CN107683454A - 操作装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种操作装置。操作装置1具有：配置于安装对象设备的周围，在第一方向上配置有多个检测电极的第一检测电极100；在与第一方向交叉的第二方向上配置有多个检测电极的第二检测电极200；配置于第一检测电极100以及第二检测电极200之间，作为使第一检测电极100与第二检测电极200绝缘并成为一体的绝缘层的基膜50，由第一检测电极100、第二检测电极200以及基膜50构成的传感器面板10具有配置于安装对象设备的周围的形状。

Description

操作装置
技术领域
本发明涉及操作装置。
背景技术
提出了具备被设置于覆盖控制对象的透光保护罩的透明电极和对该透明电极的对地电容的变化进行检测并输出检测信号从而驱动控制单元的检测电路的静电电容式开关。作为具备了这样的静电电容式开关的操作装置(车辆仪表)，公知一种具备：显示车辆运行信息的显示部；配置于显示部的前面来保护显示部的透光保护罩；包含配置于透光保护罩的与显示部对应的位置的透明电极，检测透明电极的对地电容的变化并输出检测信号的静电电容式开关；基于来自静电电容式开关的检测信号来控制显示部的显示的控制部(参照专利文献1)。
根据专利文献1的操作装置，设置于透明保护面板的里侧的透明电极检测随着手指等被检测物体接近透明保护面板而增加的静电电容并向静电电容检测电路输出。由此，使用检测透明电极的对地电容的变化的静电电容式的开关，将其设置于透光保护罩，从而能够进行操作而不用向透光保护罩施加按压等应力。另外，能够从外部看不见开关部而提高设计性，并且能够实现开关部的小型化。
专利文献1：日本特开2007-80808号公报
专利文献1的操作装置能够通过透明电极进行手指等接近检测，基于此能够进行操作装置的操作，例如显示的更新、照明的打开关闭等。然而，透明电极是安装于装置主体的一部分的构成，存在电极配置位置被限制，无法应对从周围的接近方向、坐标检测所需要的情况这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具备实现在操作装置的前面从周围的接近方向、坐标检测的电极形状、电极配置的操作装置。
[1]本发明的一实施方式的操作装置具有：第一检测电极，其被配置于安装对象设备的周围，在第一方向上配置有多个检测电极；第二检测电极，其在与上述第一方向交叉的第二方向上配置有多个检测电极；以及绝缘层，其被上述第一检测电极以及上述第二检测电极夹着而配置，使上述第一检测电极与上述第二检测电极绝缘并成为一体，由上述第一检测电极、第二检测电极以及上述绝缘层构成的传感器面板具有配置于安装对象设备的周围的形状。
[2]上述传感器面板也可是具有配置于上述安装对象设备的周围的环形形状的、[1]所记载的操作装置。
[3]上述传感器面板也可是包含基于上述第一检测电极以及上述第二检测电极的互电容式的检测传感器的、[1]或者[2]所记载的操作装置。
[4]上述第一检测电极以及上述第二检测电极也可是包含透明电极的、[1]～[3]中任一项所记载的操作装置。
[5]上述传感器面板也可是具有与上述安装对象设备的显示面以及操作面相当的中心孔区域的、[1]所记载的操作装置。
[6]也可在上述中心孔区域中没有形成上述第一检测电极以及上述第二检测电极的、[5]所记载的操作装置。
根据本发明的一实施方式，能够提供一种具备实现在操作装置的前面从周围的接近方向、坐标检测的电极形状、电极配置的操作装置。
附图说明
图1是本发明的实施方式的操作装置的第一检测电极、第二检测电极、绝缘层的分解立体图。
图2A是表示第一检测电极的布线图案的俯视图。
图2B是表示第二检测电极的布线图案的俯视图。
图3是表示本发明的实施方式的操作装置的传感器面板的构成的框图。
图4是表示将本发明的实施方式的操作装置安装于车载用的空调设备的情况下的整体构成的框图。
图5是表示将本发明的实施方式的操作装置安装于车载用的空调设备的状态下的主视图。
具体实施方式
(本发明的实施方式)
图1是本发明的实施方式的操作装置的第一检测电极、第二检测电极、绝缘层的分解立体图。另外，图2A是表示第一检测电极的布线图案的俯视图，图2B是表示第二检测电极的布线图案的俯视图。
本申请发明的操作装置1被配置于安装对象设备的周围，具有：在第一方向上配置有多个检测电极的第一检测电极100；在与第一方向交叉的第二方向上配置有多个检测电极的第二检测电极200；被第一检测电极100以及第二检测电极200夹着而配置，使第一检测电极100与第二检测电极200绝缘并成为一体的作为绝缘层的基膜50，由第一检测电极100、第二检测电极200以及基膜50构成的传感器面板10构成为以配置于安装对象设备的周围的形状被安装。
(基膜50)
基膜50是第一检测电极100以及第二检测电极200被形成于其上的成为基座的膜，作为在厚度方向以大致恒定的间隔对第一检测电极100和第二检测电极200进行保持并绝缘的绝缘层发挥功能。基膜50是在以作为薄片状的绝缘体的厚度t(一般来说厚度是12μm至50μm左右)形成的基膜50的两侧，利用导电材料形成了第一检测电极100与第二检测电极200的柔性印刷电路基板FPC(Flexible printe dcircuits)。从第一检测电极100以及第二检测电极200拉出的布线部120、220与读出部320、驱动部310电连接。此外，基膜50例如是聚酰亚胺等树脂，具有规定的介电常数，以被后述的第一检测电极100与第二检测电极200夹着的状态，作为在第一检测电极100和第二检测电极200的各交点处具有规定的静电电容的电容器而发挥功能。
如图1、2A等所示，基膜50形成为环形形状。即基膜50外形是矩形(长方形、正方形等)，且中心部成为具有中心孔区域52的中心部被除去的形状。该环形形状根据对要安装的对象设备的配置、尺寸的限制而被决定。后述的第一检测电极100以及第二检测电极200的形状与该基膜50的形状匹配地被决定。
(第一检测电极100)
第一检测电极100通过导电材料形成在基膜50上，在第一方向上配置有多个检测电极，根据形成在与第二检测电极200的交点的静电电容值的变化，对第一方向的坐标进行检测。如图1～2B所示，若取相互交叉的作为第一方向的X方向和作为第二方向的Y方向，则第一检测电极100在X方向上以等间隔形成多个电极，能够对X方向的坐标进行检测。
第一检测电极100使用ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟/锡)等透明电极。此外，根据设置位置，也能够使用铜箔等导电材料。
如图1、2A所示，第一检测电极100由根据基膜50的矩形形状而形成的X电极部110、和用于从X电极部110向控制部布线的布线部120构成。如图2A所示，从X电极部110中的、基膜50的下部131、右部132、左部133直接向下方向布线。另一方面，对于上部134而言，暂且向上方向布线，并经由右部132、左部133的各自旁边部而向下方向布线。由此，也能够应对具有基膜50的中心孔区域52的配置、尺寸的限制。此外，上述所示的布线方法能够根据基膜50的配置、尺寸的限制等而改变。
(第二检测电极200)
第二检测电极200通过导电材料形成在基膜50上，在第一方向上配置有多个检测电极，根据形成在与第一检测电极100的交点的静电电容值的变化，对第二方向的坐标进行检测。如图1～2B所示，若取相互交叉的作为第一方向的X方向和作为第二方向的Y方向，第二检测电极200在Y方向以等间隔形成多个电极，能够对Y方向的坐标进行检测。
第二检测电极200使用ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟/锡)等透明电极。此外，根据设置位置，也能够使用铜箔等导电材料。
如图1、2B所示，第二检测电极200由根据基膜50的矩形形状而形成的Y电极部210、和用于从Y电极部210向控制部布线的布线部220构成。如图2B所示，从Y电极部210中的、基膜50的下部231、右部232经由右部232的旁边部而向下方向布线。另外，左部233、上部234经由左部233的旁边部而向下方向布线。由此，能够应对具有基膜50的中心孔区域52的配置、尺寸的限制。此外，上述所示的布线方法能够根据基膜50的配置、尺寸的限制等而改变。
图3是表示本发明的实施方式的操作装置的传感器面板的结构的框图。如图3所示，控制传感器面板10的控制部300具备驱动Y电极部210(第二检测电极200)的驱动部310、和从X电极部110(第一检测电极100)读出静电电容的读出部320。
驱动部310构成为按顺序将基于从控制部300输出的驱动信号S1的周期性的电流向Y电极部210(第二检测电极200)进行电压供给。
读出部320构成为在驱动一个Y电极部210(第二检测电极200)的期间，按顺序切换与X电极部110(第一检测电极100)的连接并读出静电电容。读出部320构成为具有阈值330，将读出的静电电容与阈值330比较来进行触摸检测，输出包含触摸检测点的坐标的信息的检测点信息S2亦即坐标(X，Y)。作为一个例子，该检测点的坐标的计算利用加权平均来进行。
(控制部300)
控制部300例如是由CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、作为半导体存储器的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)以及ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)等构成的微机。如上所述，控制部300为了驱动电极而向驱动部310输出驱动信号S1，并且取得检测点的检测点信息S2亦即坐标(X，Y)。
实施方式的操作装置中的传感器面板10利用互电容式取得检测点的检测点信息S2亦即坐标(X，Y)。在互电容式中，在Y电极部210(第二检测电极200)与X电极部110(第一检测电极100)的各交点位置产生的相互电容通过使手指等接近而变化。是通过依次驱动Y电极部210(第二检测电极200)和X电极部110(第一检测电极100)来检测该变化，从而对接近位置或者触摸位置进行检测的方式。
(应用例)
图4是表示将本发明的实施方式的操作装置安装于车载用的空调设备的情况下的整体构成的框图。另外，图5是表示将本发明的实施方式的操作装置安装于车载用的空调设备的状态下的主视图。
如图4所示，传感器面板10例如安装于作为用于对搭载于车辆的空调装置540进行操作的车载设备亦即安装对象设备的空调调整设备500的前面部505。该传感器面板10在操作者带有操作意图而使手指接近空调调整设备500的前面部505的情况下，将该手指的接近位置作为X，Y的坐标值来检测。
如图4所示，构成传感器面板10的X电极部110(第一检测电极100)以及Y电极部210(第二检测电极200)与控制部300连接。另外，作为安装对象设备的空调调整设备500也与控制部300连接。
另一方面，控制部300与车辆LAN(Local Area Network：局域网)550连接。该车辆LAN550与车辆中所使用的各种车载设备连接，也与用于通过空调调整设备500进行车辆内的加热器控制的空调装置540连接。
如上所述，传感器面板10是对第一检测电极100、第二检测电极200以及基膜50进行了层叠并一体化的面板状的部件，如图5所示那样，被安装于空调调整设备500的前面部505。
如图5所示，在空调调整设备500的前面部505例如设置有用于进行驾驶座(D席)的温度设定的旋钮510、用于进行副驾驶座(P席)的温度设定的旋钮520，上述旋钮从前面部505突出。另外，在空调调整设备500的中央部附近设置有进行设定温度、操作内容的显示等的显示的显示部530。
传感器面板10需要以不妨碍上述那样突出的旋钮510、520、显示部530等操作功能、显示功能的方式被安装。因此，传感器面板10形成为在该中心部除去了具有中心孔区域52的中心部的形状的环形形状，以该中心孔区域52包围上述所示的旋钮510、520、显示部530的方式传感器面板10安装于空调调整设备500。通过这样的结构，能够应对向要安装的对象设备的配置、尺寸的限制。
对于设为这样的结构的空调调整设备500而言，若操作者使手指接近传感器面板10，则能够检测出该手指的位置坐标。该位置坐标能够通过X电极部110(第一检测电极100)与Y电极部210(第二检测电极200)交叉的坐标的分辨率来直接检测。另外，利用加权平均等，能够进行更高分辨率的坐标检测。另外，通过将针对驱动部310的驱动信号S1设为高功率，能够提高检测灵敏度。
这样被检测出的操作者的手指的位置坐标例如能够通过手指的接近来使照明点亮。能够在检测出在与旋钮510接近的位置的接近的情况下，使旋钮510本身的照明点亮，另外，能够在检测出在与旋钮520接近的位置的接近的情况下使旋钮520本身的照明点亮等。另外，能够在检测出在与传感器面板10的上部接近的位置的接近的情况下，使显示部530的照明点亮。
本实施方式的操作装置的操作装置1、传感器面板10能够以高分辨率、高灵敏度来检测操作者的手指的位置坐标，所以与现有的仅检测接近的情况比较，能够分配较多的操作功能。
(本发明的实施方式的效果)
本实施方式的操作装置1、传感器面板10具有以下那样的效果。
(1)传感器面板10形成为在该中心部除去了具有中心孔区域52的中心部的形状的环形形状，以该中心孔区域52包围上述所示的旋钮510、520、显示部530的方式安装于空调调整设备500。通过这样的结构，能够应对向要安装的对象设备的配置、尺寸的限制。
(2)关于传感器面板10，第一检测电极100(X电极部110)与第二检测电极200(Y电极部210)夹着作为绝缘层的基膜50而以层叠形成的方式构成。在本发明的实施方式中，由于构成为不使用基板，所以不会发生因X电极部110与Y电极部210夹着基板而检测距离产生错误的问题，能够进行高性能的位置检测。
(3)空调调整设备500在操作者使手指接近传感器面板10时，能够检测该手指的位置坐标。该位置坐标能够通过X电极部110(第一检测电极100)与Y电极部210(第二检测电极200)交叉的坐标的分辨率来直接检测。因此，操作装置1、传感器面板10能够以高分辨率、高灵敏度来检测操作者的手指的位置坐标，所以与现有的仅检测接近的情况比较，能够分配较多的操作功能。
(4)利用以上那样的构成、效果，能够提供一种具备实现在操作装置的前面从周围的接近方向、坐标检测的电极形状、电极配置的操作装置。
以上，虽对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过是一个例子过，并不限定技术方案的发明。这些新的实施方式能够通过其它的各种方式来实施，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够进行各种省略、置换、改变等。另外，在这些实施方式中进行了说明的特征的组合的全部未必是用于解决发明的课题的手段所必须的。并且，这些实施方式包含在发明的范围以及宗旨，并且包含于与技术方案所记载的发明均等的范围。
附图标记的说明
1…操作装置；10…传感器面板；50…基膜；52…中心孔区域；100…第一检测电极；200…第二检测电极。

Claims (6)

1.一种操作装置，具有：
第一检测电极，其配置于安装对象设备的周围，在第一方向上配置有多个检测电极；
第二检测电极，其在与上述第一方向交叉的第二方向上配置有多个检测电极；以及
绝缘层，其配置于上述第一检测电极以及上述第二检测电极之间，使上述第一检测电极与上述第二检测电极绝缘并成为一体，
由上述第一检测电极、第二检测电极以及上述绝缘层构成的传感器面板具有配置于安装对象设备的周围的形状。
2.根据权利要求1所述的操作装置，其中，
上述传感器面板具有配置于上述安装对象设备的周围的环形形状。
3.根据权利要求1或2所述的操作装置，其中，
上述传感器面板包含由上述第一检测电极以及上述第二检测电极构成的互电容式的检测传感器。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的操作装置，其中，
上述第一检测电极以及上述第二检测电极包含透明电极。
5.根据权利要求1所述的操作装置，其中，
上述传感器面板具有与上述安装对象设备的显示面以及操作面相当的中心孔区域。
6.根据权利要求5所述的操作装置，其中，
在上述中心孔区域中，没有形成上述第一检测电极以及上述第二检测电极。
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