JP3970181B2 - 操作スイッチ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、ダブルストークのスイッチ、ボタン、キー等に関するものである。
【従来の技術】
近年の携帯端末では、株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ(NTT DoCoMo,Inc.)のiモードサービスに代表されるブラウザ機能、電子メール機能等が強化され、高機能なものが登場している。そのような機能の向上にともない、携帯端末には、多種多様な操作スイッチが開発され、付加されてきた。
一方、このような携帯端末では、小型軽量化への要求が強い。そのため、現状すでに実装されているもの以上の操作スイッチやキーを携帯端末にさらに追加することは困難となっている。したがって、携帯端末によっては、機能を限定して出荷されているものもある。また、操作スイッチやキーを組み合わせて操作するコンビネーションキー操作により、機能を提供する携帯端末もある。
このように、携帯端末等の小型で軽量な機器においては、操作スイッチやキーの数を増加させず、安価かつ確実に新たな機能を提供したいという要請がある。
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の技術の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、小型で軽量な機器に適合する操作スイッチを提供することにある。また、本発明は、小型で軽量な機器において、安価かつ確実に動作する操作スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
すなわち、本発明は、荷重を受けて切り替わる第1、第2および第3の押下スイッチと 、前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチに荷重を配分する第1の荷重配分部と、前記第1の荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える第1の押下部と、前記第2の押下スイッチおよび第3の押下スイッチに荷重を配分する第2の荷重配分部と、前記第2の荷重配分部を介して第2の押下スイッチと第3の押下スイッチとに非均等に荷重を加える第2の押下部とを備える操作スイッチである。
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。
《第1実施形態》
以下、本発明の第1実施形態をFIG.1からFIG.14の図面に基いて説明する。
FIG.1からFIG.3は、第1実施の形態に係る操作スイッチの構造と作動原理を示す図であり、FIG.4およびFIG.5は、この操作スイッチの回路構成例を示す図であり、FIG.6は、この操作スイッチによる制御フローを示す図であり、FIG.7からFIG.10は、この操作スイッチへの操作を検出するドライバプログラムの処理例を示す図であり、FIG.11およびFIG.12はこの操作スイッチのストローク荷重を変化させたときの操作正解率(非誤操作確率)を測定したグラフであり、FIG.13およびFIG.14はこの操作スイッチの変形例の構成図である。
<構造と作動原理>
FIG.1に、この操作スイッチの構造(待機状態)を示す。この操作スイッチは、操作対象の基板1に設置され、2ストロークの押下操作を検出する。2ストロークとは、1回の押下操作により、2段階の状態が検出されることを意味する。したがって、1回の押下操作により、第1ストロークと、これに続く第2ストロークが発生する。
ここで、基板1は、例えば、携帯端末の筐体外壁等である。ただし、基板1が、そのような筐体とは独立した操作スイッチを構成する基板であってもよい。その場合には、例えば、ねじ止め、嵌合、接着等の方法で基板1を携帯端末等の筐体や基板に固定すればよい。
この操作スイッチは、基板1に埋設された接点スイッチ5Aおよび5Bと、これらの接点スイッチ5A、5Bをカバーするドーム反転ばね2Aおよび2Bと、ドーム反転ばね2Aおよび2Bの間を橋渡しするブリッジ部品3と、ブリッジ部品3上に設けたボタン部4Aおよび4Bを有している。
接点スイッチ5Aおよび5Bは、各々、押圧されると接触する2つの接点を有している。ドーム反転ばね2Aおよび2Bは、いわゆる皿ばねであり、所定の荷重で押圧されると、ドーム部分が陥没する。この接点スイッチ5A(または5B)とドーム反転ばね2A(または2B)との組み合わせにより、所定荷重の有無により接点が開閉するスイッチが構成される。
ブリッジ部品3は、自身が受けた荷重を2つのドーム反転ばね2Aおよび2Bに配分する機能を有している。また、ボタン部4Aおよび4Bは、ユーザが操作スイッチを押下する位置を明示し、ユーザの押下操作による荷重を受ける機能を提供する。この荷重は、そのままブリッジ部品3に伝達される。
例えば、FIG.1では、ボタン部4Aは、ブリッジ部品3上で、ドーム反転ばね2Aの中心と、ドーム反転ばね2Bの中心とを結ぶ線分をa:bで内分する位置に設置されている。このため、ボタン部4Aへの荷重は、b:aの比率で、ドーム反転ばね2Aと2Bに配分される。
FIG.2およびFIG.3に、ボタン部4Aを押下したときの操作スイッチの状態を示す。以下、a<bであるとして、この操作スイッチの動作原理を説明する。
操作者がブリッジ部品3上のボタン部4Aを押下すると、上述のように2つのドーム反転ばね2Aおよび2Bには不均等に押し下げる力が働く。すなわち、押下されているボタン部4Aに近いドーム反転ばね2Aには、ドーム反転ばね2Bのb/a倍の力が作用する。
この力が所定値以上になると、ドーム反転ばね2Aは、反転する。これにより、第1ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Aがオンになる(FIG.2)。
操作者が、ボタン部4Aへの荷重をさらに強めると、反転したドーム反転ばね2Aへの荷重位置(FIG.2の(C)で示した位置)を支点としたFIG.2に向かって反時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、第2ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.3)。
このように、FIG.1からFIG.3に示した操作スイッチでは、ボタン部4Aの設置位置(ドーム反転ばね2Aの中心と2Bの中心を結ぶ線分を内分する位置)により、ドーム反転ばね2Aと2Bとへ不均衡な荷重が加わる。このため、接点スイッチ2Aと2Bとが2ストロークでオンになる。これは、ボタン部2Bが押下された場合も同様である。
なお、FIG.1(およびFIG.2、FIG.3)の操作スイッチでは、ドーム反転ばね2Aおよび2Bへの押圧部分に押圧部材3Aおよび3Bがブリッジ部品3に設けられている。この押圧部材3Aおよび3Bにより、ドーム反転ばね2Aおよび2Bの中央付近を確実に押圧することができる。ただし、このような押圧部材3Aおよび3Bがない場合でも、本実施形態の操作スイッチを機能させることはできる。
<回路構成例>
FIG.4およびFIG.5に、この操作スイッチの回路構成例を示す。FIG.4は、FIG.1からFIG.3に示した接点スイッチ5A(その接点を接点Aと呼ぶ)と、接点スイッチ5B(その接点を接点Bと呼ぶ)を独立した2系統の回路に適用し、回路を構成する例である。
また、FIG.5は、FIG.4の変形であり、アースライン1(GND)を2つの回路で共有させて回路を構成している。
<制御フロー>
FIG.6に、本実施形態の操作スイッチを使用して制御対象を制御するときの制御フロー図を示す。今、操作スイッチは、あるシステムに接続されていると仮定する。
例えば、待機状態(接点A、Bがともに開放された状態)で操作者がボタン4Aを押下すると、まず第1ストロークで接点Aがオンになる(矢印A−ON)。これにより、操作スイッチが接続されたシステムは、操作者のボタン4Aへの第1ストロークを検出し、動作A1を実行する。この第1ストロークをストロークA1と呼ぶ。
そして、接点Aがオンこの状態で、操作者がボタン4Aの押下を解除すると、待機状態に戻る(矢印A−OFF)。一方、接点Aがオンの状態で、操作者がさらにボタン4Aへの荷重を強めると、接点Aに加えて、接点Bがオンになる(矢印B−ON)。これにより、操作スイッチが接続されたシステムは、操作者のボタン4Aへの第2ストロークを検出し、動作A2を実行する。この第2ストロークをストロークA2と呼ぶ。
そして、接点A、Bがオンの状態で、操作者がボタン4Aの押下を弱めると、まず、接点Bが開放される。これにより、システムは、接点Aのみがオンの状態に戻る(矢印B−OFF)。さらに、操作者がボタン4Aの押下を弱めると、続いて、接点Aが開放される。これにより、システムは、待機状態に戻る(矢印A−OFF)。
以上、ボタン4Aの押下による操作スイッチの状態変化を説明した。ボタン4Bに対する押下による状態の変化と、操作スイッチが接続されたシステムの動作も同様である。また、ボタン4Bに対する第1および第2ストロークをストロークB1およびストロークB2と呼ぶ。
以上のように、本操作スイッチでは、必ず第1ストロークが先に検出され、続いて第2ストロークが検出される。したがって、この操作スイッチを用いてシステムを構成する場合、第1ストロークによる処理(FIG.6のA1またはB1)が第2ストロークによる処理(FIG.6のA2またはB2)より先に実行されても問題がないような機能を割り当てる必要がある。
例えば、携帯端末のスクロールキーに、この操作スイッチを採用する場合、第1ストロークとして行スクロールを割り当て、第2ストロークとしてページスクロールを割り当てればよい。
また、第1ストロークに対しては、ストロークの検出と内部状態の状態遷移(待機状態から接点Aがオンへの遷移)だけに留めておき、ボタン4A等の解除による接点の開放(図のA−ONから待機状態への矢印A−OFFによる遷移)によって、システムの動作を実行させるようにしてもよい。
<作用と効果>
FIG.7からFIG.10に、本実施形態の操作スイッチへの操作を検出するドライバプログラムの処理を示す。このドライバプログラムは、本操作スイッチを介してCPUのポートに入力される信号レベルの変化(HIとLO)を検出する。
このドライバプログラムは、まず、状態変数AとBとを0に初期化する(S1)。この状態がFIG.6の待機状態に対応する。次に、ドライバプログラムは、入力待ちの状態になる(S2)。
入力があると、ドライバプログラムは、接点スイッチ5A(接点A)がオンの入力か否かを判定する(S3)。接点スイッチ5Aがオンの入力のとき、ドライバプログラムは、状態変数Aが0か否かを判定する(S4)。状態変数Aが0でないとき、ドライバプログラムは、そのまま制御をS2に戻す。すでに、接点スイッチAのオン入力が状態変数に記録されているからである。
一方、S4の判定で、状態変数Aが0のとき、ドライバプログラムは、さらに、状態変数Bが0か否かを判定する(S5)。状態変数Bが0の場合、ドライバプログラムは、状態変数Aを1に設定する(S6)。そして、ドライバプログラムは、システムのOS(不図示)に対して、ストロークA1が検出されたことを報告する(S7)。第1ストロークで接点スイッチ5Aが短絡されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
また、S5の判定で、状態変数Bが0でないとき、ドライバプログラムは状態変数Aを1に設定する(S8)。そして、ドライバプログラムは、システムのOS(不図示)に対して、ストロークB2が検出されたことを報告する(S9)。第2ストロークで接点スイッチ5Aが短絡されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
FIG.7におけるS3の判定で、接点スイッチ5A(接点A)がオンの入力でないとき、ドライバプログラムは、接点スイッチ5A(接点A)がオフの入力か否かを判定する(FIG.8のS10)。
接点スイッチ5Aがオフの入力の場合、ドライバプログラムは、状態変数Aが0か否かを判定する(S11)。そして、状態変数Aが0のとき、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。すでに、接点スイッチ5Aの状態はオフになっているからである。
一方、S11の判定で、状態変数Aが0でないとき、ドライバプログラムは、状態変数Bが0か否かを判定する(S12)。状態変数Bが0のとき、ドライバプログラムは、状態変数Aを0に設定する(S13)。そして、ドライバプログラムは、OSにストロークA1の解除を報告する(S14)。第1ストロークで接点スイッチ5Aが開放されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
また、S12の判定で状態変数Bが0でないとき、ドライバプログラムは、状態変数Aを0に設定する(S15)。そして、ドライバプログラムは、OSにストロークB2の解除を報告する(S16)。第2ストロークで接点スイッチ5Aが開放されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
FIG.8におけるS10の判定で、接点スイッチ5A(接点A)がオフの入力でないとき、ドライバプログラムは、接点スイッチ5B(接点B)がオンの入力か否かを判定する(FIG.9のS20)。
接点スイッチ5Bがオンの入力のとき、ドライバプログラムは、状態変数Bが0か否かを判定する(S21)。状態変数Bが0でないとき、ドライバプログラムは、そのまま制御をS2に戻す。すでに、接点スイッチBのオン入力が状態変数に記録されているからである。
一方、S21の判定で、状態変数Bが0のとき、ドライバプログラムは、さらに、状態変数Aが0か否かを判定する(S22)。状態変数Aが0の場合、ドライバプログラムは、状態変数Bを1に設定する(S23)。そして、ドライバプログラムは、システムのOSに対して、ストロークB1が検出されたことを報告する(S24)。第1ストロークで接点スイッチ5Bが短絡されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
また、S22の判定で、状態変数Aが0でないとき、ドライバプログラムは状態変数Bを1に設定する(S25)。そして、ドライバプログラムは、システムのOSに対して、ストロークA2が検出されたことを報告する(S26)。第2ストロークで接点スイッチ5Bが短絡されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
FIG.9におけるS20の判定で、接点スイッチ5B(接点B)がオンの入力でないとき、ドライバプログラムは、接点スイッチ5Bがオフの入力か否かを判定する(FIG.10のS30)。
接点スイッチ5Bがオフの入力の場合、ドライバプログラムは、状態変数Bが0か否かを判定する(S31)。そして、状態変数Bが0のとき、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。すでに、接点スイッチBの状態はオフになっているからである。
一方、S31の判定で、状態変数Bが0でないとき、ドライバプログラムは、状態変数Aが0か否かを判定する(S32)。状態変数Aが0のとき、ドライバプログラムは、状態変数Bを0に設定する(S33)。そして、ドライバプログラムは、OSにストロークB1の解除を報告する(S34)。第1ストロークで接点スイッチ5Bが開放されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
また、S32の判定で状態変数Aが0でないとき、ドライバプログラムは、状態変数Bを0に設定する(S35)。そして、ドライバプログラムは、OSにストロークA2の解除を報告する(S14)。第2ストロークで接点スイッチ5Bが開放されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
<操作正解率の測定>
FIG.11およびFIG.12に、本操作スイッチを使用したシステムにおける操作者の操作正解率を測定した測定結果のグラフを示す。ここで、操作正解率とは、誤操作をしない確率(非誤操作率)をいう。
FIG.11のグラフは、6名の被験者に対し2ストロークの使い分け操作テストを実行させ、得られた正解率の平均値を示している。ここで、2ストロークの使い分け操作テストとは、所定の時間内に、第1ストロークと、第2ストロークとをテスト仕様にしたがい入力させるテストをいう。
このテスト仕様には、第1ストロークと、第2ストロークの入力の指示がランダムに繰り返されている。操作スイッチが接続されたシステムは、被験者の入力からストロークを検出し、その検出結果をテスト仕様の指定と比較した。
FIG.11の横軸の値は、第1ストロークに必要な荷重(150g)に対する第2ストロークに必要な荷重の倍率である。また、縦軸の値は、上記各荷重を設定したときの操作正解率である。
FIG.11のように、第2ストロークに必要な荷重が1.67倍程度以上になると、正解率が96%以上となり、特に、2.5倍以上で安定した値になる。ただし、第2ストロークに必要な荷重が3倍を超えると被験者はストロークに重さを感じるようになる。したがって、無制限に第2ストロークを重くすることはできない。
FIG.12は、1人の被験者に対する操作正解率テストの結果である。FIG.12のテストでは、第1ストロークに必要な荷重が100g、150、および250gと変更され、各々に対して第2ストロークの荷重を変更してテストが実行されている。
このテストでは、各第1ストロークの荷重ごとに、3〜4回の測定を実行し、正解率の平均値を算出した。FIG.12は、その平均値をプロットしたグラフである。FIG.12から、第1ストロークに必要な荷重が100gのとき、第2ストロークの荷重がその3倍程度に、また、第1ストロークに必要な荷重が150gおよび250gのとき、第2ストロークの荷重がその2.5倍程度に設定されると、正解率は100%近傍で安定する。
いずれにしても、第1ストロークに必要な荷重に対して第2ストロークを1.67倍程度以下の場合、正解率が急速に低下している。
以上述べたように、本実施形態の操作スイッチによれば、単一のボタン部4Aにより、2つのストロークを検出させることができる。また、このようなボタン部4Aと4Bとを組み合わせることにより、待機状態から4つの状態へ遷移させることができる。
また、本実施形態の操作スイッチによれば、FIG.1に示したボタン部4A(または4B)の設置位置(ドーム反転ばね2Aと2Bとを結ぶ直線を内部するa:bのの比率)を調整することにより、第1ストロークに必要な荷重と第2ストロークに必要な荷重の比率を無段階で設定できる。
また、本実施形態の操作スイッチでは、第1ストロークに必要な荷重と第2ストロークに必要な荷重の比率は、概ね、1.7以上5以下の範囲である。この範囲の比率で2つの荷重が設定された場合、正解率が100%付近で安定し、かつ、第2ストロークが極端に重くなることはない。
<変形例>
上記実施形態では、ばね部分にはドーム反転ばね2A(および2B)を使用した。しかし、本発明の実施はこのような構成には限定されない。FIG.13に、他の構成要素を使用した場合の操作スイッチの例を示す。
FIG.13において、操作スイッチ20は、ドーム反転ばね2A(および2B)と接点スイッチ5A(および5B)とに代えてラバーコンタクト接点を用いた例である。操作スイッチ20の動作原理はFIG.1からFIG.3に示した場合と同様である。ラバーコンタクトスイッチを用いても、FIG.1からFIG.3に示したドーム反転ばねを使用した場合と同様、ばねの反発力と、クリック感のある操作感覚を得ることができる。
FIG.13の操作スイッチ21は、ドーム反転ばね2A(および2B)と接点スイッチ5A(および5B)とに代えてタクトスイッチを使用した例である。タクトスイッチを用いた場合も、FIG.1からFIG.3に示したドーム反転ばねを使用した場合と同様、ばねの反発力と、クリック感のある操作感覚を得ることができる。
FIG.13に示した操作スイッチ22は、ドーム反転ばね2A(および2B)に代えて板ばねを使用し、接点を開放接点23と金属コンタクト24とで構成した例である。このように、本実施形態に係る操作スイッチは、一般的に入手しやすい部品を組みあわあせても製作することができる。
FIG.13の操作スイッチ25は、操作スイッチ22の変形であり、板ばね26をブリッジ部品3と一体化して構成している。このような構成にすることにより、部品点数を削減することができる。
上記実施形態では、操作者が操作するボタンとしては、ボタン部4Aおよび4Bの2個を設けた。しかし、本発明の実施はこのような構成には限定されない。FIG.14は、ボタン部4Aを1個有する(ボタン部4Bのない)操作スイッチの構成例である。この動作原理はFIG.1からFIG.3で説明した2つのボタン部4Aおよび4Bを有する操作スイッチで片方のボタン4A(または4B)を使用する場合と同様である。
《第2実施形態》
本発明の第2実施形態をFIG.15からFIG.17の図面に基いて説明する。FIG.15は第2実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図であり、FIG.16は、この操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図であり、FIG.17は、第2ストローク時の状態を示す図である。
上記第1実施形態では、ブリッジ部品3を介したドーム反転ばね2Aまたは2Bへの荷重が所定の比率になるように、ボタン部4A(または4B)のブリッジ部品3上での取り付け位置を設定した。すなわち、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bを結ぶ直線を所定の比率で内分する位置をボタン部4A(または4B)の取り付け位置とした。これにより、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bに加わる荷重を不均等とし、2ストロークの操作スイッチを実現した。
本実施形態では、ボタン2Aおよび2Bに代えて、所定の軸を中心に揺動するレバーを使用し、2ストロークの操作スイッチを実現する。本実施形態で、2ストロークとは、レバーに対する1回の操作(1つの回転方向への操作)において、第1のストロークと第2のストロークが含まれることを意味する。他の構成および作用は第1実施形態と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG.15に、この操作スイッチの構造を示す。FIG.15は、まだ操作がなされていない待機状態の操作スイッチを示している。上述のように、この操作スイッチは、レバー回転軸7(以下単に回転軸という)を有するレバー6をブリッジ部品3上に設けている。回転軸7は、基板1に固定されており、レバー6は、この回転軸7の回りで揺動する。
また、回転軸7をブリッジ部品3に固定してもよい。ただし、その場合に、FIG.15に示したように、レバー6の底部(以下、レバー底部6Bという)がブリッジ部品3に載置された状態で回転軸7がブリッジ部品3に固定されると、レバー6とブリッジ部品3とは、相対運動ができなくなる。
その結果、レバー6を操作するときに、レバー6およびブリッジ部品3が基板1から浮き上がりやすくなる。そのような浮き上がりを防止するため、ブリッジ部品3の両端部を基板1の方向に抑えるカバーを設ければよい。そのようなカバーとブリッジ部品3の端部との接触位置を支点にしてレバー6の回転力により、ドーム反転ばね2Aおよび2Bに不均等な荷重を加え、2段階で反転させることができる。
また、レバー6(レバー底部6B)とブリッジ部品3との間に空隙を設けて回転軸7をブリッジ部品3に固定してもよい。この場合、回転軸7に対して一方向に操作部6Aが回動操作されブリッジ底部6Bがブリッジ部品3に接触するまでの間は、レバー6とブリッジ部品3とは、いわゆる「がたつき」状態にある。この状態では、レバー6とブリッジ部品3とは相対運動可能である。さらに、ブリッジ底部6Bがブリッジ部品3に接触した後は、上記回動方向への操作においては、レバー6とブリッジ部品3とは一体としてドーム反転ばね2A、2B(および設定スイッチ5Aおよび5B)に作用する。この場合も、上記と同様、ブリッジ部品3の浮き上がりを防止するカバーを設ければ、ドーム反転ばね2Aと2Bとを2段階で反転させることができる。
また、回転軸7をレバーに固定し、不図示の軸受けを設けて、レバー6と回転軸とが一体で回動するようにしてもよい。軸受けは、基板1に固定すればよい。ただし、軸受けをブリッジ部品3に固定し、かつ、ブリッジ部品3の両端部に浮き上がりを防止するカバーを設けてもよい。
このレバーは、操作者が操作する操作部6Aと、操作部6Aと一体となって回動し、ブリッジ部品3を圧迫するレバー底部6Bとを有している。操作者がレバー6の操作部6Aを回転軸に対して回動操作すると、その回動力がブリッジ底部6Bにおいてブリッジ部品3に対する押下力に変換され、ブリッジ部品3を押下する。
この押下力が所定値以上になると、押下部(FIG.16の(b))に近いドーム反転ばね2Aが反転する。これにより、第1ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Aがオンになる(FIG.16)。
操作者が、レバー6への荷重をさらに強めると、反転したドーム反転ばね
2Aへの荷重位置(FIG.16の(C)で示した位置)を支点としたFIG.16に向かって反時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、第2ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.17)。
以上の述べたように、本実施形態の操作スイッチによれば、レバー6による回動操作に対して、2つのストロークを検出することができる。
《第3実施形態》
本発明の第3実施形態をFIG.18からFIG.20の図面に基いて説明する。FIG.18は第3実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図であり、FIG.19は、この操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図であり、FIG.20は、第2ストローク時の状態を示す図である。
上記第1実施形態では、ブリッジ部品3に設けたボタン部4Aとドーム反転ばね2Aおよび2Bにより、2ストロークの操作スイッチを実現した。すなわち、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bを結ぶ直線を所定の比率で内分する位置にボタン部4A(または4B)の取り付けた。
これにより、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bに加わる荷重を不均等とし、2ストロークの操作スイッチを実現した。ただし、この構成では、ボタン部4Aを押下し、ドーム反転ボタン2Aおよび2Bがともに反転させたとき、ボタン部4Bを押下していないにも拘わらず、ボタン部4Bがボタン4Aと同一方向に移動する(例えば、ボタン部4Aを押し下げると、これとともにボタン4Bも押し下げられる)。
本実施形態では、ボタン部4Aが押し下げられてもボタン4Bがその位置を維持したように見える操作ボタンについて説明する。他の構成および作用は第1実施形態と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG.18に、この操作スイッチの構造を示す。FIG.18は、まだ操作がなされていない待機状態の操作スイッチを示している。この操作スイッチは、ブリッジ部品3の上にさらにブリッジ部品8を重ねた構造を有している。このブリッジ部品8は、ブリッジ部品3と所定の接触面で接触している。このブリッジ部品8には、2個のボタン部4Aと4Bとが設けられている。
さらに、この操作ボタンは、開口部11Aおよび11Bを有するケース部品(以下筐体10という)でカバーされている。ボタン部4Aおよび4Bは、筐体10の開口部11Aおよび11Bにより露出されている。
FIG.19およびFIG.20に、ボタン部4Aを押下したときの操作スイッチの状態を示す。以下、この操作スイッチの動作原理を説明する。
ブリッジ部品8は、ボタン部4Bに近い端部上面の接触位置(FIG.19において(a)で示される位置)において筐体10と接触している。このため、操作者が開口部11Aから露出されたボタン部4Aを押下すると、ブリッジ部品8は、上記接触位置(a)を支点にして紙面に対して時計方向に回転する。
その結果、ブリッジ部品8からブリッジ部品3への荷重点(b)において、操作による荷重がブリッジ部品3に伝達される。荷重点(b)の荷重は、第1実施形態におけるボタン部4Aの位置と同様、ドーム反転ばね5Aおよび5Bを不均一に押圧する。そのため、操作者によるボタン部4Aの押下荷重が所定値を超えると、まず、ドーム反転ばね5Aが反転する(FIG.19)。これにより、接点スイッチ5Aがオンになる。
操作者がさらに押下荷重を強めると、ドーム反転ばね2Aの位置(c)を支点に、荷重点(b)を力点とする回転力がブリッジ部品3に加わる。そして、押下荷重が所定値を超えるとドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、接点スイッチ5Bがオンになる。
このように、ボタン4Aへの押下操作により、接点スイッチ5Aおよび5Bが2つのストロークでオンになる点において、本実施形態の操作スイッチの動作は第1形態の操作スイッチと同様である。
しかし、FIG.20に示すように、ボタン部4Aへの押下操作により、支点(a)を支点にしてブリッジ部品8が時計回りに回転しても、支点(a)に近いボタン4Bの位置は、ほぼ維持される。したがって、第1実施形態の場合と異なり、ボタン4Aが押下操作によって移動したとき、ボタン4Bが同時に移動してしまうことがない。このため、本実施形態における操作スイッチでは、操作者の操作に対して、操作されていないボタンの不自然な移動を低減できる。
《第4実施形態》
本発明の第4実施形態をFIG.21からFIG.23の図面に基いて説明する。FIG.21は第4実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図であり、FIG.22は、この操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図であり、FIG.23は、第2ストローク時の状態を示す図である。
上記第1実施形態では、ブリッジ部品3を介したドーム反転ばね2Aまたは2Bへの荷重が所定の比率になるように、ボタン部4A(または4B)のブリッジ部品3上での取り付け位置を設定した。すなわち、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bを結ぶ直線を所定の比率で内分する位置をボタン部4A(または4B)の取り付け位置とした。これにより、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bに加わる荷重を不均等とし、2ストロークの操作スイッチを実現した。
第1実施形態の操作スイッチでは、この第2ストロークにおいては、FIG.3に示したドーム反転ばね2Aへの荷重位置(FIG.2の(C)で示した位置)を支点とし、反時計回りの回転力による荷重がドーム反転ばね2Bに加えられた。
本実施形態では、この第2ストロークの回転力をブリッジ部品3の端部に設けた支点部13Aまたは13Bを支点にして発生させる。また、本実施形態では、ブリッジ部品3とドーム反転ばね2A(および2B)との間にさらにばねを設けている。
他の構成および作用は第1実施形態と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG.21に、この操作スイッチの構造を示す。FIG.21は、まだ操作がなされていない待機状態の操作スイッチを示している。上述のように、この操作スイッチは、ブリッジ部品3の両端部に支点部13Aおよび13Bを有している。
また、この操作スイッチは、ブリッジ部品3とドーム反転ばね2Aとの間にばね部品12Aを有している。同様に、この操作スイッチは、ブリッジ部品3とドーム反転ばね2Bとの間にばね部品12Bを有している。
これらのばね部品12Aおよび12Bの反発力は、ドーム反転ばね2Aおよび2Bの反発力より強い。
操作者がボタン部4Aを押下すると、第1実施形態(FIG.1からFIG.3)で述べた動作原理と同様の原理により、2つのドーム反転ばね2Aおよび2Bに不均等な荷重が加わる。そして、荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Aが反転する。これにより、接点スイッチ5Aがオンになる(FIG.22)。
操作者が、ボタン部4Aへの荷重をさらに強めると、支点部13Aの基板1への接触点(d))を支点に、紙面に向かって反時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.23)。このとき、ブリッジ部品3とドーム反転ばね2Aとの間に設けたばね部品12Aおよびブリッジ部品3とドーム反転ばね2Bとの間に設けたばね部品12Bが各々圧縮される。操作者がボタン4Bを押圧したときも、操作スイッチの作用は同様である。
以上の述べたように、本実施形態の操作スイッチによれば、支点部13A(13B)の作用により、安定して2ストロークのボタン操作を実現できる。
《第5実施形態》
本発明の第5実施形態をFIG.24およびFIG.25の図面に基いて説明する。FIG.24は第5実施形態に係る操作スイッチの構造を示す図であり、FIG.25は、FIG.24の正面図200を拡大した図である。
上記第1実施形態では、ブリッジ部品3に設けたボタン部4A、4Bとドーム反転ばね2A、2Bにより、2ストロークの操作スイッチを2組含む構成を説明した。
本実施形態では、ブリッジ部品を矩形状とし、4個のボタン部4Aから4D、4個のドーム反転ばね2Aから2D、および4個の接点スイッチ5Aから5Dを含み、4箇所の操作を検出可能な操作スイッチを説明する。操作スイッチでは、この4箇所の操作に対応して、例えば、情報機器等に4種類の指令、例えば、画面上の4方向の移動を指示できる。そのため、この操作スイッチを4方向キーと呼ぶ。
他の構成および作用は第1実施形態と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG.24に、この4方向キーの構造を示す。上述のように、この4方向キーは、基板1上の矩形領域の4頂点の位置に接点スイッチ5Aから5Dと、その接点スイッチをカバーするドーム反転ばね2Aから2Dを配置している。
また、この4方向キーは、ドーム反転ばね2Aから2Dのなす矩形領域をカバーし、ドーム反転ばね2Aから2D上に載置される矩形形状のブリッジ部品3を有している。このブリッジ部品3は、その4隅の頂点近傍で、ドーム反転ばね2Aから2Dに接触する。
このブリッジ部品の4辺近傍には、ドーム反転ばね2組のなす線分を所定の比で内分する位置にボタン部4Aから4Dが設けられている。
FIG.25は、これらの構成要素のうち、接点スイッチ5Aおよび5B、ドーム反転ばね、2Aおよび2B、ブリッジ部3、ボタン部4Bについて着目した正面図(FIG.24の正面図200を拡大したもの)である。
FIG.25に示すように、これらの構成要素の位置関係は、第1実施形態の場合と同様である。したがって、ボタン部4Bを操作したときの動作も第1実施形態の場合と同様である。
FIG.24の4方向キーは、FIG.25に示した構成要素を90度ごとに点対称で配置している。したがって、操作者は、ボタン部4Aから4Dに対する第1ストロークにより、各々接点ボタン5Aから5Dをオンにすることができる。
また、同様に、操作者は、ボタン部4A、4B、4C、または4Dに対する第2ストロークにより、各々接点ボタン5D、5A、5B、または5Cをオンにすることができる。このように、本4方向キーは、8種類の操作を検出することができる。
なお、4方向キーの中央部(FIG.24の4個の接点スイッチ2Aから2Dのなす矩形の中央部付近)に第5の接点スイッチとドーム反転ばねを設けてもよい。この第5の接点スイッチを決定キーとして使用してもよい。
《第6実施形態》
本発明の第6実施形態をFIG.26からFIG.30の図面に基いて説明する。FIG.26は第6実施形態に係る携帯端末の構成を示す図であり、FIG.27からFIG.30は本実施形態の変形例の構成を示す図である。
この携帯端末は、情報を表示する表示部30と、表示された情報を操作する押しボタン31、32と、押しボタン31および32に対するユーザの操作を検出し、表示部30の表示内容を切り替える不図示の制御部を有している。
表示部30は、制御部からの指令にしたがい、各種情報、例えば、メニュー、表、テキスト情報、ウェブページ等を表示する。表示部30は、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスパネル等である。
ボタン31および32は、上記第1実施形態、または第3実施形態から第5実施形態で説明した操作スイッチのボタン4Aおよび4Bである。上記実施形態で説明したように、ユーザは、ボタン31および32の各々に対して2ストロークの押下操作をすることができる。
不図示の制御部は、CPU、メモリ、LCDドライバ/コントローラ等からなる。これらの構成や作用は一般的に知られているので、その説明を省略する。
この携帯端末では、ボタン31が上スクロールに、また、ボタン32が下スクロールに使用される。また、ボタン31、および32において、第1ストロークが選択項目(FIG.26の画面30に示した1行に相当)の移動指令に使用される。
例えば、FIG.26の状態で、ユーザがボタン32(下スクローク)を第1ストロークまで押下し、そのまま維持すると、画面が次々に下の選択項目(行)へ移動し、下方向の行スクロールが実行される。
また、ボタン31、および32において、第2ストロークがページ送り指令に使用される。例えば、FIG.26の状態で、ユーザがボタン31(上スクローク)を第2ストロークまで押下すると、上方向のページへ移動し、さらにそのまま維持すると、画面が次々に上方向のページへ移動し、上方向のページスクロールが実行される。
このように、本実施形態の携帯端末によれば、項目スクロール(または行スクロール)とページスクロールを一つのボタンで指定することができる。このため、携帯端末において操作性を高めつつ、ボタン等の設置面積を有効に使用できる。
<変形例>
上記実施形態では、第1実施形態、または第3実施形態から第5実施形態に示した操作スイッチを携帯端末のスクロールキーとして使用する例を示した。この操作スイッチとして、第2実施形態に示したレバー6を備えるものを使用してもよい。レバー6を上下に操作するように携帯端末筐体に配置し、レバーを下に引くと下スクロールし、上に引くと上スクロールするようにすればよい。
<携帯電話への適用例>
上記実施形態では、第1実施形態から第5実施形態に示した操作スイッチを携帯端末に適用する例を示した。この操作スイッチを携帯電話に適用してもよい。
FIG.27は、FIG.26と同様のボタン31および32を有する携帯電話の例である。この携帯電話では、例えば、電話帳を検索する場合、ボタン31を上スクロールに使用する。また、ボタン32を下スクロールに使用する。
そして、ボタン31、32のいずれにおいても、第1ストロークを選択項目(氏名欄)の移動に、第2ストロークをページ送りに使用する。ただし、第2ストロークをページ送りに使用する代わりに、連続したスクロール操作、あ行、か行等の単位での単位送り、所定の単位で定義したグループ単位でのグループ送りに使用してもよい。
また、この携帯電話において、ボタン31および32をiモ−ドサービス等を利用したウェブサイトの操作に使用してもよい。そして、第1ストロークをウェブページ上のカーソル移動に、第2ストロークをページ送りやスクロールに使用すればよい。
また、この携帯電話において、ボタン31および32をその他の項目の選択に使用してもよい。そして、第1ストロークを項目の移動に、第2ストロークをページ送りに使用すればよい。
<ビデオ装置、オーディオ機器、テレビへの適用例>
上記実施形態では、第1実施形態から第5実施形態に示した操作スイッチを携帯端末に適用する例を示した。この操作スイッチをビデオ装置、オーディオ機器、テレビのリモートコントローラに適用してもよい。
FIG.28は、FIG.26と同様のボタン31および32を複数個有するリモートコントローラの例である。このリモートコントローラでは、例えば、テレビチャンネルを選択する場合、ボタン31をチャンネル番号の増加指令に使用する。また、ボタン32をチャンネル番号の減少指令に使用する。
そして、ボタン31、32のいずれにおいても、第1ストロークをチャンネル番号の変
更に、第2ストロークを複数のチャンネルを含むチャンネル一覧のページ送りに使用する。ただし、第2ストロークをページ送りに使用する代わりに、連続したチャンネルのサーチ、地上波、BS、CS、外部入力など単位での単位送り、あ行、か行等の単位での放送局名称の単位移動、番組のジャンルを区別したグループ(ジャンル)送りに使用してもよい。
また、このリモコンにおいて、ボタン31および32を音量操作に使用してもよい。例えば、上向きのボタン31の第1ストロークを音量の増加に、下向きのボタン32の第1ストロークを音量の減少に使用すればよい。また、下向きのボタン32の第2ストロークを消音(MUTE)に、上向きのボタン31の第2ストロークを消音からの復帰に使用すればよい。
また、このリモコンのボタン31および32をビデオ操作に使用してもよい。例えば、上向きのボタン31の第1ストロークを早送りに、下向きのボタン32の第1ストロークを巻き戻しに使用すればよい。また、上向きのボタン31の第2ストロークをインデックスの送りに、下向きのボタン32の第2ストロークをインデックスの戻しに使用すればよい。
また、このリモコンのボタン31および32をCD(コンパクト・ディスク)やMD(ミニ・ディスク)操作に使用してもよい。例えば、上向きのボタン31の第1ストロークを曲送りに、下向きのボタン32の第1ストロークを曲ごとの戻しに使用すればよい。また、上向きのボタン31の第2ストロークを次のディスクへの送りに、下向きのボタン32の第2ストロークを前のディスクへの戻しに使用すればよい。
また、このリモコンのボタン31および32をビデオ装置、オーディオ機器、テレビ等の各種設定操作に使用してもよい。例えば、第1ストロークを設定項目の移動に、第2ストロークをページ送りに使用すればよい。
<エアコン、照明器具への適用例>
上記実施形態では、第1実施形態から第5実施形態に示した操作スイッチを携帯端末に適用する例を示した。この操作スイッチをエアコンや照明器具に適用してもよい。その場合、エアコンや照明器具本体に組み込んでもよい、エアコンや照明器具のリモートコントローラに組み込んでもよい。
FIG.29は、FIG.26と同様のボタン31および32をエアコンのリモートコントローラに組み込む例である。このリモートコントローラでは、例えば、第1ストロークを温度の調整操作(温度の上昇と下降)に使用する。また、第2ストロークを急冷房、急暖房に使用する。第2ストロークを解除すると、通常の調整操作に復帰させればよい。
また、照明器具の操作では、例えば、第1ストロークを明るさの調整(光量の増加と減少)に使用する。また、上向きのボタン31の第2ストロークを最大光量の設定に、下向きのボタン32の第2ストロークを消灯に使用する。第2ストロークを解除すると、通常の明るさの調整に復帰させればよい。
<時計への適用例>
上記実施形態では、第1実施形態から第5実施形態に示した操作スイッチを携帯端末に適用する例を示した。この操作スイッチを時計やタイマの時刻設定に適用してもよい。
FIG.30は、FIG.26と同様のボタン31および32を時計に組み込む例ある。このリモートコントローラでは、例えば、第1ストロークを分単位の増加と減少に使用すればよい。また、第2ストロークを時単位の増加と減少に使用すればよい。
また、例えば、第1ストロークを低速の送りに、第2ストロークを高速の送りに使用してもよい。
《第7実施形態》
本発明の第7実施形態をFIG.31からFIG.37の図面に基いて説明する。FIG.31は第7実施形態に係る操作スイッチの斜視図であり、FIG.32は、この操作スイッチの待機状態を示す図であり、FIG.33は、この操作スイッチの第1ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.34は、第2ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.35は、第7実施形態の変形例における操作スイッチの待機状態を示す図であり、FIG.36は、この変形例の操作スイッチの第1ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.37は、第2ストローク押下時の状態を示す図である。
上記第2実施形態では、所定の軸を中心に揺動するレバー6を使用し、2ストロークの操作スイッチを実現する例を示した。本実施形態では、第2実施形態に示したレバー6に代えて、所定の軸を中心に揺動するシーソーキーを用いる。他の構成および作用は第1から第6実施形態の構成と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG.31に、この操作スイッチの斜視図を示す。この操作スイッチは、基板1に載置されたドーム反転ばね2Aおよび2Bと、ドーム反転ばね2Aおよび2Bの間を橋渡しするブリッジ部品3と、ブリッジ部品3上に設けたシーソーキー8を有している。本実施形態では、ブリッジ部品3下面端部のドーム反転バネ2Aおよび2Bとの接触箇所に押圧部材3Aおよび3Bを有している。
シーソーキー8は、FIG.31に示したキー正面中央付近からキー背面に貫通する軸受け孔部9を有し、回転軸7を収容する。この回転軸7は、L字状に屈曲し、基部7Aにおいて基板1に固定されている。その結果、シーソーキー8は、軸受け孔部9の中心と基板1との相対距離が固定された状態で、回転軸7を中心に揺動し、シーソーキー8の底部(以下キー底部8C)、ブリッジ部品3、および押圧部材3A(または支点部3B)を介してドーム反転ばね2A及び2Bを押圧する。
なお、回転軸7をシーソーキー8に固定し、不図示の軸受けを設けて、シーソーキー8と回転軸7とが一体で揺動するようにしてもよい。軸受けは、基板1に固定すればよい。
FIG.32に、この接点スイッチの待機状態を示す。上述のように、この操作スイッチは、回転軸7を有するシーソーキー8をブリッジ部品3上に設けている。回転軸7は、基板1に固定されており、シーソーキー8は、この回転軸7の回りで揺動する。
このシーソーキー8は、操作者が操作する押圧部8A(および回転軸7を挟んで押圧部8Aと逆方向へ操作するための押圧部8Bと)と、押圧部8A(8B)と一体となって回動し、ブリッジ部品3を圧迫するキー底部8Cとを有している。操作者がシーソーキー8の押圧部8A(8B)を押圧すると回転軸7を中心とする回動力が発生し、その回動力がキー底部8Cにおいてブリッジ部品3に対する押下力に変換され、ブリッジ部品3を押下する。
この押下力が所定値以上になると、押下部(FIG.33の(b))に近いドーム反転ばね2Aが反転する。これにより、第1ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Aがオンになる(FIG.33)。
操作者が、押圧部8Aへの荷重をさらに強めると、反転したドーム反転ばね2Aへの荷重位置(FIG.16の(C)で示した位置)を支点としたFIG.33に向かって反時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、第2ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.34)。なお、押圧部8Bを押圧する場合も操作スイッチの作用は同様である。
以上の述べたように、本実施形態の操作スイッチによれば、シーソーキー8えの押圧操作に対して、2つのストロークを検出することができる。シーソーキー8は、第2実施形態で説明したレバー6を用いる場合と比較して、キーボードのキーに近い形状の操作部に回転軸7による回動作用を発生させ、2ストロークのスイッチを構成することができる。
<キー底部8Bの変形>
上記第7実施形態では、シーソーキー8とブリッジ部品3により2ストロークの操作を実現する操作スイッチを説明した。そして、上記実施形態では、操作スイッチの待機状態(FIG.33)において、シーソーキー8(キー底部8B)の下面の全面が、ブリッジ部品3に接触していた。しかし、本発明の実施は、このような形状には限定されない。例えば、キー底部8Bの下面の一部分が、ブリッジ部品3に接触するような構造であってもよい。FIG.35からFIG.37に、そのような操作スイッチの構造および作用を示す。これらの図に示すように、シーソーキー8は、下面のブリッジ部品3との接触箇所に脚部8Dおよび8Eを有している。
操作者がシーソーキー8の押圧部8A(8B)を回転軸に対して回動操作すると、その回動力が脚部8D(8E)においてブリッジ部品3に対する押下力に変換され、ブリッジ部品3を押下する。その作用は、上記第7実施形態のキー底部8Cによる場合と同様である。
<その他の変形例>
上記第7実施形態では、回転軸7を基板1に固定した。これに代えて、回転軸7をブリッジ部品3に固定してもよい。ただし、その場合には、第2実施形態のレバー6についてで説明したように、シーソーキー8は、ブリッジ部品3と一体としてドーム反転バネ2Aおよび2Bに作用する。この場合、押圧部8Aおよび8Bへの押圧により、ドーム反転ばね2Aと2Bとに不均衡な荷重が加わる。その結果、本実施形態の操作スイッチは、第1実施形態の操作スイッチと同様に機能する。
2段ストローク発生の仕組みは、第1実施形態で説明した場合と同様になる。
上記第7実施形態では、ブリッジ部品3下面端部のドーム反転バネ2Aおよび2Bとの接触箇所に押圧部材3Aおよび3Bを設けた。しかし、第1実施形態において説明したように、本発明の実施において、押圧部材3Aおよび3Bは、必ずしも必要ではない。
《第8実施形態》
本発明の第8実施形態をFIG.38からFIG.44の図面に基いて説明する。FIG.38は第8実施形態に係る操作スイッチの構造図(待機状態)であり、FIG.39は、この操作スイッチのボタン部4Aの第1ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.40は、ボタン部4Aの第2ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.41は、この操作スイッチの中央のボタン部4B押下時の状態を示す図であり、FIG.42は、この操作スイッチのボタン部4Cの第1ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.43は、ボタン部4Cの第2ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.44は、第8実施形態の変形例に係る操作スイッチの構造図である。
上記第1実施形態、第3実施形態、第4実施形態または第7実施形態では、2つの接点スイッチにより2ストロークの操作スイッチを実現する例を示した。本実施形態では、3つの接点スイッチにより、2組の2ストロークの操作スイッチを実現する例を示す。他の構成および作用は上記実施形態の構成と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態では、略直線上に配置された3つの接点を利用して、3ボタンの2ストロークスイッチを構成する。
FIG.38に、第8実施形態に係る操作スイッチの構造図を示す。FIG.38のように、操作スイッチは、基板1に埋設された接点スイッチ5A、5B、および5Cと、これらの接点スイッチ5A、5B、および5Cをカバーするドーム反転ばね2A、2Bおよび2Cと、ドーム反転ばね2Aおよび2Bの間を橋渡しするブリッジ部品3−1と、ブリッジ部品3−1に係合しドーム反転ばね2Bおよび2Cの間を橋渡しするブリッジ部品3−2と、ブリッジ部品3−1上に設けたボタン部4Aおよび4Bと、ブリッジ部品3−2上に設けたボタン部4Cとを有している。
このうち、両端のボタン部4Aおよび4Cが2ストロークの操作機能を提供する。また、中央のボタン4Bは、通常の1ストロークの操作機能を提供する。3つの接点スイッチ5A、5B、および5Cのうち、5Aと5B(ドーム反転ばね2Aと2B)上には、ブリッジ部品3−1が載置される。
ブリッジ部品3−2の係合部3−2Aは、ブリッジ部品3−1の係合部3−1Aと係合する。この係合により、ブリッジ部品3−2は、接点スイッチ5C(ドーム反転ばね2C)とブリッジ部品3−1とを橋渡した構造をなす。この係合は、例えば、凹部と凸部の緩やかな組み合わせにより構成することができる。ただし、凹部と凸部の組み合わに代えて、ブリッジ部品3−1の端部およびブリッジ部品3−2の端部を共通の揺動軸により軸着し、その揺動軸の回りに揺動可能な状態で結合してもよい。
本実施形態の操作スイッチでは、操作者が、ボタン部4Aを押下することにより、第1実施形態で説明した操作スイッチと同様、まず、ドーム反転バネ2Aが、その後、ドーム反転ばね2Bが反転する。その結果、接点スイッチ2A、2Bの順にオンとなり、2ストロークの操作が検出される。このとき、ブリッジ部品3−1と3−2とは、凹部と凸部の緩やかな組み合わせにより係合している(または揺動軸の回りに揺動可能な状態で結合している)ので、ボタン部4Aに対する操作により、ドーム反転ばね2Cおよび接点スイッチ5Cは影響を受けない。
同様に、操作者が、ボタン部4Cを押下することにより、第1実施形態で説明した操作スイッチと同様、まず、ドーム反転バネ2Cが、その後、係合部3−2Aおよび3−1Aを介してドーム反転ばね2Bが反転する。その結果、接点スイッチ2C、2Bの順にオンとなり、2ストロークの操作が検出される。この場合も、ボタン部4Cに対する操作により、ドーム反転ばね2Aおよび接点スイッチ5Aは影響を受けない。このように、本実施形態の操作スイッチは、互いに独立して作動する2組の2ストロークのスイッチ機能を提供する。以下のこの操作スイッチを3接点スイッチと呼ぶ。
FIG.39からFIG.43に3接点スイッチのボタン部4A〜4Cに対する操作による状態の変化を示す。上述のようにFIG.38は、3接点スイッチの待機状態を示している。待機状態では、ボタン部4A〜4Cのいずれにも押下力が作用されていない。この状態では、ドーム反転バネ2A〜2Cのいずれも反転していない。したがって、接点スイッチ5A〜5Cはいずれもオフの状態にある。
FIG.39およびFIG.40に、ボタン部4Aが押下されたときの状態を示す。操作者がブリッジ部品3−1上のボタン部4Aを押下すると、第1実施形態の操作スイッチと同様に2つのドーム反転ばね2Aおよび2Bには不均等に押下力が働き、まず、ドーム反転ばね2Aは、反転する。これにより、第1ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Aがオンになる(FIG.39)。
操作者が、ボタン部4Aへの荷重をさらに強めると、反転したドーム反転ばね2Aへの荷重位置を支点としたFIG.39に向かって時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、第2ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.40)。このように、ドーム反転ばね2Aと2Bとへ不均衡な荷重により、接点スイッチ2Aと2Bとが2ストロークでオンになる。
FIG.41に、中央のボタン部4Bが押下されたときの状態を示す。本実施形態の3接点スイッチにおいて、ボタン部4Bは、ブリッジ部品3−1の端部(FIG.41では紙面に向かって右端部)に位置している。したがって、操作者がボタン部4Bを押下すると、押下力の大半は、ボタン部4Bの略直下に位置するドーム反転ばね2Bに働く。そして、その押下力が所定値を超えるとドーム反転ばね2Bが反転する。
さらに、押下力を増加しても、ドーム反転ばね2Aが反転することはない。また、ブリッジ部品3−1とブリッジ部品3−2は、係合しているが、互いに揺動可能である。このため、ボタン部4Bへの押下力は、ドーム反転ばね4Cには作用しない。
FIG.42およびFIG.43に、ボタン部4Cが押下されたときの状態を示す。操作者がブリッジ部品3−2上のボタン部4Cを押下すると、係合部3−2Aおよび3−1Aを介して、2つのドーム反転ばね2Cおよび2Bには不均等に押下力が働き、まず、ドーム反転ばね2Cが、反転する。これにより、第1ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Cがオンになる(FIG.42)。
操作者が、ボタン部4Cへの荷重をさらに強めると、反転したドーム反転ばね2Cへの荷重位置を支点としたFIG.42に向かって反時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、第2ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.43)。このように、ドーム反転ばね2Cと2Bとへ不均衡な荷重により、接点スイッチ2Cと2Bとが2ストロークでオンになる。
以上述べたように、本実施形態の3接点スイッチによれば、互いに独立した2つの2ストロークスイッチを組み合わせたスイッチを構成できる。このような3接点スイッチを携帯電話や情報機器に利用すれば、例えば、リスト項目の選択作業において、上方向(右方向)の移動をボタン部4Aに、下方向(左方向)の移動をボタン部4Cに割り当てることができる。そして、各々第1ストロークの操作を検出すると、リスト上でカーソルを通常速度で移動(低速移動)し、第2ストロークで高速移動(またはページ移動)するようにすればよい。また、ボタン部4Bを選択操作の確定のための決定キーに割り当てればよい。このように、本実施形態の3接点スイッチにより、小さな設置面積で機器の操作性を高めることができる。
<3つの2ストロークスイッチを構成する例>
FIG.44に、本実施形態の変形例に係る3接点スイッチの構造を示す。上記第8実施形態では、3つのボタン部4A〜4Cにより、2つの2ストロークスイッチと1つの1ストロークスイッチを構成する例を示した。これに代えて、3つのボタン部4A〜4Cをすべて2ストロークスイッチとして作動するように構成してもよい。
FIG.44の構成では、FIG.38〜43の場合と異なり、ボタン4Bがブリッジ部品3−1の端部に位置しない。このため、ボタン部4Bの作用は、第1実施形態の操作スイッチと同様になり、ドーム反転ばね2A、2Bおよび接点スイッチ5A、5Bにより2ストロークスイッチとして作用する。
また、ボタン部4Aおよび4Cに押下力を及ぼした場合の作用は、FIG.39〜43で説明した場合と同様である。
ブリッジ部品3−1と3−2の係合部分は、第8実施形態の場合と同様である。すなわち、凹部と凸部を緩やかに咬み合わせてもよい。また、3−2の端部3−2Aを爪状に構成し、ブリッジ部品3−1の端部に載置するようにしてもよい。また、揺動軸を構成する軸部材の回りに、揺動可能にブリッジ部品3−1と3−2を軸着してもよい。
<その他の変型例>
上記第8実施形態では、ボタン部4Aをブリッジ部品3−1上においてドーム反転ばね2Bよびも2Aに近い位置に設け、ボタン部4Aによる第1ストロークによりドーム反転ばね2Aが反転し、つづいて第2ストロークによりドーム反転ばね2Bが反転するように構成した。
また、ボタン部4Cをブリッジ部品3−2上においてドーム反転ばね2Bよりも2Cに近い位置に設け、ボタン部4Cによる第1ストロークによりドーム反転ばね2Cが反転し、つづいて第2ストロークによりドーム反転ばね2Bが反転するように構成した。
しかし、これらの各ストロークにおいて反転するばねの位置は、ボタン部4Aまたは4Cの配置位置により、適宜選択することができる。例えば、ボタン部4Aをブリッジ部品3−1上においてドーム反転ばね2Aよびも2Bに近い位置に設け、ボタン部4Aによる第1ストロークによりドーム反転ばね2Bが反転させ、つづいて第2ストロークによりドーム反転ばね2Aが反転するように構成してもよい。
また、ボタン部4Cをブリッジ部品3−2上においてドーム反転ばね2Cよりも2Bに近い位置に設け、ボタン部4Cによる第1ストロークによりドーム反転ばね2Bが反転し、つづいて第2ストロークによりドーム反転ばね2Cが反転するように構成してもよい。すなわち、本実施形態の3接点スイッチでは、利用する対象に応じて、ボタン部4A〜4Cの位置を適宜選択し、接点スイッチの5A〜5Cの開閉順を適宜規定すればよい。
《産業上の利用可能性》
本発明は、スイッチの製造産業、スイッチを組み込む各種装置の製造産業、そのような装置を用いたサービス産業において利用できる。
《その他》本実施形態は、以下の態様を含む。
(態様1) 荷重を受けて切り替わる第1および第2の押下スイッチと、
前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチに荷重を配分する荷重配分部と、
前記荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える押下部とを備え、
前記押下部への第1の荷重により第1の押下スイッチが切り替わり、第1の荷重を超える第2の荷重により、第2の押下スイッチが切り替わる操作スイッチ。
(態様2) 前記第2の荷重は、第1の荷重に対し略1.7倍以上、5倍以下の範囲である態様1記載の操作スイッチ。
(態様3) 前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチは、基板上に設置され、
前記荷重配分部は、前記第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとの間に架設された基材と、その基材端部に設けた支点部とを有し、
前記押下部への第1の荷重により前記第1の押下スイッチが切り替わるとともに前記支点部が基板面に接触し、前記第2の荷重により前記支点部を中心に基材が揺動して第2の押下スイッチが切り替わる態様1記載の操作スイッチ。
(態様4)前記押下部は、前記荷重配分部において荷重を均等に配分する、そのような荷重中心位置から第1の押下スイッチ方向の所定距離の位置に設けた第1の押下部と、前記荷重中心位置から第2の押下スイッチ方向の所定距離の位置に設けた第2の押下部とを有する態様1または2記載の操作スイッチ。
(態様5)前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチは、基板上に設置され、
前記荷重配分部は、前記第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとの間に架設された基材と、その基材の第1の押下スイッチ側の端部に設けた第1の支点部と、その基材の第2の押下スイッチ側の端部に設けた第2の支点部とを有し、
前記第1の押下部への第1の荷重により前記第1の押下スイッチが切り替わるとともに前記第1の支点部が基板面に接触し、前記第1の荷重を超える第2の荷重により前記第1の支点部を中心に前記基材が揺動して第2の押下スイッチが切り替わり、
前記第2の押下部への第3の荷重により前記第2の押下スイッチが切り替わるとともに前記第2の支点部が基板面に接触し、前記第3の荷重を超える第4の荷重により前記第2の支点部を中心に前記基材が揺動して第1の押下スイッチが切り替わる態様4記載の操作スイッチ。
(態様6)前記第1の押下部および第2の押下部を突出させる第1および第2の開口部を有する外壁部材をさらに備え、
前記第1の押下部への荷重による第1および第2の押下スイッチの切り替え時に、前記第2の押下部の突出を維持し、
前記第2の押下部への荷重による第1および第2の押下スイッチの切り替え時に、前記第1の押下部の突出を維持する態様4または5記載の操作スイッチ。
(態様7)前記荷重配分部に載置されて前記第1および第2の押下部を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、第2の押下部側の端部を前記第2の開口部側の外壁部材の内面に当接させ、前記第1の押下部への荷重により、その第2の押下部側の端部を支点として揺動して前記荷重配分部の荷重中心位置から第1の押下部の方向への所定距離近傍の接触位置を押圧し、第1の押下部側の端部を前記第1の開口部側の外壁部材の内面に当接させ、前記第2の押下部への荷重により、その第1の押下部側の端部を支点として揺動して前記荷重配分部の荷重中心位置から第2の押下部の方向への所定距離近傍の接触位置を押圧する態様6記載の操作スイッチ。
(態様8)荷重を受けて切り替わる第1および第2の押下スイッチと、
前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチに荷重を配分する荷重配分部と、
前記荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える操作部とを備え、
前記操作部は、揺動軸と、荷重を受けて前記揺動軸を中心に揺動する揺動部と、前記揺動部に連動し前記荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える作用部とを有し、
前記揺動部に対する第1の揺動方向への第1の荷重により第1の押下スイッチが切り替わり、第1の荷重を超える第2の荷重により、第2の押下スイッチが切り替わり、
前記揺動部に対する第2の揺動方向への第3の荷重により第2の押下スイッチが切り替わり、第3の荷重を超える第4の荷重により、第1の押下スイッチが切り替わる操作スイッチ。
(態様9)矩形を構成する頂点位置近傍に設けた4つの押下スイッチと、
前記4つの押下スイッチのいずれかまたは隣接する2つのいずれかの組を押下する荷重配分部と、
前記隣接する2つの押下スイッチに対して前記荷重配分部を介して非均等に荷重を加える4つの操作部とを備え、
前記いずれかの操作部への第1の荷重により第1の押下スイッチが切り替わり、第1の荷重を超える第2の荷重により、第2の押下スイッチが切り替わる操作スイッチ。
(態様10)2つのストロークを有する操作スイッチを設けた携帯機器であり、前記操作スイッチは、
荷重を受けて切り替わる第1および第2の押下スイッチと、
前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチに荷重を配分する荷重配分部と、
前記荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える押下部とを備え、
前記押下部への第1の荷重により第1の押下スイッチが切り替わり、第1の荷重を超える第2の荷重により、第2の押下スイッチが切り替わる、携帯機器。
(態様11)荷重を受けて切り替わるスイッチと接続される制御装置であり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手段と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手段と、
前記第1の状態から第2の状態に遷移し、さらに、第1の状態に遷移したときに所定の処理を実行させる手段とを備えた制御装置。
(態様12)スイッチの切り替え状態の変化を検出し、所定の機能を提供する方法であり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手順と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手順と、
前記第1の状態から第2の状態に遷移し、さらに、第1の状態に遷移したときに所定の処理を実行させる手順とを有する方法。
(態様13)コンピュータに、スイッチの切り替え状態の変化を検出させ、所定の機能を提供させるプログラムであり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手順と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手順と、
前記第1の状態から第2の状態に遷移し、さらに、第1の状態に遷移したときに所定の処理を実行させる手順とを実行させるプログラム。
(態様14)荷重を受けて切り替わるスイッチと接続される制御装置であり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手段と、
第1の状態から第2の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を実行する手段と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手段と、
第2の状態から第3の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を強化した第2の処理を実行する手段とを備えた制御装置。
(態様15)スイッチの切り替え状態の変化を検出し、所定の機能を提供する方法であり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手順と、
第1の状態から第2の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を実行する手順と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手順と、
第2の状態から第3の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を強化した第2の処理を実行する手順とを有する方法。
(態様16)コンピュータに、スイッチの切り替え状態の変化を検出させ、所定の機能を提供させるプログラムであり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手順と、
第1の状態から第2の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を実行する手順と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手順と、
第2の状態から第3の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を強化した第2の処理を実行する手順とを実行させるプログラム。
(態様17)前記揺動部は、前記揺動軸に対して第1の回転方向への荷重をうける第1の押圧面と第2の回転方向への荷重をうける第2の押圧面とを互いに背面としてなるレバー部を有する態様8に記載の操作スイッチ。
(態様18)前記揺動部は、前記揺動軸に対して第1の回転方向への荷重をうける第1の押圧部と、第2の回転方向への荷重をうける第2の押圧部とを有する態様8に記載の操作スイッチ。
(態様19)荷重を受けて切り替わる第1、第2および第3の押下スイッチと、
前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチに荷重を配分する第1の荷重配分部と、
前記第1の荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える第1の押下部と、
前記第2の押下スイッチおよび第3の押下スイッチに荷重を配分する第2の荷重配分部と、
前記第2の荷重配分部を介して第2の押下スイッチと第3の押下スイッチとに非均等に 荷重を加える第2の押下部とを備える操作スイッチ。
(態様20)前記第1の押下部への第1の荷重により第1の押下スイッチまたは第2の押下スイッチの一方が切り替わり、第1の荷重を超える第2の荷重により、第1の押下スイッチまたは第2の押下スイッチの他方が切り替わり、
前記第2の押下部への第3の荷重により第2の押下スイッチまたは第3の押下スイッチの一方が切り替わり、第3の荷重を超える第4の荷重により、第2の押下スイッチまたは第3の押下スイッチの他方が切り替わる態様19に記載の操作スイッチ。
(態様21)前記第1の荷重配分部を介して第2の押下スイッチに選択的に荷重を加える第3の押下部をさらに備える態様19または20に記載の操作スイッチ。
(態様22)前記第1の荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える第3の押下部をさらに備える態様19または20に記載の操作スイッチ。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型で軽量な機器に適合する操作スイッチを提供できる。また、小型で軽量な機器において、安価かつ確実に動作する操作スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図である。
【図2】スイッチの第1ストロークの状態を示す図である。
【図3】スイッチの第2ストロークの状態を示す図である。
【図4】スイッチの回路構成例(1)である。
【図5】スイッチの回路構成例(2)である。
【図6】制御フロー図である。
【図7】ドライバプログラムの処理を示すフローチャート(1)である。
【図8】ドライバプログラムの処理を示すフローチャート(2)である。
【図9】ドライバプログラムの処理を示すフローチャート(3)である。
【図10】ドライバプログラムの処理を示すフローチャート(4)である。
【図11】操作正解率を測定した測定結果(1)である。
【図12】操作正解率を測定した測定結果(2)である。
【図13】操作スイッチの変形例である。
【図14】ボタン部4を1個有する操作スイッチの構成例である。
【図15】本発明の第2実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図である。
【図16】操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図である。
【図17】操作スイッチの第2ストローク時の状態を示す図である。
【図18】本発明の第3実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図である。
【図19】操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図である。
【図20】操作スイッチの第2ストローク時の状態を示す図である。
【図21】本発明の第4実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図である。
【図22】操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図である。
【図23】操作スイッチの第2ストローク時の状態を示す図である。
【図24】本発明の第5実施形態に係る操作スイッチの構造を示す図である。
【図25】操作スイッチの正面図である。
【図26】本発明の第6実施形態に係る携帯端末の構成を示す図である。
【図27】携帯電話の例である。
【図28】リモートコントローラの例である。
【図29】エアコンのリモートコントローラの例である。
【図30】時計の例である。
【図31】本発明の第7実施形態に係る操作スイッチの斜視図である。
【図32】待機状態を示す図である。
【図33】第1ストローク押下時の状態を示す図である。
【図34】第2ストローク押下時の状態を示す図である。
【図35】第7実施形態の変形例における操作スイッチの待機状態を示す図である。
【図36】第1ストローク押下時の状態を示す図である。
【図37】第2ストローク押下時の状態を示す図である。
【図38】第8実施形態に係る操作スイッチの構造図(待機状態)である。
【図39】ボタン部4Aの第1ストローク押下時の状態を示す図である。
【図40】ボタン部4Aの第2ストローク押下時の状態を示す図である。
【図41】、ボタン部4B押下時の状態を示す図である。
【図42】ボタン部4Cの第1ストローク押下時の状態を示す図である。
【図43】ボタン部4Cの第2ストローク押下時の状態を示す図である。
【図44】第8実施形態の変形例に係る操作スイッチの構造図である。
本発明は、本発明は、ダブルストークのスイッチ、ボタン、キー等に関するものである。
【従来の技術】
近年の携帯端末では、株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ(NTT DoCoMo,Inc.)のiモードサービスに代表されるブラウザ機能、電子メール機能等が強化され、高機能なものが登場している。そのような機能の向上にともない、携帯端末には、多種多様な操作スイッチが開発され、付加されてきた。
一方、このような携帯端末では、小型軽量化への要求が強い。そのため、現状すでに実装されているもの以上の操作スイッチやキーを携帯端末にさらに追加することは困難となっている。したがって、携帯端末によっては、機能を限定して出荷されているものもある。また、操作スイッチやキーを組み合わせて操作するコンビネーションキー操作により、機能を提供する携帯端末もある。
このように、携帯端末等の小型で軽量な機器においては、操作スイッチやキーの数を増加させず、安価かつ確実に新たな機能を提供したいという要請がある。
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような従来の技術の問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、小型で軽量な機器に適合する操作スイッチを提供することにある。また、本発明は、小型で軽量な機器において、安価かつ確実に動作する操作スイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために、以下の手段を採用した。
すなわち、本発明は、荷重を受けて切り替わる第1、第2および第3の押下スイッチと 、前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチに荷重を配分する第1の荷重配分部と、前記第1の荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える第1の押下部と、前記第2の押下スイッチおよび第3の押下スイッチに荷重を配分する第2の荷重配分部と、前記第2の荷重配分部を介して第2の押下スイッチと第3の押下スイッチとに非均等に荷重を加える第2の押下部とを備える操作スイッチである。
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。
《第1実施形態》
以下、本発明の第1実施形態をFIG.1からFIG.14の図面に基いて説明する。
FIG.1からFIG.3は、第1実施の形態に係る操作スイッチの構造と作動原理を示す図であり、FIG.4およびFIG.5は、この操作スイッチの回路構成例を示す図であり、FIG.6は、この操作スイッチによる制御フローを示す図であり、FIG.7からFIG.10は、この操作スイッチへの操作を検出するドライバプログラムの処理例を示す図であり、FIG.11およびFIG.12はこの操作スイッチのストローク荷重を変化させたときの操作正解率(非誤操作確率)を測定したグラフであり、FIG.13およびFIG.14はこの操作スイッチの変形例の構成図である。
<構造と作動原理>
FIG.1に、この操作スイッチの構造(待機状態)を示す。この操作スイッチは、操作対象の基板1に設置され、2ストロークの押下操作を検出する。2ストロークとは、1回の押下操作により、2段階の状態が検出されることを意味する。したがって、1回の押下操作により、第1ストロークと、これに続く第2ストロークが発生する。
ここで、基板1は、例えば、携帯端末の筐体外壁等である。ただし、基板1が、そのような筐体とは独立した操作スイッチを構成する基板であってもよい。その場合には、例えば、ねじ止め、嵌合、接着等の方法で基板1を携帯端末等の筐体や基板に固定すればよい。
この操作スイッチは、基板1に埋設された接点スイッチ5Aおよび5Bと、これらの接点スイッチ5A、5Bをカバーするドーム反転ばね2Aおよび2Bと、ドーム反転ばね2Aおよび2Bの間を橋渡しするブリッジ部品3と、ブリッジ部品3上に設けたボタン部4Aおよび4Bを有している。
接点スイッチ5Aおよび5Bは、各々、押圧されると接触する2つの接点を有している。ドーム反転ばね2Aおよび2Bは、いわゆる皿ばねであり、所定の荷重で押圧されると、ドーム部分が陥没する。この接点スイッチ5A(または5B)とドーム反転ばね2A(または2B)との組み合わせにより、所定荷重の有無により接点が開閉するスイッチが構成される。
ブリッジ部品3は、自身が受けた荷重を2つのドーム反転ばね2Aおよび2Bに配分する機能を有している。また、ボタン部4Aおよび4Bは、ユーザが操作スイッチを押下する位置を明示し、ユーザの押下操作による荷重を受ける機能を提供する。この荷重は、そのままブリッジ部品3に伝達される。
例えば、FIG.1では、ボタン部4Aは、ブリッジ部品3上で、ドーム反転ばね2Aの中心と、ドーム反転ばね2Bの中心とを結ぶ線分をa:bで内分する位置に設置されている。このため、ボタン部4Aへの荷重は、b:aの比率で、ドーム反転ばね2Aと2Bに配分される。
FIG.2およびFIG.3に、ボタン部4Aを押下したときの操作スイッチの状態を示す。以下、a<bであるとして、この操作スイッチの動作原理を説明する。
操作者がブリッジ部品3上のボタン部4Aを押下すると、上述のように2つのドーム反転ばね2Aおよび2Bには不均等に押し下げる力が働く。すなわち、押下されているボタン部4Aに近いドーム反転ばね2Aには、ドーム反転ばね2Bのb/a倍の力が作用する。
この力が所定値以上になると、ドーム反転ばね2Aは、反転する。これにより、第1ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Aがオンになる(FIG.2)。
操作者が、ボタン部4Aへの荷重をさらに強めると、反転したドーム反転ばね2Aへの荷重位置(FIG.2の(C)で示した位置)を支点としたFIG.2に向かって反時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、第2ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.3)。
このように、FIG.1からFIG.3に示した操作スイッチでは、ボタン部4Aの設置位置(ドーム反転ばね2Aの中心と2Bの中心を結ぶ線分を内分する位置)により、ドーム反転ばね2Aと2Bとへ不均衡な荷重が加わる。このため、接点スイッチ2Aと2Bとが2ストロークでオンになる。これは、ボタン部2Bが押下された場合も同様である。
なお、FIG.1(およびFIG.2、FIG.3)の操作スイッチでは、ドーム反転ばね2Aおよび2Bへの押圧部分に押圧部材3Aおよび3Bがブリッジ部品3に設けられている。この押圧部材3Aおよび3Bにより、ドーム反転ばね2Aおよび2Bの中央付近を確実に押圧することができる。ただし、このような押圧部材3Aおよび3Bがない場合でも、本実施形態の操作スイッチを機能させることはできる。
<回路構成例>
FIG.4およびFIG.5に、この操作スイッチの回路構成例を示す。FIG.4は、FIG.1からFIG.3に示した接点スイッチ5A(その接点を接点Aと呼ぶ)と、接点スイッチ5B(その接点を接点Bと呼ぶ)を独立した2系統の回路に適用し、回路を構成する例である。
また、FIG.5は、FIG.4の変形であり、アースライン1(GND)を2つの回路で共有させて回路を構成している。
<制御フロー>
FIG.6に、本実施形態の操作スイッチを使用して制御対象を制御するときの制御フロー図を示す。今、操作スイッチは、あるシステムに接続されていると仮定する。
例えば、待機状態(接点A、Bがともに開放された状態)で操作者がボタン4Aを押下すると、まず第1ストロークで接点Aがオンになる(矢印A−ON)。これにより、操作スイッチが接続されたシステムは、操作者のボタン4Aへの第1ストロークを検出し、動作A1を実行する。この第1ストロークをストロークA1と呼ぶ。
そして、接点Aがオンこの状態で、操作者がボタン4Aの押下を解除すると、待機状態に戻る(矢印A−OFF)。一方、接点Aがオンの状態で、操作者がさらにボタン4Aへの荷重を強めると、接点Aに加えて、接点Bがオンになる(矢印B−ON)。これにより、操作スイッチが接続されたシステムは、操作者のボタン4Aへの第2ストロークを検出し、動作A2を実行する。この第2ストロークをストロークA2と呼ぶ。
そして、接点A、Bがオンの状態で、操作者がボタン4Aの押下を弱めると、まず、接点Bが開放される。これにより、システムは、接点Aのみがオンの状態に戻る(矢印B−OFF)。さらに、操作者がボタン4Aの押下を弱めると、続いて、接点Aが開放される。これにより、システムは、待機状態に戻る(矢印A−OFF)。
以上、ボタン4Aの押下による操作スイッチの状態変化を説明した。ボタン4Bに対する押下による状態の変化と、操作スイッチが接続されたシステムの動作も同様である。また、ボタン4Bに対する第1および第2ストロークをストロークB1およびストロークB2と呼ぶ。
以上のように、本操作スイッチでは、必ず第1ストロークが先に検出され、続いて第2ストロークが検出される。したがって、この操作スイッチを用いてシステムを構成する場合、第1ストロークによる処理(FIG.6のA1またはB1)が第2ストロークによる処理(FIG.6のA2またはB2)より先に実行されても問題がないような機能を割り当てる必要がある。
例えば、携帯端末のスクロールキーに、この操作スイッチを採用する場合、第1ストロークとして行スクロールを割り当て、第2ストロークとしてページスクロールを割り当てればよい。
また、第1ストロークに対しては、ストロークの検出と内部状態の状態遷移(待機状態から接点Aがオンへの遷移)だけに留めておき、ボタン4A等の解除による接点の開放(図のA−ONから待機状態への矢印A−OFFによる遷移)によって、システムの動作を実行させるようにしてもよい。
<作用と効果>
FIG.7からFIG.10に、本実施形態の操作スイッチへの操作を検出するドライバプログラムの処理を示す。このドライバプログラムは、本操作スイッチを介してCPUのポートに入力される信号レベルの変化(HIとLO)を検出する。
このドライバプログラムは、まず、状態変数AとBとを0に初期化する(S1)。この状態がFIG.6の待機状態に対応する。次に、ドライバプログラムは、入力待ちの状態になる(S2)。
入力があると、ドライバプログラムは、接点スイッチ5A(接点A)がオンの入力か否かを判定する(S3)。接点スイッチ5Aがオンの入力のとき、ドライバプログラムは、状態変数Aが0か否かを判定する(S4)。状態変数Aが0でないとき、ドライバプログラムは、そのまま制御をS2に戻す。すでに、接点スイッチAのオン入力が状態変数に記録されているからである。
一方、S4の判定で、状態変数Aが0のとき、ドライバプログラムは、さらに、状態変数Bが0か否かを判定する(S5)。状態変数Bが0の場合、ドライバプログラムは、状態変数Aを1に設定する(S6)。そして、ドライバプログラムは、システムのOS(不図示)に対して、ストロークA1が検出されたことを報告する(S7)。第1ストロークで接点スイッチ5Aが短絡されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
また、S5の判定で、状態変数Bが0でないとき、ドライバプログラムは状態変数Aを1に設定する(S8)。そして、ドライバプログラムは、システムのOS(不図示)に対して、ストロークB2が検出されたことを報告する(S9)。第2ストロークで接点スイッチ5Aが短絡されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
FIG.7におけるS3の判定で、接点スイッチ5A(接点A)がオンの入力でないとき、ドライバプログラムは、接点スイッチ5A(接点A)がオフの入力か否かを判定する(FIG.8のS10)。
接点スイッチ5Aがオフの入力の場合、ドライバプログラムは、状態変数Aが0か否かを判定する(S11)。そして、状態変数Aが0のとき、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。すでに、接点スイッチ5Aの状態はオフになっているからである。
一方、S11の判定で、状態変数Aが0でないとき、ドライバプログラムは、状態変数Bが0か否かを判定する(S12)。状態変数Bが0のとき、ドライバプログラムは、状態変数Aを0に設定する(S13)。そして、ドライバプログラムは、OSにストロークA1の解除を報告する(S14)。第1ストロークで接点スイッチ5Aが開放されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
また、S12の判定で状態変数Bが0でないとき、ドライバプログラムは、状態変数Aを0に設定する(S15)。そして、ドライバプログラムは、OSにストロークB2の解除を報告する(S16)。第2ストロークで接点スイッチ5Aが開放されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
FIG.8におけるS10の判定で、接点スイッチ5A(接点A)がオフの入力でないとき、ドライバプログラムは、接点スイッチ5B(接点B)がオンの入力か否かを判定する(FIG.9のS20)。
接点スイッチ5Bがオンの入力のとき、ドライバプログラムは、状態変数Bが0か否かを判定する(S21)。状態変数Bが0でないとき、ドライバプログラムは、そのまま制御をS2に戻す。すでに、接点スイッチBのオン入力が状態変数に記録されているからである。
一方、S21の判定で、状態変数Bが0のとき、ドライバプログラムは、さらに、状態変数Aが0か否かを判定する(S22)。状態変数Aが0の場合、ドライバプログラムは、状態変数Bを1に設定する(S23)。そして、ドライバプログラムは、システムのOSに対して、ストロークB1が検出されたことを報告する(S24)。第1ストロークで接点スイッチ5Bが短絡されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
また、S22の判定で、状態変数Aが0でないとき、ドライバプログラムは状態変数Bを1に設定する(S25)。そして、ドライバプログラムは、システムのOSに対して、ストロークA2が検出されたことを報告する(S26)。第2ストロークで接点スイッチ5Bが短絡されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
FIG.9におけるS20の判定で、接点スイッチ5B(接点B)がオンの入力でないとき、ドライバプログラムは、接点スイッチ5Bがオフの入力か否かを判定する(FIG.10のS30)。
接点スイッチ5Bがオフの入力の場合、ドライバプログラムは、状態変数Bが0か否かを判定する(S31)。そして、状態変数Bが0のとき、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。すでに、接点スイッチBの状態はオフになっているからである。
一方、S31の判定で、状態変数Bが0でないとき、ドライバプログラムは、状態変数Aが0か否かを判定する(S32)。状態変数Aが0のとき、ドライバプログラムは、状態変数Bを0に設定する(S33)。そして、ドライバプログラムは、OSにストロークB1の解除を報告する(S34)。第1ストロークで接点スイッチ5Bが開放されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
また、S32の判定で状態変数Aが0でないとき、ドライバプログラムは、状態変数Bを0に設定する(S35)。そして、ドライバプログラムは、OSにストロークA2の解除を報告する(S14)。第2ストロークで接点スイッチ5Bが開放されたからである。その後、ドライバプログラムは、制御をS2に戻す。
<操作正解率の測定>
FIG.11およびFIG.12に、本操作スイッチを使用したシステムにおける操作者の操作正解率を測定した測定結果のグラフを示す。ここで、操作正解率とは、誤操作をしない確率(非誤操作率)をいう。
FIG.11のグラフは、6名の被験者に対し2ストロークの使い分け操作テストを実行させ、得られた正解率の平均値を示している。ここで、2ストロークの使い分け操作テストとは、所定の時間内に、第1ストロークと、第2ストロークとをテスト仕様にしたがい入力させるテストをいう。
このテスト仕様には、第1ストロークと、第2ストロークの入力の指示がランダムに繰り返されている。操作スイッチが接続されたシステムは、被験者の入力からストロークを検出し、その検出結果をテスト仕様の指定と比較した。
FIG.11の横軸の値は、第1ストロークに必要な荷重(150g)に対する第2ストロークに必要な荷重の倍率である。また、縦軸の値は、上記各荷重を設定したときの操作正解率である。
FIG.11のように、第2ストロークに必要な荷重が1.67倍程度以上になると、正解率が96%以上となり、特に、2.5倍以上で安定した値になる。ただし、第2ストロークに必要な荷重が3倍を超えると被験者はストロークに重さを感じるようになる。したがって、無制限に第2ストロークを重くすることはできない。
FIG.12は、1人の被験者に対する操作正解率テストの結果である。FIG.12のテストでは、第1ストロークに必要な荷重が100g、150、および250gと変更され、各々に対して第2ストロークの荷重を変更してテストが実行されている。
このテストでは、各第1ストロークの荷重ごとに、3〜4回の測定を実行し、正解率の平均値を算出した。FIG.12は、その平均値をプロットしたグラフである。FIG.12から、第1ストロークに必要な荷重が100gのとき、第2ストロークの荷重がその3倍程度に、また、第1ストロークに必要な荷重が150gおよび250gのとき、第2ストロークの荷重がその2.5倍程度に設定されると、正解率は100%近傍で安定する。
いずれにしても、第1ストロークに必要な荷重に対して第2ストロークを1.67倍程度以下の場合、正解率が急速に低下している。
以上述べたように、本実施形態の操作スイッチによれば、単一のボタン部4Aにより、2つのストロークを検出させることができる。また、このようなボタン部4Aと4Bとを組み合わせることにより、待機状態から4つの状態へ遷移させることができる。
また、本実施形態の操作スイッチによれば、FIG.1に示したボタン部4A(または4B)の設置位置(ドーム反転ばね2Aと2Bとを結ぶ直線を内部するa:bのの比率)を調整することにより、第1ストロークに必要な荷重と第2ストロークに必要な荷重の比率を無段階で設定できる。
また、本実施形態の操作スイッチでは、第1ストロークに必要な荷重と第2ストロークに必要な荷重の比率は、概ね、1.7以上5以下の範囲である。この範囲の比率で2つの荷重が設定された場合、正解率が100%付近で安定し、かつ、第2ストロークが極端に重くなることはない。
<変形例>
上記実施形態では、ばね部分にはドーム反転ばね2A(および2B)を使用した。しかし、本発明の実施はこのような構成には限定されない。FIG.13に、他の構成要素を使用した場合の操作スイッチの例を示す。
FIG.13において、操作スイッチ20は、ドーム反転ばね2A(および2B)と接点スイッチ5A(および5B)とに代えてラバーコンタクト接点を用いた例である。操作スイッチ20の動作原理はFIG.1からFIG.3に示した場合と同様である。ラバーコンタクトスイッチを用いても、FIG.1からFIG.3に示したドーム反転ばねを使用した場合と同様、ばねの反発力と、クリック感のある操作感覚を得ることができる。
FIG.13の操作スイッチ21は、ドーム反転ばね2A(および2B)と接点スイッチ5A(および5B)とに代えてタクトスイッチを使用した例である。タクトスイッチを用いた場合も、FIG.1からFIG.3に示したドーム反転ばねを使用した場合と同様、ばねの反発力と、クリック感のある操作感覚を得ることができる。
FIG.13に示した操作スイッチ22は、ドーム反転ばね2A(および2B)に代えて板ばねを使用し、接点を開放接点23と金属コンタクト24とで構成した例である。このように、本実施形態に係る操作スイッチは、一般的に入手しやすい部品を組みあわあせても製作することができる。
FIG.13の操作スイッチ25は、操作スイッチ22の変形であり、板ばね26をブリッジ部品3と一体化して構成している。このような構成にすることにより、部品点数を削減することができる。
上記実施形態では、操作者が操作するボタンとしては、ボタン部4Aおよび4Bの2個を設けた。しかし、本発明の実施はこのような構成には限定されない。FIG.14は、ボタン部4Aを1個有する(ボタン部4Bのない)操作スイッチの構成例である。この動作原理はFIG.1からFIG.3で説明した2つのボタン部4Aおよび4Bを有する操作スイッチで片方のボタン4A(または4B)を使用する場合と同様である。
《第2実施形態》
本発明の第2実施形態をFIG.15からFIG.17の図面に基いて説明する。FIG.15は第2実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図であり、FIG.16は、この操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図であり、FIG.17は、第2ストローク時の状態を示す図である。
上記第1実施形態では、ブリッジ部品3を介したドーム反転ばね2Aまたは2Bへの荷重が所定の比率になるように、ボタン部4A(または4B)のブリッジ部品3上での取り付け位置を設定した。すなわち、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bを結ぶ直線を所定の比率で内分する位置をボタン部4A(または4B)の取り付け位置とした。これにより、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bに加わる荷重を不均等とし、2ストロークの操作スイッチを実現した。
本実施形態では、ボタン2Aおよび2Bに代えて、所定の軸を中心に揺動するレバーを使用し、2ストロークの操作スイッチを実現する。本実施形態で、2ストロークとは、レバーに対する1回の操作(1つの回転方向への操作)において、第1のストロークと第2のストロークが含まれることを意味する。他の構成および作用は第1実施形態と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG.15に、この操作スイッチの構造を示す。FIG.15は、まだ操作がなされていない待機状態の操作スイッチを示している。上述のように、この操作スイッチは、レバー回転軸7(以下単に回転軸という)を有するレバー6をブリッジ部品3上に設けている。回転軸7は、基板1に固定されており、レバー6は、この回転軸7の回りで揺動する。
また、回転軸7をブリッジ部品3に固定してもよい。ただし、その場合に、FIG.15に示したように、レバー6の底部(以下、レバー底部6Bという)がブリッジ部品3に載置された状態で回転軸7がブリッジ部品3に固定されると、レバー6とブリッジ部品3とは、相対運動ができなくなる。
その結果、レバー6を操作するときに、レバー6およびブリッジ部品3が基板1から浮き上がりやすくなる。そのような浮き上がりを防止するため、ブリッジ部品3の両端部を基板1の方向に抑えるカバーを設ければよい。そのようなカバーとブリッジ部品3の端部との接触位置を支点にしてレバー6の回転力により、ドーム反転ばね2Aおよび2Bに不均等な荷重を加え、2段階で反転させることができる。
また、レバー6(レバー底部6B)とブリッジ部品3との間に空隙を設けて回転軸7をブリッジ部品3に固定してもよい。この場合、回転軸7に対して一方向に操作部6Aが回動操作されブリッジ底部6Bがブリッジ部品3に接触するまでの間は、レバー6とブリッジ部品3とは、いわゆる「がたつき」状態にある。この状態では、レバー6とブリッジ部品3とは相対運動可能である。さらに、ブリッジ底部6Bがブリッジ部品3に接触した後は、上記回動方向への操作においては、レバー6とブリッジ部品3とは一体としてドーム反転ばね2A、2B(および設定スイッチ5Aおよび5B)に作用する。この場合も、上記と同様、ブリッジ部品3の浮き上がりを防止するカバーを設ければ、ドーム反転ばね2Aと2Bとを2段階で反転させることができる。
また、回転軸7をレバーに固定し、不図示の軸受けを設けて、レバー6と回転軸とが一体で回動するようにしてもよい。軸受けは、基板1に固定すればよい。ただし、軸受けをブリッジ部品3に固定し、かつ、ブリッジ部品3の両端部に浮き上がりを防止するカバーを設けてもよい。
このレバーは、操作者が操作する操作部6Aと、操作部6Aと一体となって回動し、ブリッジ部品3を圧迫するレバー底部6Bとを有している。操作者がレバー6の操作部6Aを回転軸に対して回動操作すると、その回動力がブリッジ底部6Bにおいてブリッジ部品3に対する押下力に変換され、ブリッジ部品3を押下する。
この押下力が所定値以上になると、押下部(FIG.16の(b))に近いドーム反転ばね2Aが反転する。これにより、第1ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Aがオンになる(FIG.16)。
操作者が、レバー6への荷重をさらに強めると、反転したドーム反転ばね
2Aへの荷重位置(FIG.16の(C)で示した位置)を支点としたFIG.16に向かって反時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、第2ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.17)。
以上の述べたように、本実施形態の操作スイッチによれば、レバー6による回動操作に対して、2つのストロークを検出することができる。
《第3実施形態》
本発明の第3実施形態をFIG.18からFIG.20の図面に基いて説明する。FIG.18は第3実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図であり、FIG.19は、この操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図であり、FIG.20は、第2ストローク時の状態を示す図である。
上記第1実施形態では、ブリッジ部品3に設けたボタン部4Aとドーム反転ばね2Aおよび2Bにより、2ストロークの操作スイッチを実現した。すなわち、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bを結ぶ直線を所定の比率で内分する位置にボタン部4A(または4B)の取り付けた。
これにより、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bに加わる荷重を不均等とし、2ストロークの操作スイッチを実現した。ただし、この構成では、ボタン部4Aを押下し、ドーム反転ボタン2Aおよび2Bがともに反転させたとき、ボタン部4Bを押下していないにも拘わらず、ボタン部4Bがボタン4Aと同一方向に移動する(例えば、ボタン部4Aを押し下げると、これとともにボタン4Bも押し下げられる)。
本実施形態では、ボタン部4Aが押し下げられてもボタン4Bがその位置を維持したように見える操作ボタンについて説明する。他の構成および作用は第1実施形態と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG.18に、この操作スイッチの構造を示す。FIG.18は、まだ操作がなされていない待機状態の操作スイッチを示している。この操作スイッチは、ブリッジ部品3の上にさらにブリッジ部品8を重ねた構造を有している。このブリッジ部品8は、ブリッジ部品3と所定の接触面で接触している。このブリッジ部品8には、2個のボタン部4Aと4Bとが設けられている。
さらに、この操作ボタンは、開口部11Aおよび11Bを有するケース部品(以下筐体10という)でカバーされている。ボタン部4Aおよび4Bは、筐体10の開口部11Aおよび11Bにより露出されている。
FIG.19およびFIG.20に、ボタン部4Aを押下したときの操作スイッチの状態を示す。以下、この操作スイッチの動作原理を説明する。
ブリッジ部品8は、ボタン部4Bに近い端部上面の接触位置(FIG.19において(a)で示される位置)において筐体10と接触している。このため、操作者が開口部11Aから露出されたボタン部4Aを押下すると、ブリッジ部品8は、上記接触位置(a)を支点にして紙面に対して時計方向に回転する。
その結果、ブリッジ部品8からブリッジ部品3への荷重点(b)において、操作による荷重がブリッジ部品3に伝達される。荷重点(b)の荷重は、第1実施形態におけるボタン部4Aの位置と同様、ドーム反転ばね5Aおよび5Bを不均一に押圧する。そのため、操作者によるボタン部4Aの押下荷重が所定値を超えると、まず、ドーム反転ばね5Aが反転する(FIG.19)。これにより、接点スイッチ5Aがオンになる。
操作者がさらに押下荷重を強めると、ドーム反転ばね2Aの位置(c)を支点に、荷重点(b)を力点とする回転力がブリッジ部品3に加わる。そして、押下荷重が所定値を超えるとドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、接点スイッチ5Bがオンになる。
このように、ボタン4Aへの押下操作により、接点スイッチ5Aおよび5Bが2つのストロークでオンになる点において、本実施形態の操作スイッチの動作は第1形態の操作スイッチと同様である。
しかし、FIG.20に示すように、ボタン部4Aへの押下操作により、支点(a)を支点にしてブリッジ部品8が時計回りに回転しても、支点(a)に近いボタン4Bの位置は、ほぼ維持される。したがって、第1実施形態の場合と異なり、ボタン4Aが押下操作によって移動したとき、ボタン4Bが同時に移動してしまうことがない。このため、本実施形態における操作スイッチでは、操作者の操作に対して、操作されていないボタンの不自然な移動を低減できる。
《第4実施形態》
本発明の第4実施形態をFIG.21からFIG.23の図面に基いて説明する。FIG.21は第4実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図であり、FIG.22は、この操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図であり、FIG.23は、第2ストローク時の状態を示す図である。
上記第1実施形態では、ブリッジ部品3を介したドーム反転ばね2Aまたは2Bへの荷重が所定の比率になるように、ボタン部4A(または4B)のブリッジ部品3上での取り付け位置を設定した。すなわち、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bを結ぶ直線を所定の比率で内分する位置をボタン部4A(または4B)の取り付け位置とした。これにより、ドーム反転ばね2Aとドーム反転ばね2Bに加わる荷重を不均等とし、2ストロークの操作スイッチを実現した。
第1実施形態の操作スイッチでは、この第2ストロークにおいては、FIG.3に示したドーム反転ばね2Aへの荷重位置(FIG.2の(C)で示した位置)を支点とし、反時計回りの回転力による荷重がドーム反転ばね2Bに加えられた。
本実施形態では、この第2ストロークの回転力をブリッジ部品3の端部に設けた支点部13Aまたは13Bを支点にして発生させる。また、本実施形態では、ブリッジ部品3とドーム反転ばね2A(および2B)との間にさらにばねを設けている。
他の構成および作用は第1実施形態と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG.21に、この操作スイッチの構造を示す。FIG.21は、まだ操作がなされていない待機状態の操作スイッチを示している。上述のように、この操作スイッチは、ブリッジ部品3の両端部に支点部13Aおよび13Bを有している。
また、この操作スイッチは、ブリッジ部品3とドーム反転ばね2Aとの間にばね部品12Aを有している。同様に、この操作スイッチは、ブリッジ部品3とドーム反転ばね2Bとの間にばね部品12Bを有している。
これらのばね部品12Aおよび12Bの反発力は、ドーム反転ばね2Aおよび2Bの反発力より強い。
操作者がボタン部4Aを押下すると、第1実施形態(FIG.1からFIG.3)で述べた動作原理と同様の原理により、2つのドーム反転ばね2Aおよび2Bに不均等な荷重が加わる。そして、荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Aが反転する。これにより、接点スイッチ5Aがオンになる(FIG.22)。
操作者が、ボタン部4Aへの荷重をさらに強めると、支点部13Aの基板1への接触点(d))を支点に、紙面に向かって反時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.23)。このとき、ブリッジ部品3とドーム反転ばね2Aとの間に設けたばね部品12Aおよびブリッジ部品3とドーム反転ばね2Bとの間に設けたばね部品12Bが各々圧縮される。操作者がボタン4Bを押圧したときも、操作スイッチの作用は同様である。
以上の述べたように、本実施形態の操作スイッチによれば、支点部13A(13B)の作用により、安定して2ストロークのボタン操作を実現できる。
《第5実施形態》
本発明の第5実施形態をFIG.24およびFIG.25の図面に基いて説明する。FIG.24は第5実施形態に係る操作スイッチの構造を示す図であり、FIG.25は、FIG.24の正面図200を拡大した図である。
上記第1実施形態では、ブリッジ部品3に設けたボタン部4A、4Bとドーム反転ばね2A、2Bにより、2ストロークの操作スイッチを2組含む構成を説明した。
本実施形態では、ブリッジ部品を矩形状とし、4個のボタン部4Aから4D、4個のドーム反転ばね2Aから2D、および4個の接点スイッチ5Aから5Dを含み、4箇所の操作を検出可能な操作スイッチを説明する。操作スイッチでは、この4箇所の操作に対応して、例えば、情報機器等に4種類の指令、例えば、画面上の4方向の移動を指示できる。そのため、この操作スイッチを4方向キーと呼ぶ。
他の構成および作用は第1実施形態と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG.24に、この4方向キーの構造を示す。上述のように、この4方向キーは、基板1上の矩形領域の4頂点の位置に接点スイッチ5Aから5Dと、その接点スイッチをカバーするドーム反転ばね2Aから2Dを配置している。
また、この4方向キーは、ドーム反転ばね2Aから2Dのなす矩形領域をカバーし、ドーム反転ばね2Aから2D上に載置される矩形形状のブリッジ部品3を有している。このブリッジ部品3は、その4隅の頂点近傍で、ドーム反転ばね2Aから2Dに接触する。
このブリッジ部品の4辺近傍には、ドーム反転ばね2組のなす線分を所定の比で内分する位置にボタン部4Aから4Dが設けられている。
FIG.25は、これらの構成要素のうち、接点スイッチ5Aおよび5B、ドーム反転ばね、2Aおよび2B、ブリッジ部3、ボタン部4Bについて着目した正面図(FIG.24の正面図200を拡大したもの)である。
FIG.25に示すように、これらの構成要素の位置関係は、第1実施形態の場合と同様である。したがって、ボタン部4Bを操作したときの動作も第1実施形態の場合と同様である。
FIG.24の4方向キーは、FIG.25に示した構成要素を90度ごとに点対称で配置している。したがって、操作者は、ボタン部4Aから4Dに対する第1ストロークにより、各々接点ボタン5Aから5Dをオンにすることができる。
また、同様に、操作者は、ボタン部4A、4B、4C、または4Dに対する第2ストロークにより、各々接点ボタン5D、5A、5B、または5Cをオンにすることができる。このように、本4方向キーは、8種類の操作を検出することができる。
なお、4方向キーの中央部(FIG.24の4個の接点スイッチ2Aから2Dのなす矩形の中央部付近)に第5の接点スイッチとドーム反転ばねを設けてもよい。この第5の接点スイッチを決定キーとして使用してもよい。
《第6実施形態》
本発明の第6実施形態をFIG.26からFIG.30の図面に基いて説明する。FIG.26は第6実施形態に係る携帯端末の構成を示す図であり、FIG.27からFIG.30は本実施形態の変形例の構成を示す図である。
この携帯端末は、情報を表示する表示部30と、表示された情報を操作する押しボタン31、32と、押しボタン31および32に対するユーザの操作を検出し、表示部30の表示内容を切り替える不図示の制御部を有している。
表示部30は、制御部からの指令にしたがい、各種情報、例えば、メニュー、表、テキスト情報、ウェブページ等を表示する。表示部30は、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスパネル等である。
ボタン31および32は、上記第1実施形態、または第3実施形態から第5実施形態で説明した操作スイッチのボタン4Aおよび4Bである。上記実施形態で説明したように、ユーザは、ボタン31および32の各々に対して2ストロークの押下操作をすることができる。
不図示の制御部は、CPU、メモリ、LCDドライバ/コントローラ等からなる。これらの構成や作用は一般的に知られているので、その説明を省略する。
この携帯端末では、ボタン31が上スクロールに、また、ボタン32が下スクロールに使用される。また、ボタン31、および32において、第1ストロークが選択項目(FIG.26の画面30に示した1行に相当)の移動指令に使用される。
例えば、FIG.26の状態で、ユーザがボタン32(下スクローク)を第1ストロークまで押下し、そのまま維持すると、画面が次々に下の選択項目(行)へ移動し、下方向の行スクロールが実行される。
また、ボタン31、および32において、第2ストロークがページ送り指令に使用される。例えば、FIG.26の状態で、ユーザがボタン31(上スクローク)を第2ストロークまで押下すると、上方向のページへ移動し、さらにそのまま維持すると、画面が次々に上方向のページへ移動し、上方向のページスクロールが実行される。
このように、本実施形態の携帯端末によれば、項目スクロール(または行スクロール)とページスクロールを一つのボタンで指定することができる。このため、携帯端末において操作性を高めつつ、ボタン等の設置面積を有効に使用できる。
<変形例>
上記実施形態では、第1実施形態、または第3実施形態から第5実施形態に示した操作スイッチを携帯端末のスクロールキーとして使用する例を示した。この操作スイッチとして、第2実施形態に示したレバー6を備えるものを使用してもよい。レバー6を上下に操作するように携帯端末筐体に配置し、レバーを下に引くと下スクロールし、上に引くと上スクロールするようにすればよい。
<携帯電話への適用例>
上記実施形態では、第1実施形態から第5実施形態に示した操作スイッチを携帯端末に適用する例を示した。この操作スイッチを携帯電話に適用してもよい。
FIG.27は、FIG.26と同様のボタン31および32を有する携帯電話の例である。この携帯電話では、例えば、電話帳を検索する場合、ボタン31を上スクロールに使用する。また、ボタン32を下スクロールに使用する。
そして、ボタン31、32のいずれにおいても、第1ストロークを選択項目(氏名欄)の移動に、第2ストロークをページ送りに使用する。ただし、第2ストロークをページ送りに使用する代わりに、連続したスクロール操作、あ行、か行等の単位での単位送り、所定の単位で定義したグループ単位でのグループ送りに使用してもよい。
また、この携帯電話において、ボタン31および32をiモ−ドサービス等を利用したウェブサイトの操作に使用してもよい。そして、第1ストロークをウェブページ上のカーソル移動に、第2ストロークをページ送りやスクロールに使用すればよい。
また、この携帯電話において、ボタン31および32をその他の項目の選択に使用してもよい。そして、第1ストロークを項目の移動に、第2ストロークをページ送りに使用すればよい。
<ビデオ装置、オーディオ機器、テレビへの適用例>
上記実施形態では、第1実施形態から第5実施形態に示した操作スイッチを携帯端末に適用する例を示した。この操作スイッチをビデオ装置、オーディオ機器、テレビのリモートコントローラに適用してもよい。
FIG.28は、FIG.26と同様のボタン31および32を複数個有するリモートコントローラの例である。このリモートコントローラでは、例えば、テレビチャンネルを選択する場合、ボタン31をチャンネル番号の増加指令に使用する。また、ボタン32をチャンネル番号の減少指令に使用する。
そして、ボタン31、32のいずれにおいても、第1ストロークをチャンネル番号の変
更に、第2ストロークを複数のチャンネルを含むチャンネル一覧のページ送りに使用する。ただし、第2ストロークをページ送りに使用する代わりに、連続したチャンネルのサーチ、地上波、BS、CS、外部入力など単位での単位送り、あ行、か行等の単位での放送局名称の単位移動、番組のジャンルを区別したグループ(ジャンル)送りに使用してもよい。
また、このリモコンにおいて、ボタン31および32を音量操作に使用してもよい。例えば、上向きのボタン31の第1ストロークを音量の増加に、下向きのボタン32の第1ストロークを音量の減少に使用すればよい。また、下向きのボタン32の第2ストロークを消音(MUTE)に、上向きのボタン31の第2ストロークを消音からの復帰に使用すればよい。
また、このリモコンのボタン31および32をビデオ操作に使用してもよい。例えば、上向きのボタン31の第1ストロークを早送りに、下向きのボタン32の第1ストロークを巻き戻しに使用すればよい。また、上向きのボタン31の第2ストロークをインデックスの送りに、下向きのボタン32の第2ストロークをインデックスの戻しに使用すればよい。
また、このリモコンのボタン31および32をCD(コンパクト・ディスク)やMD(ミニ・ディスク)操作に使用してもよい。例えば、上向きのボタン31の第1ストロークを曲送りに、下向きのボタン32の第1ストロークを曲ごとの戻しに使用すればよい。また、上向きのボタン31の第2ストロークを次のディスクへの送りに、下向きのボタン32の第2ストロークを前のディスクへの戻しに使用すればよい。
また、このリモコンのボタン31および32をビデオ装置、オーディオ機器、テレビ等の各種設定操作に使用してもよい。例えば、第1ストロークを設定項目の移動に、第2ストロークをページ送りに使用すればよい。
<エアコン、照明器具への適用例>
上記実施形態では、第1実施形態から第5実施形態に示した操作スイッチを携帯端末に適用する例を示した。この操作スイッチをエアコンや照明器具に適用してもよい。その場合、エアコンや照明器具本体に組み込んでもよい、エアコンや照明器具のリモートコントローラに組み込んでもよい。
FIG.29は、FIG.26と同様のボタン31および32をエアコンのリモートコントローラに組み込む例である。このリモートコントローラでは、例えば、第1ストロークを温度の調整操作(温度の上昇と下降)に使用する。また、第2ストロークを急冷房、急暖房に使用する。第2ストロークを解除すると、通常の調整操作に復帰させればよい。
また、照明器具の操作では、例えば、第1ストロークを明るさの調整(光量の増加と減少)に使用する。また、上向きのボタン31の第2ストロークを最大光量の設定に、下向きのボタン32の第2ストロークを消灯に使用する。第2ストロークを解除すると、通常の明るさの調整に復帰させればよい。
<時計への適用例>
上記実施形態では、第1実施形態から第5実施形態に示した操作スイッチを携帯端末に適用する例を示した。この操作スイッチを時計やタイマの時刻設定に適用してもよい。
FIG.30は、FIG.26と同様のボタン31および32を時計に組み込む例ある。このリモートコントローラでは、例えば、第1ストロークを分単位の増加と減少に使用すればよい。また、第2ストロークを時単位の増加と減少に使用すればよい。
また、例えば、第1ストロークを低速の送りに、第2ストロークを高速の送りに使用してもよい。
《第7実施形態》
本発明の第7実施形態をFIG.31からFIG.37の図面に基いて説明する。FIG.31は第7実施形態に係る操作スイッチの斜視図であり、FIG.32は、この操作スイッチの待機状態を示す図であり、FIG.33は、この操作スイッチの第1ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.34は、第2ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.35は、第7実施形態の変形例における操作スイッチの待機状態を示す図であり、FIG.36は、この変形例の操作スイッチの第1ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.37は、第2ストローク押下時の状態を示す図である。
上記第2実施形態では、所定の軸を中心に揺動するレバー6を使用し、2ストロークの操作スイッチを実現する例を示した。本実施形態では、第2実施形態に示したレバー6に代えて、所定の軸を中心に揺動するシーソーキーを用いる。他の構成および作用は第1から第6実施形態の構成と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
FIG.31に、この操作スイッチの斜視図を示す。この操作スイッチは、基板1に載置されたドーム反転ばね2Aおよび2Bと、ドーム反転ばね2Aおよび2Bの間を橋渡しするブリッジ部品3と、ブリッジ部品3上に設けたシーソーキー8を有している。本実施形態では、ブリッジ部品3下面端部のドーム反転バネ2Aおよび2Bとの接触箇所に押圧部材3Aおよび3Bを有している。
シーソーキー8は、FIG.31に示したキー正面中央付近からキー背面に貫通する軸受け孔部9を有し、回転軸7を収容する。この回転軸7は、L字状に屈曲し、基部7Aにおいて基板1に固定されている。その結果、シーソーキー8は、軸受け孔部9の中心と基板1との相対距離が固定された状態で、回転軸7を中心に揺動し、シーソーキー8の底部(以下キー底部8C)、ブリッジ部品3、および押圧部材3A(または支点部3B)を介してドーム反転ばね2A及び2Bを押圧する。
なお、回転軸7をシーソーキー8に固定し、不図示の軸受けを設けて、シーソーキー8と回転軸7とが一体で揺動するようにしてもよい。軸受けは、基板1に固定すればよい。
FIG.32に、この接点スイッチの待機状態を示す。上述のように、この操作スイッチは、回転軸7を有するシーソーキー8をブリッジ部品3上に設けている。回転軸7は、基板1に固定されており、シーソーキー8は、この回転軸7の回りで揺動する。
このシーソーキー8は、操作者が操作する押圧部8A(および回転軸7を挟んで押圧部8Aと逆方向へ操作するための押圧部8Bと)と、押圧部8A(8B)と一体となって回動し、ブリッジ部品3を圧迫するキー底部8Cとを有している。操作者がシーソーキー8の押圧部8A(8B)を押圧すると回転軸7を中心とする回動力が発生し、その回動力がキー底部8Cにおいてブリッジ部品3に対する押下力に変換され、ブリッジ部品3を押下する。
この押下力が所定値以上になると、押下部(FIG.33の(b))に近いドーム反転ばね2Aが反転する。これにより、第1ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Aがオンになる(FIG.33)。
操作者が、押圧部8Aへの荷重をさらに強めると、反転したドーム反転ばね2Aへの荷重位置(FIG.16の(C)で示した位置)を支点としたFIG.33に向かって反時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、第2ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.34)。なお、押圧部8Bを押圧する場合も操作スイッチの作用は同様である。
以上の述べたように、本実施形態の操作スイッチによれば、シーソーキー8えの押圧操作に対して、2つのストロークを検出することができる。シーソーキー8は、第2実施形態で説明したレバー6を用いる場合と比較して、キーボードのキーに近い形状の操作部に回転軸7による回動作用を発生させ、2ストロークのスイッチを構成することができる。
<キー底部8Bの変形>
上記第7実施形態では、シーソーキー8とブリッジ部品3により2ストロークの操作を実現する操作スイッチを説明した。そして、上記実施形態では、操作スイッチの待機状態(FIG.33)において、シーソーキー8(キー底部8B)の下面の全面が、ブリッジ部品3に接触していた。しかし、本発明の実施は、このような形状には限定されない。例えば、キー底部8Bの下面の一部分が、ブリッジ部品3に接触するような構造であってもよい。FIG.35からFIG.37に、そのような操作スイッチの構造および作用を示す。これらの図に示すように、シーソーキー8は、下面のブリッジ部品3との接触箇所に脚部8Dおよび8Eを有している。
操作者がシーソーキー8の押圧部8A(8B)を回転軸に対して回動操作すると、その回動力が脚部8D(8E)においてブリッジ部品3に対する押下力に変換され、ブリッジ部品3を押下する。その作用は、上記第7実施形態のキー底部8Cによる場合と同様である。
<その他の変形例>
上記第7実施形態では、回転軸7を基板1に固定した。これに代えて、回転軸7をブリッジ部品3に固定してもよい。ただし、その場合には、第2実施形態のレバー6についてで説明したように、シーソーキー8は、ブリッジ部品3と一体としてドーム反転バネ2Aおよび2Bに作用する。この場合、押圧部8Aおよび8Bへの押圧により、ドーム反転ばね2Aと2Bとに不均衡な荷重が加わる。その結果、本実施形態の操作スイッチは、第1実施形態の操作スイッチと同様に機能する。
2段ストローク発生の仕組みは、第1実施形態で説明した場合と同様になる。
上記第7実施形態では、ブリッジ部品3下面端部のドーム反転バネ2Aおよび2Bとの接触箇所に押圧部材3Aおよび3Bを設けた。しかし、第1実施形態において説明したように、本発明の実施において、押圧部材3Aおよび3Bは、必ずしも必要ではない。
《第8実施形態》
本発明の第8実施形態をFIG.38からFIG.44の図面に基いて説明する。FIG.38は第8実施形態に係る操作スイッチの構造図(待機状態)であり、FIG.39は、この操作スイッチのボタン部4Aの第1ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.40は、ボタン部4Aの第2ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.41は、この操作スイッチの中央のボタン部4B押下時の状態を示す図であり、FIG.42は、この操作スイッチのボタン部4Cの第1ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.43は、ボタン部4Cの第2ストローク押下時の状態を示す図であり、FIG.44は、第8実施形態の変形例に係る操作スイッチの構造図である。
上記第1実施形態、第3実施形態、第4実施形態または第7実施形態では、2つの接点スイッチにより2ストロークの操作スイッチを実現する例を示した。本実施形態では、3つの接点スイッチにより、2組の2ストロークの操作スイッチを実現する例を示す。他の構成および作用は上記実施形態の構成と同様である。そこで、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態では、略直線上に配置された3つの接点を利用して、3ボタンの2ストロークスイッチを構成する。
FIG.38に、第8実施形態に係る操作スイッチの構造図を示す。FIG.38のように、操作スイッチは、基板1に埋設された接点スイッチ5A、5B、および5Cと、これらの接点スイッチ5A、5B、および5Cをカバーするドーム反転ばね2A、2Bおよび2Cと、ドーム反転ばね2Aおよび2Bの間を橋渡しするブリッジ部品3−1と、ブリッジ部品3−1に係合しドーム反転ばね2Bおよび2Cの間を橋渡しするブリッジ部品3−2と、ブリッジ部品3−1上に設けたボタン部4Aおよび4Bと、ブリッジ部品3−2上に設けたボタン部4Cとを有している。
このうち、両端のボタン部4Aおよび4Cが2ストロークの操作機能を提供する。また、中央のボタン4Bは、通常の1ストロークの操作機能を提供する。3つの接点スイッチ5A、5B、および5Cのうち、5Aと5B(ドーム反転ばね2Aと2B)上には、ブリッジ部品3−1が載置される。
ブリッジ部品3−2の係合部3−2Aは、ブリッジ部品3−1の係合部3−1Aと係合する。この係合により、ブリッジ部品3−2は、接点スイッチ5C(ドーム反転ばね2C)とブリッジ部品3−1とを橋渡した構造をなす。この係合は、例えば、凹部と凸部の緩やかな組み合わせにより構成することができる。ただし、凹部と凸部の組み合わに代えて、ブリッジ部品3−1の端部およびブリッジ部品3−2の端部を共通の揺動軸により軸着し、その揺動軸の回りに揺動可能な状態で結合してもよい。
本実施形態の操作スイッチでは、操作者が、ボタン部4Aを押下することにより、第1実施形態で説明した操作スイッチと同様、まず、ドーム反転バネ2Aが、その後、ドーム反転ばね2Bが反転する。その結果、接点スイッチ2A、2Bの順にオンとなり、2ストロークの操作が検出される。このとき、ブリッジ部品3−1と3−2とは、凹部と凸部の緩やかな組み合わせにより係合している(または揺動軸の回りに揺動可能な状態で結合している)ので、ボタン部4Aに対する操作により、ドーム反転ばね2Cおよび接点スイッチ5Cは影響を受けない。
同様に、操作者が、ボタン部4Cを押下することにより、第1実施形態で説明した操作スイッチと同様、まず、ドーム反転バネ2Cが、その後、係合部3−2Aおよび3−1Aを介してドーム反転ばね2Bが反転する。その結果、接点スイッチ2C、2Bの順にオンとなり、2ストロークの操作が検出される。この場合も、ボタン部4Cに対する操作により、ドーム反転ばね2Aおよび接点スイッチ5Aは影響を受けない。このように、本実施形態の操作スイッチは、互いに独立して作動する2組の2ストロークのスイッチ機能を提供する。以下のこの操作スイッチを3接点スイッチと呼ぶ。
FIG.39からFIG.43に3接点スイッチのボタン部4A〜4Cに対する操作による状態の変化を示す。上述のようにFIG.38は、3接点スイッチの待機状態を示している。待機状態では、ボタン部4A〜4Cのいずれにも押下力が作用されていない。この状態では、ドーム反転バネ2A〜2Cのいずれも反転していない。したがって、接点スイッチ5A〜5Cはいずれもオフの状態にある。
FIG.39およびFIG.40に、ボタン部4Aが押下されたときの状態を示す。操作者がブリッジ部品3−1上のボタン部4Aを押下すると、第1実施形態の操作スイッチと同様に2つのドーム反転ばね2Aおよび2Bには不均等に押下力が働き、まず、ドーム反転ばね2Aは、反転する。これにより、第1ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Aがオンになる(FIG.39)。
操作者が、ボタン部4Aへの荷重をさらに強めると、反転したドーム反転ばね2Aへの荷重位置を支点としたFIG.39に向かって時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、第2ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.40)。このように、ドーム反転ばね2Aと2Bとへ不均衡な荷重により、接点スイッチ2Aと2Bとが2ストロークでオンになる。
FIG.41に、中央のボタン部4Bが押下されたときの状態を示す。本実施形態の3接点スイッチにおいて、ボタン部4Bは、ブリッジ部品3−1の端部(FIG.41では紙面に向かって右端部)に位置している。したがって、操作者がボタン部4Bを押下すると、押下力の大半は、ボタン部4Bの略直下に位置するドーム反転ばね2Bに働く。そして、その押下力が所定値を超えるとドーム反転ばね2Bが反転する。
さらに、押下力を増加しても、ドーム反転ばね2Aが反転することはない。また、ブリッジ部品3−1とブリッジ部品3−2は、係合しているが、互いに揺動可能である。このため、ボタン部4Bへの押下力は、ドーム反転ばね4Cには作用しない。
FIG.42およびFIG.43に、ボタン部4Cが押下されたときの状態を示す。操作者がブリッジ部品3−2上のボタン部4Cを押下すると、係合部3−2Aおよび3−1Aを介して、2つのドーム反転ばね2Cおよび2Bには不均等に押下力が働き、まず、ドーム反転ばね2Cが、反転する。これにより、第1ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Cがオンになる(FIG.42)。
操作者が、ボタン部4Cへの荷重をさらに強めると、反転したドーム反転ばね2Cへの荷重位置を支点としたFIG.42に向かって反時計回りの回転力がドーム反転ばね2Bに荷重される。
そして、その荷重が所定値を超えると、ドーム反転ばね2Bが反転する。これにより、第2ストロークのスイッチの切り替えが完了し、接点スイッチ5Bがオンになる(FIG.43)。このように、ドーム反転ばね2Cと2Bとへ不均衡な荷重により、接点スイッチ2Cと2Bとが2ストロークでオンになる。
以上述べたように、本実施形態の3接点スイッチによれば、互いに独立した2つの2ストロークスイッチを組み合わせたスイッチを構成できる。このような3接点スイッチを携帯電話や情報機器に利用すれば、例えば、リスト項目の選択作業において、上方向(右方向)の移動をボタン部4Aに、下方向(左方向)の移動をボタン部4Cに割り当てることができる。そして、各々第1ストロークの操作を検出すると、リスト上でカーソルを通常速度で移動(低速移動)し、第2ストロークで高速移動(またはページ移動)するようにすればよい。また、ボタン部4Bを選択操作の確定のための決定キーに割り当てればよい。このように、本実施形態の3接点スイッチにより、小さな設置面積で機器の操作性を高めることができる。
<3つの2ストロークスイッチを構成する例>
FIG.44に、本実施形態の変形例に係る3接点スイッチの構造を示す。上記第8実施形態では、3つのボタン部4A〜4Cにより、2つの2ストロークスイッチと1つの1ストロークスイッチを構成する例を示した。これに代えて、3つのボタン部4A〜4Cをすべて2ストロークスイッチとして作動するように構成してもよい。
FIG.44の構成では、FIG.38〜43の場合と異なり、ボタン4Bがブリッジ部品3−1の端部に位置しない。このため、ボタン部4Bの作用は、第1実施形態の操作スイッチと同様になり、ドーム反転ばね2A、2Bおよび接点スイッチ5A、5Bにより2ストロークスイッチとして作用する。
また、ボタン部4Aおよび4Cに押下力を及ぼした場合の作用は、FIG.39〜43で説明した場合と同様である。
ブリッジ部品3−1と3−2の係合部分は、第8実施形態の場合と同様である。すなわち、凹部と凸部を緩やかに咬み合わせてもよい。また、3−2の端部3−2Aを爪状に構成し、ブリッジ部品3−1の端部に載置するようにしてもよい。また、揺動軸を構成する軸部材の回りに、揺動可能にブリッジ部品3−1と3−2を軸着してもよい。
<その他の変型例>
上記第8実施形態では、ボタン部4Aをブリッジ部品3−1上においてドーム反転ばね2Bよびも2Aに近い位置に設け、ボタン部4Aによる第1ストロークによりドーム反転ばね2Aが反転し、つづいて第2ストロークによりドーム反転ばね2Bが反転するように構成した。
また、ボタン部4Cをブリッジ部品3−2上においてドーム反転ばね2Bよりも2Cに近い位置に設け、ボタン部4Cによる第1ストロークによりドーム反転ばね2Cが反転し、つづいて第2ストロークによりドーム反転ばね2Bが反転するように構成した。
しかし、これらの各ストロークにおいて反転するばねの位置は、ボタン部4Aまたは4Cの配置位置により、適宜選択することができる。例えば、ボタン部4Aをブリッジ部品3−1上においてドーム反転ばね2Aよびも2Bに近い位置に設け、ボタン部4Aによる第1ストロークによりドーム反転ばね2Bが反転させ、つづいて第2ストロークによりドーム反転ばね2Aが反転するように構成してもよい。
また、ボタン部4Cをブリッジ部品3−2上においてドーム反転ばね2Cよりも2Bに近い位置に設け、ボタン部4Cによる第1ストロークによりドーム反転ばね2Bが反転し、つづいて第2ストロークによりドーム反転ばね2Cが反転するように構成してもよい。すなわち、本実施形態の3接点スイッチでは、利用する対象に応じて、ボタン部4A〜4Cの位置を適宜選択し、接点スイッチの5A〜5Cの開閉順を適宜規定すればよい。
《産業上の利用可能性》
本発明は、スイッチの製造産業、スイッチを組み込む各種装置の製造産業、そのような装置を用いたサービス産業において利用できる。
《その他》本実施形態は、以下の態様を含む。
(態様1) 荷重を受けて切り替わる第1および第2の押下スイッチと、
前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチに荷重を配分する荷重配分部と、
前記荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える押下部とを備え、
前記押下部への第1の荷重により第1の押下スイッチが切り替わり、第1の荷重を超える第2の荷重により、第2の押下スイッチが切り替わる操作スイッチ。
(態様2) 前記第2の荷重は、第1の荷重に対し略1.7倍以上、5倍以下の範囲である態様1記載の操作スイッチ。
(態様3) 前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチは、基板上に設置され、
前記荷重配分部は、前記第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとの間に架設された基材と、その基材端部に設けた支点部とを有し、
前記押下部への第1の荷重により前記第1の押下スイッチが切り替わるとともに前記支点部が基板面に接触し、前記第2の荷重により前記支点部を中心に基材が揺動して第2の押下スイッチが切り替わる態様1記載の操作スイッチ。
(態様4)前記押下部は、前記荷重配分部において荷重を均等に配分する、そのような荷重中心位置から第1の押下スイッチ方向の所定距離の位置に設けた第1の押下部と、前記荷重中心位置から第2の押下スイッチ方向の所定距離の位置に設けた第2の押下部とを有する態様1または2記載の操作スイッチ。
(態様5)前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチは、基板上に設置され、
前記荷重配分部は、前記第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとの間に架設された基材と、その基材の第1の押下スイッチ側の端部に設けた第1の支点部と、その基材の第2の押下スイッチ側の端部に設けた第2の支点部とを有し、
前記第1の押下部への第1の荷重により前記第1の押下スイッチが切り替わるとともに前記第1の支点部が基板面に接触し、前記第1の荷重を超える第2の荷重により前記第1の支点部を中心に前記基材が揺動して第2の押下スイッチが切り替わり、
前記第2の押下部への第3の荷重により前記第2の押下スイッチが切り替わるとともに前記第2の支点部が基板面に接触し、前記第3の荷重を超える第4の荷重により前記第2の支点部を中心に前記基材が揺動して第1の押下スイッチが切り替わる態様4記載の操作スイッチ。
(態様6)前記第1の押下部および第2の押下部を突出させる第1および第2の開口部を有する外壁部材をさらに備え、
前記第1の押下部への荷重による第1および第2の押下スイッチの切り替え時に、前記第2の押下部の突出を維持し、
前記第2の押下部への荷重による第1および第2の押下スイッチの切り替え時に、前記第1の押下部の突出を維持する態様4または5記載の操作スイッチ。
(態様7)前記荷重配分部に載置されて前記第1および第2の押下部を支持する支持部材をさらに備え、
前記支持部材は、第2の押下部側の端部を前記第2の開口部側の外壁部材の内面に当接させ、前記第1の押下部への荷重により、その第2の押下部側の端部を支点として揺動して前記荷重配分部の荷重中心位置から第1の押下部の方向への所定距離近傍の接触位置を押圧し、第1の押下部側の端部を前記第1の開口部側の外壁部材の内面に当接させ、前記第2の押下部への荷重により、その第1の押下部側の端部を支点として揺動して前記荷重配分部の荷重中心位置から第2の押下部の方向への所定距離近傍の接触位置を押圧する態様6記載の操作スイッチ。
(態様8)荷重を受けて切り替わる第1および第2の押下スイッチと、
前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチに荷重を配分する荷重配分部と、
前記荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える操作部とを備え、
前記操作部は、揺動軸と、荷重を受けて前記揺動軸を中心に揺動する揺動部と、前記揺動部に連動し前記荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える作用部とを有し、
前記揺動部に対する第1の揺動方向への第1の荷重により第1の押下スイッチが切り替わり、第1の荷重を超える第2の荷重により、第2の押下スイッチが切り替わり、
前記揺動部に対する第2の揺動方向への第3の荷重により第2の押下スイッチが切り替わり、第3の荷重を超える第4の荷重により、第1の押下スイッチが切り替わる操作スイッチ。
(態様9)矩形を構成する頂点位置近傍に設けた4つの押下スイッチと、
前記4つの押下スイッチのいずれかまたは隣接する2つのいずれかの組を押下する荷重配分部と、
前記隣接する2つの押下スイッチに対して前記荷重配分部を介して非均等に荷重を加える4つの操作部とを備え、
前記いずれかの操作部への第1の荷重により第1の押下スイッチが切り替わり、第1の荷重を超える第2の荷重により、第2の押下スイッチが切り替わる操作スイッチ。
(態様10)2つのストロークを有する操作スイッチを設けた携帯機器であり、前記操作スイッチは、
荷重を受けて切り替わる第1および第2の押下スイッチと、
前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチに荷重を配分する荷重配分部と、
前記荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える押下部とを備え、
前記押下部への第1の荷重により第1の押下スイッチが切り替わり、第1の荷重を超える第2の荷重により、第2の押下スイッチが切り替わる、携帯機器。
(態様11)荷重を受けて切り替わるスイッチと接続される制御装置であり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手段と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手段と、
前記第1の状態から第2の状態に遷移し、さらに、第1の状態に遷移したときに所定の処理を実行させる手段とを備えた制御装置。
(態様12)スイッチの切り替え状態の変化を検出し、所定の機能を提供する方法であり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手順と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手順と、
前記第1の状態から第2の状態に遷移し、さらに、第1の状態に遷移したときに所定の処理を実行させる手順とを有する方法。
(態様13)コンピュータに、スイッチの切り替え状態の変化を検出させ、所定の機能を提供させるプログラムであり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手順と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手順と、
前記第1の状態から第2の状態に遷移し、さらに、第1の状態に遷移したときに所定の処理を実行させる手順とを実行させるプログラム。
(態様14)荷重を受けて切り替わるスイッチと接続される制御装置であり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手段と、
第1の状態から第2の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を実行する手段と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手段と、
第2の状態から第3の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を強化した第2の処理を実行する手段とを備えた制御装置。
(態様15)スイッチの切り替え状態の変化を検出し、所定の機能を提供する方法であり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手順と、
第1の状態から第2の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を実行する手順と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手順と、
第2の状態から第3の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を強化した第2の処理を実行する手順とを有する方法。
(態様16)コンピュータに、スイッチの切り替え状態の変化を検出させ、所定の機能を提供させるプログラムであり、
前記スイッチの第1状態と第2の状態との間の遷移を検出する手順と、
第1の状態から第2の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を実行する手順と、
前記スイッチの第2の状態と第3の状態との間の遷移を検出する手順と、
第2の状態から第3の状態への遷移を検出したときに、第1の処理を強化した第2の処理を実行する手順とを実行させるプログラム。
(態様17)前記揺動部は、前記揺動軸に対して第1の回転方向への荷重をうける第1の押圧面と第2の回転方向への荷重をうける第2の押圧面とを互いに背面としてなるレバー部を有する態様8に記載の操作スイッチ。
(態様18)前記揺動部は、前記揺動軸に対して第1の回転方向への荷重をうける第1の押圧部と、第2の回転方向への荷重をうける第2の押圧部とを有する態様8に記載の操作スイッチ。
(態様19)荷重を受けて切り替わる第1、第2および第3の押下スイッチと、
前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチに荷重を配分する第1の荷重配分部と、
前記第1の荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える第1の押下部と、
前記第2の押下スイッチおよび第3の押下スイッチに荷重を配分する第2の荷重配分部と、
前記第2の荷重配分部を介して第2の押下スイッチと第3の押下スイッチとに非均等に 荷重を加える第2の押下部とを備える操作スイッチ。
(態様20)前記第1の押下部への第1の荷重により第1の押下スイッチまたは第2の押下スイッチの一方が切り替わり、第1の荷重を超える第2の荷重により、第1の押下スイッチまたは第2の押下スイッチの他方が切り替わり、
前記第2の押下部への第3の荷重により第2の押下スイッチまたは第3の押下スイッチの一方が切り替わり、第3の荷重を超える第4の荷重により、第2の押下スイッチまたは第3の押下スイッチの他方が切り替わる態様19に記載の操作スイッチ。
(態様21)前記第1の荷重配分部を介して第2の押下スイッチに選択的に荷重を加える第3の押下部をさらに備える態様19または20に記載の操作スイッチ。
(態様22)前記第1の荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える第3の押下部をさらに備える態様19または20に記載の操作スイッチ。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型で軽量な機器に適合する操作スイッチを提供できる。また、小型で軽量な機器において、安価かつ確実に動作する操作スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図である。
【図2】スイッチの第1ストロークの状態を示す図である。
【図3】スイッチの第2ストロークの状態を示す図である。
【図4】スイッチの回路構成例(1)である。
【図5】スイッチの回路構成例(2)である。
【図6】制御フロー図である。
【図7】ドライバプログラムの処理を示すフローチャート(1)である。
【図8】ドライバプログラムの処理を示すフローチャート(2)である。
【図9】ドライバプログラムの処理を示すフローチャート(3)である。
【図10】ドライバプログラムの処理を示すフローチャート(4)である。
【図11】操作正解率を測定した測定結果(1)である。
【図12】操作正解率を測定した測定結果(2)である。
【図13】操作スイッチの変形例である。
【図14】ボタン部4を1個有する操作スイッチの構成例である。
【図15】本発明の第2実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図である。
【図16】操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図である。
【図17】操作スイッチの第2ストローク時の状態を示す図である。
【図18】本発明の第3実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図である。
【図19】操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図である。
【図20】操作スイッチの第2ストローク時の状態を示す図である。
【図21】本発明の第4実施形態に係る操作スイッチの構造(待機状態)を示す図である。
【図22】操作スイッチの第1ストローク時の状態を示す図である。
【図23】操作スイッチの第2ストローク時の状態を示す図である。
【図24】本発明の第5実施形態に係る操作スイッチの構造を示す図である。
【図25】操作スイッチの正面図である。
【図26】本発明の第6実施形態に係る携帯端末の構成を示す図である。
【図27】携帯電話の例である。
【図28】リモートコントローラの例である。
【図29】エアコンのリモートコントローラの例である。
【図30】時計の例である。
【図31】本発明の第7実施形態に係る操作スイッチの斜視図である。
【図32】待機状態を示す図である。
【図33】第1ストローク押下時の状態を示す図である。
【図34】第2ストローク押下時の状態を示す図である。
【図35】第7実施形態の変形例における操作スイッチの待機状態を示す図である。
【図36】第1ストローク押下時の状態を示す図である。
【図37】第2ストローク押下時の状態を示す図である。
【図38】第8実施形態に係る操作スイッチの構造図(待機状態)である。
【図39】ボタン部4Aの第1ストローク押下時の状態を示す図である。
【図40】ボタン部4Aの第2ストローク押下時の状態を示す図である。
【図41】、ボタン部4B押下時の状態を示す図である。
【図42】ボタン部4Cの第1ストローク押下時の状態を示す図である。
【図43】ボタン部4Cの第2ストローク押下時の状態を示す図である。
【図44】第8実施形態の変形例に係る操作スイッチの構造図である。
Claims (4)
- 荷重を受けて切り替わる第1、第2および第3の押下スイッチと、
前記第1の押下スイッチおよび第2の押下スイッチに荷重を配分する第1の荷重配分部と、
前記第1の荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える第1の押下部と、
前記第2の押下スイッチおよび第3の押下スイッチに荷重を配分する第2の荷重配分部と、
前記第2の荷重配分部を介して第2の押下スイッチと第3の押下スイッチとに非均等に荷重を加える第2の押下部とを備える操作スイッチ。 - 前記第1の押下部への第1の荷重により第1の押下スイッチまたは第2の押下スイッチの一方が切り替わり、第1の荷重を超える第2の荷重により、第1の押下スイッチまたは第2の押下スイッチの他方が切り替わり、
前記第2の押下部への第3の荷重により第2の押下スイッチまたは第3の押下スイッチの一方が切り替わり、第3の荷重を超える第4の荷重により、第2の押下スイッチまたは第3の押下スイッチの他方が切り替わる請求項1に記載の操作スイッチ。 - 前記第1の荷重配分部を介して第2の押下スイッチに選択的に荷重を加える第3の押下部をさらに備える請求項1または2に記載の操作スイッチ。
- 前記第1の荷重配分部を介して第1の押下スイッチと第2の押下スイッチとに非均等に荷重を加える第3の押下部をさらに備える請求項1または2に記載の操作スイッチ。
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