation key according to the present invention is characterized in that the inclined surface is a curved surface swelled toward the back side.
  • the fact that the inclined surface swells toward the back side means that the inclined surface swells away from the front surface of the image see-through unit (the same applies hereinafter).
  • the curved surface may be a spherical surface or a cylindrical lens-shaped curved surface having a single circular arc shape or a complex arc shape. According to such an embodiment, the image of the display information can be recognized as being closer to the surface (front surface) of the operation key.
  • cylindrical shape with a single-arc cross section refers to a curved surface having a constant radius of curvature along the bending direction, such as the outer peripheral surface of a cylinder.
  • cylindrical shape having a cross-sectional composite arc shape refers to a curved surface (part of which may include a flat surface) whose radius of curvature changes in a sectioned manner or continuously along the bending direction.
  • a leg piece for pressing the contact of the switch extends outward from the outer peripheral surface of the image see-through unit, and at least of the back surface of the image see-through unit A part of the leg piece protrudes from the back surface of the leg piece.
  • the image of the display information is recognized so as to be closer to the surface of the operation key than in the case where the back surface of the image see-through unit is retracted to the surface side from the back surface of the leg piece. Can do.
  • Still another embodiment of the first operation key according to the present invention includes an operation key body having a recess on the back surface, and a region having an inclined surface on at least a part of the back surface, the inclined surface being formed.
  • a second operation key according to the present invention is an operation key including an image see-through unit that transmits an image located behind, and at least one of outer peripheral surfaces of the image see-through unit is defined as the image see-through unit. It is characterized by being inclined so as to go inward as it goes from the back side end to the front side end.
  • the height of the image of the outer peripheral surface of the image see-through portion is from the operator. Looks low. As a result, it is felt that the image of the display information is near the surface (front surface) of the fluoroscopic part, and the display information is recognized as being near the surface of the operation key by the illusion.
  • At least the outer peripheral surface of the image fluoroscopy unit which is both side surfaces when viewed from the operator, is arranged from the rear side end of the image fluoroscopy unit to the front side. It is characterized by being inclined so as to go inward as it goes to the end. According to this embodiment, even when the operation key is viewed from the side, the height of the outer peripheral surface of the side surface appears to be small, and it is felt that the display information is near the surface of the operation key due to the illusion.
  • Another embodiment of the second operation key according to the present invention includes an outer peripheral surface located at least on the side closer to the operator and an outer peripheral surface located on the side farther from the operator, of the outer peripheral surface of the image see-through unit,
  • the inclination measured from the direction perpendicular to the image see-through unit of the inclined surface located on the side closer to the operator is inclined inwardly toward the end on the front side from the end on the back side of the image see-through unit.
  • an inclined surface is formed on at least a part of the rear surface of the image see-through unit, and the inclined surface is moved from the side closer to the operator toward the far side. It is characterized by inclining toward the front side of the image see-through part.
  • Such an inclined surface may be a curved surface in which the inclined surface swells toward the back side.
  • the image of the display information is further displayed on the surface of the operation key by a synergistic effect of the inclination of the outer peripheral surface of the image see-through unit and the inclined rear surface of the image see-through unit. Can be approached.
  • the operation key body having a recess on the back surface and an inclined surface on at least a part of the back surface are formed.
  • An optical block having a thickness that gradually decreases from one end to the other end, and the optical block has the operation key body as the inclined surface on the back surface moves from the side closer to the operator to the side farther from the operator. It may be accommodated in the recess and bonded to the operation key main body so as to be directed to the front side. According to such an embodiment, it becomes possible to share the operation key body and the optical block among the operation keys having different product numbers.
  • the switch unit according to the present invention is switched by one or a plurality of first or second operation keys according to the present invention, an image display unit arranged behind the operation keys, and operation of the operation keys. It features a switch body. According to the switch unit of the present invention, the display information can be displayed on the image display unit behind the operation keys, and the image of the display information can be displayed on the surface of each operation key. Can be produced.
  • the means for solving the above-described problems in the present invention has a feature in which the above-described constituent elements are appropriately combined, and the present invention enables many variations by combining such constituent elements. .
  • FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams for explaining how an image looks when the operation keys of the comparative example are used.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are schematic diagrams for explaining how an image looks when the operation keys of the comparative example are used.
  • FIGS. 5B are schematic diagrams for explaining how an image looks when an operation key of another comparative example is used.
  • FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams for explaining how an image looks when the operation keys according to the first embodiment of the present invention are used.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view illustrating an operation key according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view showing an operation key according to another modification of the first embodiment.
  • FIG. 8A and FIG. 8B are cross-sectional views showing operation keys of still another modified example of the first embodiment.
  • FIG. 9A is a plan view showing a switch unit according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line X2-X2 in FIG. FIGS.
  • FIGS. 10A and 10B are schematic diagrams for explaining how an image looks when the operation keys according to the second embodiment of the present invention are used.
  • 11A and 11B are cross-sectional views illustrating operation keys according to a modification of the second embodiment.
  • FIGS. 11C and 11D are cross-sectional views showing operation keys according to another modification of the second embodiment.
  • FIG. 12A shows how the image looks when the operation keys of the modification of the second embodiment are used, particularly how the image on the side wall far from the operator looks.
  • FIG. 12B shows how the image looks when the operation key of the first embodiment is used, particularly how the image on the side wall far from the operator looks.
  • FIG. 13A is a plan view of a switch unit according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13A is a plan view of a switch unit according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13B is a cross-sectional view taken along line X3-X3 of FIG.
  • FIGS. 14A and 14B are schematic diagrams for explaining how an image looks when the operation key according to the third embodiment of the present invention is used.
  • FIG. 15A shows how an image is viewed using an operation key whose side walls on both sides are vertical surfaces, and in particular, how the image on the side wall is viewed.
  • FIG. 15B is a diagram illustrating how the image looks when the operation key according to the third embodiment is used, particularly how the image of the side wall on the side surface is seen.
  • FIG. 16 is a ray diagram for explaining the behavior of light incident on an operation key whose side wall is a vertical surface.
  • FIG. 17 is a ray diagram illustrating the behavior of light incident on the operation key according to the third embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating an operation key according to a modification of the third embodiment.
  • FIG. 19A is a plan view of a switch unit according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 19B is a cross-sectional view taken along line X4-X4 of FIG.
  • FIG. 20A is a cross-sectional view taken along line Y4-Y4 of FIG.
  • FIG. 20B is another cross-sectional view along the line Y4-Y4 in FIG.
  • FIGS. 21A and 21B are cross-sectional views of a switch unit according to a modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 22A and 22B are cross-sectional views of operation keys according to another modification of the fourth embodiment.
  • 22 (C) and 22 (D) are cross-sectional views of operation keys according to still another modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 23A, FIG. 23B, and FIG. 23C are cross-sectional views of operation keys according to still another modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 24A is a cross-sectional view showing a switch unit according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 24B is an exploded sectional view of the operation key.
  • FIG. 25 is an exploded perspective view of an operation key according to the fifth embodiment.
  • 26A to 26H are cross-sectional views showing various shapes of the surface of the operation key.
  • FIG. 28A to 27H are cross-sectional views showing various shapes of the surface of the operation key.
  • FIG. 28A is a plan view of a switch unit according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 28B is a schematic sectional view of the switch unit of the sixth embodiment.
  • FIG. 29 is an exploded perspective view of the switch unit according to the sixth embodiment of the present invention.
  • Switch unit 22 Image display 23 Sheet switch 24, 41, 45, 51, 53, 54, 62, 64, 65, 72, 76, 82, 84-89, 92 Operation Key 25 Frame 26 Image see-through part 26a Back surface 28 Leg piece 29a, 30a Contact point 42 Display information 42a, 42b Image of display information 43 Side wall 43a, 43b Side wall image 52a Inclined surface 52b Inclined surface 63a Inclined surface 63b Horizontal surface 73, 74 Side wall 93 Key body 95 Optical block 96 Adhesive member
  • FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of the switch unit 21, and is a cross-sectional view taken along line X1-X1 of FIG. 2B is a cross-sectional view of the switch unit 21 and is a cross-sectional view taken along line Y1-Y1 of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the switch unit 21.
  • the frame 25 is omitted in FIG. Note that the directions of “up, down, left, and right” used in the following are merely directions in the drawing, and do not limit the posture when the switch unit is installed.
  • the switch unit 21 has a sheet switch 23 overlaid on an image display unit 22, an operation key 24 placed thereon, and a frame 25 overlaid. It is.
  • the image display unit 22 displays display information such as characters and symbols in a region facing the operation key 24.
  • the image display unit 22 is preferably an electronic display device such as a liquid crystal display (LCD) or an organic EL, but may be a simple printed matter.
  • the image display unit 22 is an electronic display device, the image can be changed electronically. Further, the image display unit 22 is separated from the operation key 24 and is only disposed behind the operation key 24. Therefore, even when the image display unit 22 is a printed material, the image is displayed by replacing the printed material. Can be changed.
  • the operation key 24 has a flange 27 extending to the lower part of the outer peripheral surface of the image see-through portion 26 having a substantially quadrangular prism shape, and leg pieces 28 projecting diagonally from the four corners. Is.
  • the operation key 24 is injection-molded with a resin such as transparent or translucent polycarbonate resin or polymethyl methacrylate (PMMA).
  • the operation key 24 is preferably formed of a transparent resin, but may be a highly transparent translucent resin or a lightly colored translucent resin.
  • the upper surface (key top; sometimes referred to as front surface or surface) of the image see-through portion 26 is a flat surface or a spherical surface that bulges slightly forward (upward in FIG. 2A or FIG. 2B).
  • the arrow S represents the direction of the line of sight when the person (operator) who operates the operation key 24 looks at the operation key 24.
  • a back surface 26a (also referred to as a lower surface) of the image see-through unit 26 is a curved inclined surface, and as shown in FIG. 2A, the image see-through unit is moved from the side closer to the operator toward the far side. 26 is inclined to the front side.
  • the back surface 26a (inclined surface) of the image see-through unit 26 is a curved surface having a cylindrical lens shape having a single cross-sectional arc shape or a cross-sectional compound arc shape, and in the ZX plane as shown in FIG. It is curved so as to swell toward the back surface, and is linear in the YZ plane as shown in FIG.
  • the back surface 26a of the image see-through unit 26 shown in FIG. 2A has a cylindrical lens shape with a compound arc of a cross section that is changed so that the radius of curvature gradually decreases from the side closer to the operator to the side farther from the operator.
  • the radius of curvature may be changed piecewise.
  • the back surface 26a is divided into a region close to the operator and a region far from the operator.
  • the region close to the operator has a constant and relatively large curvature, and the region far from the operator has a constant and relatively small radius of curvature. You may make it have.
  • the back surface 26a of the image see-through portion 26a may be a circular arc surface having a constant distance ratio radius (cylindrical lens shape having a single circular arc cross section).
  • the Z axis is defined in a direction perpendicular to the front surface of the operation key 24
  • the X axis is defined in a direction perpendicular to the Z axis in a plane including the direction of the operator's line of sight and the Z axis
  • Z A Y axis is defined in a direction perpendicular to the axis and the X axis.
  • the frame 25 is a molded product of hard plastic, and has an opening 31 through which the image see-through portion 26 is inserted.
  • the operation key 24 is slidably inserted through the image see-through portion 26 from below into the opening 31 of the frame 25, and the edge of the opening 31 is positioned on the flange 27 so that it does not come out upward. .
  • the sheet switch 23 is obtained by superposing the upper substrate 29 and the lower substrate 30.
  • the upper substrate 29 and the lower substrate 30 are provided with contact points 29a and 30a on the opposing surfaces just below the leg pieces 28 of the operation key 24, respectively.
  • wirings (not shown) that are electrically connected to the contacts 29a and 30a are formed on the upper substrate 29 and the lower substrate 30, wirings (not shown) that are electrically connected to the contacts 29a and 30a are formed.
  • a protrusion 32 is provided on the lower surface of the leg piece 28 to hold the seat switch 23 and bring the contacts 29a, 30a into contact with each other.
  • the upper substrate 29 is made of a flexible and elastic material such as silicon rubber, and the upper substrate 29 is formed with uneven ribs.
  • the lower substrate 30 is formed of a printed wiring board or the like.
  • the contact 29a of the upper substrate 29 is lifted from the contact 30a by the rib of the upper substrate 29 coming into contact with the lower substrate 30, and the contacts 29a and 30a are kept in an insulated state in a normal state. Further, the operation key 24 is placed on the upper substrate 29 so that each leg piece 28 is positioned immediately above the contact points 29a and 30a.
  • the operator can display information (for example, switch type and function) through the image see-through unit 26. Can be recognized. Then, when the operator presses the key top of the operation key 24, it is pressed by the leg piece 28, the contact 29a contacts the contact 30a, the seat switch 23 is turned on, and it is detected that the operation key 24 is pressed. The When the operator releases the operation key 24, the contact 29a is separated from the contact 30a by the elastic restoring force of the upper substrate 29 and the seat switch 23 is turned off. At the same time, the operation key 24 is pushed up by the elastic return force of the upper substrate 29 to return to the original position.
  • information for example, switch type and function
  • the switch unit 21 by causing the operator to have a visual illusion (illusion), the image of the display information displayed on the image display unit 22 is raised, and the image is displayed on the surface of the operation key 24 (key Top) or close to the surface.
  • the reason for this will be described with reference to FIGS. In the following description, the image formation position is not a problem.
  • operation keys 41 of a comparative example are box-shaped operation keys having a recess on the back surface.
  • a part of the display information 42 is blocked by the side wall (outer peripheral surface) on the operator side.
  • the visible image 42 a becomes a part of the display information 42.
  • the image of the side wall 43 on the side far from the operator is an image 43a represented by a broken line. Therefore, the images seen through the operation key 41 are the images 42a and 43a in FIG. 4 (the image forming position is not a problem).
  • 5A and 5B are operation keys 45 of another comparative example, where the upper and lower surfaces of the image see-through unit 26 are parallel and the image see-through unit 26 is large between the front and back sides. It has a thickness.
  • the image 43a of the side wall 43 on the side far from the operator is slightly larger than the height of the side wall 43 as shown in FIG. Get smaller. Therefore, when it is determined that the image 43a is at the position of the image 43b in FIG. 5A, the image of the display information 42 is recognized as being at the position of the image 42b in FIG. 5A. Therefore, when such an operation key 45 is used, as shown in FIG. 5B, the position of the display information image 42b is slightly raised compared to the case where the operation key 41 of FIG. 4 is used. The effect is small.
  • FIG. 6A and 6B show a case where the operation key 24 according to the first embodiment of the present invention is used.
  • the image 43 a of the side wall 43 on the side far from the operator is increased by the lens action of the image see-through unit 26. Much smaller than this. Therefore, when it is determined that the image 43a is below the upper surface of the operation key 24 as in the image 43b of FIG. 6A, the image of the display information 42 is accordingly the image 42b of FIG. 6A. It is recognized that it is in position. Therefore, when such an operation key 24 is used, the position of the image 42b is very close to the upper surface of the operation key 24 as shown in FIG. Therefore, the distance from the upper surface of the operation key 24 to the image 42b is shortened, and the feeling that the image 42b of the display information 42 visible through the operation key 24 is retracted is considerably improved.
  • the switch unit 21 since the liquid crystal display device is incorporated in the operation key, a plurality of liquid crystal display devices are required to arrange a plurality of operation keys, and the cost is high. I will.
  • the switch unit 21 according to the first embodiment of the present invention since the operation keys 24 and the image display unit 22 are separated, the image display unit 22 is shared even when a plurality of operation units are arranged. The number of image display units 22 can be used (see Embodiment 6), and the cost can be reduced.
  • the switch unit 21 of the first embodiment the distance between the upper surface of the operation key 24 and the image display unit 22 may be slightly longer. However, according to this switch unit 21, it becomes possible to make the image of the image display part 22 float on the surface of the operation key 24, and the appearance of the switch unit 21 becomes favorable.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view of the operation key 51 according to a modification of the first embodiment, and shows a cross section parallel to the ZX plane.
  • a portion near the operator of the back surface 26a of the image see-through unit 26 is a flat inclined surface 52a, and a portion far from the operator is a curved inclined surface 52b.
  • FIG. 7B is a cross-sectional view of the operation key 53 according to another modification of the first embodiment, and shows a cross section parallel to the YZ plane.
  • the back surface 26a of the image see-through unit 26 is an inclined surface curved in a spherical shape. That is, the cross section parallel to the ZX plane has the same cross section as FIG. 2A, and the cross section parallel to the YZ plane is as shown in FIG. 7B.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an operation key 54 according to still another modified example of the first embodiment.
  • FIG. 8A shows a cross section parallel to the ZX plane
  • FIG. 8B is parallel to the YZ plane.
  • a cross section is shown.
  • FIG. 9A is a plan view of the switch unit 61 according to Embodiment 2 of the present invention (the frame 25 is omitted), and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line X2-X2 of FIG. 9A. is there.
  • a part of the back surface 26a of the image see-through unit 26 provided on the operation key 62 is formed by a flat inclined surface 63a. That is, in the back surface 26a of the image see-through unit 26, an area close to the operator is formed by a flat inclined surface 63a, and the inclined surface 63a is an upper surface of the image see-through unit 26 as it goes from the side closer to the operator to the far side. It is inclined to head toward. Further, in the back surface 26a of the image see-through unit 26, a region far from the operator is a flat horizontal surface 63b.
  • FIG. 11A and 11B are cross-sectional views showing an operation key 64 according to a modification of the second embodiment.
  • FIG. 11A shows a cross section parallel to the ZX plane
  • FIG. ) Shows a cross section parallel to the YZ plane.
  • this operation key 64 almost the entire back surface 26a of the image see-through unit 26 is formed by a flat inclined surface 63a.
  • FIG. 11C and 11D are cross-sectional views showing an operation key 65 of another modification of the second embodiment, and FIG. 11C shows a cross section parallel to the ZX plane, and FIG. D) shows a cross section parallel to the YZ plane.
  • the operation key 65 a region far from the operator in the back surface 26a of the image see-through unit 26 is formed by a flat inclined surface 63a, and the inclined surface 63a is seen through from the side closer to the operator toward the far side. It inclines so that it may go to the upper surface of the part 26.
  • FIG. a region close to the operator in the back surface 26a of the image see-through unit 26 is a flat horizontal surface 63b.
  • FIGS. 12A and 12B show a comparison between the case where the operation key 64 of the modification of the second embodiment is used and the case where the operation key 24 of the first embodiment is used.
  • FIG. 12A shows a state in which display information is viewed using the image see-through unit 26 (an equivalent of a modification of the second embodiment) having a flat inclined surface 63a having an inclination angle of 10 ° with respect to the horizontal plane.
  • FIG. 12A shows a state in which display information is viewed using the image see-through unit 26 (an equivalent of a modification of the second embodiment) having a flat inclined surface 63a having an inclination angle of 10 ° with respect to the horizontal plane.
  • FIG. 12B shows a state in which the display information 42 is viewed from the operator side using the image see-through unit 26 (equivalent to the first embodiment) having a back surface 26a curved in a cylindrical lens shape.
  • any of the image see-through portions 26 has a gently curved upper surface.
  • T1 shown in FIGS. 12A and 12B indicates the upper edge of the side wall (image reflected on the side wall) far from the operator, and T2 indicates the lower edge of the side wall. Comparing FIG. 12A and FIG. 12B, the height of the apparent side wall (distance between T1 and T2) is greater when the back surface is formed in a cylindrical lens shape (FIG. 12B).
  • the first embodiment is more effective than the second embodiment in terms of the effect of raising the image.
  • the image may be slightly distorted as compared with the case where the back surface 26a is a flat inclined surface.
  • FIG. 13A is a plan view of the switch unit 71 according to Embodiment 3 of the present invention (the frame 25 is omitted), and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line X3-X3 of FIG. It is.
  • the cross section of the switch unit 71 in the direction orthogonal to the X3-X3 line cross section is the same as the cross section along the X3-X3 line.
  • the switch unit 71 of the third embodiment also has the same structure as that of the first embodiment with respect to the structure of parts other than the operation keys 72.
  • the operation key 72 is obtained by extending the flange 27 to the lower part of the outer peripheral surface of the image see-through portion 26 having a substantially quadrangular pyramid shape, and projecting the leg pieces 28 diagonally from the four corners.
  • the operation key 72 is formed of a transparent or translucent resin.
  • the operation key 72 is preferably formed of a transparent resin, but it may be a highly transparent translucent resin or a lightly colored translucent resin.
  • the upper surface (key top) of the image see-through portion 26 is a flat surface or a spherical surface that bulges slightly forward.
  • the lower surface (back surface 26a) of the image see-through unit 26 is a plane parallel to the upper surface.
  • the outer peripheral surface (side wall) of the image see-through unit 26 is inclined so as to go inward as it goes from the lower surface (end on the back side) to the upper surface (end on the front side) of the image see-through unit 26.
  • the inclination of the side wall 73 on the side closer to the operator is P and the inclination of the side wall 43 on the side far from the operator is Q, P ⁇ Q
  • the inclinations P and Q may be determined so that
  • the inclination P of the side wall 73 close to the operator is preferably about 5 °
  • the inclination Q of the side wall 43 far from the operator is preferably about 15 ° to 20 °.
  • the inclination of the other side walls, that is, the side walls 74 on both sides may be equal to the inclination of the side wall 43 far from the operator.
  • the reason why the inclination of the side wall 73 closer to the operator is not made larger than the inclination of the other side walls 43 and 74 is that if the inclination of the side wall 73 closer to the operator is made too large, the side wall 73 is operated from the side wall 73. This is because more light leaks toward the person.
  • the image 42b of the display information 42 is displayed due to the effect of refraction of light by the image see-through unit 26 and the effect that the line of sight from the operator is close to the side wall 43. It looks uplifted. That is, as shown in FIG. 14A, when the operator looks at the operation key 72, as a result of the light being refracted by the image see-through unit 26, the height of the image 43a on the side wall 43 far from the operator is It becomes smaller than the height of the side wall 43. Further, if the operator has an illusion that the tilted image 43a is vertical, the image (43b) that is tangled with the vertical is felt smaller.
  • the image of the display information 42 is accordingly the image 42b of FIG. 14A. It is recognized that it is in position. Therefore, when such an operation key 72 is used, the position of the image 42b is very close to the upper surface of the operation key 41 as shown in FIG. Therefore, the distance from the upper surface of the operation key 41 to the image 42b is shortened, and the feeling that the image 42b of the display information 42 visible through the operation key 72 is retracted is considerably improved.
  • FIGS. 15A and 15B both show a state in which the side wall 74 on the side surface is visible.
  • FIG. 15A shows the case where the side wall 74 is a vertical surface (the inclination of the side wall 74 is 0 °), and FIG.
  • FIG. 15B shows the case where the inclination of the side wall 74 is 10 °.
  • the height of the side wall 74 appears to be small, and the image 42a of the display information 42 is displayed by the operation key. It feels like it stands on the surface of 72.
  • E1 indicates the upper edge of the image of the side wall 74
  • E2 indicates the lower edge of the image of the side wall 74.
  • a curved surface 77 having a circular arc in cross section is formed at the boundary between the upper surface of the image see-through unit 26 and the side walls 73, 43, 74 as in the operation key 76 shown in FIG. What is necessary is just to shape
  • the curvature radius of the curved surface 77 is preferably 2.5 mm or less. Particularly preferably, the radius of curvature of the curved surface 77 may be about 0.5 mm.
  • the position of the display information displayed on the image display unit 22 may be adjusted. .
  • FIG. 19A is a plan view of the switch unit 81 according to Embodiment 4 of the present invention (the frame 25 is omitted), and FIG. 19B is a cross-sectional view taken along the line X4-X4 of FIG. FIG. 20A or 20B shows a cross section taken along line Y4-Y4 of FIG.
  • the side wall of the image see-through unit 26 is inclined, and the back surface 26a of the image see-through unit 26 is an inclined surface. That is, the outer peripheral surface (side wall) of the image see-through unit 26 is inclined so as to go inward as it goes from the lower surface to the upper surface of the image see-through unit 26.
  • the inclination of the side wall 73 closer to the operator is equal to the inclination of the other side walls 43, 74 or smaller than the inclination of the other side walls 43, 74.
  • the back surface 26a of the image see-through unit 26 is a curved inclined surface, and is inclined so as to go to the front side of the image see-through unit 26 from the side closer to the operator toward the far side.
  • the back surface 26a may be curved in a cylindrical shape or may be curved in a spherical shape.
  • the cross section along the line Y4-Y4 in FIG. 19A is as shown in FIG.
  • the cross section along the line Y4-Y4 in FIG. 19A is as shown in FIG.
  • the side wall 43 of the image see-through unit 26 is inclined, the display information image is lifted up to the upper surface of the image see-through unit 26.
  • light that is emitted from the surface of the image display unit 22 and incident on the side wall 43 on the side farther from the operator is easily transmitted through the side wall 43 as indicated by an arrow in FIG.
  • the amount of light that is totally reflected and emitted in the direction in which the operator is present is reduced.
  • the switch unit 81 As a result, it becomes difficult for the operator to recognize the position of the side wall 43 as a result of the image being hardly reflected on the side wall 43, and the image of the display information displayed on the image display unit 22 is felt as being on the surface of the image see-through unit 26. It becomes like this.
  • the image 42b of the display information 42 appears to be located at a position very close to the upper surface of the image see-through unit 26, and the appearance of the switch unit 81 becomes extremely good. .
  • the operation keys 85 shown in FIGS. 22A and 22B are formed by tilting the outer peripheral surface of the image see-through unit 26 in a trapezoidal shape and the back surface 26a of the image see-through unit 26 with a curved inclined surface, The back surface 26 a is projected downward from the lower surface of the leg piece 28.
  • the operation keys 86 shown in FIGS. 22C and 22D tilt the outer peripheral surface of the image see-through unit 26 in a trapezoidal shape, and form the back surface 26a of the image see-through unit 26 with a flat inclined surface. 26 a is projected downward from the lower surface of the leg piece 28.
  • the image see-through unit 26 when the back surface 26a of the image see-through unit 26 is protruded downward from the lower surface of the leg piece 28, the image is displayed as compared with the case where the back surface 26a is retracted upward from the lower surface of the leg piece 28.
  • the effect of floating up to near the surface of the image see-through portion 26 becomes higher.
  • the image when the back surface 26 a is curved like the operation key 85, the image may be slightly distorted as compared with a case where a flat inclined surface like the operation key 86 is provided.
  • the operation key 87 shown in FIG. 23A is formed by tilting the outer peripheral surface of the image see-through unit 26 in a trapezoidal shape, and the back surface 26a is formed by a curved inclined surface.
  • the rear surface 26 a is protruded downward from the lower surface of 28, and the rear surface 26 a is retracted deeply to the vicinity of the upper surface of the image see-through unit 26 on the side far from the operator.
  • the gradient of the back surface 26a becomes steep near the side wall 43, the image extends in the X-axis direction.
  • the operation key 89 shown in FIG. 23C tilts the outer peripheral surface of the image see-through unit 26 in a trapezoidal shape, forms the back surface 26a with a flat inclined surface, and closes the back surface 26a to the leg piece 28 on the side close to the operator.
  • the lower surface 26a is protruded downward from the lower surface, and the back surface 26a is retracted upward from the lower surface of the leg piece 28 on the side far from the operator.
  • the operation key 89 shown in FIG. 23C tilts the outer peripheral surface of the image see-through unit 26 in a trapezoidal shape, forms the back surface 26a with a flat inclined surface, and closes the back surface 26a to the leg piece 28 on the side close to the operator.
  • the rear surface 26 a is protruded downward from the lower surface, and the rear surface 26 a is retracted deeply to the vicinity of the upper surface of the image see-through unit 26 on the side far from the operator.
  • the image see-through unit is integrated with the operation key, but a member that becomes the image see-through unit may be formed separately. That is, as shown in FIGS. 24B and 25, the operation key 92 is divided into a key body 93 and an optical block 95.
  • the key body 93 has a recess 94 for accommodating the optical block 95, and a flange 27 and leg pieces 28 are provided around the recess 94.
  • the optical block 95 has an inclined surface on at least a part of the back surface 95a, and the thickness gradually decreases from one end to the other end in the region where the inclined surface is formed. As shown in the switch unit 91 in FIG.
  • the optical block 95 is housed in the concave portion 94 of the key body 93 and uses an adhesive member 96 such as a transparent adhesive, a transparent double-sided adhesive tape, and a transparent optical oil. And bonded to the top surface of the recess 94.
  • the image see-through unit 26 is mainly constituted by the optical block 95.
  • operation key 92 is divided into the key body 93 and the optical block 95 in this way, it is possible to share the key body or the optical block between different types of operation keys.
  • the surface 97 (or the surface of the operation key) of the image see-through unit 26 can be formed in various shapes.
  • the surface 97 of the image see-through portion 26 is formed as a flat horizontal surface as in the previous embodiments.
  • the surface 97 of the image see-through unit 26 may be a spherical surface that bulges upward.
  • FIG. 26E and FIG. 26F show a spherical surface in which the surface 97 of the image see-through unit 26 is depressed downward.
  • the surface 97 of the image see-through portion 26 is curved so as to swell upward in the YZ plane, and is formed into a cylindrical lens shape extending linearly in the X-axis direction.
  • the surface 97 of the image see-through portion 26 is curved so as to swell upward in the ZX plane, and is a cylindrical lens shape extending linearly in the Y-axis direction.
  • the surface 97 of the image see-through portion 26 is curved so as to be recessed downward in the ZX plane, and is formed into a cylindrical lens shape extending linearly in the Y-axis direction. It may be formed. Further, in the image see-through portion 26 shown in FIGS. 27G and 27H, the surface 97 has a spherical shape bulging upward inside, and its outer peripheral portion is high.
  • the switch unit of the present invention can be used as a switch panel for various game machines, industrial equipment, consumer equipment, and the like.
  • FIG. 28A shows a switch unit 101 used in a slot machine, which includes an operation key 102 for inputting the number of bets and the like, and an operation key 103 (spin button) for rotating and stopping a reel. ) Etc.
  • FIG. 29 is an exploded perspective view of the switch unit 101.
  • the switch unit 101 includes a cover 104, a frame 105, operation keys 102 and 103, a rubber (elastic member) 107 serving as an upper substrate (29) of the sheet switch, and a lower substrate (30 of the sheet switch). ), A display unit case 109 for protecting the image display unit 106, an image display unit 106 such as a liquid crystal display device, and a base 110.
  • the cover 104 and the frame 105 have openings 113 corresponding to the number of the operation keys 102 and 103, respectively, in accordance with the positions of the operation keys 102 and 103 so that the operation keys 102 and 103 come out above the cover 104 and the frame 105, respectively. , 114.
  • the PCB board 108, the rubber 107, and the operation keys 102 and 103 are overlaid on the display unit case 109, and the frame 105 is placed on the PCB substrate 108, the rubber 107, and the operation unit case. 109 is coupled by screws 111.
  • the cover 104 is overlaid on the frame 105, and the cover 104 is fastened to the frame 105 with screws 112.
  • the image display unit 106 is placed on the base 110, the image display unit 106 is placed on the lower surface of the display unit case 109, and the base 110 is attached to the frame 105.
  • the contact 29a is provided on the lower surface of the rubber 107 so as to face the leg pieces of the operation keys 102 and 103, and the contact 30a is provided on the upper surface of the PCB substrate 108 so as to face the contact 29a.
  • the rubber 107 is elastically deformed to press the contact 29a, and the contact 29a contacts the contact 30a of the PCB substrate 108.
  • switch unit 101 since a plurality of operation keys 102 and 103 are arranged on a common image display unit 106, the number of used image display units 106 can be reduced, and the cost of the switch unit 101 can be reduced. it can. Further, the thickness of the switch unit 101 can be reduced and the switch unit 101 can be downsized.
  • the operation key 103 for the spin button is elongated in a rectangular shape, but this operation key 103 has the same structure as each operation key described in the first to fifth embodiments. That is, the back surface of the image see-through unit is inclined, or the outer peripheral surface of the operation key is inclined.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
  • Input From Keyboards Or The Like (AREA)

Abstract

操作キー２４は、画像透視部２６とスイッチの接点を押すための脚片２８を有する。操作キー２４の背後に画像表示部２２が位置し、画像表示部２２に表示された表示情報の画像は画像透視部２６を透過して操作キー２４の前面に映し出される。操作キー２４に設けられた画像透視部２６の背面２６ａの少なくとも一部に傾斜面を形成し、画像透視部２６の前面に平行な方向において画像透視部２６を斜め方向から見る操作者に近い側の端から遠い側へ向かうに従って画像透視部２６の前面側へ向かうように前記傾斜面を傾斜させている。

Description

操作キー及びスイッチユニット
　本発明は操作キー及びスイッチユニットに関し、具体的には、背後の表示情報が透けて見えるようになった操作キーと、当該操作キーを備えたスイッチユニットに関する。
　操作キーの上面に文字や図柄等の情報を表示可能としたスイッチユニットが用いられている。このようなスイッチユニットとしては、特許文献１に開示されたものがある。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、特許文献１に記載されたスイッチユニット（表示機能付きスイッチ）の断面図及び分解斜視図である。
　図１に示すスイッチユニット１１では、操作キー１３を押さえることによってスイッチ１２をオンオフ操作でき、操作キー１３内に液晶表示装置１４と凸レンズ１５が組み込まれている。操作キー１３は、操作面となる上蓋１３ａと枠体１３ｂ、１３ｃによって構成されている。液晶表示装置１４は下部の枠体１３ｃに組み込まれており、液晶表示パネル１６、その裏面に配置された拡散板１７、その外周部に配置されたＬＥＤ１８からなる。また、凸レンズ１５は上部の枠体１３ｂ内に納められており、液晶表示パネル１６と操作キー１３の上蓋１３ａの間に置かれている。
　このようなスイッチユニット１１では、液晶表示装置１４に表わされた文字や図柄などの表示情報を操作キー１３を通して認識させることができ、しかも、液晶表示装置１４の表示情報を変化させることで操作キー１３に映る表示情報の画像を変化させることができる。
　しかし、このスイッチユニット１１では、操作キー１３の表面から表示情報の画像までの距離が長く、操作キー１３から見て奥の方に画像が引っ込んで見える。このようなスイッチユニットの目的からすれば、操作キーの表面に画像が表示されているように見せたいが、従来のスイッチユニットでは、操作キーの表面から引っ込んだ位置に画像が見える。
　スイッチユニット１１は、凸レンズ１５を備えている。しかし、この凸レンズ１５は画像を大きく見せるためのものであって、表示情報の画像を操作キー１３の表面に浮き上がらせるためにはほとんど役だっていない。
　また、特許文献１に開示されたスイッチユニット１１では、液晶表示装置１４から操作キー１３の表面までの距離が長くなり、操作キー１３が大きくなるためにスイッチユニット１１の薄型化が困難である。
　さらに、特許文献１に開示されたスイッチユニット１１では、複数のスイッチユニット１１を並べて用いる場合、液晶表示装置１４がスイッチユニット１１の数だけ必要になり、コストが高くつく。
特開２００３－７７３５７号公報
　本発明は、上記のような技術的課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、錯覚を利用して操作キーの表面近く、あるいは操作キーの表面から浅い位置に表示情報の画像があるように認識させることのできる操作キーと、当該操作キーを用いたスイッチユニットを提供することにある。
　本発明に係る第１の操作キーは、背後に位置する表示情報の画像を透過させる画像透視部を備えた操作キーであって、前記画像透視部の背面の少なくとも一部に傾斜面を形成し、前記傾斜面を操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って前記画像透視部の前面側へ向かうように傾斜させたことを特徴としている。ここで、画像透視部の前面とは、画像を投影され操作者により画像が視認される面であり、また、操作者による操作時に押圧力などを受ける側の面である。また、画像透視部の背面とは、前記画像透視部の前面と対向する面である。さらに、画像透視部の背面（傾斜面）が前面側へ向かうとは、画像透視部の前面に近づくことをいう。また、操作者は画像透視部を斜め方向から見ており、前記傾斜面を操作者に近い側から遠い側へ向かうに従ってとは、前記画像透視部の前面に平行な方向において前記画像透視部を斜め方向から見る操作者に近い側から遠い側へ向かうに従ってという意味である。（いずれも以下同様）
　本発明に係る第１の操作キーにあっては、画像透視部の背面が傾斜しているので、操作者からは画像透視部の側壁の画像（側壁に映る画像）の高さが低く見える。その結果、表示情報の画像が画像透視部の表面近くにあるように感じられ、錯覚によって表示情報が操作キーの表面近くにあると認識される。
　本発明に係る第１の操作キーのある実施態様は、前記傾斜面が背面側へ向けて膨らんだ曲面であることを特徴としている。ここで、傾斜面が背面側へ向けて膨らむとは、傾斜面が前記画像透視部の前面から離れる方向へ膨らむことをいう（以下同様）。この曲面としては、球面であってもよく、断面単一円弧状又は断面複合円弧状のシリンドリカルレンズ形状の曲面であってもよい。かかる実施態様によれば、表示情報の画像をより一層操作キーの表面（前面）近くにあるように認識させることができる。なお、断面単一円弧状のシリンドリカル形状とは、円筒の外周面のように湾曲方向に沿った曲率半径が一定となった曲面をいう。また、断面複合円弧状のシリンドリカル形状とは、湾曲方向に沿って区分的に、あるいは連続的に曲率半径が変化する曲面（一部分が平面を含んでいてもよい。）をいう。
　本発明に係る第１の操作キーの別な実施態様は、スイッチの接点を押すための脚片を前記画像透視部の外周面から外向きに延出させ、前記画像透視部の背面のうち少なくとも一部を前記脚片の背面よりも突出させたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、画像透視部の背面を脚片の背面よりも表面側へ引っ込ませている場合と比較して、表示情報の画像をより操作キーの表面近くにあるように認識させることができる。
　本発明に係る第１の操作キーのさらに別な実施態様は、背面に凹部を備えた操作キー本体と、背面の少なくとも一部に傾斜面を有していて当該傾斜面を形成された領域において一方端部から他方端部へ向かうに従って次第に厚みが薄くなった光学ブロックとを備え、前記光学ブロックは、背面の傾斜面が操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って前記操作キー本体の前面側へ向かうようにして、前記凹部内に納められて前記操作キー本体に接着されていることを特徴としている。かかる実施態様によれば、品番の異なる操作キーどうしの間で操作キー本体や光学ブロックを共用化することが可能になる。
　本発明に係る第２の操作キーは、背後に位置する画像を透過させる画像透視部を備えた操作キーであって、前記画像透視部の外周面のうち少なくとも１つの面を、前記画像透視部の背面側の端から前面側の端へ向かうに従って内側へ向かうように傾斜させたことを特徴としている。
　本発明に係る第２の操作キーにあっては、画像透視部の外周面を傾斜させているので、操作者からは画像透視部の外周面の画像（外周面に映る画像）の高さが低く見える。その結果、表示情報の画像が画像透視部の表面（前面）近くにあるように感じられ、錯覚によって表示情報が操作キーの表面近くにあると認識される。
　本発明に係る第２の操作キーのある実施態様は、前記画像透視部の外周面のうち少なくとも操作者から見て両側面となる外周面を、前記画像透視部の背面側の端から前面側の端へ向かうに従って内側へ向かうように傾斜させたことを特徴としている。かかる実施態様によれば、操作キーを横から見た場合にも、側面の外周面の高さが小さく見え、錯覚によって表示情報が操作キーの表面近くにあるように感じられる。
　本発明に係る第２の操作キーの別な実施態様は、前記画像透視部の外周面のうち少なくとも操作者に近い側に位置する外周面と操作者から遠い側に位置する外周面とを、前記画像透視部の背面側の端から前面側の端へ向かうに従って内側へ向かうように傾斜させ、操作者に近い側に位置する前記傾斜面の、前記画像透視部に垂直な方向から測った傾斜角をＰとし、操作者から遠い側に位置する前記傾斜面の、前記画像透視部に垂直な方向から測った傾斜角をＱとするとき、
　　　Ｐ≦Ｑ
を満たすことを特徴としている。かかる実施態様によれば、操作者から遠い側に位置する外周面の高さが小さく見える。一方、操作者に近い側に位置する外周面の傾きは比較的小さくなっているので、表示情報から出た光が操作者に近い側の外周面を透過して操作者の目に入りにくくなる。その結果、錯覚によって表示情報が操作キーの表面近くにあるように感じられる。
　本発明に係る第２の操作キーのさらに別な実施態様は、前記画像透視部の背面の少なくとも一部に傾斜面を形成し、前記傾斜面を操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って前記画像透視部の前面側へ向かうように傾斜させたことを特徴としている。このような傾斜面としては、前記傾斜面が背面側へ向けて膨らんだ曲面であってもよい。かかる実施態様によれば、画像透視部の外周面が傾いていることと、画像透視部の背面が傾斜面となっていることとの相乗効果により、より一層表示情報の画像を操作キーの表面に近づけることができる。
　また、本発明に係る第２の操作キーのさらに別な実施態様においては、背面に凹部を備えた操作キー本体と、背面の少なくとも一部に傾斜面を有していて当該傾斜面を形成された領域において一方端部から他方端部へ向かうに従って次第に厚みが薄くなった光学ブロックとを備え、前記光学ブロックは、背面の傾斜面が操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って前記操作キー本体の前面側へ向かうようにして、前記凹部内に納められて前記操作キー本体に接着されていてもよい。かかる実施態様によれば、品番の異なる操作キーどうしの間で操作キー本体や光学ブロックを共用化することが可能になる。
　本発明に係るスイッチユニットは、本発明に係る１個又は複数個の第１又は第２の操作キーと、前記操作キーの背後に配置された画像表示部と、前記操作キーの操作によって切り換えられるスイッチ本体とを備えたことを特徴としている。本発明のスイッチユニットによれば、操作キーの背後の画像表示部に表示情報を表示させ、各操作キーの表面に表示情報の画像を映し出すことができるので、見栄えと使用感の良好なスイッチユニットを作製することができる。
　なお、本発明における前記課題を解決するための手段は、以上説明した構成要素を適宜組み合せた特徴を有するものであり、本発明はかかる構成要素の組合せによる多くのバリエーションを可能とするものである。
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は、特許文献１に記載されたスイッチユニット（表示機能付きスイッチ）の断面図及びその一部の分解斜視図である。 図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、本発明の実施形態１に係るスイッチユニットの断面図であって、図２（Ａ）は図３のＸ１－Ｘ１線に沿った断面図、図２（Ｂ）は図３のＹ１－Ｙ１に沿った断面図である。 図３は、本発明の実施形態１に係るスイッチユニットの平面図である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、比較例の操作キーを用いた場合の画像の見え方を説明する概略図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、別な比較例の操作キーを用いた場合の画像の見え方を説明する概略図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、本発明の実施形態１の操作キーを用いた場合の画像の見え方を説明する概略図である。 図７（Ａ）は、実施形態１の一変形例による操作キーを示す断面図である。図７（Ｂ）は、実施形態１の別な変形例による操作キーを示す断面図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、実施形態１のさらに別な変形例の操作キーを示す断面図である。 図９（Ａ）は、本発明の実施形態２によるスイッチユニットを示す平面図である。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＸ２－Ｘ２断面図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、本発明の実施形態２の操作キーを用いた場合の画像の見え方を説明する概略図である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、実施形態２の一変形例による操作キーを示す断面図である。図１１（Ｃ）及び図１１（Ｄ）は、実施形態２の別な変形例による操作キーを示す断面図である。 図１２（Ａ）は、実施形態２の変形例の操作キーを用いた場合の画像の見え方、特に操作者から遠い側の側壁の画像の見え方を示す。図１２（Ｂ）は、実施形態１の操作キーを用いた場合の画像の見え方、特に操作者から遠い側の側壁の画像の見え方を示す。 図１３（Ａ）は、本発明の実施形態３によるスイッチユニットの平面図である。図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＸ３－Ｘ３線断面図である。 図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、本発明の実施形態３の操作キーを用いた場合の画像の見え方を説明する概略図である。 図１５（Ａ）は、両側面の側壁が垂直面である操作キーを用いた場合の画像の見え方、特に側面の側壁の画像の見え方を示す。図１５（Ｂ）は、実施形態３の操作キーを用いた場合の画像の見え方、特に側面の側壁の画像の見え方を示す図である。 図１６は、側壁が垂直面である操作キーに入射した光の挙動を説明する光線図である。 図１７は、実施形態３の操作キーに入射した光の挙動を説明する光線図である。 図１８は、実施形態３の変形例の操作キーを示す断面図である。 図１９（Ａ）は、本発明の実施形態４によるスイッチユニットの平面図である。図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）のＸ４－Ｘ４線断面図である。 図２０（Ａ）は、図１９（Ａ）のＹ４－Ｙ４線に沿った断面図である。図２０（Ｂ）は、図１９（Ａ）のＹ４－Ｙ４線に沿った別な断面図である。 図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）は、実施形態４の変形例によるスイッチユニットの断面図である。 図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）は、実施形態４の別な変形例による操作キーの断面図である。　図２２（Ｃ）及び図２２（Ｄ）は、実施形態４のさらに別な変形例による操作キーの断面図である。 図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）及び図２３（Ｃ）は、それぞれ実施形態４のさらに別な変形例による操作キーの断面図である。 図２４（Ａ）は、本発明の実施形態５によるスイッチユニットを示す断面図である。図２４（Ｂ）は、その操作キーの分解断面図である。 図２５は、実施形態５の操作キーの分解斜視図である。 図２６（Ａ）－図２６（Ｈ）は、それぞれ操作キーの表面の種々の形状を表した断面図である。 図２７（Ａ）－図２７（Ｈ）は、それぞれ操作キーの表面の種々の形状を表した断面図である。 図２８（Ａ）は、本発明の実施形態６によるスイッチユニットの平面図である。図２８（Ｂ）は実施形態６のスイッチユニットの概略断面図である。 図２９は、本発明の実施形態６によるスイッチユニットの分解斜視図である。
　２１、６１、７１、８１、８３、９１　　　スイッチユニット
　２２　　　画像表示部
　２３　　　シートスイッチ
　２４、４１、４５、５１、５３、５４、６２、６４、６５、７２、７６、８２、８４－８９、９２　　　操作キー
　２５　　　フレーム
　２６　　　画像透視部
　２６ａ　　　背面
　２８　　　脚片
　２９ａ、３０ａ　　　接点
　４２　　　表示情報
　４２ａ、４２ｂ　　　表示情報の画像
　４３　　　側壁
　４３ａ、４３ｂ　　　側壁の画像
　５２ａ　　　傾斜面
　５２ｂ　　　傾斜面
　６３ａ　　　傾斜面
　６３ｂ　　　水平面
　７３、７４　　　側壁
　９３　　　キー本体
　９５　　　光学ブロック
　９６　　　接着部材
　以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々設計変更することができる。
（実施形態１）
　以下、図２及び図３を参照して本発明の実施形態１によるスイッチユニット２１と操作キー２４の構造を説明する。図２（Ａ）はスイッチユニット２１の断面図であって、図３のＸ１－Ｘ１線断面図である。図２（Ｂ）はスイッチユニット２１の断面図であって、図３のＹ１－Ｙ１線断面図である。図３はスイッチユニット２１の平面図である。ただし、図３では、フレーム２５は省略している。なお、以下において用いる「上下左右」の方向は図面上の方向を指すものに過ぎず、スイッチユニットの設置時の姿勢を限定するものではない。
　図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、スイッチユニット２１は、画像表示部２２の上にシートスイッチ２３を重ね、その上に操作キー２４を置き、さらにフレーム２５を重ねたものである。画像表示部２２は、操作キー２４と対向する領域に文字や図柄などの表示情報を表示する。
　画像表示部２２としては、液晶表示装置（ＬＣＤ）や有機ＥＬのような電子表示デバイスが好ましいが、単なる印刷物であってもよい。画像表示部２２が電子表示デバイスである場合にはその画像は電子的に変化させることができる。また、画像表示部２２は操作キー２４とは別々になっていて、操作キー２４の背後に配置されているだけであるので、画像表示部２２が印刷物の場合にも印刷物を差し替えることによって画像を変化させることができる。
　図３に示すように、操作キー２４は、略四角柱状をした画像透視部２６の外周面下部にフランジ２７を延出し、さらにその四隅からそれぞれ対角方向へ向けて脚片２８を突出させたものである。操作キー２４は、透明又は半透明のポリカーボネイト樹脂やポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの樹脂によって射出成形されている。操作キー２４は、透明な樹脂で成形されたものが好ましいが、透明度の高い半透明樹脂でもよく、薄く着色された半透明樹脂であってもよい。
　画像透視部２６の上面（キートップ；前面や表面ということもある。）は平面又はわずかに前方（図２（Ａ）又は図２（Ｂ）における上方）へ膨らんだ球面となっている。図２（Ａ）及び図３において矢印Ｓは、操作キー２４を操作する人（操作者）が操作キー２４を見る視線の方向を表している。画像透視部２６の背面２６ａ（下面ということもある。）は、湾曲した傾斜面となっており、図２（Ａ）に示すように、操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って画像透視部２６の前面側へ向かうように傾斜している。この実施形態では、画像透視部２６の背面２６ａ（傾斜面）は断面単一円弧状又は断面複合円弧状のシリンドリカルレンズ形状をした曲面となっており、ＺＸ面内では図２（Ａ）のように背面側へ膨らむように湾曲し、ＹＺ面内では図２（Ｂ）のように直線状となっている。図２（Ａ）に示す画像透視部２６の背面２６ａでは、操作者に近い側から遠い側に向けて曲率半径が徐々に小さくなるように変化した断面複合円弧状のシリンドリカルレンズ形状となっているが、断面複合円弧状のシリンドリカルレンズ形状としては、曲率半径を区分的に変化していてもよい。たとえば、背面２６ａを操作者に近い領域と遠い領域に二分し、操作者に近い領域では、一定でかつ比較的大きな曲率を持ち、操作者から遠い領域では、一定でかつ比較的小さな曲率半径を持つようにしてもよい。また、画像透視部２６ａの背面２６ａは、距離率半径が一定の断面円弧状の面（断面単一円弧状のシリンドリカルレンズ形状）となっていてもよい。なお、本明細書においては、操作キー２４の前面に垂直な方向にＺ軸を定め、操作者の視線の方向とＺ軸を含む面内においてＺ軸に直交する方向にＸ軸を定め、Ｚ軸及びＸ軸に直交する方向にＹ軸を定める。
　フレーム２５は硬質プラスチックの成形品であって、画像透視部２６を挿通させるための開口３１を有している。操作キー２４は、画像透視部２６を下方からフレーム２５の開口３１にスライド可能に挿通されており、フランジ２７の上に開口３１の縁が位置していて上方へ抜けないように規制されている。
　シートスイッチ２３は、上基板２９と下基板３０を重ね合わせたものである。上基板２９と下基板３０は、操作キー２４の脚片２８の直下において、それぞれの対向する面に接点２９ａ、３０ａを設けられている。上基板２９と下基板３０にはそれぞれ接点２９ａ、３０ａに導通した配線（図示せず）が形成されている。また、脚片２８の下面にはシートスイッチ２３を押さえて接点２９ａ、３０ａどうしを接触させるための突起３２が設けられている。
　上基板２９はシリコンゴムなどの柔軟で弾力性を有する素材によって形成されており、上基板２９には凹凸状のリブが形成されている。下基板３０は、プリント配線基板などで形成されている。上基板２９の接点２９ａは、上基板２９のリブが下基板３０に当接することによって接点３０ａから浮かされており、通常の状態では接点２９ａ、３０ａどうしが絶縁状態に保持されている。また、操作キー２４は、各脚片２８が接点２９ａ、３０ａの直上に位置するようにして、上基板２９の上に載置されている。
　上記のようなスイッチユニット２１では、画像透視部２６が透明又は半透明の材料によって形成されているので、操作者からは画像透視部２６を通して画像表示部２２の表示情報（たとえばスイッチの種類や機能などの表示）を認識することができる。そして、操作者が操作キー２４のキートップを押さえると、脚片２８で押されて接点２９ａが接点３０ａに接触し、シートスイッチ２３がオンになり、操作キー２４を押されたことが検知される。また、操作者が操作キー２４を離すと、上基板２９の弾性復帰力によって接点２９ａが接点３０ａから離間してシートスイッチ２３がオフになる。同時に、上基板２９の弾性復帰力によって操作キー２４が押し上げられて元の位置に復帰する。
　さらに、このスイッチユニット２１によれば、操作者に視覚上の錯覚（錯視）を起こさせることによって画像表示部２２に表示された表示情報の画像を浮き上がらせ、画像が操作キー２４の表面（キートップ）又は表面近くにあるように感じさせることができる。以下、図４－図７を参照し、この理由を説明する。なお、以下の説明においては、画像の結像位置は問題としない。
　図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すものは比較例の操作キー４１であって、裏面に凹部を有する箱状の操作キーである。このような操作キー４１を通して表示情報４２を見た場合、図４（Ａ）に示すように、表示情報４２の一部が操作者側の側壁（外周面）で遮られるために操作キー４１を通して見える画像４２ａは表示情報４２の一部となる。また、操作者から遠い側の側壁４３の画像は破線で表した画像４３ａとなる。よって、操作キー４１を通して見える画像は、図４の画像４２ａ、４３ａである（結像位置は問題としていない）。
　人が物の位置を認識する場合には、視覚による距離感だけをたよりにしている訳ではなく、それ以外の補助的な情報を取り込んで合理的に判断している。図４（Ａ）の場合で言えば、側壁４３は操作キー４１の上面のすぐ下にあるので、側壁４３の画像４３ａも操作キー４１の上面のすぐ下にあると（錯覚により）判断される。すなわち、側壁４３の画像は図４（Ａ）の画像４３ｂの位置にあるものと無意識に判断される。それに伴って、表示情報４２の画像も図４（Ａ）の画像４２ｂの位置にあるものと判断される。この結果、このような操作キー４１を用いた場合には、図４（Ｂ）に表したように表示情報４２の画像４２ｂの位置は元の表示情報４２の位置とほとんど変わりがなく、画像４２ｂが操作キー４１の上面からかなり引っ込んだ位置にあるように認識される。
　図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すものは別な比較例の操作キー４５であって、画像透視部２６の上面と下面が平行となっていて画像透視部２６が表裏間で大きな厚みを有している。このような操作キー４５を通して見た場合には、光の屈折による影響で、図５（Ａ）に示すように、操作者から遠い側の側壁４３の画像４３ａは、側壁４３の高さよりも少し小さくなる。よって、この画像４３ａが図５（Ａ）の画像４３ｂの位置にあると判断された場合、それに伴って表示情報４２の画像は図５（Ａ）の画像４２ｂの位置にあると認識される。よって、このような操作キー４５を用いた場合には、図５（Ｂ）に示すように、表示情報の画像４２ｂの位置は図４の操作キー４１を用いた場合よりも少し浮き上がるが、その効果は小さい。
　図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すものは本発明の実施形態１の操作キー２４を用いた場合を示す。実施形態１の操作キー２４を通して見た場合には、図６（Ａ）に示すように、画像透視部２６のレンズ作用により、操作者から遠い側の側壁４３の画像４３ａは、側壁４３の高さよりもかなり小さくなる。よって、この画像４３ａが、図６（Ａ）の画像４３ｂのように操作キー２４の上面の下にあると判断された場合、それに伴って表示情報４２の画像は図６（Ａ）の画像４２ｂの位置にあると認識される。よって、このような操作キー２４を用いた場合には、図６（Ｂ）に示すように、画像４２ｂの位置は操作キー２４の上面にかなり近づく。従って、操作キー２４の上面から画像４２ｂまでの距離が短くなり、操作キー２４を通して見える表示情報４２の画像４２ｂの引っ込んだ感じがかなり改善される。
　特許文献１に開示されたスイッチユニットでは、操作キー内に液晶表示装置を組み込んでいるので、複数個の操作キーを配列する場合には、複数個の液晶表示装置が必要になり、コストが高くつく。これに対し、本発明の実施形態１によるスイッチユニット２１では、操作キー２４と画像表示部２２を別々にしているので、複数個の操作ユニットを配列する場合でも画像表示部２２を共用化して少ない枚数の画像表示部２２で済ませることができ（実施形態６を参照）、コストを安価にできる。その一方で、実施形態１のスイッチユニット２１では操作キー２４の上面と画像表示部２２との距離が若干長くなるおそれがある。しかし、このスイッチユニット２１によれば、画像表示部２２の画像を操作キー２４の表面に浮き上がらせることが可能になり、スイッチユニット２１の外観が良好になる。
（実施形態１の変形例）
　つぎに、本発明の実施形態１によるスイッチユニットの種々の変形例を説明する。図７（Ａ）は、実施形態１の一変形例による操作キー５１の断面図であって、ＺＸ平面と平行な断面を示す。この操作キー５１では、画像透視部２６の背面２６ａのうち、操作者に近い部分を平らな傾斜面５２ａとし、操作者から遠い部分を湾曲した傾斜面５２ｂとしている。
　図７（Ｂ）は、実施形態１の別な変形例による操作キー５３の断面図であって、ＹＺ平面と平行な断面を示す。この操作キー５３では、画像透視部２６の背面２６ａが球面状に湾曲した傾斜面となっている。すなわち、ＺＸ平面と平行な断面が図２（Ａ）と同じ断面を持ち、ＹＺ平面と平行な断面が図７（Ｂ）のようになっている。
　図８は、実施形態１のさらに別な変形例の操作キー５４の断面図であって、図８（Ａ）はＺＸ平面と平行な断面を示し、図８（Ｂ）はＹＺ平面と平行な断面を示す。この操作キー５４では、画像透視部２６の背面２６ａが脚片２８の下面（背面）よりも下に飛び出ている。このように画像透視部２６の背面２６ａを脚片２８の下面よりも下へ突出させた場合には、背面２６ａが脚片２８の下面よりも上方へ引っ込んでいる場合と比較して、画像を画像透視部２６の表面近くまで浮かび上がらせる効果がより高くなる。
（実施形態２）
　図９（Ａ）は本発明の実施形態２によるスイッチユニット６１の平面図（フレーム２５を省略している。）であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）のＸ２－Ｘ２断面図である。
　実施形態２のスイッチユニット６１では、操作キー６２に設けられた画像透視部２６の背面２６ａの一部を平らな傾斜面６３ａによって形成している。すなわち、画像透視部２６の背面２６ａのうち、操作者に近い領域は平らな傾斜面６３ａによって形成されており、傾斜面６３ａは操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って画像透視部２６の上面へ向かうように傾斜している。また、画像透視部２６の背面２６ａのうち、操作者から遠い領域は平らな水平面６３ｂとなっている。
　このようなスイッチユニット６１でも、画像透視部２６の一部が傾斜面６３ａによってプリズム状となっているので、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、画像透視部２６のプリズム作用によって画像透視部２６の操作者から遠い側の側壁４３の画像４３ｂの高さが小さくなり、表示情報４２の画像４２ｂが操作キー６２の上面近くまで浮き上がって見える。
（実施形態２の変形例）
　図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は実施形態２の一変形例の操作キー６４を示す断面図であって、図１１（Ａ）はＺＸ平面と平行な断面を示し、図１１（Ｂ）はＹＺ平面と平行な断面を示す。この操作キー６４においては、画像透視部２６の背面２６ａのほぼ全体を平らな傾斜面６３ａによって形成している。
　図１１（Ｃ）及び図１１（Ｄ）は実施形態２の別な変形例の操作キー６５を示す断面図であって、図１１（Ｃ）はＺＸ平面と平行な断面を示し、図１１（Ｄ）はＹＺ平面と平行な断面を示す。この操作キー６５においては、画像透視部２６の背面２６ａうち、操作者から遠い領域は平らな傾斜面６３ａによって形成されており、傾斜面６３ａは操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って画像透視部２６の上面へ向かうように傾斜している。また、画像透視部２６の背面２６ａのうち、操作者に近い領域は平らな水平面６３ｂとなっている。
　実施形態２の操作キー６２やその変形例の操作キー６４、６５を用いた場合にも、画像を各操作キーの上面にあるように認識させることができる。しかし、画像を浮き上がらせる効果は、実施形態１のように画像透視部２６の背面２６ａを曲面にした場合の方が顕著である。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は実施形態２の変形例の操作キー６４を用いた場合と実施形態１の操作キー２４を用いた場合とを比較して表している。図１２（Ａ）は、水平面に対する傾斜角が１０°の平らな傾斜面６３ａを有する画像透視部２６（実施形態２の変形例の相当品）を用いて表示情報を見た様子を示す。図１２（Ｂ）は、シリンドリカルレンズ状に湾曲した背面２６ａを有する画像透視部２６（実施形態１の相当品）を用いて操作者側から表示情報４２を見た様子を示す。ただし、いずれの画像透視部２６も上面が緩やかに湾曲したものを用いている。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すＴ１はいずれも操作者から遠い側の側壁（側壁に映った画像）の上端縁を示し、Ｔ２はその側壁の下端縁を示す。図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）とを比較すると、見かけの側壁の高さ（Ｔ１とＴ２との距離）は背面をシリンドリカルレンズ状に形成した場合（図１２（Ｂ））の方が小さくなっており、表示情報の画像が画像透視部２６の表面近くに映っているように見える。よって、画像を浮き上がらせるという効果の点では、実施形態２よりも実施形態１の方が効果が高い。ただし、背面２６ａを湾曲させた場合には、背面２６ａが平らな傾斜面である場合と比較して、画像が若干歪むおそれがある。
（実施形態３）
　図１３（Ａ）は本発明の実施形態３によるスイッチユニット７１の平面図（フレーム２５を省略している。）であり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＸ３－Ｘ３線断面図である。スイッチユニット７１のＸ３－Ｘ３線断面と直交する方向の断面も、Ｘ３－Ｘ３線に沿った断面と同様である。
　実施形態３のスイッチユニット７１も、操作キー７２以外の部品の構造については、実施形態１と同じ構造を有している。操作キー７２は、略四角錐台状をした画像透視部２６の外周面下部にフランジ２７を延出し、さらにその四隅からそれぞれ対角方向へ向けて脚片２８を突出させたものである。操作キー７２は、透明又は半透明の樹脂によって成形されている。操作キー７２は、透明な樹脂で成形されたものが好ましいが、透明度の高い半透明樹脂でもよく、薄く着色された半透明樹脂であってもよい。
　画像透視部２６の上面（キートップ）は平面又はわずかに前方へ膨らんだ球面となっている。画像透視部２６の下面（背面２６ａ）は上面と平行な平面となっている。画像透視部２６の外周面（側壁）はいずれも画像透視部２６の下面（背面側の端）から上面（前面側の端）へ向かうにつれて内側へ向かうように傾いている。Ｚ軸から測った各側壁の傾きについては、操作者に近い側の側壁７３の傾きをＰとし、操作者から遠い側の側壁４３の傾きをＱとしたとき、
　　　Ｐ≦Ｑ
となるように傾きＰ、Ｑを定めればよい。たとえば、操作者に近い側壁７３の傾きＰを約５°とし、操作者から遠い側壁４３の傾きＱを約１５°以上２０°以下とするのが好ましい。他の側壁、すなわち両側面の側壁７４の傾きは操作者から遠い側壁４３の傾きに等しくすればよい。操作者に近い側の側壁７３の傾きを他の側壁４３、７４の傾きよりも大きくならないようにしているのは、操作者に近い側の側壁７３の傾きをあまり大きくすると、当該側壁７３から操作者の方向へ向けて漏れる光が多くなるからである。
　スイッチユニット７１のように操作キー７２の側壁を傾けておけば、画像表示部２２に表示情報４２が表示されたとき、錯覚によってその画像が画像透視部２６の上面近くにあるように認識される。この理由を以下に説明する。
　操作者から遠い側に位置する側壁４３が傾いていると、画像透視部２６による光の屈折の効果と操作者からの視線が側壁４３と平行に近くなる効果により、表示情報４２の画像４２ｂが浮き上がって見える。すなわち、図１４（Ａ）に示すように、操作者が操作キー７２を見た場合、画像透視部２６で光が屈折する結果、操作者から遠い側の側壁４３の画像４３ａの高さは、側壁４３の高さよりも小さくなる。さらに、傾いている画像４３ａを操作者が垂直であると錯覚すると、垂直と錯角された画像（４３ｂ）はさらに小さく感じられる。この画像が、図１４（Ａ）の画像４３ｂのように操作キー７２の上面のすぐ下にあると無意識に判断された場合、それに伴って表示情報４２の画像は図１４（Ａ）の画像４２ｂの位置にあると認識される。よって、このような操作キー７２を用いた場合には、図１４（Ｂ）に示すように、画像４２ｂの位置は操作キー４１の上面にかなり近づく。従って、操作キー４１の上面から画像４２ｂまでの距離が短くなり、操作キー７２を通して見える表示情報４２の画像４２ｂの引っ込んだ感じがかなり改善される。
　操作者が右又は左に偏った位置から操作キー７２を見た場合には、左又は右側の側壁７４が見えるが、側壁７４を傾けてあると、側壁４３の場合と同じ理由から、このとき見える側壁７４の高さも小さく感じられる。その結果、このときにも表示情報４２の画像４２ｂが操作キー７２の表面近くにあるように感じられる。図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）はいずれも側面の側壁７４が見えた状態を表している。図１５（Ａ）は側壁７４が垂直面（側壁７４の傾きが０°）である場合を表し、図１５（Ｂ）は側壁７４の傾きが１０°である場合を表している。図１５（Ｂ）を図１５（Ａ）と比較して観察すれば分かるように、側壁７４を傾斜させた場合には、側壁７４の高さが小さく見え、表示情報４２の画像４２ａが操作キー７２の表面に浮き出るように感じられる。なお、Ｅ１は側壁７４の画像の上端縁を示し、Ｅ２は側壁７４の画像の下端縁を示す。
　また、図１６に示すように側壁４３が垂直である場合には、画像表示部２２の表面から出射して側壁４３の近傍で画像透視部２６内に入った光は、その大部分が側壁４３で全反射されてただちに操作者の居る方向へ出射される。そのため側壁４３に画像が映り込み、操作者から側壁４３の位置がはっきりと見え、その分画像表示部２２に表示されている表示情報の画像が画像透視部２６の表面から引っ込んだ位置にあるように感じられる。
　これに対し、側壁４３が傾いていると、図１７に示すように、画像表示部２２の表面から出射して側壁４３の近傍で画像透視部２６内に入った光は、側壁４３で反射された後、その大部分が画像透視部２６の上面と下面で全反射を繰り返して導光する。そのため、側壁４３で全反射した後、ただちに画像透視部２６から出射され、操作者の居る方向へ出射される光の量が少なくなる。こうして側壁４３に画像が映り込みにくくなる結果、操作者から側壁４３の位置が分かりにくくなり、画像表示部２２に表示されている表示情報の画像が画像透視部２６の表面にあるように感じられるようになる。この作用効果は側面の側壁７４についても同様である。なお、下面から画像透視部２６内に入射して側壁４３に向かう光の広がりを３９°くらいとすれば、側壁４３で反射された光が操作者の側へ向けて出射されにくくするためには、側壁４３の傾きは約１５°から約２０°にするのが望ましい。
（実施形態３の変形例）
　操作キーの操作感触を高めるためには、図１８に示す操作キー７６のように、画像透視部２６の上面と側壁７３、４３、７４との境界に、断面が円弧状をした湾曲面７７を成形すればよい。但し、湾曲面７７の曲率半径が２.５ｍｍよりも大きいとこの境界部分で側壁の画像が二重映りすることがあるので、湾曲面７７の曲率半径は２.５ｍｍ以下とすることが好ましい。特に好ましくは、湾曲面７７の曲率半径を０.５ｍｍ程度とすればよい。
　また、画像透視部２６の上面と側壁７３、４３、７４との境界部分における画像の二重映りを防止するためには、画像表示部２２に表示される表示情報の位置を調整してもよい。
（実施形態４）
　図１９（Ａ）は、本発明の実施形態４によるスイッチユニット８１の平面図（フレーム２５を省略している。）であり、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）のＸ４－Ｘ４線断面図である。また、図２０（Ａ）又は図２０（Ｂ）は、図１９（Ａ）のＹ４－Ｙ４線に沿った断面を表している。
　実施形態４のスイッチユニット８１では、画像透視部２６の側壁が傾いており、かつ、画像透視部２６の背面２６ａが傾斜面となっている。すなわち、画像透視部２６の外周面（側壁）はいずれも画像透視部２６の下面から上面へ向かうにつれて内側へ向かうように傾いている。操作者に近い側の側壁７３の傾きは、他の側壁４３、７４の傾きと等しいか、他の側壁４３、７４の傾きよりも小さくなっている。しかも、画像透視部２６の背面２６ａは湾曲した傾斜面となっており、操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って画像透視部２６の前面側へ向かうように傾斜している。この背面２６ａはシリンドリカル状に湾曲していてもよく、球面状に湾曲していてもよい。シリンドリカル状に湾曲している場合には、図１９（Ａ）のＹ４－Ｙ４線に沿った断面は図２０（Ａ）のようになる。球面状に湾曲している場合には、図１９（Ａ）のＹ４－Ｙ４線に沿った断面は図２０（Ｂ）のようになる。
　実施形態４のスイッチユニット８１では、実施形態１のように画像透視部２６の背面２６ａが傾斜していることによって表示情報の画像を画像透視部２６の上面まで浮き上がらせる効果と、実施形態３のように画像透視部２６の側壁４３などが傾斜していることによって表示情報の画像を画像透視部２６の上面まで浮き上がらせる効果とを併せ持つ。さらに、画像表示部２２の表面から出射して操作者から遠い側の側壁４３に入射する光は、図１９（Ｂ）に矢印で示すように側壁４３を透過しやすくなるので、そのため、側壁４３で全反射して操作者の居る方向へ出射される光の量が少なくなる。こうして側壁４３に画像が映り込みにくくなる結果、操作者から側壁４３の位置が分かりにくくなり、画像表示部２２に表示されている表示情報の画像が画像透視部２６の表面にあるように感じられるようになる。スイッチユニット８１では、このようにいくつもの作用効果が重なり合う結果、表示情報４２の画像４２ｂが画像透視部２６の上面に非常に近い位置にあるように見え、スイッチユニット８１の外観がきわめて良好になる。
（実施形態４の変形例）
　実施形態４においても、種々の変形例が可能である。たとえば、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示すスイッチユニット８３に用いられている操作キー８４では、画像透視部２６の外周面を台形状に傾かせ、画像透視部２６の背面２６ａを平らな傾斜面としている。
　また、図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）に示す操作キー８５は、画像透視部２６の外周面を台形状に傾かせ、画像透視部２６の背面２６ａを湾曲した傾斜面で形成し、当該背面２６ａを脚片２８の下面よりも下方へ突出させたものである。図２２（Ｃ）及び図２２（Ｄ）に示す操作キー８６は、画像透視部２６の外周面を台形状に傾かせ、画像透視部２６の背面２６ａを平らな傾斜面で形成し、当該背面２６ａを脚片２８の下面よりも下方へ突出させたものである。このように画像透視部２６の背面２６ａを脚片２８の下面よりも下方へ突出させた場合には、背面２６ａが脚片２８の下面よりも上方へ引っ込んでいる場合と比較して、画像を画像透視部２６の表面近くまで浮かび上がらせる効果がより高くなる。ただし、操作キー８５のように背面２６ａを湾曲させた場合には、操作キー８６のような平らな傾斜面を設けた場合に比較して、画像が若干歪むおそれがある。
　また、図２３（Ａ）に示す操作キー８７は、画像透視部２６の外周面を台形状に傾かせ、背面２６ａを湾曲した傾斜面で形成し、操作者に近い側では背面２６ａを脚片２８の下面よりも下方へ突出させ、操作者から遠い側では背面２６ａを画像透視部２６の上面近くまで深く引っ込めたものである。このような操作キー８７では、側壁４３の近くで背面２６ａの勾配が急になるので、画像がＸ軸方向に延びる。図２３（Ｂ）に示す操作キー８８は、画像透視部２６の外周面を台形状に傾かせ、背面２６ａを平らな傾斜面で形成し、操作者に近い側では背面２６ａを脚片２８の下面よりも下方へ突出させ、操作者から遠い側では背面２６ａを脚片２８の下面よりも上方へ引っ込ませたものである。図２３（Ｃ）に示す操作キー８９は、画像透視部２６の外周面を台形状に傾かせ、背面２６ａを平らな傾斜面で形成し、操作者に近い側では背面２６ａを脚片２８の下面よりも下方へ突出させ、操作者から遠い側では背面２６ａを画像透視部２６の上面近くまで深く引っ込めたものである。
（実施形態５）
　上記実施形態では、画像透視部は操作キーに一体化されていたが、画像透視部となる部材を別個に形成してもよい。すなわち、図２４（Ｂ）及び図２５に示すように、操作キー９２は、キー本体９３と光学ブロック９５に分かれている。キー本体９３は、光学ブロック９５を納めるための凹部９４を有しており、その周囲にフランジ２７や脚片２８が設けられている。光学ブロック９５は、背面９５ａの少なくとも一部に傾斜面を有していて当該傾斜面を形成された領域において一方端部から他方端部へ向かうに従って次第に厚みが薄くなっている。図２４（Ａ）のスイッチユニット９１に示すように、光学ブロック９５はキー本体９３の凹部９４に納められ、透明接着剤、透明な両面粘着テープ、透明な光学用オイルなどの接着部材９６を用いて凹部９４の天面に接着される。こうして組み立てられた操作キー９２においては、画像透視部２６は主として光学ブロック９５によって構成されている。
　このように操作キー９２をキー本体９３と光学ブロック９５に分けておけば、種類の異なる操作キーどうしの間でキー本体又は光学ブロックを共用化することが可能になる。
　なお、上記実施形態のいずれにおいても、画像透視部２６の表面９７（または操作キーの表面）は、種々の形状に形成することが可能である。図２６（Ａ）及び図２６（Ｂ）に示すものは、これまでの実施形態のように画像透視部２６の表面９７を平らな水平面にしたものである。また、図２６（Ｃ）及び図２６（Ｄ）のように画像透視部２６の表面９７を上方へ膨らんだ球面としてもよい。図２６（Ｅ）及び図２６（Ｆ）は、画像透視部２６の表面９７を下方へ窪んだ球面としたものである。図２６（Ｇ）及び図２６（Ｈ）では、画像透視部２６の表面９７を、ＹＺ面内で上方へ膨らむように湾曲し、Ｘ軸方向へ直線状に延びたシリンドリカルレンズ状に形成している。また、図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）のように、画像透視部２６の表面９７を、ＺＸ面内で上方へ膨らむように湾曲し、Ｙ軸方向へ直線状に延びたシリンドリカルレンズ状に形成してもよい。図２７（Ｃ）及び図２７（Ｄ）では、画像透視部２６の表面９７を、ＹＺ面内で下方へ窪むように湾曲し、Ｘ軸方向へ直線状に延びたシリンドリカルレンズ状に形成している。また、図２７（Ｅ）及び図２７（Ｆ）のように、画像透視部２６の表面９７を、ＺＸ面内で下方へ窪むように湾曲し、Ｙ軸方向へ直線状に延びたシリンドリカルレンズ状に形成してもよい。また、図２７（Ｇ）及び図２７（Ｈ）に示す画像透視部２６では、その表面９７は、内部で上方へ膨らんだ球面状となり、その外周部が高くなっている。
（実施形態６）
　本発明のスイッチユニットは、各種ゲーム機や産業用機器、民生機器などのスイッチパネルとして使用できる。たとえば、図２８（Ａ）に示すものはスロットマシンに用いられるスイッチユニット１０１であって、ベット数などを入力するための操作キー１０２、リールの回転および停止を行うための操作キー１０３（スピンボタン）などを備えている。
　図２９はスイッチユニット１０１の分解斜視図である。図２９に示すように、スイッチユニット１０１は上から、カバー１０４、フレーム１０５、操作キー１０２、１０３、シートスイッチの上基板（２９）となるラバー（弾性部材）１０７、シートスイッチの下基板（３０）となるＰＣＢ基板１０８、画像表示部１０６を保護するための表示部ケース１０９、液晶表示装置などの画像表示部１０６、ベース１１０の順に構成される。カバー１０４とフレーム１０５は、カバー１０４およびフレーム１０５の上側に操作キー１０２、１０３が出るように、操作キー１０２、１０３の位置に合わせて、それぞれ操作キー１０２、１０３の数と同じ数だけ開口１１３、１１４を有している。
　しかして、図２８（Ｂ）に示すように、表示部ケース１０９の上にＰＣＢ基板１０８、ラバー１０７及び操作キー１０２、１０３が重ねられ、その上にフレーム１０５を置いてフレーム１０５と表示部ケース１０９がビス１１１によって結合される。ついで、フレーム１０５の上にカバー１０４を重ね、ビス１１２によってフレーム１０５にカバー１０４を留める。最後に、画像表示部１０６をベース１１０の上に置き、画像表示部１０６を表示部ケース１０９の下面に納めてベース１１０をフレーム１０５に取り付ける。
　操作キー１０２、１０３の脚片に対向してラバー１０７の下面には接点２９ａが設けられており、当該接点２９ａと対向してＰＣＢ基板１０８の上面には接点３０ａが設けられている。そして、操作キー１０２、１０３を押すと、ラバー１０７が弾性変形して接点２９ａが押さえられ、接点２９ａがＰＣＢ基板１０８の接点３０ａに接触する。
　このようなスイッチユニット１０１では、共通の画像表示部１０６の上に複数個の操作キー１０２、１０３を配置するので、画像表示部１０６の使用枚数が少なくて済み、スイッチユニット１０１のコストを安価にできる。また、スイッチユニット１０１の厚みを薄くし、スイッチユニット１０１を小型化することができる。
　なお、スピンボタン用の操作キー１０３は長方形状に長くなっているが、この操作キー１０３も実施形態１－５などに述べた各操作キーと同様な構造を有している。すなわち、画像透視部の背面が傾斜していたり、操作キーの外周面が傾いていたりしている。

Claims (13)

  1. 　背後に位置する表示情報の画像を透過させる画像透視部を備えた操作キーであって、
    　前記画像透視部の背面の少なくとも一部に傾斜面を形成し、前記傾斜面を操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って前記画像透視部の前面側へ向かうように傾斜させたことを特徴とする操作キー。
  2. 　前記傾斜面は、背面側へ向けて膨らんだ曲面であることを特徴とする、請求項１に記載の操作キー。
  3. 　前記傾斜面は、球面によって構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の操作キー。
  4. 　前記傾斜面は、断面単一円弧状又は断面複合円弧状のシリンドリカル形状の曲面によって構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の操作キー。
  5. 　スイッチの接点を押すための脚片を前記画像透視部の外周面から外向きに延出させ、
    　前記画像透視部の背面のうち少なくとも一部を前記脚片の背面よりも突出させたことを特徴とする、請求項１に記載の操作キー。
  6. 　背面に凹部を備えた操作キー本体と、背面の少なくとも一部に傾斜面を有していて当該傾斜面を形成された領域において一方端部から他方端部へ向かうに従って次第に厚みが薄くなった光学ブロックとを備え、
    　前記光学ブロックは、背面の傾斜面が操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って前記操作キー本体の前面側へ向かうようにして、前記凹部内に納められて前記操作キー本体に接着されていることを特徴とする、請求項１に記載の操作キー。
  7. 　背後に位置する画像を透過させる画像透視部を備えた操作キーであって、
    　前記画像透視部の外周面のうち少なくとも１つの面を、前記画像透視部の背面側の端から前面側の端へ向かうに従って内側へ向かうように傾斜させたことを特徴とする操作キー。
  8. 　前記画像透視部の外周面のうち少なくとも操作者から見て両側面となる外周面を、前記画像透視部の背面側の端から前面側の端へ向かうに従って内側へ向かうように傾斜させたことを特徴とする、請求項７に記載の操作キー。
  9. 　前記画像透視部の外周面のうち少なくとも操作者に近い側に位置する外周面と操作者から遠い側に位置する外周面とを、前記画像透視部の背面側の端から前面側の端へ向かうに従って内側へ向かうように傾斜させ、
    　操作者に近い側に位置する前記傾斜面の、前記画像透視部に垂直な方向から測った傾斜角をＰとし、操作者から遠い側に位置する前記傾斜面の、前記画像透視部に垂直な方向から測った傾斜角をＱとするとき、
    　　　Ｐ≦Ｑ
    を満たすことを特徴とする、請求項７に記載の操作キー。
  10. 　前記画像透視部の背面の少なくとも一部に傾斜面を形成し、前記傾斜面を操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って前記画像透視部の前面側へ向かうように傾斜させたことを特徴とする、請求項７に記載の操作キー。
  11. 　前記傾斜面は、背面側へ向けて膨らんだ曲面であることを特徴とする、請求項１０に記載の操作キー。
  12. 　背面に凹部を備えた操作キー本体と、背面の少なくとも一部に傾斜面を有していて当該傾斜面を形成された領域において一方端部から他方端部へ向かうに従って次第に厚みが薄くなった光学ブロックとを備え、
    　前記光学ブロックは、背面の傾斜面が操作者に近い側から遠い側へ向かうに従って前記操作キー本体の前面側へ向かうようにして、前記凹部内に納められて前記操作キー本体に接着されていることを特徴とする、請求項７に記載の操作キー。
  13. 　請求項１から１２のうちいずれか１項に記載にした１個又は複数個の操作キーと、前記操作キーの背後に配置された画像表示部と、前記操作キーの操作によって切り換えられるスイッチ本体とを備えたスイッチユニット。
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