JP2006156170A

JP2006156170A - 多段スイッチ装置

Info

Publication number: JP2006156170A
Application number: JP2004346087A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Soma; 正博相馬; Masahiro Takada; 正博高田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-15
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: US20060113178A1; US7166813B2; JP4503424B2

Abstract

【課題】入力手段として配設された単体のスイッチ装置において、３種以上の入力操作を可能とすること。
【解決手段】静電容量式センサにより入力可能とされた第１入力手段３と、第１入力手段３の背面に配設され、第１入力手段３を押し込んだときに押圧力によりスイッチング動作が可能な第２入力手段４と、第２入力手段４の背面に配設され、第１入力手段３を押し込み、第２入力手段４をも押し込んだときに押圧力によりスイッチング動作が可能な第３入力手段５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、３種類の入力信号を出力させることができる多段スイッチ装置に関する。

従来より、デジタルカメラを始めとする各種の電子機器には、操作体を浅く押し込むと第１の接点部がスイッチオンし、深く押し込むと第２の接点部がスイッチオンするというように、作動ストロークの異なる２段の押圧操作が可能なスイッチ装置が利用されている。

このような多段スイッチ装置の一従来例としては、昇降可能な駆動体上に第１の接点部を載置し、該駆動体の下方に第２の接点部を載置するという構成のものが知られている。かかる多段スイッチ装置では、操作体を所定量押し込むと、駆動体上に配置されたタクトばね等を介して第１の接点部がスイッチオンして１段目の押圧入力信号が出力され、第１の接点部をスイッチオンさせた状態で操作体をさらに押し込み、駆動体を一定量下降させると、この駆動体の下方に配置されたタクトばね等を介して第２の接点部がスイッチオンして２段目の押圧入力信号が出力される。

また、従来の多段スイッチ装置の別の従来例としては、第１入力部としての静電容量式あるいは感応式のセンサの下方に、第２入力部としての接点部を配置するという構成のものである（たとえば、特許文献１）。かかる多段スイッチ装置では、第１入力部としてのセンサの表面に指などの指示体が触れることで座標入力信号が出力され、その状態で、前記１次入力部のセンサの表面側をさらに押し込んで一定量下降させると、センサの下方に配置された第２入力部としての接点部がスイッチオンして２段目の押圧入力信号が出力される。

特開２００３−３３１６８１号公報

ところで、近年は各種電子機器の操作が多様化しており、そのため、所望の操作を実現するための入力手段としてのスイッチ装置もより多くの数が必要となっている。

しかしながら、電子機器本体に単体のスイッチ装置を単純に増設するとすれば、その分の配設面積を確保しなければならず、該電子機器が近年の電子機器の小型化の要請に反するものとなることが懸念される。また、入力装置の配設数を増やすとなると、電子機器の操作が複雑化するため使用感が悪くなり、製造コストの面でも安価に製造できないといった問題が生じる。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、入力手段として配設された単体のスイッチ装置において、３種以上の入力操作を可能とする多段スイッチ装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明に係る多段スイッチ装置は、静電容量式センサにより入力可能とされた第１入力手段と、前記第１入力手段の背面に配設され、前記第１入力手段を押し込んだときに押圧力によりスイッチング動作が可能な第２入力手段と、前記第２入力手段の背面に配設され、前記第１入力手段を押し込み、前記第２入力手段をも押し込んだときに押圧力によりスイッチング動作が可能な第３入力手段とを有している。

このような構成を採用したことにより、単体のスイッチ装置の入力操作で該電子機器の３つの機能を実行することが可能となる。

そして、このように、単体のスイッチ装置で多数の機能を実行することができるようになれば、該電子機器の機能が複雑になっても、そのためにスイッチ装置の配設領域を平面的に確保する必要がないので、該電子機器の小型化を図ることが可能となるし、デザイン性や使用感の優れたものとなる。

この本発明の多段スイッチ装置の具体的なものとしては、Ｓ字状の折り返し部を形成する可撓性を備えたシート部材を有し、前記第１入力手段は前記折り返し部を形成するシート部材の上段上面に配設され、前記第２入力手段は前記折り返し部を形成するシート部材の中断上面に配設され、前記第３入力手段は前記折り返し部を形成するシート部材の下段上面に配設されるとともに、前記第１入力手段乃至第３入力手段が平面視同一位置に重ねて配置されている点を特徴とする多段スイッチ装置を挙げることができる。

また、本発明の多段スイッチ装置の別の具体的なものとして、基板上に前記第２入力手段および第３入力手段からなる２段スイッチが配設され、前記２段スイッチの上方に前記第１入力手段を上面に備えた可撓性を有するシート部材が配設されるとともに、前記第１入力手段乃至第３入力手段が平面視同一位置に重ねて配置されていることを特徴とする多段スイッチ装置を挙げることができる。

本発明に係る多段スイッチ装置によれば、入力手段として配設された単体のスイッチ装置において、３種の入力操作を確実かつ容易に行うことができるなどの極めて優れた効果を奏する。

以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。

本発明の多段スイッチ装置は、電子機器の機能操作において各種機能を３回連続させて駆動操作する場合等の入力手段として好適な操作スイッチであり、静電容量式センサにより入力可能とされた第１入力手段と、前記第１入力手段の背面に配設され、前記第１入力手段を押し込んだときに押圧力によりスイッチング動作が可能な第２入力手段と、前記第２入力手段の背面に配設され、前記第１入力手段を押し込み、前記第２入力手段をも押し込んだときに押圧力によりスイッチング動作が可能な第３入力手段とから構成されている。

図１は本発明に係る多段スイッチ装置の第１実施形態を示す模式的正面図である。

本発明の第一実施形態の多段スイッチ装置１は、Ｓ字状の折り返し部２ａを形成する可撓性を備えたシート部材からなる配線基板２を有し、前記折り返し部の配線基板２の上段上面に、１次入力操作に用いる第１入力手段としての静電容量式センサ３（以下、静電センサ３という。）が配設され、前記折り返し部２ａの配線基板２の中段上面に２次入力操作に用いる第２入力手段としてのスイッチ４（以下、２次スイッチ４という。）が配設され、前記折り返し部２ａの配線基板２の下段上面に３次入力操作に用いる第３入力手段としてのスイッチ５（以下、３次スイッチ５という。）が配設されているとともに、入力手段としての静電センサ、２次スイッチ４および３次スイッチ５は平面視同一位置に重ねて配置された構成を有している。

配線基板２としては、例えば、ＦＰＣ（可撓配線基板：Flexible Printed Circuit、以下、ＦＰＣという。）等の樹脂シートを例示することができる。ＦＰＣは、電極（導体）の回路パターンを構成するＣｕ、Ｎｉ、あるいはＡｕ等の金属箔を挟むようにして、ポリイミドフィルム、エポキシ樹脂等の絶縁性基板からなるベースフィルムおよびカバーフィルムが配設された積層構造を有する軽薄なシート部材として形成されている。配線基板２はＳ字状に彎曲されて折り返し部２ａが形成されており、このＳ字状の折り返し部２ａの上段上面（配線基板２の表面側）、中段上面（配線基板２の裏面側）及び下段上面（配線基板２の表面側）には、前記電極の回路パターンと接続させて、順に、前記第１入力手段の静電センサ３、２次スイッチ４および３次スイッチ５が配設されている。なお、配線基板２としては、Ｓ字状に形成された折り返し部２ａにおいて、該多段スイッチ装置が押圧操作されていない場合における上段、中段、下段の各段間の高さ（各段の積層方向）寸法を略一定に保持することができ、該多段スイッチ装置が押圧操作された場合に折り曲げ部分２ａで適当な弾性を以て撓み、その変位にともなって、下層に配設された各スイッチ４、５の押圧操作を可能な剛性を有するものを使用する。

第１入力手段としての静電センサ３は、Ａｇ（銀）系ペーストで形成された引き回し電極及びランドが絶縁性を有しかつ所定の誘電率を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などで形成されたシート部材の上面に形成されており、前記シート部材は前記配線基板２上に配置され、前記静電センサ３の各電極は前記配線基板２に形成された回路パターンに接続されている。

このような構成からなる静電センサ３によれば、静電センサ３の表面に指などの誘電体が触れることで、前記ランドの形成された位置において静電容量が変化するため、この静電容量の変化を監視することで入力操作の有無を判断することができる。

また、前記２次スイッチ４および３次スイッチ５は、それぞれの上層に配設された入力手段を操作者が指などで押し込んだときにその押圧力によりスイッチング動作が可能とされている。

本実施形態の２次スイッチ４および３次スイッチ５は、それぞれ、前記配線基板２上に、固定接点（図示せず）と、この固定接点の周囲に位置する複数の外側固定接点（図示せず）と、各固定接点から導出された引き廻しパターン（図示せず）とが印刷により形成されている。また、配線基板２上にはタクトばね７が載置されており、このタクトばね７の外周部は保持シート（図示せず）によって保持されている。タクトばね７は外側固定接点と常時接触しており、タクトばね７を反転可能な金属接点（可動接点）として機能させている。

２次スイッチ４に配設された各固定接点は前記配線基板２に形成された回路パターンに対し、前記配線基板２の裏面側で電気的に接続され、３次スイッチ５に配設された各固定接点は前記配線基板２に形成された回路パターンに対し、前記配線基板２の表面側で電気的に接続されている。

このように構成された本実施形態の多段スイッチ装置においては、操作者の操作によって第１入力手段としての静電センサ３の表面に操作者の指などの誘電体が触れることで、触れた位置において静電容量が変化し、第１の入力信号が出力される（第１入力手段の機能）。

そして、静電センサ３に更なる押圧を加え、第１入力手段としての静電センサ３が配設された配線基板２の折り曲げ部２ａにおける上段を、該折り曲げ部２ａを以て撓ませつつ押し込むと、前記配線基板２の上段下面が２次スイッチ４を構成するタクトばね７の上面中央に当接し、前記上面中央部が反転して固定接点に接触するので、固定接点と外側固定接点とがタクトばね７を介して導通され、第２の入力信号が出力される（第２入力手段の機能）。

またさらに静電センサ３に押圧を加え、第１入力手段としての静電センサ３が配設された配線基板２の折り曲げ部２ａ（図中右側の折り曲げ部）における上段のみならず中段をも、折り曲げ部２ａ（図中左側の折り曲げ部）を以て撓ませつつ押し込むと、前記配線基板２の中段下面が３次スイッチ５を構成するタクトばね７の上面中央に当接し、前記上面中央部が反転して固定接点に接触するので、固定接点と外側固定接点とがタクトばね７を介して導通され、第３の入力信号が出力される（第３入力手段の機能）。

このように、第１実施形態における多段スイッチ装置においては、比較的簡単な構成で、単一のスイッチ装置において異なる３種の機能操作に関する入力信号を出力させることが可能となる。

図２は本発明に係る多段スイッチ装置の第２実施形態を示す模式的断面斜視図である。

本発明の第２実施形態の多段スイッチ装置１は、配線基板１７上に、第２入力手段としての２次スイッチ４および第３入力手段としての３次スイッチ５を有する２段スイッチ１４が配設され、前記２段スイッチ１４の上方に可撓性を有する樹脂シート部材としての配線基板２の上面に配設された前記第１入力手段としての静電センサ３が配設されており、前記入力手段としての静電センサ３、２次スイッチ４および３次スイッチ５は平面視同一位置に重ねて配置された構成を有している。

第２実施形態に係る多段スイッチ装置に組み込まれる２段スイッチ１４については公知の構成のものを使用することができる。

図３には２段スイッチ１４の構成の一例を示す。図３に示した２段スイッチ１４は、前記配線基板１７上に、内側固定接点１８と、この内側固定接点１８の周囲に位置する複数の第１外側固定接点１９と、これら複数の第１外側固定接点１９の周囲に位置する複数の第２外側固定接点２０と、各固定接点１８〜２０から導出された図示せぬ引き廻しパターンとが印刷形成されている。また、配線基板１７上には第１タクトばね２２が載置されており、この第１タクトばね２２の外周部は第１保持シート２３によって保持されている。第１タクトばね２２は第１外側固定接点１９と常時接触しており、第１タクトばね２２を反転可能な金属接点（可動接点）として機能させている。さらに、配線基板１７上には、第２外側固定接点２０と常時接触した状態で第１タクトばね２２より大径な第２タクトばね２４が載置されており、この第２タクトばね２４も反転可能な金属接点として機能させている。大径な第２タクトばね２４は小径な第１タクトばね２２を覆うように配置されており、第２タクトばね２４を第２保持シート２５が被覆して保持している。そして、前記第２タクトばね２４は中央部が反転すると第１タクトばね２２に接触し、第１タクトばね２２は中央部が反転すると内側固定接点１８に接触するように構成されている。第２タクトばね２４を被覆する第２保持シート２５の上方には操作体２６が昇降可能に配置されており、この操作体２６を支持する支持ケース２７の脚部２７ａが第２保持シート２５の周縁部を下向きに押さえ付けている。そして、このように構成された２段スイッチにおいては、第１タクトばね２２、第２タクトばね２４、第１外側固定接点１９および第２外側固定接点２０は第１入力手段に概略相当し、第１タクトばね２２、内側固定接点１８および第１外側固定接点１９は第２入力手段に概略相当する。

また、第１入力手段としての静電センサ３においては、Ａｇ（銀）系ペーストで形成された引き回し電極およびランドが、絶縁性を有しかつ所定の誘電率を有するＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などで形成されたシート部材の上面に形成されており、前記シート部材は導電パターンが形成された可撓性の樹脂シートとしての配線基板２上に配置され、前記各電極を配線基板１７に形成された導電パターンに接続させている。

なお、本実施形態を示す図２には、第１入力手段の上方に誘電体としてのキートップ３０を配設した状態を例に示す。キートップ３０はその底面を第１入力手段の静電センサ３の表面と対向させて配設されており、前記底面にはキートップ３０の押圧操作により前記静電センサ３の表面に接触する凸部３０ａが形成されている。キートップ３０は、押圧がなされないときには凸部３０ａの先端と静電センサの表面との間に間隙が形成され、押圧がなされた時には凸部３０ａの先端が静電センサ３の表面に当接するように、第１入力手段との間に介在させたばね部材３１によって静電センサ３の上方に位置され、電子機器の筐体（図３中点線で示す）によって可動に支承されている。

このように構成された多段スイッチ装置１においては、操作者の操作によって第１の入力手段としての静電センサ３の表面に誘電体としてのキートップ３０の凸部３０ａが触れることで、触れた位置において静電容量が変化し、第１の入力信号が出力される（第１入力手段の機能）。

そして、静電センサ３に更なる押圧を加え、第１入力手段としての静電センサ３が配設された配線基板１２を撓ませ、２段スイッチの前記操作体２６を所定ストローク押し込むと、第２タクトばね２４の中央部が反転して第１タクトばね２２に接触し、このとき第２保持シート２５も第２タクトばね２４と同形状に弾性変形する。こうして第１タクトばね２２と第２タクトばね２４が接触すると、第１外側固定接点１９と第２外側固定接点１９が導通されるので、第２の入力信号が出力される（第２入力手段の機能）。

また、この状態で操作体２６をさらに一定量押し込み、反転状態の第２タクトばね２４を介して第１タクトばね２２の中央部を反転させると、第１タクトばね２２が内側固定接点１８に接触するので、内側固定接点１８と第１外側固定接点１９とが第１タクトばね２２を介して導通され、第３の入力信号が出力される（第３入力手段の機能）。

このように、第２実施形態における多段スイッチ装置の場合も、比較的簡単な構成で、単一のスイッチ装置において異なる３種の機能操作に関する入力信号を出力させることが可能となる。

前述したような構成を有する本発明の多段スイッチ装置は、例えば、オートフォーカス機能付きのデジタルカメラ等の電子機器に使用する場合に、第１入力手段としての静電センサ３に接触する入力操作により、該デジタルカメラの本スイッチをＯＮ状態とし、次の第２入力手段としての２次スイッチ４を押圧する入力操作により、該デジタルカメラのオートフォーカス・ロック機能を駆動させ、最後の第３入力手段としての３次スイッチ５を押圧する入力操作により、シャッタ機能を駆動させるというように、単体のスイッチ装置の入力操作で該電子機器の一連の３つの機能を段階的に実行することが可能となる。

そして、このように、単体のスイッチ装置で多数の機能を実行することができるようになれば、該電子機器の機能が複雑になっても、そのためにスイッチ装置の配設領域を平面的に確保する必要がないので、該電子機器の小型化を図ることが可能となるし、該多段スイッチ装置が配設された電子機器においてはデザイン性や使用感の優れたものとすることができる。

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

本発明に係る多段スイッチ装置の第１実施形態における模式的平面図本発明に係る多段スイッチ装置の第２実施形態における模式的平面図本発明の第２実施形態の多段スイッチ装置に組み込まれた２段スイッチの構造を示す要部断面図

符号の説明

１多段スイッチ装置
２配線基板
２ａ（Ｓ字状）折り返し部
３静電センサ
４２次スイッチ
５３次スイッチ
７タクトばね
１２配線基板
１４２段スイッチ
１７配線基板
１８内側固定接点
１９第１外側固定接点
２０第２外側固定接点
２２第１タクトばね
２３第１保持シート
２４第２タクトばね
２５第２保持シート
２６操作体
２７支持ケース
２７ａ脚部
３０キートップ

Claims

静電容量式センサにより入力可能とされた第１入力手段と、
前記第１入力手段の背面に配設され、前記第１入力手段を押し込んだときに押圧力によりスイッチング動作が可能な第２入力手段と、
前記第２入力手段の背面に配設され、前記第１入力手段を押し込み、前記第２入力手段をも押し込んだときに押圧力によりスイッチング動作が可能な第３入力手段と、
を有することを特徴とする多段スイッチ装置。
Ｓ字状の折り返し部を形成する可撓性を備えたシート部材を有し、前記第１入力手段は前記折り返し部を形成するシート部材の上段上面に配設され、前記第２入力手段は前記折り返し部を形成するシート部材の中断上面に配設され、前記第３入力手段は前記折り返し部を形成するシート部材の下段上面に配設されるとともに、前記第１入力手段乃至第３入力手段が平面視同一位置に重ねて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の多段スイッチ装置。
基板上に前記第２入力手段および第３入力手段からなる２段スイッチが配設され、前記２段スイッチの上方に前記第１入力手段を上面に備えた可撓性を有するシート部材が配設されるとともに、前記第１入力手段乃至第３入力手段が平面視同一位置に重ねて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の多段スイッチ装置。