CN112313767A - 开关装置 - Google Patents

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神谷直城
上野贵志
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Abstract

本发明的开关装置(1)具有：操作按钮(12)，具有用于按压操作的操作面(120)；引导凹部(14)，设置于操作面(120)，具有被倾斜面包围的细长的形状并引导操作手指(9)；以及生物体信息传感器(2)，具有读取进行接触的操作手指(9)的生物体信息(23)的读取面(20)，读取面(20)从引导凹部(14)的长边方向的中央靠向端面(第一倾斜面(141)或者第二倾斜面(142))侧而露出。

Description

开关装置
相关申请的交叉引用
本申请主张在2018年7月2日申请的日本专利申请2018-125784号的优先权，通过参照将日本专利申请2018-125784号的所有内容引用到本申请中。
技术领域
本发明涉及开关装置。
背景技术
公知有一种指纹传感器装置，在读取指纹的指纹传感器的周围设置有在用户将手指放在指纹传感器上时与手指接触的导向突起或者凹槽(例如，参照专利文献1。)。
用户预先记住在登记时感觉到的导向突起相对于手指的位置，在之后进行指纹认证时，以导向突起位于与登记时记住的位置相同的位置的方式将手指放在指纹传感器上，从而能够容易地将手指放在与登记时相同的位置。因此，指纹传感器装置能够降低认证时的指纹图像相对于预先登记的指纹图像的位置误差。
专利文献1：日本特开2004-280360号公报
专利文献1的指纹传感器装置在配置于开关的操作按钮的情况下，意识到导向突起的位置而进行按压操作，或者在导向突起与手指接触的状态下进行按压操作，因此有可能麻烦，或者对手指产生刺激而导致操作性降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作性良好的开关装置。
基于本发明的一个实施方式的开关装置具有：操作按钮，具有用于按压操作的操作面；引导凹部，设置于操作面，具有被倾斜面包围的细长的形状并引导操作手指；生物体信息传感器，具有读取进行接触的操作手指的生物体信息的读取面，读取面从引导凹部的长边方向的中央靠向端面侧而露出。
根据本发明的一个实施方式，能够提供操作性良好的开关装置。
附图说明
图1A是表示实施方式所涉及的开关装置的主视图。
图1B是表示实施方式所涉及的开关装置的框图。
图2A是用于说明实施方式所涉及的开关装置的读取面与引导凹部的位置关系的主视图。
图2B是从箭头方向观察由图2A的II(b)-II(b)线切断的截面的剖视图。
图2C是从箭头方向观察由图2A的II(c)-II(c)线切断的截面的剖视图。
图2D是表示变形例所涉及的开关装置的引导凹部的主视图。
图3A是操作手指的主视图。
图3B是操作手指的侧视图。
图3C是表示实施方式所涉及的开关装置所读取的读取图像的说明图。
具体实施方式
(实施方式的摘要)
实施方式所涉及的开关装置具有：操作按钮，具有用于按压操作的操作面；引导凹部，设置于操作面，具有被倾斜面包围的细长的形状并引导操作手指；生物体信息传感器，具有读取进行接触的操作手指的生物体信息的读取面，读取面从引导凹部的长边方向的中央靠向端面侧而露出。
该开关装置由于读取面从引导凹部的长边方向的中央靠向端面侧而配置，因此与不采用该结构的情况相比，操作手指的触感良好，导向性高，操作性良好。
[实施方式]
(开关装置1的概要)
图1A是表示实施方式所涉及的开关装置的主视图，图1B是表示实施方式所涉及的开关装置的框图。图2A是用于说明实施方式所涉及的开关装置的读取面与引导凹部的位置关系的主视图，图2B是从箭头方向观察由图2A的II(b)-II(b)线切断的截面的剖视图，图2C是从箭头方向观察由图2A的II(c)-II(c)线切断的截面的剖视图，图2D是表示变形例所涉及的开关装置的引导凹部的主视图。图3A是操作手指的主视图，图3B是操作手指的侧视图，图3C是表示实施方式所涉及的开关装置所读取的读取图像的说明图。
此外，在以下所记载的实施方式所涉及的各图中，存在图形间的比率与实际的比率不同的情况。另外，在图1B中，用箭头表示主要的信号、信息的流动。
该开关装置1例如配置在就座于驾驶座的用户的前方的面板、方向盘、以及位于驾驶座与副驾驶座之间的落地式控制台等。因此，本实施方式的引导凹部14例如在配置于用户的前方的面板、方向盘的情况下，图1A的纸面上下与车辆的上下一致，因此第一倾斜面141成为上侧，第二倾斜面142成为下侧。另外，引导凹部14例如在配置于与落地式控制台等车辆的地板大致平行的场所的情况下，图1A的纸面的第二倾斜面142作为用户侧。此外，例如，如图1A所示，在相对于操作手指9设置引导凹部14的情况下，导向性降低，因此在第三倾斜面143或者第四倾斜面144侧没有配置读取面20。
开关装置1构成为通过伴随按压操作(接通操作)的生物体信息23的认证的成立，来向车辆指示车辆的驱动装置的启动、或者启动准备，通过之后进行的按压操作(断开操作)，来指示驱动装置的停止。此外，驱动装置的停止的指示不伴随生物体信息23的认证而进行。
具体而言，在驱动装置为内燃机(发动机)的情况下，通过在满足换挡装置、制动装置的操作条件的状态下进行的按压操作，而使发动机启动。另外，在驱动装置为马达的情况下，通过在满足上述的操作条件的状态下进行的按压操作，而进行向马达供给电流的启动准备。进而，在驱动装置为发动机和马达的混合的情况下，通过在满足上述的操作条件的状态下进行的按压操作，而与启动时优先的驱动装置对应地进行启动或者启动准备。通过在该接通操作之后进行的断开操作，来指示驱动装置的停止。
该开关装置1例如如图1A以及图1B所示，具有：操作按钮12，具有用于进行按压操作的操作面120；引导凹部14，设置于操作面120，具有被倾斜面包围的细长的形状并引导操作手指9；以及生物体信息传感器2，具有读取接触的操作手指9的生物体信息23的读取面20，读取面20从引导凹部14的长边方向的中央靠向端面(第一倾斜面141或者第二倾斜面142)侧而露出。
另外，开关装置1例如如图1B、图2B以及图2C所示，具备作为认证部的控制部4，该控制部4配置于基板16，对由登记者预先登记的登记生物体信息40与生物体信息传感器2读取到的用户的生物体信息23进行比较，来进行该用户是否为登记者的认证。
开关装置1例如还具备圆筒形的主体10。操作按钮12插入该主体10的开口102。另外，开关装置1具备用于检测通过按压操作将操作按钮12压入主体10侧的开关部3。
上述的基板16例如是印刷电路布线基板。控制部4例如如图2B以及图2C所示，经由挠性基板17与生物体信息传感器2电连接。基板16例如构成为安装于操作按钮12，伴随按压操作而与操作按钮12一体地移动。
(生物体信息传感器2的结构)
生物体信息传感器2作为一个例子是静电电容式传感器。该生物体信息传感器2例如如图1A所示，构成为在操作开关装置1的操作按钮12时，从与读取面20接触的操作手指9读取生物体信息23。
生物体信息23例如是操作手指9的指纹但并不局限于此，也可以是操作手指9的静脉。
此外，作为变形例，生物体信息传感器2例如也可以是压敏式、热敏式等构成为读取指纹的传感器。另外，生物体信息传感器2例如也可以构成为读取操作手指9的静脉作为生物体信息23。静脉的读取例如使用构成为基于照射的近红外线的反射来读取静脉图案的传感器而进行。而且，生物体信息传感器2例如也可以是将这些组合后的传感器。
在生物体信息传感器2的读取面20与引导凹部14之间例如如图2B以及图2C所示，设置有阶差部15。该阶差部15被设置成容易确定被引导凹部14引导的操作手指9和读取面20的位置，有助于操作手指9的导向性。
生物体信息传感器2例如在读取面20的下方具备以格子状排列成行和列的多个检测电极。作为一个例子，该多个检测电极形成有数万至数十万个，并且以数μm至数十μm的间隔配置。
生物体信息传感器2例如构成为反复进行逐列地读出排列成行的检测电极的静电电容，接着逐行地读出检测电极的静电电容的动作，从而扫描全部的检测电极。作为一个例子，该扫描的周期为100ms左右。
生物体信息传感器2例如将基于扫描并读出的多个静电电容而形成的读取图像22向控制部4输出。该读取图像22例如基于一个周期的静电电容而形成。
具体而言，生物体信息传感器2例如将预先设置的阈值以上的静电电容划分为“1”，将比阈值低的静电电容划分为“0”，并且与检测电极的位置建立关联地生成读取图像22。
作为一个例子，图3C所示的读取图像22将上述的“1”的检测电极的位置设为黑，将“0”的检测电极的位置设为白。此外，图中的圆圈用于表示后述的特征点5的一部分而标注。
静电电容高的位置是指纹的脊线的位置，距检测电极的距离近，因此静电电容变高。而且，静电电容低的位置是指纹的谷线的位置，距检测电极的距离远，静电电容变低。因此若将静电电容高的位置设为黑，将低的位置设为白，则作为一个例子，得到图3C所示那样的读取图像22。在该读取图像22中用黑色表示的图像是所读取到的生物体信息23。
该生物体信息23例如优选为图3A以及图3B所示的操作手指9的指腹区域91的指纹。这是因为该指腹区域91例如包含多个图3C所示的后述的中心点等特征点5。因此，引导凹部14以及阶差部15进行引导，使得即使用户不注视操作按钮12而进行了按压操作，指腹区域91和读取面20也会接触。
(开关部3的结构)
开关部3例如构成为与操作按钮12的成为与操作面120相反侧的端部接触的橡胶圆点开关。该橡胶圆点开关例如具备：橡胶圆点，生成弹力并且具有可动接点；开关基板，供橡胶圆点配置，具有与可动接点对置的固定接点。
而且，若通过按压操作将操作按钮12压入于主体10，则橡胶圆点变形，可动接点与固定接点导通，表示开关接通的开关信号S1被输出到控制部4。而且开关装置1例如构成为若结束按压操作，则通过橡胶圆点的弹力而使操作按钮12恢复到初始位置。
(控制部4的结构)
控制部4例如是由根据所存储的程序，对所获取的数据进行运算、加工等的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、作为半导体存储器的RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)以及ROM(Read Only Memory：只读存储器)等构成的微型计算机。在该ROM中例如储存有用于使控制部4动作的程序。RAM例如存储登记生物体信息40和相似度阈值41，并且用作储存所获取的登记生物体信息40、运算结果等的存储区域。此外，控制部4例如按每个用户存储登记生物体信息40，并且存储由用户的多个操作手指登记的登记生物体信息40。
控制部4例如对读取图像22进行提取处理来提取特征点5。该提取处理例如是脊线的提取处理等。
特征点5例如如图3C所示是指中心点、分支点、端点以及三角洲等，但并不限定于此。中心点是成为指纹的中心的点。分支点是指纹的脊线分支的点。端点是脊线断裂的点。三角洲是脊线从三个方向聚集的点。
控制部4例如从读取图像22提取特征点5。而且，控制部4例如将所获取的登记生物体信息40与提取出特征点5的生物体信息23进行比较，基于特征点5的位置、特征点5之间的距离等来计算相似度。而且，控制部4在相似度为相似度阈值41以上的情况下，作为生物体信息23的认证成立而输出认证信息S2。
作为一个例子，该相似度阈值41是80％。也就是说，例如，在认证所使用的生物体信息23的特征点5的数量为80个的情况下，如果64个以上的特征点5与登记生物体信息40的特征点5一致，则控制部4判定用户为登记者。此外，所谓一致包括特征点5的位置、特征点5之间的距离等一致。
控制部4例如基于开关信号S1来判定为开关部3被接通，也就是说进行了按压操作，并且在生物体信息23的认证成立的情况下，将表示认证成立的认证信息S2输出到电磁连接的车载装置。该车载装置例如基于该认证信息S2来执行认证成立的用户所登记的设定。例如，在车载装置为座椅的驱动装置的情况下，在用户登记的座椅位置驱动座椅。另外，例如，在车载装置为空调装置的情况下，进行用户所登记的设定温度、风量等的设定。进而，例如，在车载装置为后视镜的驱动装置的情况下，在用户登记的位置驱动后视镜。此外，所谓电磁连接，例如是使用经由导电体的连接、经由电磁波的一种即光的连接、以及经由电磁波的一种即电波的连接中的至少一个的连接。
(引导凹部14的结构)
对于操作按钮12而言，例如，如图2A～图2C所示，操作面120具有凹形状，但并不限定于此。而且，生物体信息传感器2的读取面20例如如图2A所示，配置于操作面120的中央。
图2A所示的点线是经过具有圆形的操作面120的中央并且正交的直线。另外，图2A所示的点划线是经过引导凹部14的长边方向的中心的直线。读取面20配置为中心处于比点划线靠第一倾斜面141侧，并且与点线的交点一致。另外，由于操作面120具有凹形状，因此读取面20向凹形状的底部露出。
而且，引导凹部14例如如图2A～图3B所示，具有从操作面120朝向读取面20倾斜并且隔着读取面20对置的第一倾斜面141和第二倾斜面142、以及第三倾斜面143和第四倾斜面144作为倾斜面，第一倾斜面141或者第二倾斜面142与操作手指9的前端区域90接触，第三倾斜面143以及第四倾斜面144与操作手指9的两个侧面区域(左侧面区域92以及左侧面区域93)接触。
该引导凹部14例如如图2C所示，在操作面120为凹面的情况下，第二倾斜面142向操作面120的下侧延伸，因此引导凹部14的边缘相对于读取面20倾斜。
在读取面20位于第一倾斜面141侧的情况下，例如，如图2A～图2C所示，若用户进行按压操作，则操作手指9的前端区域90与第一倾斜面141接触。而且，操作手指9的左侧面区域92与第三倾斜面143接触并且右侧面区域93与第四倾斜面144接触。另外，图3B所示的操作手指9的成为指腹区域91的后方的指腹后端区域94例如与第二倾斜面142接触。
通过与该第一倾斜面141～第四倾斜面144的接触，操作手指9被引导，指腹区域91嵌入阶差部15并与读取面20对置。在这里，例如，在引导凹部14的外形不是细长而是接近于正方形的情况下，操作手指9的前端区域90与相当于第一倾斜面141的倾斜面接触，并且指腹后端区域94与相当于第二倾斜面142的倾斜面接触，在狭窄的范围内接触，因此有可能由于对操作手指9的刺激而产生不协调感。但是，本实施方式的第二倾斜面142的倾斜角比其他的倾斜面的倾斜角小，即较舒缓，因此对操作手指9的刺激较小，即使指腹后端区域94接触也难以产生不协调感。
而且，在未形成有阶差部15的情况下，由于第二倾斜面142的倾斜角较小，因此第二倾斜面142很难成为防止操作手指9的滑动的挡块，因此指腹区域91和读取面20的位置有可能偏离。但是，本实施方式的开关装置1形成有阶差部15，因此指腹区域91嵌入于阶差部15从而用户容易意识到读取面20的位置，另外，阶差部15抑制操作手指9的滑动并且成为指腹区域91和读取面20的定位部。
因此，开关装置1即使在用户不注视操作按钮12而进行操作的情况下，也容易决定想要被读取生物体信息23的操作手指9的指腹区域91和读取面20的位置，另外，抑制因操作手指9与引导凹部14接触而产生的不协调感。
在这里，作为变形例，引导凹部14例如如图2D所示，也可以设置为读取面20位于第二倾斜面142侧。该情况下，用户在按压操作时，例如，操作手指9的前端区域90、指腹区域91等与倾斜角小的第一倾斜面141接触，因此触感良好。另外，例如，在操作手指9由于按压操作而在第一倾斜面141移动的情况下，阶差部15以及第二倾斜面142成为挡块，使指腹区域91和读取面20的定位变得容易，导向性高。
(实施方式的效果)
本实施方式的开关装置1的操作性良好。具体而言，对于开关装置1而言，读取面20位于引导凹部14的第一倾斜面141侧，从而第二倾斜面142的倾斜角比其他的倾斜面的倾斜角舒缓，因此与具有相同的倾斜角的情况相比，触感良好，导向性高，操作性良好。
对于开关装置1而言，借助阶差部15，用户容易识别读取面20的位置，因此与不采用该结构的情况相比，导向性高。
对于开关装置1而言，由于引导凹部14以及阶差部15，使导向性高，因此与不采用该结构的情况相比，即使用户不注视操作按钮12，也能够将操作手指9引导到适当的位置。
对于开关装置1而言，利用引导凹部14以及阶差部15将操作手指9引导到适当的位置，因此与不采用该结构的情况相比，在读取到的生物体信息23中包含很多可用于认证的特征点5，使认证的精度提高。
对于开关装置1而言，操作面120具有凹形状，因此与不是凹形状的情况相比，生物体信息传感器2的位置的容易理解性、导向性高。
以上，对本发明的几个实施方式以及变形例进行了说明，但这些实施方式以及变形例只不过是一个例子，并不限定权利要求书所涉及的发明。那些新的实施方式以及变形例能够以其他的各种方式来实施，能够在不脱离本发明的主旨的范围内，进行各种省略、置换、变更等。另外，这些实施方式以及变形例中说明的特征的组合的全部不一定是用于解决发明的课题的方法所必需的。并且，这些实施方式以及变形例包含于发明的范围以及主旨，并且包含于权利要求书所记载的发明及其等同的范围。
附图标记说明
1…开关装置；2…生物体信息传感器；9…操作手指；12…操作按钮；14…引导凹部；15…阶差部；20…读取面；90…前端区域；91…指腹区域；92…左侧面区域；93…右侧面区域；94…指腹后端区域；120…操作面；141…第一倾斜面；142…第二倾斜面；143…第三倾斜面；144…第四倾斜面。

Claims (10)

1.一种开关装置，其中，
所述开关装置具备：
操作按钮，具有用于按压操作的操作面；
引导凹部，设置于所述操作面，具有被倾斜面包围的细长的形状并引导操作手指；以及
生物体信息传感器，具有读取进行接触的操作手指的生物体信息的读取面，所述读取面从所述引导凹部的长边方向的中央靠向端面侧而露出。
2.根据权利要求1所述的开关装置，其中，
所述操作按钮的所述操作面具有凹形状。
3.根据权利要求2所述的开关装置，其中，
所述读取面配置于所述操作面的所述凹形状的底部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的开关装置，其中，
所述读取面配置于所述操作面的中央。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的开关装置，其中，
所述引导凹部中的比所述端面靠与所述端面相反侧的端面相对于所述读取面的高度变大，从而所述端面的边缘相对于所述读取面倾斜。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的开关装置，其中，
在所述读取面与所述引导凹部之间设置有阶差。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的开关装置，其中，
所述引导凹部引导所述操作手指，使得所述操作手指的指腹区域与所述读取面对置。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的开关装置，其中，
所述引导凹部具有从所述操作面朝向所述读取面倾斜并且隔着所述读取面对置的第一倾斜面和第二倾斜面、以及第三倾斜面和第四倾斜面而作为所述倾斜面，所述第一倾斜面或者所述第二倾斜面与所述操作手指的前端区域接触，所述第三倾斜面以及所述第四倾斜面与所述操作手指的两个侧面区域接触。
9.根据权利要求8所述的开关装置，其中，
所述读取面靠向作为所述端面侧的所述第一倾斜面侧，
所述第二倾斜面的倾斜角比其他的倾斜面的倾斜角小。
10.根据权利要求8所述的开关装置，其中，
所述读取面靠向作为所述端面侧的所述第二倾斜面，
所述第一倾斜面的倾斜角比其他的倾斜面的倾斜角小。
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