(57)【要約】【課題】  所定の操作キー領域に属する複数の上下可動部材のみを操作キーとして顕在化させる。【解決手段】  複数の上下可動部材の挿着穴が設けられた固定基板１１と、複数の挿着穴にそれぞれ適合して設けられた上下可動部材１２と、所定の操作キー領域に含まれるときにアクティブとなり、前記操作キー領域に属する上下可動部材が押し下げられたときは、前記押し下げ力に対する反発力を生成するマイクロアクチュエータ１３と、上下可動部材の押し下げを検出する押し下げ検出器１４１とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
2007310505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の上下可動部材の挿着穴が設けられた固定基板と、
前記複数の挿着穴にそれぞれ適合して設けられた前記上下可動部材と、
所定の操作キー領域に含まれるときにアクティブとなり、前記操作キー領域に属する上下可動部材が押し下げられたときは、前記押し下げ力に対する反発力を生成するマイクロアクチュエータと、
前記上下可動部材の押し下げを検出する押し下げ検出器と、
を備えたことを特徴とする操作・表示装置。
【請求項２】
前記上下可動部材は上面に表示部を備え、当該表示部により前記操作キー領域を顕在化することを特徴とする請求項１に記載の操作・表示装置。
【請求項３】
前記表示部は、少なくとも１つの発光ダイオードを光源として構成されたことを特徴とする請求項２に記載の操作・表示装置。
【請求項４】
前記マイクロアクチュエータは、前記複数の上下可動部材のうち、操作キー領域に属する前記上下可動部材を、前記操作キー領域に属さない前記上下可動部材より突出するように駆動することを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の操作・表示装置。
【請求項５】
前記マイクロアクチュエータは、キー入力検出がなされたときに、極大値を持つように前記反発力を生成することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の操作・表示装置。
【請求項６】
前記マイクロアクチュエータは、
前記上下可動部材を上方に押し上げるように当該上下可動部材の下部に張設されたワイヤーまたはベルトと、
前記ワイヤーまたはベルトに可変張力を付与するマイクロサーボモータと、
を備えたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の操作・表示装置。
【請求項７】
前記マイクロアクチュエータは、前記上下可動部材を上方に突出させる電磁ソレノイドを備えたことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の操作・表示装置。
【請求項８】
１つの前記操作キー領域に属する複数の上下可動部材を同時に動作させる制御部を備えたことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の操作・表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の操作キー領域に属する複数の上下可動部材のみを操作キーとして顕在化させることができるに操作・表示装置関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば現金自動預払機端末機（ＡＴＭ）や駅の発券機等の操作・表示装置として、タッチパネルを備えているものが知られている。この種のタッチパネルをでは、操作者が表示された操作ピンヘッド分にタッチした場合にその操作を指先の接触または極めて小さな指先の押圧力で検出するメンブレムスイッチが採用されており、表示されたメニューに対応して複数の操作キーが配列される。操作者が、タッチパネルの操作ピンヘッド分にタッチする（すなわち入力操作する）と、これにより発生した操作位置信号が、ＡＴＭや発券機の制御装置に取り込まれる。制御装置では、その操作位置信号により入力操作された操作キーを判別する。
【０００３】
上記のタッチパネル装置においては、タッチするだけで操作ができる反面、操作したという操作感に乏しく（すなわち、クリック感がなく）、操作者は、操作感から入力操作が正常に行われたかを知ることができない。
【０００４】
そこで、このような不都合を解消するために、操作キー部分を振動させることにより、押圧した指先に操作感を与える振動式の装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、上記のタッチパネル装置においては、軽く押圧するだけで操作キーが動作するため、誤って操作しても操作キーが動作したことに気づかない場合もある。さらに、クリック感がないために、操作キーを操作感で区別することが困難であり、意図する操作キー以外を操作しても気づかないことがあった。このような不都合を解決するために、操作者が意図しない入力であると思われるケースを判別し、当該ケースが発生したときは、音や表示による警告を発し、操作者に注意を促す方法も提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
加えて、特許文献１，２の技術では、操作キーを１回だけ押したつもりでも、チャタリングにより２度押しとして検出されることがある。
【特許文献１】特開２００３−１２２５０７号
【特許文献２】特開平５−２６６３４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上の不都合を回避するためには、多くの操作者は、表示画面を見ながら、ＡＴＭ、券売機等が入力を意図どおりに処理しているかどうかをその都度確認しなくてはならない。この結果、操作者にとっては、必要以上に注意深く入力操作をしなければならず、操作技術的な負担のみならず精神的な負担も大きくなる。
【０００８】
また、タッチパネルは、その表面に凹凸がないため、使い慣れていない操作者には、どの部分が操作キーであるかを判別が必ずしも容易でない。
【０００９】
本発明の目的は、所定の操作キー領域に属する複数の上下可動部材のみを操作キーとして顕在化させ、かつ操作入力を指先の感触で確かめることができる操作・表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の操作・表示装置は（１）から（８）を要旨とする。
（１）「複数の上下可動部材の挿着穴が設けられた固定基板と、
前記複数の挿着穴にそれぞれ適合して設けられた前記上下可動部材と、
所定の操作キー領域に含まれるときにアクティブとなり、前記操作キー領域に属する上下可動部材が押し下げられたときは、前記押し下げ力に対する反発力を生成するマイクロアクチュエータと、
前記上下可動部材の押し下げを検出する押し下げ検出器と、
を備えたことを特徴とする操作・表示装置。」
（２）「前記上下可動部材は上面に表示部を備え、当該表示部により前記操作キー領域を顕在化することを特徴とする（１）に記載の操作・表示装置。」
（３）「  前記表示部は、少なくとも１つの発光ダイオードを光源として構成されたことを特徴とする（２）に記載の操作・表示装置。」
（４）「  前記マイクロアクチュエータは、前記複数の上下可動部材のうち、操作キー領域に属する前記上下可動部材を、前記操作キー領域に属さない前記上下可動部材より突出するように駆動することを特徴とする（１）から（３）の何れかに記載の操作・表示装置。」
（５）「  前記マイクロアクチュエータは、キー入力検出がなされたときに、極大値を持つように前記反発力を生成することを特徴とする（１）から（４）の何れかに記載の操作・表示装置。」
（６）「  前記マイクロアクチュエータは、
前記上下可動部材を上方に押し上げるように当該上下可動部材の下部に張設されたワイヤーまたはベルトと、
前記ワイヤーまたはベルトに可変張力を付与するマイクロサーボモータと、
を備えたことを特徴とする（１）から（５）の何れかに記載の操作・表示装置。」
（７）「  前記マイクロアクチュエータは、電磁ソレノイドへの電圧印加により前記上下可動部材を上方に突出させる電磁ソレノイドを備えたことを特徴とする（１）から（５）の何れかに記載の操作・表示装置。」
（８）「  １つの前記操作キー領域に属する複数の上下可動部材を同時に動作させる制御部を備えたことを特徴とする（１）から（７）の何れかに記載の操作・表示装置。」
【発明の効果】
【００１１】
本発明の操作・表示装置によれば、所定の操作キー領域に属する複数の上下可動部材のみを操作キーとして顕在化させることで視覚的に正しく認識することができ、かつ操作入力を指先の感触で確かめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一実施形態の操作・表示装置の構成を、図１の側断面を参照して説明する。
【００１３】
図１において、操作・表示装置１は、固定基板１１と、上下可動部材１２と、マイクロアクチュエータ１３と、アクチュエータ制御部１４（押し下げ検出器としても機能する）と、表示部１５と、上下可動部材保持材１６と、発光ダイオード１７とにより構成されている。
【００１４】
固定基板１１には、板状部材からなり、表面側には複数の上下可動部材１２を挿着するための挿着穴が形成されている。
【００１５】
上下可動部材１２は、ピンヘッド１２１と軸部１２２とからなり、軸部１２２が固定基板１１に形成された複数の挿着穴に挿通するように構成されている。ピンヘッド１２１は合成樹脂からなり、軸部１２２の下端にはマグネットが取り付けられている。本実施形態では上下可動部材１２の下端には、スイッチＳＷが設けられている。ピンヘッド１２１は、上面に表示部１５を備えることができ、表示部１５により操作キー領域Ｒに属する上下可動部材１２を顕在化する。表示部１５は、図１に示すように少なくとも１つの発光ダイオード１７を光源として構成することができる。
【００１６】
マイクロアクチュエータ１３は、本実施形態では、吸引・突出型の電磁ソレノイドアクチュエータであり、操作キー領域Ｒに属する複数の上下可動部材１２が押し下げられたときに、押し下げ力に対する反発力を生成するように構成することができる。この反発力は、上下可動部材１２を押し下げる過程で、極大値を持つように構成できる。マイクロアクチュエータ１３は、上下可動部材１２のうち、操作キー領域Ｒに属するものを、操作キー領域Ｒに属さないものより突出するように駆動する。
【００１７】
アクチュエータ制御部１４は、上下可動部材１２の押し下げの開始を検出する押し下げ検出器（１４１）として機能するともに、アクチュエータ駆動装置としても機能する。
【００１８】
すなわち、本実施形態では、マイクロアクチュエータ１３に発生する逆起電力Ｅを検出したときは、アクチュエータ制御部１４は、マイクロアクチュエータ１３に駆動電流を流す駆動信号生成器（１４２）としても機能し、上下可動部材１２の押し下げに対する反発力を発生する。この反発力は、電磁ソレノイドによるピンの突出力であるため、極大値を持つような反発力を生成できる。
【００１９】
表示部１５は、上下可動部材１２の上面に備えられる。表示部１５は、操作キー領域Ｒを顕在表示することができる。また、表示部１５は、少なくとも１つの発光ダイオード（符号１７参照）を光源として構成することもできるし、上下可動部材１２の上端面の面積が大きいときは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）により構成することもできる。
【００２０】
合成樹脂製平板リング１６は、合成ゴムやエラストマーからなり、上下可動部材１２を上端位置または下端位置で安定させることができる。これにより、マイクロアクチュエータ１３を、二位置で安定するように構成できる。図２（Ａ），（Ｂ）に合成樹脂製平板リング１６を例示する。
【００２１】
以下、図１に示した操作・表示装置１の動作を詳細に説明する。図３に操作・表示装置１の制御回路２を示す。図３において、画面情報生成部２１からの表示情報Ｆが、表示制御部２２およびアクチュエータ制御部２３（図１の符号１４と同じもの）に与えられる。
【００２２】
画面情報生成部２１からの画面情報Ｆは、たとえば、テンキーのレイアウトである。この画面情報Ｆは、表示制御部２２に操作キー領域Ｒとして与えられ、指定された上下可動部材１２の発光ダイオード１７を駆動し、上下可動部材１２の上面に備えられた表示部１５の表示を行う。図４（Ａ）に画面情報Ｆにより指定された操作キー領域Ｒを斜線で示す。図４（Ｂ）に具体的な表示を示すように、操作キー領域Ｒの発光ダイオード１７のうち駆動されるものと駆動されないものとを組み合わせることで、所定の数字キーや記号キーの表示が行われる。
【００２３】
画面情報Ｆはアクチュエータ制御部２３にも与えられ、アクチュエータ制御部２３は、指定された上下可動部材１２のマイクロアクチュエータ１３を短時間駆動して上方側に安定させ、指定されていない上下可動部材１２のアクチュエータ１３を短時間駆動して下方側で安定させる。図５（Ａ）に指定された上下可動部材１２のマイクロアクチュエータ１３を短時間駆動して上方側で安定している状態を拡大して示す。
【００２４】
これにより、操作・表示装置１の操作キー領域Ｒのピンヘッド１２１が所定の数字を発光するとともに突出する。したがって、操作者にとって、表示画面のどの部分が操作キーであるかが明確になる。なお、上記実施形態では、１つの操作キー領域Ｒに複数の上下可動部材１２が対応しているが、ピンヘッド１２１の表示部１５の面積を大きくして、１つの操作キー領域Ｒに１つの上下可動部材１２が対応するようにもできる。
【００２５】
ピンヘッド１２１が押されると、押し下げ検出器２３１はマイクロアクチュエータ１３からの起電力を検出し、駆動信号生成部２３２は該当するピンヘッド１２１に対応する上下可動部材１２のマイクロアクチュエータ１３に反発力を与える信号を送出する。そして、図５（Ｂ）に示すように、軸部１２２の下端がスイッチＳＷに達し、当該スイッチＳＷがオンされる。
【００２６】
図６（Ａ），（Ｂ）の部分側面図、（Ｃ）の部分平面図により、モータを用いたマイクロアクチュエータを使用した操作・表示装置の他の実施形態を示す。
【００２７】
図６（Ａ），（Ｂ）では、マイクロサーボモータ１９１がワイヤー１９３に可変張力を付与することで、上下可動部材１２を上方に押し上げ、あるいはピンヘッド１２１の押し下げ力に対して反発力を付与するように構成されている。上下可動部材１２の下部にプーリー１９２が設けられており、プーリー１９２を介してワイヤーの他端は固定基板１１の一部に取り付けられている。
【００２８】
図６の例でもピンヘッド１２１が押されると、押し下げ検出器（図３の押し下げ検出器２３１参照）はマイクロサーボモータ１９１からの起電力を検出し、駆動信号生成部（図３の駆動信号生成部２３２参照）は該当するピンヘッド１２１に対応する上下可動部材１２のマイクロサーボモータ１９１に反発力を与える信号を送出する。そして、図６（Ｂ）に示すように、軸部１２２の下端がスイッチＳＷに達し、当該スイッチＳＷがオンされる。
【００２９】
なお、マイクロアクチュエータは、小型に構成する必要があるり、成就通した電磁ソレノイドやマイクロサーボモータの他、磁歪型，形状記憶合金型等のマイクロアクチュエータを使用することができる。
【００３０】
上記の実施形態では、表示部１５を発光ダイオード１７により表示する例を説明したが、図７に示すように表示部１５をＬＣＤや有機ＥＬＤにより構成することもできる。
【００３１】
上記の実施形態では操作キー領域Ｒの上下可動部材１２は、待機状態（押し下げされていない状態）で、上方に突出した場合を説明したが、操作キー領域Ｒは操作キー領域Ｒ以外のキーと同じ高さとする（すなわち突出させない）こともできるし、操作キー領域Ｒのキーを操作キー領域Ｒ以外のキーよりも低くする（すなわち陥没させる）こともできる。また、操作キー領域Ｒのキーを待機状態で、操作キー領域Ｒ以外のキーと同じ高さにした場合は、操作キー領域Ｒの表示部１５の表示の状態を、操作キー領域Ｒ以外の表示部の表示の状態と異ならせることによって、操作キー領域Ｒのキーを操作キー領域Ｒ以外のキーから区別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の操作・表示装置の一実施形態を示す側断面である。
【図２】図１の合成樹脂製平板リングを例示する図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の部分断面図である。
【図３】図１の操作・表示装置の制御回路を示す図である。
【図４】（Ａ）は画面情報により指定された操作キー領域を示す図、（Ｂ）は具体的な表示例である。
【図５】（Ａ）は上下可動部材が上方側に安定した状態を示す部分側面図、（Ｂ）はスイッチがオンされるときの様子を示す部分側面図である。
【図６】本発明の操作・表示装置の他の実施形態を示す側断面であり、（Ａ）は上下可動部材が上方側に安定した状態を示す部分側面図、（Ｂ）はスイッチがオンされるときの様子を示す部分側面図、（Ｃ）は部分平面図である。
【図７】本発明の操作・表示装置において、表示部をＬＣＤや有機ＥＬＤにより構成した例を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  操作・表示装置
１１  固定基板
１２  上下可動部材
１３  マイクロアクチュエータ
１４  アクチュエータ制御部
１５  表示部
１６  上下可動部材保持材
１７  発光ダイオード
２１  画面情報生成部
２２  表示制御部
２３  アクチュエータ制御部
１２１  ピンヘッド
１２２  軸部１２２
１４１  押し下げ検出器
１４２  駆動信号生成器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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