(57)【要約】【課題】従来に比べて確実で且つ正確な入力状態を得ることができる押圧式の操作装置を提供することを目的としている。【解決手段】弾性部材２と補強部材４とを有して成る複合シート６と、前記複合シート６の下方に位置するメンブレンシート２０とを含む操作装置１において、前記複合シート６の下面に設けた突起５ａ〜５ｆを、前記弾性部材２の幅方向の中心線Ｃ−Ｃからずれた位置に形成している。かかる場合、前記弾性部材２の表面である操作面１０上を下方に押圧したときに、その幅中心よりも側部側の方が撓みやすいから、側部側に片寄って設けられた各突起５ａ〜５ｆを、その下方にあるメンブレンシート２０と確実且つ正確な位置で接触させることが可能になる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が操作面とされた軟質な弾性体と、前記弾性体の裏面側に設けられて前記弾性体が所定量以上撓むのを規制する補強部材とを有してなる複合シートと、
前記複合シートの下方に設けられた基板シートとを含み、
前記複合シートの下面には、前記弾性体の下側から前記基板シート方向に突き出す複数の突起が設けられ、
前記弾性体に、幅方向の中心から長手方向に沿って中心線を引いたときに、前記突起は、前記中心線からずれた位置に形成されていることを特徴とする押圧式の操作装置。
【請求項２】
前記突起は全て、前記中心線から同じ側に片寄って形成されている請求項１記載の押圧式の操作装置。
【請求項３】
複数の前記突起は、中心線と平行に一列に並んで形成されている請求項２記載の押圧式の操作装置。
【請求項４】
前記操作装置の一方の側部側は、筐体との取り付け制約側であり、前記突起は、前記中心線から他方の側部側に片寄って形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の押圧式の操作装置。
【請求項５】
前記複合シートには、逆取り付け防止機能部が設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の押圧式の操作装置。
【請求項６】
前記逆取り付け防止機能は、前記複合シートのどちらか一方の側部から突出する突片である請求項５記載の押圧式の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば小型の電子機器に搭載される押圧式の操作装置に係り、特に確実で且つ正確な入力状態を得ることができる操作装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電子機器が小型化されると筐体の表面積が狭くなるため、搭載する操作装置の設置スペースが減少する。このため、搭載する操作装置も小型化する必要があり、その結果、小型化においても確実な入力動作を行えるようにする必要がある。ところで、従来の押圧式の操作装置として、下記特許文献１と特許文献２に示すものが開示されている。
【０００３】
下記特許文献１は、複数のボタンが押されている場合に、ポイントが押されているボタンの中心のボタンのナンバーに対応する方向などに移動できるようにして多方向へのポイント移動を可能とした発明である。特許文献１の図１（ａ）（ｂ）等から明らかなように、略楕円形状の操作面に現れる各ボタン２は、前記操作面の幅中心に位置するように設けられている。
【０００４】
下記特許文献２における入力装置には、複数の入力キー１の周囲に、移動対象物の移動方向等に関する移動指示を与える位置情報入力キーが配列された楕円形状のエリア２が設けられ、このエリア２内に押圧力を感知する感圧センサ４が多数並べて設けられている。特許文献２の図２を見て明らかなように、前記エリア２内に設けられた各感圧センサ４は、前記エリア２の幅中心に位置するように設けられている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１４２６１５号公報
【特許文献２】
特開平１１−３９０７５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１や特許文献２のように、操作面の幅中心に沿って、多数の接点を設けた構成では、前記操作面を押圧して撓ませ、前記接点を入力状態に切り替えるのには、押圧力により、前記操作面の中心が大きく撓んで、確実に接点入力された状態にならないといけない。
【０００７】
しかしながら、前記操作面が小型化され、特に、指で操作面上を押圧したときに、指の腹で操作面の幅全体が覆われる程に小型化されているような場合には、前記操作面の幅全体が下方向に押し下げられていくが、このとき、前記操作面はその中心よりも側部側の方が押圧力により撓みやすくなっている。
【０００８】
このため、操作面の幅中心に接点を置いた形態では、押圧力があまりに弱い場合などには、確実に入力状態に切り替わらず、あるいは所定数の入力点数を押圧力の大きさに合わせてスムーズに変化させにくくなる。
【０００９】
そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に表面が操作面とされた複合シートに設けられた突起の形成位置を中心からずらすことで、従来に比べて確実で且つ正確な入力状態を得ることができる押圧式の操作装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明における押圧式の操作装置は、表面が操作面とされた軟質な弾性体と、前記弾性体の裏面側に設けられて前記弾性体が所定量以上撓むのを規制する補強部材とを有してなる複合シートと、
前記複合シートの下方に設けられた基板シートとを含み、
前記複合シートの下面には、前記弾性体の下側から前記基板シート方向に突き出す複数の突起が設けられ、
前記弾性体に、幅方向の中心から長手方向に沿って中心線を引いたときに、前記突起は、前記中心線からずれた位置に形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明では、上記のように前記複合シートの下面に設けられた突起は、前記弾性体の幅方向の中心からずれた位置に形成されている。すなわち前記弾性体表面は操作面であるため、前記突起は前記操作面の幅中心からずれた位置に形成されていることになる。
【００１２】
かかる場合、前記操作面上を下方に押圧したときに、その幅中心よりも側部側の方が撓みやすいから、側部側に片寄って設けられた各突起は、その下方にある基板シートと確実且つ正確な位置で接触しやすい。
【００１３】
本発明では、前記突起は全て、前記中心線から同じ側に片寄って形成されていることが好ましい。
【００１４】
また本発明では、複数の前記突起は、中心線と平行に一列に並んで形成されていることがより好ましい。
【００１５】
また本発明では、前記操作装置の一方の側部側は、筐体との取り付け制約側であり、前記突起は、前記中心線から他方の側部側に片寄って形成されていることが好ましい。
【００１６】
小型化の電子機器等においては、前記操作装置の設置範囲に制約があり、特に前記操作装置の一方の側面側が、隣に設けられている部材（構造体）との関係で完全に仕切られている等の制約面となっている場合がある。かかる場合であっても、上記のように、前記突起を、前記制約面とは反対側の側面側に片寄らせて設ければ、確実に前記突起と、前記基板シートに設けられた例えば接点とを確実且つ所定の範囲で面対向させることができ、前記操作面を押したときに良好な入力状態を得ることが可能である。
【００１７】
また本発明では、前記複合シートには、逆取り付け防止機能部が設けられていることが好ましい。またかかる場合、前記逆取り付け防止機能は、前記複合シートのどちらか一方の側部から突出する突片であることが好ましい。
【００１８】
上記したように、前記突起は弾性体の前記中心線からずれた位置に形成されているから、前記複合シートを基板シートに取り付ける際の向きが決められている。従って取り付けの際の向きを間違えないよう、前記複合シートに逆取り付け防止機能部を設けることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の操作装置の分解斜視図、図２は図１に示す操作装置の平面図、図３は、図２に示す３−３線での切断断面図、図４は動作説明図、図５は本発明における操作装置の取り付け（設置）位置の一例を示した斜視図である。
【００２０】
図１に示すように、操作装置１は、Ｘ方向に細長い帯状の弾性部材（弾性体）２を有している。弾性部材２の裏面側にはメンブレンシート（基板シート）２０が設けられ、前記メンブレンシート２０にはＸ方向に沿って接点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ、２０Ｆが設けられている。各接点２０Ａ〜２０Ｆは、等ピッチで形成されている。本実施の形態では、接点の間隔は１０ｍｍ以下、具体的には４ｍｍで形成されたものを想定している。ただし、４ｍｍより短く形成しても長く形成してもよい。
【００２１】
前記操作装置１は、小型の電子機器、例えば携帯電話、オーディオ関連のリモコンなどに搭載することができる。あるいはパソコン等の比較的大きな電子機器に搭載することも可能である。
【００２２】
前記操作装置１は、電子機器を構成する筐体から前記弾性部材２の表面の操作面１０が露出するように形成されている。
【００２３】
前記弾性部材２は、弾性変形可能な軟質な素材で形成され、また前記操作面１０は、低摩擦抵抗の材料で形成されて前記弾性部材２の表面に重ねて形成されていることが好ましい。このような低抵抗な操作面１０が設けられていると、操作面１０に対して指をＸ１−Ｘ２方向へ滑らかに移動させることができ、操作性を向上させることができる。
【００２４】
図１に示すように、前記弾性部材２のＺ２側の面（裏面）には、補強部材４が重ねて形成されている。この補強部材４は、フィルム状に形成されたものであり、前記操作面１０よりも側方（Ｘ−Ｙ平面方向）に突出する形状であることが好ましい。かかる場合、前記弾性部材２及び操作面１０よりも外側に突出する部分が鍔部４ｂとなっている。この鍔部４ｂは、図１や図２の実施形態では、弾性部材２及び操作面１０の周囲全体に形成されている。この鍔部４ｂは、図示しない筐体の内面で係止され、前記弾性部材２が前記筐体から抜け出ないようにする抜け止め機能や防水機能を有するものである。
【００２５】
本発明では、少なくとも前記弾性部材２と補強部材４とを有して複合シート６が構成されている。
【００２６】
図１ないし図４に示すように、前記複合シート６のＺ２側の面には、５個の半球状の突起５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆが直線状に等間隔に設けられている。前記突起５ａ〜５ｆは、前記接点２０Ａ〜２０Ｆの真上に位置にするように設定されている。さらに突起５ａと５ｆの外側には支持部１１ａ，１１ｂが形成されている。これら突起５ａ〜５ｅ及び支持部１１ａ，１１ｂは、いずれも紫外線硬化型の樹脂で印刷によって同時に形成されている。ただし、前記突起５ａ〜５ｅ及び支持部１１ａ，１１ｂは、必ずしも紫外線硬化樹脂である必要はない。
【００２７】
なお、図示していないが、前記支持部１１ａ，１１ｂの表面には、粘着性を有する粘着層が形成されて、メンブレンシート２０の表面と接着固定されている。
【００２８】
図１、図３、図４に示すように、前記メンブレンシート２０は、上側シート２１と下側シート２２が対向して設けられ、前記上側シート２１と下側シート２２との間にシート状のスペーサ２３が挿入されて、互いに接着固定されている。前記上側シート２１と下側シート２２とスペーサ２３は、いずれもＰＥＴ樹脂やポリイミド樹脂など可撓性を有する素材で形成され、互いに接着固定されている。なお、前記各シート２１，２２がＰＥＴ樹脂などで形成され、前記スペーサ２３が接着材からなる接着層で形成されて、互いに接着固定されたものでもよい。
【００２９】
図１、図３、図４に示すように、前記上側シート２１と下側シート２２には、前記突起５ａと対向する位置に円形の導電部２１ａ，２２ａが対向して形成されている。また前記スペーサ２３には、前記導電部２１ａ，２２ａが露出する前記導電部２１ａ，２２ａよりも大径の円形の貫通孔２３ａが形成されている。なお、前記と同様にして、前記突起５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ，５ｆについても、導電部２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ、２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ及び貫通孔２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆが形成されている。互いに対向する一対の前記導電部によって、本実施の形態の接点がそれぞれ形成されている。
【００３０】
図１、図２に示すように、前記メンブレンシート２０では、前記下側シート２２に、前記導電部２２ａ〜２２ｆから線状の電極部２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，２２ｄ１，２２ｅ１，２２ｆ１と１本の共通電極部２４がそれぞれＸ方向へ互いに重ならないように延びて形成されている。図１に示すように前記共通電極部２４は、下側シート２２から上側シート２１の各導電部２１ａ〜２１ｆまで延びて形成されている。また、前記電極部２２ａ１〜２２ｆ１および共通電極部２４が図示しない制御部まで延びて形成されている。
【００３１】
なお、前記導電部２１ａ〜２１ｆ，２２ａ〜２２ｆ、電極部２２ａ１〜２２ｆ１および共通電極部２４は、いずれも銅や銀などの金属材料で形成されている。
【００３２】
前記制御部では、前記共通電極部２４に対して電流が与えられる。例えばこのとき導電部２１ｃと２２ｃとが互いに接触して前記電流が電極部２２ｃ１から出力されると、前記制御部では接点２０Ｃが押圧操作されたと検知される。このようにして他の接点２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｄ，２０Ｅ，２０Ｆについても同様に検知できるようになっている。
【００３３】
本実施の形態における弾性部材２は、シリコーンゴムで形成されていることが好ましい。例えば、高密度ポリエチレンやポリプロピレンでは硬度が高く、低荷重で撓み変形できるものではなく、逆に低密度ポリエチレンでは高温での特性が悪く使用に耐え得るものではない。一方、弾性部材２として、前記シリコーンゴムを使用すると、低加重しかも局部的に撓み変形させることができる。なお、この弾性部材２としては、シリコーンゴムに限定されるものではなく、その他のゴム系の弾性部材であってもよい。
【００３４】
しかし、シリコーンゴムをベースに検討したところ、シリコーンゴムは柔らか過ぎて撚れたり、摩擦抵抗が大きく操作性が損なわれるという問題があった。そこで撚れることについての対応方法としては、上記したように、シリコーンゴムで形成された弾性部材２の裏面にフィルム状の補強部材４を固定する。前記補強部材４は、ＰＥＴ樹脂やポリプロピレン樹脂などで形成することができ、この補強部材４を弾性部材２の裏面に貼り付けることで、Ｚ方向への撓み変形を損なわずに前記撚れを防止することができる。
【００３５】
また、摩擦抵抗が大きく操作性が損なわれる点についての対応方法としては、その一例として、操作面１０に無機フィラー具体的にはシリカの粒子を含有したシリコーン樹脂を形成することである。このような樹脂を操作面１０に塗布または印刷することで、操作面１０の摩擦抵抗を低くでき、指を操作面１０上において滑らかに移動させることができる。ただし、操作面１０を抵抗の小さい平滑な面にできるものであれば上記したシリカを含むシリコーン樹脂に限定されるものではなく、他の部材から成るものであってもよい。
【００３６】
本発明における特徴的部分は、以下のとおりである。すなわち本発明では、図１や図２に示すように、前記複合シート６の下面には、前記弾性部材２の下側から前記メンブレンシート２０方向に突き出す突起５ａ〜５ｆが形成され、前記弾性部材２に幅方向（図示Ｘ方向）の中心から長手方向（図示Ｙ方向）に沿って中心線Ｃ−Ｃを引いたときに、前記突起５ａ〜５ｆは、前記中心線Ｃ−Ｃからずれた位置に形成されている点である。ここで「ずれた位置」とは、前記突起の幅方向及び長さ方向における中点が前記中心線Ｃ−Ｃ上からずれた位置にあるという意味である。
【００３７】
図２に示す形態では、前記突起５ａ〜５ｆは、すべて前記中心線Ｃ−Ｃから同じ側（図示Ｙ２方向）に片寄って形成され、しかも前記突起５ａ〜５ｆは、前記中心線Ｃ−Ｃと平行（すなわちＸ方向）に一列に並んで形成されている。
【００３８】
図２に示すように、前記突起５ａ〜５ｆは、全て前記弾性部材２の一方の側面２ｂ側に片寄って形成されている。前記弾性部材２の表面（操作面１０）を下方に押すと、前記弾性部材２は、前記弾性部材２の中心よりも側面２ａ，２ｂ側ほど、撓みやすくなっている。
【００３９】
従って、前記突起５ａ〜５ｂを弾性部材２の中心線Ｃ−Ｃ上からずらした位置に形成すれば、ある荷重で前記弾性部材２表面を下方に押圧した場合に、撓みやすい側面２ｂ付近に設けられた前記突起５ａ〜５ｆが効果的に下方向に押し下げられて、確実で且つ正確な入力状態を得ることが可能である。
【００４０】
例えば図４は、入力動作を説明するための図であり、図４に示すように、本実施の形態の操作装置１では、操作面１０の表面に操作者が指Ｆを載せたときに、例えば接点２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ上と、前記操作面１０の幅全体（例えば図２で言えばＹ１−Ｙ２方向）を覆うことができるようになっている。
【００４１】
このとき、接点２０Ｃ上をＺ２方向へ押し下げると、低い加重で特に弾性部材２の側面２ａ，２ｂ付近が効果的に撓み変形させられる。
【００４２】
そして、弾性部材２の変形に伴って補強部材４も撓み変形させられて、突起５ｃのみがＺ２方向へ押し下げられる。前記突起５ｃの下方への移動力によって、上側シート２１が撓み変形させられて、上側シート２１の導電部２１ｃと下側シート２２の導電部２２ｃとが互いに接触して導通する。これにより、接点２０Ｃが押圧操作されたことが検知される。
【００４３】
当然に、図４の状態からさらに強い荷重を与えられば、入力点数を１から２→３と段階的に変化させることができる。
【００４４】
なお本発明では、前記突起５ａ〜５ｆは、全て前記弾性部材２の中心線Ｃ−Ｃから同じ側に片寄って形成されていなくてもよい。例えば前記突起５ａ〜５ｆのいくつかは図２に示す弾性部材２の側面２ａ側に片寄って形成されていてもよい。
【００４５】
また図２では前記突起５ａ〜５ｆが前記中心線Ｃ−Ｃと平行に一列に並んで形成されているが、前記突起５ａ〜５ｆは一列に並んで形成されていなくてもよく、例えば蛇行するように並んでいてもかまわない。
【００４６】
ただし、前記突起５ａ〜５ｆを全て前記弾性部材２の中心線Ｃ−Ｃから同じ側に片寄らせて形成するとともに前記中心線Ｃ−Ｃと平行に一列に形成する方が、より確実で且つ正確な入力状態を得ることができ、さらには高精度に入力点数を変動させることができるなどして好ましい。
【００４７】
また図１ないし図４に示す実施形態では、メンブレンシート２０に接点２０Ａ〜２０Ｆが設けられ、前記突起５ａ〜５ｆが前記接点上を押圧することで入力位置及び入力点数を検知するスイッチ構造であったが、例えば、メンブレンシート２０に変えて、対向電極が所定間隔を空けて対向する一対の電極基板を有し、前記突起５ａ〜５ｆがこの電極基板上を押圧することで変化する抵抗値を検知して位置検出できる構造等、種々の基板シートを用いることが可能である。
【００４８】
本発明における操作装置１は、例えば図５Ａ、図５Ｂ（図５Ｂは図５ＡをＡ−Ａ線から切断した断面図）のように、例えば液晶等の構造体１５の側面１５ａ，１５ｂ付近に取り付けられる。このため前記操作装置１の一方の側部１ａ側は、前記構造体１５との取り付け制約側となり、前記メンブレンシート２０の前記弾性部材２の側面２ａから前記構造体１５方向に延出できる範囲が制約を受けることになる。
【００４９】
このとき、前記複合シート６に形成される前記突起５ａ〜５ｆを、前記弾性部材２の中心線Ｃ−Ｃから他方の側面２ｂ側に片寄らせて形成することにより、前記メンブレンシート２０に形成される接点２０Ａ〜２０Ｆを所定の大きさに大きく形成するとともに、前記弾性部材２を前記構造体１５の側面１５ａにより近づけて配置させても、適切に前記接点２０Ａ〜２０Ｆ上に前記突起５ａ〜５ｆを面対向させることができる。
【００５０】
従って、図５のように、操作装置１の一方の側部１ａ側が筐体（構造体１５）との取り付け制約側となっていても、前記突起５ａ〜５ｆを弾性部材２の中心線Ｃ−Ｃ線から他方の側部１ｂ側にずらして形成すれば、確実に前記突起５ａ〜５ｆと接点２０Ａ〜２０Ｆとを面対向させることができるとともに、前記突起５ａ〜５ｆを中心に比べて良好に撓む側部付近に設けているから、常に確実で且つ正確な入力状態を得ることが可能になる。
【００５１】
また図１、図２のように、前記複合シート６を構成する補強部材４には、一方の側部から突き出す突片４ａが設けられていることが好ましい。この突片４ａは、前記複合シート６と前記メンブレンシート２０とを接合する際に前記複合シート６を逆向きに接合しないようにするための逆取り付け防止片である。
【００５２】
本発明では、前記複合シート６に形成された突起５ａ〜５ｆが前記弾性部材２の中心線Ｃ−Ｃ上からずれた位置に設けられているから、前記メンブレンシート２０に対し、どちら向きに前記複合シート６を取り付けてもよいわけではなく、取り付けの向きは決められている。例えば図１、図２では、前記突片４ａが設けられている側に前記突起５ａ〜５ｆが片寄って形成されている。
【００５３】
そして図１では、前記突片４ａが出ている側を、前記メンブレンシート２０の電極部２２ａ１〜２２ｆ１が制御部方向に延びている側に合わせて、前記複合シート６とメンブレンシート２０とを接合する。
【００５４】
また前記突片４ａは、前記複合シート６を治具等で挟んで、前記メンブレンシート２０上の所定位置に配置させる場合などの挟持部としても使用できる。
【００５５】
なお、前記逆取り付け防止片としては突片４ａに限らず切り欠き片であってもよい。また図１、図２の構造では、前記補強部材４に前記逆取り付け防止片が設けられているが、前記複合シート６を構成する他の部材に前記逆取り付け防止片が設けられていてもよい。また逆取り付け防止機能としては印刷などによるマーク等であってもよい。
【００５６】
また図５のように操作装置１を構造体１５の脇に設置し、前記操作装置１の一方の側部１ａ側が構造体１５との取り付け制約側となる場合には、この制約側に前記突片４ａが突出していると、前記操作装置１を設置する際に邪魔になるので、他方の側部１ｂ側から前記突片４ａを突出させておいた方が好ましい。
【００５７】
なお、前記操作装置の操作面の形状としては、直線状のものに限らず、円形リング状や、楕円形状、あるいは十字形状など如何なる形状であってもよい。
【００５８】
また、上記実施の形態では、透明色のシリコーンゴムと透明色のＰＥＴ樹脂などを使用することで、操作面とは逆側から印刷や塗装することが可能となり、各種の色で形成することができ、デザイン上の自由度も上げることが可能になる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明した本発明は、弾性体と補強部材とを有して成る複合シートと、前記複合シートの下方に位置する基板シートとを含む操作装置において、前記複合シートの下面に設けた突起を、前記弾性体の幅方向の中心からずれた位置に形成している。かかる場合、前記弾性体の表面である操作面上を下方に押圧したときに、その幅中心よりも側部側の方が撓みやすいから、側部側に片寄って設けられた各突起を、その下方にある基板シートと確実且つ正確な位置で接触させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の操作装置の分解斜視図、
【図２】図１に示す操作装置の平面図、
【図３】図２に示す３−３線での切断断面図、
【図４】動作説明図、
【図５】本発明における操作装置の取り付け（設置）位置の一例を示した斜視図、
【符号の説明】
１  操作装置
２  弾性部材（弾性体）
４  補強部材
５ａ〜５ｆ  突起
６  複合シート
１０  操作面
１５  構造体
２０Ａ〜２０Ｆ  接点
２０  メンブレンシート
２１  上側シート
２２  下側シート
２３  スペーサ
【図１】
2005032534.tif 000003
【図２】
2005032534.tif 000004
【図３】
2005032534.tif 000005
【図４】
2005032534.tif 000006
【図５】
2005032534.tif 000007