JP2004021745A

JP2004021745A - Push switch type input device

Info

Publication number: JP2004021745A
Application number: JP2002177692A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kamiya; 神谷　直城; Shuichi Takeuchi; 竹内　修一
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2004-01-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the operability of a push switch while increasing the total number of movably operated push switches. SOLUTION: Push switches 13-27 are dispersively arranged in a sector form. The area of the contact operating faces 131-171 of the push switches in the farthest position on the extending side (the side opposite to a point P) of the sector form is set larger than that of the contact operating faces 231-271 of the push switches 23-27 the nearest position on the converging side (the point P-side) of the sector form. The area of the contact operating faces 131-271 of the push switches 13-27 is set larger toward the extending side of the sector form. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動操作されるプッシュスイッチを用いたプッシュスイッチ型入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平９−１０９８０２号公報には、車載機器（例えば、ナビゲーションシステム等）を操作するための操作装置が開示されている。この種の操作装置における複数のスイッチを配列した入力操作手段の例としては、可動操作されるプッシュスイッチを指でプッシュして情報入力を行う面走査型入力装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プッシュスイッチの配置や大きさは、プッシュスイッチの操作性に影響を与えるため、プッシュスイッチの配置や大きさを適正に設定する必要がある。プッシュスイッチの配置や大きさは、操作をする指（例えば、人差し指）の大きさや、プッシュスイッチの総数などを基準にして決定されることが多い。しかし、これらの基準のみでは、限られた範囲におけるプッシュスイッチの総数の増加を図りつつプッシュスイッチの操作性を更に向上することは難しい。
【０００４】
本発明は、可動操作されるプッシュスイッチの総数の増加を図りつつプッシュスイッチの操作性を向上することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明は、可動操作されるプッシュスイッチを指でプッシュして情報入力を行うプッシュスイッチ型入力装置を対象とし、請求項１の発明では、複数の前記プッシュスイッチを扇形状に散開して配設し、前記扇形状の拡がり側の最遠方位置のプッシュスイッチの接触操作面の面積が前記扇形状の収束側の最近所のプッシュスイッチの接触操作面の面積よりも大きくなるようにし、前記拡がり側のプッシュスイッチの接触操作面の面積の大きさが前記収束側のプッシュスイッチの接触操作面の面積の大きさに対して同等以上となるようにした。
【０００６】
請求項２の発明では、請求項１において、前記扇形状の前記拡がり側ほど前記プッシュスイッチの接触操作面の面積を大きくした。
手首を付いて指でプッシュ面をプッシュする場合、プッシュ面に対する指の接触面積は、操作者から遠ざかるにつれて大きくなる。請求項１及び請求項２の発明におけるプッシュスイッチの可動操作面の面積の大きさ及び配置の設定は、限られた範囲におけるプッシュスイッチの総数の増加を図りつつスイッチの操作性を向上する上で有効である。
【０００７】
請求項３の発明では、請求項１及び請求項２のいずれか１項において、前記扇形状の周方向へ弧状に複数の前記プッシュスイッチを配列した。
複数の前記プッシュスイッチを弧状に配列する構成は、手首を付いて指を左右に移動させる操作動作に関して好適である。
【０００８】
請求項４の発明では、請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、複数の前記プッシュスイッチは、アームレストにおける載置面の前方に配設し、複数の前記プッシュスイッチの接触操作面は、複数の前記プッシュスイッチの接触操作面は、同一面上に配置し、前記同一面は、前記載置面から前方へ向かうにつれて上り勾配となる面とした。
【０００９】
このような構成は、アームレストの載置面に手首を付いて遠方のプッシュスイッチをプッシュする際に、手前のプッシュスイッチを誤ってプッシュしないようにする上で有効である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図１〜図４に従って説明する。図１（ａ）に示すように、自動車内のアームレスト１１の前部の上にはキーボード１２が載置されている。アームレスト１１上の載置面１１１には運転席の運転者の肘や手首が載せられる。図１（ｂ）に示すキーボード１２上のプッシュスイッチ１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７は、アームレスト１１の載置面１１１の前方に配設されている。プッシュスイッチ１３〜２７は、載置面１１１に運転者の腕部１
０を載置した状態で人差し指１０１によって走査可能な位置に配置されている。キーボード１２と載置面１１１との間には段差が設けられている。プッシュスイッチ１３〜２５の接触操作面１３１，１４１，１５１，１６１，１７１，１８１，１９１，２０１，２１１，２２１，２３１，２４１，２５１，２６１，２７１は、載置面１１１と平行な平面Ｓ上に位置している。プッシュスイッチ１３〜２５の接触操作面１３１〜２７１は、載置面１１１よりも下位位置にある。
【００１１】
運転席の前方には表示装置２８が設置されている。表示装置２８は、車載機器２９を操作するためのメニューを表示する。メニューは、プッシュスイッチ１３〜２７の数（本実施の形態では１５個）だけ用意されている。プッシュスイッチ１３〜２７をプッシュすると、このプッシュ情報が入力制御装置３０へ送られる。入力制御装置３０は、キーボード１２から送られるプッシュ情報に基づいて、プッシュしたプッシュスイッチ１３〜２７に対応するメニューを強調する制御を行う。この強調は、例えば色変更、明るさ増強等による。入力制御装置３０は、キーボード１２から送られるプッシュ情報に基づいて、プッシュしたプッシュスイッチ１３〜２７に対応するメニューで表される操作情報を車載機器２９に出力する。
【００１２】
プッシュスイッチ１３〜１７は、図１（ｂ）の点Ｐを中心とした円弧Ｆ１に沿って等間隔に配列されている。プッシュスイッチ１８〜２２は、点Ｐを中心とした円弧Ｆ２に沿って等間隔に配列されており、プッシュスイッチ２３〜２７は、点Ｐを中心とした円弧Ｆ３に沿って等間隔に配列されている。
【００１３】
プッシュスイッチ１３，１８，２３は、点Ｐを通る半径線Ｈ１に沿って配列されている。プッシュスイッチ１４，１９，２４は、点Ｐを通る半径線Ｈ２に沿って配列されており、プッシュスイッチ１５，２０，２５は、点Ｐを通る半径線Ｈ３に沿って配列されている。プッシュスイッチ１６，２１，２６は、点Ｐを通る半径線Ｈ４に沿って配列されており、プッシュスイッチ１７，２２，２７は、点Ｐを通る半径線Ｈ５に沿って配列されている。
【００１４】
プッシュスイッチ１３〜２７の接触操作面１３１〜２７１の形状は、いずれも長方形である。プッシュスイッチ１３〜１７の接触操作面１３１〜１７１の面積は、同じ大きさであり、接触操作面１３１〜１７１の面積重心ｇ１，ｇ２，ｇ３，ｇ４，ｇ５は、円弧Ｆ１と半径線Ｈ１〜Ｈ５との交点上に配置されている。プッシュスイッチ１８〜２２の接触操作面１８１〜２２１の面積は、同じ大きさであり、かつ接触操作面１３１〜１７１の面積よりも小さい。接触操作面１８１〜２２１の面積重心ｇ６，ｇ７，ｇ８，ｇ９，ｇ１０は、円弧Ｆ２と半径線Ｈ１〜Ｈ５との交点上に配置されている。プッシュスイッチ２３〜２７の接触操作面２３１〜２７１は、同じ大きさであり、かつ接触操作面１８１〜２２１の面積よりも小さい。接触操作面２３１〜２７１の面積重心ｇ１１，ｇ１２，ｇ１３，ｇ１４，ｇ１５は、円弧Ｆ３と半径線Ｈ１〜Ｈ５との交点上に配置されている。
【００１５】
円弧Ｆ１及び半径線Ｈ１，Ｈ５は、扇形状を形成する。円弧Ｆ１と円弧Ｆ２との間隔は、円弧Ｆ２と円弧Ｆ３との間隔よりも大きくしてある。半径線Ｈ１〜Ｈ５は、等角度間隔にしてある。
【００１６】
プッシュスイッチ１３〜２７の配設パターン及び接触操作面１３１〜２７１の面積の大きさの決定は、以下のようにして行われる。
図４に示すように、座席３１の左横に支持台３２及び透明な平板３３を置き、座席３１に座った状態で平板３３の上面３３１に左手の人差し指の第１関節より先の部分を載せて押圧する。この押圧力は、例えば３Ｎ程度となるようにする。平板３３の上面３３１を人差し指で押圧している状態を平板３３の下側からカメラで撮影し、上面３３１に対する人差し指の接触面積を計測する。図２（ａ）〜（ｅ）は、複数人の被験者（本実施の形態では１４人）のうちの１人に関する実験結果である。
【００１７】
図２（ａ）におけるａ１〜ａ１２は、支持台３２及び平板３３のいずれにも肘及び手首を付けないで上面３３１を人差し指で押接したときの上面３３１に対する人差し指の接触面を示す。この状態は、肩を動作支点とした第１の身体的拘束状態〈１〉である。
【００１８】
図２（ｂ）におけるｂ１〜ｂ１２は、図４に示す支持台３２上の×位置に肘の根元を載せ、かつ手首の左右動を自由として上面３３１を人差し指で押接したときの上面３３１に対する人差し指の接触面を示す。この状態は、肘を動作支点として手首の左右動を許容した第２の身体的拘束状態〈２〉である。
【００１９】
図２（ｃ）におけるｃ１〜ｃ１２は、図４に示す支持台３２上の×位置に肘の根元を載せ、かつ手首の左右動を禁止して上面３３１を人差し指で押接したときの上面３３１に対する人差し指の接触面を示す。この状態は、肘を動作支点として手首の左右動を禁止した第３の身体的拘束状態〈３〉である。
【００２０】
図２（ｄ）におけるｄ１〜ｄ１２は、平板３３上に手首を載せ、かつ手首の左右動を自由として上面３３１を人差し指で押接したときの上面３３１に対する人差し指の接触面を示す。この状態は、手首を動作支点とした第４の身体的拘束状態〈４〉である。
【００２１】
図２（ｅ）におけるｅ１〜ｅ１２は、平板３３上に手首を載せ、かつ手首の左右動を禁止して上面３３１を人差し指で押接したときの上面３３１に対する人差し指の接触面を示す。この状態は、手首を動作支点として手首の左右動を禁止した第５の身体的拘束状態〈５〉である。
【００２２】
図３（ａ）のグラフは、図２（ａ）〜（ｅ）における接触面ａ３，ａ７，ａ１１，ｂ３，ｂ７，ｂ１１，ｃ３，ｃ７，ｃ１１，ｄ３，ｄ７，ｄ１１，ｅ３，ｅ７，ｅ１１の接触位置と、これらの接触面の幅〔図２（ａ）にＨで一例を示す〕を正規化した正規化幅との関係を表すグラフである。正規化幅は、幅を人差し指の第１関節より先での最大幅Ｗで割った値である。
【００２３】
図３（ｂ）のグラフは、図２（ａ）〜（ｅ）における接触面ａ３，ａ７，ａ１１，ｂ３，ｂ７，ｂ１１，ｃ３，ｃ７，ｃ１１，ｄ３，ｄ７，ｄ１１，ｅ３，ｅ７，ｅ１１の接触位置と、これらの接触面の長さ〔図２（ａ）にＬで一例を示す〕を正規化した正規化長との関係を表すグラフである。正規化長は、長さを人差し指の第１関節より先での長さＴで割った値である。
【００２４】
図３（ｃ）のグラフは、図２（ａ）〜（ｅ）における接触面ａ３，ａ７，ａ１１，ｂ３，ｂ７，ｂ１１，ｃ３，ｃ７，ｃ１１，ｄ３，ｄ７，ｄ１１，ｅ３，ｅ７，ｅ１１の接触位置と、これらの接触面の接触面積を正規化した正規化面積との関係を表すグラフである。正規化面積は、接触面積を面積（Ｗ×Ｔ）で割った値である。
【００２５】
図３（ａ），（ｂ），（ｃ）における横軸の接触位置は、人差し指１０１が支持台３２から最も遠い位置に延ばされたときの接触面における面積重心の位置からの距離である。●は、接触面ａ３，ａ７，ａ１１に対応した実測結果であり、○は、接触面ｂ３，ｂ７，ｂ１１に対応した実測結果である。◇は、接触面ｃ３，ｃ７，ｃ１１に対応した実測結果であり、□は、接触面ｄ３，ｄ７，ｄ１１に対応した実測結果である。△は、接触面ｅ３，ｅ７，ｅ１１に対応した実測結果である。
【００２６】
プッシュスイッチ１３〜２７の配設パターン及び接触操作面１３１〜２７１の面積の大きさの決定は、図２（ｄ）における接触面ｄ１〜ｄ１２の接触位置と接触面積とを考慮して行われている。
【００２７】
なお、図４における平板３３上の曲線Ｅ１は、第１の身体的拘束状態〈１〉での人差し指１０１の移動限界を表し、曲線Ｅ２は、第２の身体的拘束状態〈２〉での人差し指１０１の移動限界を表す。曲線Ｅ３は、第３の身体的拘束状態〈３〉での人差し指１０１の移動限界を表し、曲線Ｅ４は、第４の身体的拘束状態〈４〉での人差し指１０１の移動限界を表す。曲線Ｅ５は、第５の身体的拘束状態〈５〉での人差し指１０１の移動限界を表す。曲線Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５は、被験者１４人のうちのいずれか１人の実験結果を表す。
【００２８】
第１の実施の形態では以下の効果が得られる。
（１−１）図２（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ）及び図３（ａ），（ｂ），（ｃ）の実験結果から明らかなように、平板３３の上面３３１に対する接触状態（接触位置及び接触面積）は、身体的拘束状態〈１〉，〈２〉，〈３〉，〈４〉，〈５〉によって異なる。例えば、身体的拘束状態が第１の身体的拘束状態〈１〉の場合、上面３３１に対する人差し指１０１の接触面の正規化幅、正規化長及び正規化面積は、いずれもあまり変化しない。しかし、身体的拘束状態が第４，５の身体的拘束状態〈４〉，〈５〉の場合には、上面３３１に対する人差し指１０１の接触面の正規化幅、正規化長及び正規化面積は、いずれも大きく変化する。即ち、第１の身体的拘束状態〈１〉の場合のスイッチの操作状態と、第４，５の身体的拘束状態〈４〉，〈５〉の場合の操作状態とは、大きく異なる。
【００２９】
図１（ｂ）のプッシュスイッチ１３〜２７の配設パターンは、アームレスト１１の上に手首を載せた状態でのプッシュスイッチに対する人差し指１０１の接触状態を考慮して、プッシュスイッチの操作性を高めるように決定されている。プッシュスイッチ１３〜２７は、扇形状に散開して配設されている。プッシュスイッチ１３〜１７は、扇形状の周方向へ弧状に配列されている。プッシュスイッチ１８〜２２及びプッシュスイッチ２３〜２７も扇形状の周方向へ弧状に配列されている。
【００３０】
扇形状の拡がり側（点Ｐとは反対側）の最遠方位置のプッシュスイッチ１３〜１７の接触操作面１３１〜１７１の面積は、プッシュスイッチ１８〜２２の接触操作面１８１〜２２１の面積よりも大きくしてある。プッシュスイッチ１８〜２２の接触操作面１８１〜２２１の面積は、扇形状の収束側（点Ｐ側）の最近所のプッシュスイッチ２３〜２７の接触操作面２３１〜２７１の面積よりも大きくしてある。
【００３１】
図４に曲線Ｅ４で示す実験結果から明らかなように、手首を付いたときの人差し指１０１の移動限界は、略扇形状となる。又、図２（ｄ）及び図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す実験結果から明らかなように、手首を付いて平板３３の上面３３１を人差し指でプッシュする場合、上面３３１に対する人差し指の接触面積は、操作者から遠ざかるにつれて大きくなる。従って、図１（ｂ）におけるプッシュスイッチ１３〜２７の配設パターン及び接触操作面１３１〜２７１の面積の大きさの設定は、限られた範囲内でのプッシュスイッチ１３〜２７の総数の増加を図りつつプッシュスイッチ１３〜２７の操作性を向上する上で有効である。
【００３２】
（１−２）図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す実験結果から明らかなように、手首を付いて平板３３の上面３３１を人差し指でプッシュする場合、上面３３１に対する人差し指の接触面積の変化は、手前側に移るにつれて少なくなってゆく。この場合の接触面積の変化は、距離０における最大接触面積に対する他の距離位置における接触面積の割合の変化のことである。接触操作面１８１〜２２１の面積重心ｇ６〜ｇ１０と交差する円弧Ｆ２と、接触操作面２３１〜２７１の面積重心ｇ１１〜ｇ１５と交差する円弧Ｆ３との間隔は、接触操作面１３１〜１７１の面積重心ｇ１〜ｇ５と交差する円弧Ｆ１と円弧Ｆ２との間隔よりも小さくしてある。このような間隔の設定は、手首を付いて平板３３の上面３３１を人差し指でプッシュする場合の上面３３１に対する人差し指の接触面積の変化に適合している。従って、円弧Ｆ１〜Ｆ３間の間隔の設定は、プッシュスイッチ１３〜２７の操作性を向上する上で有効である。
【００３３】
（１−３）接触操作面１３１〜２７１を配置した平面Ｓと載置面１１１との間には段差が設けられており、平面Ｓは、載置面１１１よりも下位位置にある。このような段差構造は、プッシュスイッチ１３〜１７を人差し指１０１でプッシュする際に、プッシュスイッチ１８〜２７をプッシュしてしまうという操作ミスを防止する上で有効である。同様に、前記した段差構造は、プッシュスイッチ１８〜２２を人差し指１０１でプッシュする際に、プッシュスイッチ２３〜２７をプッシュしてしまうという操作ミスを防止する上で有効である。
【００３４】
本発明では、図５〜図７にそれぞれ示す別の実施の形態も可能である。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
図５の実施の形態では、荷重センサ３４がアームレスト１１の上面の前部に配設されている。荷重センサ３４の上面３４１は、手首を載せる載置面となっており、上面３４１に手首を載せたときと同様の荷重を荷重センサ３４に加えない場合には、プッシュスイッチ１３〜２７のプッシュによる情報入力は、無効となる。即ち、プッシュスイッチ１３〜２７のプッシュによる情報入力は、上面３４１に手首を載せたときと同様の荷重を荷重センサ３４に加えた状態でのみ有効となる。このような構成は、プッシュスイッチ１３〜２７を不用意にプッシュしたことによる誤操作を回避する上で有効である。
【００３５】
図６の実施の形態では、アームレスト１１Ａに取り付けられたキーボード１２は、アームレスト１１Ａの載置面１１１Ａに対して傾斜させてある。プッシュスイッチ１３〜２７の接触操作面１３１〜２７１を配置した平面Ｕは、載置面１１１Ａから前方へ向かうにつれて上り勾配となっている。キーボード１２の傾斜構成は、第１の実施の形態における（１−３）項と同様の効果をもたらす。即ち、載置面１１１Ａに対して平面Ｕを傾斜させた構成は、載置面１１１Ａに手首を付いて遠方のプッシュスイッチをプッシュする際に、手前のプッシュスイッチを誤ってプッシュしないようにする上で有効である。
【００３６】
図７の実施の形態では、複数のキーボード１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが階段状に配置されている。キーボード１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃは、アームレスト１１Ｂの載置面１１１Ｂから前方へ向かうにつれて手前よりも上位位置となる。キーボード１２Ａには複数のプッシュスイッチ３５，３６，３７，３８が円弧に沿って配列されている。キーボード１２Ｂには複数のプッシュスイッチ３９，４０，４１，４２が円弧に沿って配列されており、キーボード１２Ｃには複数のプッシュスイッチ４３，４４，４５，４６が円弧に沿って配列されている。プッシュスイッチ３５〜４６は、上から見ると、第１の実施の形態の場合と同様に扇形状に散開して配設されたパターンとなっている。キーボード１２Ａ上のプッシュスイッチ３５〜３８の接触操作面３５１，３６１，３７１，３８１は、キーボード１２Ｂ上のプッシュスイッチ３９〜４２の接触操作面３９１，４０１，４１１，４２１よりも上位位置にある。キーボード１２Ｂ上のプッシュスイッチ３９〜４２の接触操作面３９１〜４２１は、キーボード１２Ｃ上のプッシュスイッチ４３〜４６の接触操作面４３１，４４１，４５１，４６１よりも上位位置にある。
【００３７】
接触操作面３５１〜４６１の階段状の配置構成は、第１の実施の形態における（１−３）項と同様の効果をもたらす。
本発明では、以下のような実施の形態も可能である。
【００３８】
（１）第１の実施の形態において、接触操作面１３１〜１７１の面積と接触操作面１８１〜２２１の面積とを同じ大きさにすること。
（２）第１の実施の形態において、接触操作面１８１〜２２１の面積と接触操作面２３１〜２７１の面積とを同じ大きさにすること。
【００３９】
（３）第１の実施の形態において、円弧Ｆ１，Ｆ２の間隔と円弧Ｆ２，Ｆ３の間隔とを同じにすること。
（４）第１の実施の形態において、円弧Ｆ１の円弧中心と、円弧Ｆ２の円弧中心又は円弧Ｆ３の円弧中心とを不一致にすること。
【００４０】
（５）第１の実施の形態において、円弧Ｆ２の円弧中心と円弧Ｆ３の円弧中心とを不一致にすること。
（６）第１の実施の形態において、円弧Ｆ１に沿って配列される複数のプッシュスイッチの個数を円弧Ｆ２に沿って配列されるプッシュスイッチの個数よりも少なくすること。
【００４１】
（７）第１の実施の形態において、円弧Ｆ２に沿って配列される複数のプッシュスイッチの個数を円弧Ｆ３に沿って配列されるプッシュスイッチの個数よりも少なくすること。
【００４２】
（８）第２の実施の形態において、平面Ｕの代わりに、接触操作面が配置される同一面を前方へ向かうにつれて上り勾配となる曲面とすること。
（９）プッシュスイッチの接触操作面の形状を円形状あるいは楕円形状とすること。
【００４３】
前記した実施の形態から把握できる請求項記載以外の発明について以下に記載する。
〔１〕請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、手首を載せるための荷重センサを設け、前記荷重センサの前方に複数の前記プッシュスイッチを配設したプッシュスイッチ型入力装置。
【００４４】
【発明の効果】
本発明では、扇形状に散開して配設された複数のプッシュスイッチのうち、扇形状の拡がり側の最遠方位置のプッシュスイッチの接触操作面の面積が前記扇形状の収束側の最近所のプッシュスイッチの接触操作面の面積よりも大きく、かつ記拡がり側のプッシュスイッチの接触操作面の面積の大きさが前記収束側のプッシュスイッチの接触操作面の面積の大きさに対して同等以上となるようにしたので、可動操作されるプッシュスイッチの総数の増加を図りつつプッシュスイッチの操作性を向上し得るという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示し、（ａ）は、ブロック図を組み込んだ簡略側面図。（ｂ）は、プッシュスイッチを示す平面図。
【図２】（ａ）は、第１の身体的拘束状態における人差し指の接触状態を示す平面図。（ｂ）は、第２の身体的拘束状態における差し指の接触状態を示す平面図。（ｃ）は、第３の身体的拘束状態における人差し指の接触状態を示す平面図。（ｄ）は、第４の身体的拘束状態における人差し指の接触状態を示す平面図。（ｅ）は、第５の身体的拘束状態における人差し指の接触状態を示す平面図。
【図３】（ａ）は、人差し指の接触状態を正規化幅と接触位置との関係で表したグラフ。（ｂ）は、人差し指の接触状態を正規化長と接触位置との関係で表したグラフ。（ｃ）は、差し指の接触状態を正規化面積と接触位置との関係で表したグラフ。
【図４】実験装置を示す平面図。
【図５】別の実施の形態を示す側面図。
【図６】別の実施の形態を示す斜視図。
【図７】別の実施の形態を示す斜視図。
【符号の説明】
１０１…指。１１，１１Ａ，１１Ｂ…アームレスト。１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ…載置面。１３〜２７，３５〜４６…プッシュスイッチ。１３１〜２７１，３５１〜４６１…接触操作面。Ｓ，Ｕ…同一面としての平面。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a push-switch type input device using a push switch that is movably operated.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Laying-Open No. 9-109802 discloses an operation device for operating an in-vehicle device (for example, a navigation system). As an example of an input operation unit in which a plurality of switches are arranged in an operation device of this type, there is a surface scanning input device that inputs information by pushing a push switch that is movably operated with a finger.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the arrangement and size of the push switch affect the operability of the push switch, it is necessary to appropriately set the arrangement and size of the push switch. The arrangement and size of the push switches are often determined based on the size of the finger (for example, the index finger) to be operated, the total number of push switches, and the like. However, it is difficult to further improve the operability of the push switch while increasing the total number of the push switches in a limited range by using only these criteria.
[0004]
An object of the present invention is to improve the operability of a push switch while increasing the total number of push switches that are movably operated.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the present invention is directed to a push-switch type input device for inputting information by pushing a movable push switch with a finger, and in the invention of claim 1, a plurality of the push switches are dispersed in a fan shape. Disposed, the area of the contact operation surface of the push switch at the farthest position on the spreading side of the fan shape is larger than the area of the contact operation surface of the nearest push switch on the converging side of the fan shape, The size of the area of the contact operation surface of the push switch on the expanding side is equal to or greater than the area of the area of the contact operation surface of the push switch on the convergent side.
[0006]
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the area of the contact operation surface of the push switch is increased toward the expanding side of the fan shape.
When the push surface is pushed with a finger with the wrist, the contact area of the finger with the push surface increases as the distance from the operator increases. The setting of the size and arrangement of the movable operation surface of the push switch according to the first and second aspects of the present invention improves the operability of the switch while increasing the total number of push switches in a limited range. It is valid.
[0007]
In a third aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects, the plurality of push switches are arranged in an arc shape in the circumferential direction of the fan shape.
The configuration in which a plurality of the push switches are arranged in an arc shape is suitable for an operation of attaching a wrist and moving a finger left and right.
[0008]
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the plurality of push switches are disposed in front of the mounting surface of the armrest, and the contact operation surfaces of the plurality of push switches are The contact operation surfaces of the plurality of push switches are arranged on the same surface, and the same surface is a surface having an upward gradient from the mounting surface to the front.
[0009]
Such a configuration is effective in preventing a erroneous push switch from being pushed when a distant push switch is pushed with the wrist on the mounting surface of the armrest.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1A, a keyboard 12 is mounted on a front portion of an armrest 11 in an automobile. On the mounting surface 111 on the armrest 11, an elbow or a wrist of the driver in the driver's seat is placed. The push switches 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 on the keyboard 12 shown in FIG. It is arranged in front of 111. The push switches 13 to 27 are mounted on the mounting surface 111 of the arm 1 of the driver.
It is arranged at a position where it can be scanned by the index finger 101 with 0 being placed. A step is provided between the keyboard 12 and the mounting surface 111. The contact operation surfaces 131, 141, 151, 161, 171, 181, 191, 201, 211, 221, 231, 241, 261, 271 of the push switches 13 to 25 are on a plane S parallel to the mounting surface 111. It is located in. The contact operation surfaces 131 to 271 of the push switches 13 to 25 are lower than the mounting surface 111.
[0011]
A display device 28 is provided in front of the driver's seat. The display device 28 displays a menu for operating the vehicle-mounted device 29. As many menus as the number of push switches 13 to 27 (15 in the present embodiment) are prepared. When the push switches 13 to 27 are pushed, the push information is sent to the input control device 30. The input control device 30 performs control to emphasize the menu corresponding to the pushed push switches 13 to 27 based on the push information sent from the keyboard 12. This emphasis is based on, for example, color change, brightness enhancement, and the like. The input control device 30 outputs operation information represented by a menu corresponding to the pushed push switches 13 to 27 to the in-vehicle device 29 based on the push information sent from the keyboard 12.
[0012]
The push switches 13 to 17 are arranged at equal intervals along an arc F1 around the point P in FIG. The push switches 18 to 22 are arranged at regular intervals along an arc F2 around the point P, and the push switches 23 to 27 are arranged at regular intervals along an arc F3 around the point P. I have.
[0013]
The push switches 13, 18, and 23 are arranged along a radius line H1 passing through the point P. The push switches 14, 19, 24 are arranged along a radius line H2 passing through the point P, and the push switches 15, 20, 25 are arranged along a radius line H3 passing through the point P. The push switches 16, 21, and 26 are arranged along a radius line H4 passing through the point P, and the push switches 17, 22, 27 are arranged along a radius line H5 passing through the point P.
[0014]
The shapes of the contact operation surfaces 131 to 271 of the push switches 13 to 27 are all rectangular. The areas of the contact operation surfaces 131 to 171 of the push switches 13 to 17 have the same size, and the area centroids g1, g2, g3, g4, and g5 of the contact operation surfaces 131 to 171 are the arc F1 and the radius lines H1 to H5. Are located on the intersection with The areas of the contact operation surfaces 181 to 221 of the push switches 18 to 22 are the same size and smaller than the areas of the contact operation surfaces 131 to 171. Area centroids g6, g7, g8, g9, and g10 of the contact operation surfaces 181 to 221 are arranged on intersections of the arc F2 and the radius lines H1 to H5. The contact operation surfaces 231 to 271 of the push switches 23 to 27 have the same size and are smaller than the area of the contact operation surfaces 181 to 221. Area barycenters g11, g12, g13, g14, and g15 of the contact operation surfaces 231 to 271 are arranged on intersections between the arc F3 and the radius lines H1 to H5.
[0015]
The arc F1 and the radius lines H1 and H5 form a fan shape. The interval between the arc F1 and the arc F2 is larger than the interval between the arc F2 and the arc F3. The radius lines H1 to H5 are at equal angular intervals.
[0016]
The arrangement pattern of the push switches 13 to 27 and the size of the area of the contact operation surfaces 131 to 271 are determined as follows.
As shown in FIG. 4, the support base 32 and the transparent flat plate 33 are placed on the left side of the seat 31, and the part of the left index finger beyond the first joint is placed on the upper surface 331 of the flat plate 33 while sitting on the seat 31. And press. This pressing force is set to, for example, about 3N. A state in which the upper surface 331 of the flat plate 33 is pressed by the index finger is photographed by a camera from below the flat plate 33, and the contact area of the upper finger 331 with the upper surface 331 is measured. FIGS. 2A to 2E show the results of experiments on one of a plurality of subjects (14 in this embodiment).
[0017]
In FIG. 2A, a1 to a12 indicate contact surfaces of the index finger with respect to the upper surface 331 when the upper surface 331 is pressed against the upper surface 331 with the index finger without attaching the elbow and the wrist to any of the support base 32 and the flat plate 33. This state is a first physical restraint state <1> using the shoulder as a motion fulcrum.
[0018]
B1 to b12 in FIG. 2B correspond to the upper surface 331 when the base of the elbow is placed at the X position on the support base 32 shown in FIG. 2 shows the contact surface of the index finger. This state is a second physical restraint state <2> in which the wrist is allowed to move left and right with the elbow as a fulcrum.
[0019]
In FIG. 2C, c1 to c12 represent the upper surface 331 when the base of the elbow is placed at the X position on the support table 32 shown in FIG. 3 shows the contact surface of the index finger with respect to the arrow. This state is a third physical restraint state <3> in which the left and right movements of the wrist are prohibited using the elbow as a fulcrum.
[0020]
In FIG. 2D, d1 to d12 indicate contact surfaces of the index finger with respect to the upper surface 331 when the wrist is placed on the flat plate 33 and the upper surface 331 is pressed against the upper surface 331 with the index finger while freely moving the wrist horizontally. This state is a fourth physical restraint state <4> using the wrist as a movement fulcrum.
[0021]
In FIG. 2E, e1 to e12 indicate contact surfaces of the index finger with respect to the upper surface 331 when the wrist is placed on the flat plate 33 and the upper surface 331 is pressed against the upper surface 331 with the index finger while the left and right movement of the wrist is prohibited. This state is a fifth physical restraint state <5> in which the left and right movement of the wrist is prohibited using the wrist as the operation fulcrum.
[0022]
The graph of FIG. 3A shows the contact surfaces a3, a7, a11, b3, b7, b11, c3, c7, c11, d3, d7, d11, e3, e7, e11 in FIGS. 3 is a graph showing the relationship between the contact positions of the contact surfaces and the normalized widths obtained by normalizing the widths of these contact surfaces (an example is shown by H in FIG. 2A). The normalized width is a value obtained by dividing the width by the maximum width W before the first joint of the index finger.
[0023]
The graph of FIG. 3B shows the contact surfaces a3, a7, a11, b3, b7, b11, c3, c7, c11, d3, d7, d11, e3, e7, e11 in FIGS. 3 is a graph showing the relationship between the contact position and the normalized length obtained by normalizing the length of these contact surfaces (an example is indicated by L in FIG. 2A). The normalized length is a value obtained by dividing the length by the length T before the first joint of the index finger.
[0024]
The graph of FIG. 3C shows the contact surfaces a3, a7, a11, b3, b7, b11, c3, c7, c11, d3, d7, d11, e3, e11, e11 in FIGS. 5 is a graph showing the relationship between the contact position of the contact surface and the normalized area obtained by normalizing the contact area of these contact surfaces. The normalized area is a value obtained by dividing the contact area by the area (W × T).
[0025]
3A, 3B, and 3C, the contact position on the horizontal axis is the distance from the position of the area center of gravity on the contact surface when the index finger 101 is extended to the position farthest from the support 32. . ● indicates the actual measurement result corresponding to the contact surfaces a3, a7, and a11, and ○ indicates the actual measurement result corresponding to the contact surfaces b3, b7, and b11. ◇ is an actual measurement result corresponding to the contact surfaces c3, c7, and c11, and □ is an actual measurement result corresponding to the contact surfaces d3, d7, and d11. The symbol Δ indicates the measurement result corresponding to the contact surfaces e3, e7, and e11.
[0026]
The arrangement patterns of the push switches 13 to 27 and the size of the area of the contact operation surfaces 131 to 271 are determined in consideration of the contact positions and the contact areas of the contact surfaces d1 to d12 in FIG. I have.
[0027]
In addition, the curve E1 on the flat plate 33 in FIG. 4 represents the movement limit of the index finger 101 in the first physical restraint state <1>, and the curve E2 is the index finger in the second physical restraint state <2>. 101 represents the movement limit. The curve E3 represents the movement limit of the index finger 101 in the third physical restraint state <3>, and the curve E4 represents the movement limit of the index finger 101 in the fourth physical restraint state <4>. A curve E5 represents the movement limit of the index finger 101 in the fifth physical restraint state <5>. Curves E1, E2, E3, E4, and E5 represent the experimental results of any one of the 14 subjects.
[0028]
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1-1) As is clear from the experimental results of FIGS. 2 (a), (b), (c), (d), (e) and FIGS. 3 (a), (b), (c), The contact state (the contact position and the contact area) of the upper surface 331 of the 33 differs depending on the physical restraint states <1>, <2>, <3>, <4>, and <5>. For example, when the physical restraint state is the first physical restraint state <1>, none of the normalized width, normalized length, and normalized area of the contact surface of the index finger 101 with the upper surface 331 change much. However, when the physical restraint states are the fourth and fifth physical restraint states <4> and <5>, the normalized width, the normalized length, and the normalized area of the contact surface of the index finger 101 with respect to the upper surface 331 are: Both change greatly. That is, the operation state of the switch in the first physical restraint state <1> is significantly different from the operation state in the fourth and fifth physical restraint states <4> and <5>.
[0029]
The arrangement pattern of the push switches 13 to 27 in FIG. 1B enhances the operability of the push switch in consideration of the contact state of the index finger 101 with the push switch in a state where the wrist is placed on the armrest 11. Has been determined. The push switches 13 to 27 are scattered and arranged in a fan shape. The push switches 13 to 17 are arranged in an arc shape in a fan-shaped circumferential direction. The push switches 18 to 22 and the push switches 23 to 27 are also arranged in a fan-shaped circumferential arc.
[0030]
The areas of the contact operation surfaces 131 to 171 of the push switches 13 to 17 at the farthest positions on the fan-shaped expanding side (opposite to the point P) are larger than the areas of the contact operation surfaces 181 to 221 of the push switches 18 to 22. It has been enlarged. The area of the contact operation surfaces 181 to 221 of the push switches 18 to 22 is larger than the area of the contact operation surfaces 231 to 271 of the nearest push switches 23 to 27 on the convergence side (point P side) of the fan shape. .
[0031]
As is clear from the experimental result indicated by the curve E4 in FIG. 4, the movement limit of the index finger 101 when the user wears the wrist has a substantially sector shape. Further, as is apparent from the experimental results shown in FIGS. 2D and 3A, 3B, and 3C, when the upper surface 331 of the flat plate 33 is pushed with the forefinger with the wrist, the upper surface 331 is pressed against the upper surface 331. The contact area of the index finger increases as the distance from the operator increases. Therefore, the arrangement pattern of the push switches 13 to 27 and the setting of the area size of the contact operation surfaces 131 to 271 in FIG. 1B increase the total number of the push switches 13 to 27 within a limited range. This is effective in improving the operability of the push switches 13 to 27 while planning.
[0032]
(1-2) As is clear from the experimental results shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, when the upper surface 331 of the flat plate 33 is pushed with the index finger with the wrist, the index finger contacts the upper surface 331. The change in the area decreases as it moves toward the near side. The change in the contact area in this case is a change in the ratio of the contact area at another distance position to the maximum contact area at the distance 0. The interval between the arc F2 intersecting the area centroids g6 to g10 of the contact operation surfaces 181 to 221 and the arc F3 intersecting the area centroids g11 to g15 of the contact operation surfaces 231 to 271 is determined by the area centroid of the contact operation surfaces 131 to 171. The distance between the arc F1 and the arc F2 that intersects g1 to g5 is made smaller. Such an interval setting is suitable for a change in the contact area of the index finger with respect to the upper surface 331 when the upper surface 331 of the flat plate 33 is pushed with the index finger with the wrist. Therefore, setting the interval between the arcs F1 to F3 is effective in improving the operability of the push switches 13 to 27.
[0033]
(1-3) A step is provided between the plane S on which the contact operation surfaces 131 to 271 are arranged and the placement surface 111, and the plane S is at a lower position than the placement surface 111. Such a step structure is effective in preventing an operation error of pushing the push switches 18 to 27 when pushing the push switches 13 to 17 with the index finger 101. Similarly, the step structure described above is effective in preventing an operation error of pushing the push switches 23 to 27 when pushing the push switches 18 to 22 with the index finger 101.
[0034]
In the present invention, other embodiments shown in FIGS. 5 to 7 are also possible. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
In the embodiment shown in FIG. 5, the load sensor 34 is disposed at the front of the upper surface of the armrest 11. The upper surface 341 of the load sensor 34 is a mounting surface on which the wrist is placed. When the same load as when the wrist is placed on the upper surface 341 is not applied to the load sensor 34, the push switches 13 to 27 are pushed. Information input becomes invalid. That is, the information input by pushing the push switches 13 to 27 is effective only when the same load as when the wrist is placed on the upper surface 341 is applied to the load sensor 34. Such a configuration is effective in avoiding erroneous operation due to carelessly pushing the push switches 13 to 27.
[0035]
In the embodiment of FIG. 6, the keyboard 12 attached to the armrest 11A is inclined with respect to the mounting surface 111A of the armrest 11A. The plane U on which the contact operation surfaces 131 to 271 of the push switches 13 to 27 are arranged has an upward slope from the mounting surface 111A toward the front. The inclined configuration of the keyboard 12 has the same effect as the item (1-3) in the first embodiment. In other words, the configuration in which the plane U is inclined with respect to the mounting surface 111A prevents the push switch in front from being erroneously pushed when the distant push switch is pushed with the wrist on the mounting surface 111A. Is effective in
[0036]
In the embodiment of FIG. 7, a plurality of keyboards 12A, 12B, 12C are arranged in a step-like manner. The keyboards 12A, 12B, and 12C are positioned higher than the front as they move forward from the mounting surface 111B of the armrest 11B. The keyboard 12A has a plurality of push switches 35, 36, 37, 38 arranged along an arc. The keyboard 12B has a plurality of push switches 39, 40, 41, 42 arranged along an arc, and the keyboard 12C has a plurality of push switches 43, 44, 45, 46 arranged along an arc. When viewed from above, the push switches 35 to 46 have a pattern in which the push switches are scattered and arranged in a fan shape as in the case of the first embodiment. The contact operation surfaces 351, 361, 371, 381 of the push switches 35 to 38 on the keyboard 12 A are located higher than the contact operation surfaces 391, 401, 411, 421 of the push switches 39 to 42 on the keyboard 12 B. The contact operation surfaces 391 to 421 of the push switches 39 to 42 on the keyboard 12B are located higher than the contact operation surfaces 431, 441, 451, 461 of the push switches 43 to 46 on the keyboard 12C.
[0037]
The step-like arrangement of the contact operation surfaces 351 to 461 has the same effect as the item (1-3) in the first embodiment.
In the present invention, the following embodiments are also possible.
[0038]
(1) In the first embodiment, the area of the contact operation surfaces 131 to 171 and the area of the contact operation surfaces 181 to 221 are the same.
(2) In the first embodiment, the area of the contact operation surfaces 181 to 221 and the area of the contact operation surfaces 231 to 271 are made the same.
[0039]
(3) In the first embodiment, the interval between the arcs F1 and F2 is equal to the interval between the arcs F2 and F3.
(4) In the first embodiment, the arc center of the arc F1 does not coincide with the arc center of the arc F2 or the arc center of the arc F3.
[0040]
(5) In the first embodiment, the center of the circular arc F2 and the center of the circular arc F3 do not match.
(6) In the first embodiment, the number of the plurality of push switches arranged along the arc F1 is made smaller than the number of push switches arranged along the arc F2.
[0041]
(7) In the first embodiment, the number of push switches arranged along the arc F2 is made smaller than the number of push switches arranged along the arc F3.
[0042]
(8) In the second embodiment, instead of the plane U, the same surface on which the contact operation surface is disposed is formed as a curved surface having an upward slope as going forward.
(9) The shape of the contact operation surface of the push switch is circular or elliptical.
[0043]
Inventions other than those described in the claims that can be grasped from the above-described embodiment will be described below.
[1] The push-switch type input device according to any one of claims 1 to 4, wherein a load sensor for mounting a wrist is provided, and the plurality of push switches are disposed in front of the load sensor.
[0044]
【The invention's effect】
In the present invention, the area of the contact operation surface of the push switch at the farthest position on the divergent side of the fan shape among the plurality of push switches scattered and arranged in the fan shape is the nearest one on the convergent side of the fan shape. The area of the contact operation surface of the push switch on the expansion side is larger than the area of the contact operation surface of the push switch, and is equal to or larger than the area of the contact operation surface of the push switch on the converging side. As a result, an excellent effect is obtained that the operability of the push switch can be improved while increasing the total number of the operable push switches.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a first embodiment, and (a) is a simplified side view incorporating a block diagram. (B) is a top view showing a push switch.
FIG. 2A is a plan view showing a contact state of an index finger in a first physical restraint state. (B) is a top view which shows the contact state of the forefinger in the 2nd physical restraint state. (C) is a top view showing the contact state of the index finger in the 3rd physical restraint state. (D) is a top view which shows the contact state of the index finger in the 4th physical restraint state. (E) is a top view showing the contact state of the index finger in the 5th physical restraint state.
FIG. 3A is a graph showing a contact state of an index finger in a relationship between a normalized width and a contact position. (B) is a graph showing the contact state of the index finger in a relationship between the normalized length and the contact position. (C) is a graph showing the contact state of the index finger in the relationship between the normalized area and the contact position.
FIG. 4 is a plan view showing an experimental apparatus.
FIG. 5 is a side view showing another embodiment.
FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment.
FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment.
[Explanation of symbols]
101 ... finger. 11, 11A, 11B ... armrest. 111, 111A, 111B ... mounting surface. 13-27, 35-46 ... Push switches. 131 to 271, 351 to 461 ... contact operation surface. S, U: plane as the same plane.

Claims

In a push switch type input device for inputting information by pushing a movable push switch with a finger,
A plurality of the push switches are arranged in a fan shape in a scattered manner, and the area of the contact operation surface of the push switch at the farthest position on the expanding side of the fan shape is the contact of the closest push switch on the converging side of the fan shape. The area of the contact operation surface of the push switch on the divergent side is made equal to or greater than the area of the contact operation surface of the push switch on the convergent side. Push switch type input device.

2. The push switch type input device according to claim 1, wherein an area of a contact operation surface of the push switch is increased as the fan shape expands.

The push switch type input device according to claim 1, wherein a plurality of the push switches are arranged in an arc shape in a circumferential direction of the fan shape.

The plurality of push switches are disposed in front of the mounting surface of the armrest, and the contact operation surfaces of the plurality of push switches are arranged on the same surface, and the same surface is the mounting surface. The push-switch type input device according to any one of claims 1 to 3, wherein the input device has a surface having an upward slope as it goes forward from the front.