JP2004526265A - コントロール・システム入力装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
(関連出願との相互参照)
本出願は、2001年5月7日付けで出願された米国仮特許出願番号第60/289,225号の優先権を主張するものである。
【0002】
(技術分野)
本発明は、広義の概念では、コントロール・システム入力装置およびそれを構成する方法に関するものである。本発明は、より詳細には、例えば装飾的な計器盤などといった、電子タッチ・スイッチまたはセンサと成形パネルとの統合に関するものである。
【背景技術】
【0003】
従来の電気的なコントロール・パネルは、典型的には、実質的に均一な厚みおよび/または断面を有する平坦または平面状のパネルに装着された1つまたは複数のメカニカルまたはメンブレン・スイッチを有している。1つの周知のタイプのコントロール・パネルは、1つまたは複数のメカニカル・スイッチを収容するための1つまたは複数の開口を有するフラット・パネルに装着された1つまたは複数のメカニカル・スイッチを含む。そのようなコントロール・パネルは、工業機械、自動車計器盤、およびあらゆる種類の消費製品を含む広範囲な機器とともに広く使用されている。他の周知のタイプのコントロール・パネルは、実質的に平坦な基板上に装着され、薄いプラスチック・オーバレイで覆われた1つまたは複数のメンブレン・スイッチを含む。オーバレイは、下部のスイッチおよび回路を汚染および水分から保護する。オーバレイは、その上に、擬似的なスイッチ・レイアウトの模造のような装飾的なデザインを取り入れることもできる。そのようなコントロール・パネルは、(ローイング・マシンおよびトレッドミルといった)運動器具、ガス・ポンプ、およびあらゆる種類の他の装置とともに広く使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
先述のタイプのコントロール・パネルには固有の欠点がある。例えば、メカニカル・スイッチに固有の開口は、流体および汚染物がコントロール・パネルの後部に入り込む経路を与え、漏電、およびパネル内部のコンポーネントの損傷の可能性を高める。さらに、メカニカル・スイッチ自体が、典型的には、水分または流体の侵入を受けるいくつかの別個の部品の組立品である。そのように、メカニカル・スイッチ・パネルは、周辺防護囲壁を設けなければ、過酷な環境での使用に適さない。そのような囲壁は、高価で目障りであり、またスイッチ・パネルの使用を不便なものにする。
【0005】
メンブレン・スイッチを使用したスイッチ・パネルは、可撓性のオーバレイによって構成要素を保護する。しかしそのようなオーバレイは、典型的には、水分および流体に対する完全なバリヤを提供するものではない。またそれらは、通常の使用および洗浄による損傷を受けやすい。さらに、特に過酷な環境で使用されると経時的に脆くなるおそれがある。オーバレイはひび割れを起こし、水分バリヤの損傷を生じる可能性がある。
【0006】
一般にメカニカル・スイッチは、平坦な表面または基板上に装着するのに最適な実質的に剛性すなわち硬質のデバイスである。メンブレン・スイッチにおける接触機構は本来ある程度可撓性であるが、スイッチ・パッケージ全体は実質的に剛性で、平坦な表面または基板への装着に最適なものである。メカニカル・スイッチもメンブレン・スイッチも平坦でないパネル形状への使用には特に適していない。そのような従来のスイッチを湾曲パネルなどの成形パネルとともに使用する試みがなされてきたが、そのような試みは、典型的には、満足な解決策を生み出すに至っていない。したがってその外形が平面に限定されることのない自由形状デザインのスイッチ・パネルを提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、新規のコントロール・システム入力装置、ならびに電子タッチ・スイッチおよび/またはセンサ(本明細書ではこれらの用語を互換可能なものとして用いる)と、平面、曲面または複合表面を有する装飾的且つ/または機能的計器盤などのパネルとを統合することによって入力装置を構成する方法を提供する。好ましい実施例では、1つまたは複数のタッチ・スイッチと、そのようなタッチ・スイッチからコントロール・システム入力を受ける装置の機能的且つ/または装飾的パネルの後面とが合わせられている。対応するタッチ面が、そのような各タッチ・スイッチと反対のパネルの前面に画定されている。タッチ・スイッチの1つを作動させるために、ユーザは、対応するタッチ面のあたりで、指または手でただ単に刺激を導入する。
【0008】
本発明によるコントロール・システム入力装置またはコントロール・パネルは、ほぼあらゆる形態をとりうる。例えば、任意の数の凸面または凹面を有することが可能であるし、またはユーザが特定のタッチ・スイッチを容易に突き止められるように、凸部および/または凹部、すなわち不均一な断面または厚みを有する実質的に平面状のパネルとすることができる。本発明は、制御装置エクササイズ器具に使用するためのコントロール・パネルを提供したり、自動販売機、およびファースト・フード販売店や映画館でよく見られる飲料ディスペンサの如き製品の装飾的な計器盤にコントロール・パネルを一体化するのに非常に適している。
【0009】
本発明によるコントロール・パネルは、その開示内容を本願に引用して援用する米国特許第5,594,222号、第6,31,611号および/または第6,320,282号に扱われている技術を具体化するタッチ・スイッチまたはセンサを取り入れるのが好ましい。そのようなタッチ・スイッチは、イリノイ州ホイートンのタッチセンサ・テクノロジー(TouchSensor Technologies)から入手可能である。先述の参考文献によるタッチ・スイッチは様々な基板上に作製することが可能である。例えば、そのようなタッチ・スイッチを可撓性シートおよび剛性基板上に作製することができる。
【実施例】
【0010】
図1は、本発明を具体化するエクササイズ器具、すなわちトレッドミル(図示せず)のユーザ・インターフェース10を示す図である。ユーザ・インターフェース10は、ディスプレイ12およびコントロール・パネル14を含む。コントロール・パネル14は、ディスプレイ12の様々な機能を制御するディスプレイ制御タッチ面16、数字入力のためのタッチ面18、トレッドミルの制御をリセットするためのタッチ面20、トレッドミルの滑走面の傾きを調節するためのタッチ面22、トレッドミルを起動するためのタッチ面24、トレッドミルの抵抗を調節するためのタッチ面26、およびデータをトレッドミルのコントロール・システムに入力することを指示するためのタッチ面28といった複数のタッチ面を含む基板である。
【0011】
コントロール・パネル14は、図1に示されるように、一般に平面状である。他の実施例において、コントロール・パネル14は、任意の所望の湾曲形状または角形状をとることが可能である。例えば、コントロール・パネル14は、凸形、凹形および/または角形の要素を含むことができる。
【0012】
コントロール・パネル14の前面30は、概ねコントロール・パネル14の形状に適合している。すなわち、図1の実施例において、コントロール・パネル14は概ね平面状で、その前面30も概ね平面状である。タッチ面18は、概ね前面30と同一平面にある。しかし、コントロール・パネル14のいくつかの部分、すなわちタッチ面16、20、22、26および28は、前面30に対して窪んでいる。コントロール・パネル14の他の部分、すなわちタッチ面24は前面30に対して突出している。図2および図3を参照すればより容易にわかるこれらの特徴は、ユーザが、視覚的手段に加えて、または視覚的手段の代わりに、触覚手段を介して特定のタッチ面を突き止めることを容易にする。さらに、タッチ面24の如き突出したタッチ面に連結されたスイッチまたはセンサ(以下により詳細に説明する)には、汚染物が突出面付近に蓄積または沈降することが不可能でなくとも困難であるため、汚染物(特に液体汚染物)による悪影響を受けにくい。
【0013】
前面30の凸部および凹部は様々な方法で達成されうる。例えば、図2は、コントロール・パネル14が複数の厚みを有する実施例を示す図である。本実施例において、コントロール・パネル14は、一般には、前面30と後面36(概ね平面状)の間に第1の厚み34を有する。コントロール・パネル14は、例えばタッチ面20、22、26および28に対応する領域に第2の小さな厚み32をも有する。コントロール・パネル14は、タッチ面24に対応する領域に第3のより大きな厚み33をさらに有する。図3は、コントロール・パネル14が実質的に均一な厚み38を有し、後面36が概ね前面30に対応している代替的な実施例を示す図である。他の実施例では、先述の技術または他の任意の好適な技術の組合せを使用することができる。
【0014】
図4は、図2に示すコントロール・パネル14の実施例に取りつけられたセンサ・パネル50を示す図である。センサ・パネル50は、基板52上に形成されたタッチ・スイッチ40、42、44、46および48を含む。各タッチ・スイッチ40、42、44、46および48は、コントロール・システム、コントロール・インターフェースまたはコントロール・ロジック(図示せず)に接続される。基板52は概ね平面状であり、コントロール・パネル14の後面36に概ね対応している。代替的な実施例では、基板52は、実質的に後面36に一致できるように凸状、凹状または他の形状をとることが可能である。基板52は、タッチ・スイッチ40、42、44、46および48がタッチ面20、22、24、26および28に対して整列するように、コントロール・パネル14に対して配置される。図4の実施例では、適切な接着剤を使用して、適切に整列した基板52がコントロール・パネル14の後面36に接着される。他の実施例では、基板52をメカニカル・ファスナの如き任意の他の手段によってコントロール・パネル14の後面36に接続することができる。ただし、取付け機構は、コントロール・パネル14への穴あけを必要としないことが好ましい。
【0015】
図5は、図3に示すコントロール・パネル14の実施例に取り付けられたセンサ・パネル50を示す図である。本実施例では、基板52は、タッチ面20、22、26および28に隣接する後面36の部分、すなわち後面36の「高点」に概ね適合している。図4の実施例のように、タッチ・スイッチ40、42、44、46および48が、対応するタッチ面20、22、24、26および28に対して整列するように、基板52がコントロール・パネル14に対して配置される。適切な接着剤を使用して、適切に整列した基板52をコントロール・パネル14の後面36に接着することが好ましい。他の実施例では、メカニカル・ファスナの如き任意の他の好適な手段によって基板52をコントロール・パネル14の後面36に接続することができる。しかし、取付け機構は、コントロール・パネル14への穴あけを必要としないことが好ましい。
【0016】
図6は、本発明を具体化する湾曲コントロール・パネル100の断面図である。コントロール・パネル100は、いくつかのタッチ面102を含む。好適な接着剤110を使用して、基板108上に設けられたいくつかのタッチ・スイッチ104を含むスイッチ・パネル106がコントロール・パネル100に接着されている。コントロール・パネル100は、一般に第1の厚み112を有し、タッチ面102に隣接する領域に第2の小さな厚み114を有する。あるいは、1つまたは複数の突出したタッチ面(図示せず)に対応したコントロール・パネル100の1つまたは複数の領域が、大きな厚み(図示せず)を有することも可能である。
【0017】
動作中、各タッチ・スイッチ(例えばタッチ・スイッチ40)は、その近傍において電場60を引き起こす。電場の近傍においてユーザの指(図示せず)などの刺激を導入すると、タッチ・スイッチ40は機能的に状態を変化させて、対応する入力を、関連するコントロール・システム、コントロール・インターフェースまたはコントロール・ロジック(図示せず)に提供する。この現象は、本願に引用して援用する先述の米国特許により詳細に論述されている。
【0018】
例えばユーザが、図1に示されたコントロール・パネルを有するトレッドミルを起動させたい場合には、タッチ面24に触れるか、またはそれに指を近づけることになる。この行動は、対応するタッチ・スイッチ44によって引き起こされた電場を妨害することになる。それに応答して、タッチ・スイッチ44がトレッドミルのコントロール・ロジック(図示せず)に出力信号を提供し、それによってトレッドミルが起動することになる。
【0019】
本発明は、従来のメカニカル・スイッチおよび/またはメンブレン・スイッチを使用する場合のようにパネルに対する穴あけを必要とすることなく、電気的スイッチ機構を、既存のまたは特別に作られた、機能的および/または装飾的なパネルに一体化することを可能にする。例えば上述のように、装飾的パネルの前部における任意の所望の位置にタッチ面を規定し、装飾的パネルの後部における対応する位置に関連するタッチ・スイッチを設けるだけで、自動販売機または飲料ディスペンサ(図示せず)の装飾的前部パネルをコントロール・パネルとしての用途に適合させることができる。これは、あらゆる種類の器具に対する美観的且つ人間工学的コントロール・システム入力デバイスを提供する課題に対する新規且つ満足な解決策を考慮したものである。
【0020】
特定の好ましい実施例に関して本発明を説明した。これらの実施例は、本発明を限定するものとして解釈されるべきではなく、その範囲は添付の請求項によって規定される。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明を具体化する運動器具のためのユーザ・インターフェースの平面図である。
【図2】本発明の好ましい実施例による器具パネルの断面正面図である。
【図3】本発明の他の好ましい実施例による器具パネルの断面正面図である。
【図4】本発明の好ましい実施例による器具パネルと統合した電子スイッチ・パネルの断面正面図である。
【図5】本発明の他の好ましい実施例による器具パネルと統合した電子スイッチ・パネルの断面正面図である。
【図6】本発明の他の好ましい実施例による器具パネルと統合した電子スイッチ・パネルの断面正面図である。
Claims (13)
- 少なくとも一部分に実質的に連続した前面および実質的に連続した後面を有するパネルと、
前記パネルの前記後面に関連付けられた第1のタッチ・スイッチと、
前記パネルの前記前面に関連付けられ、前記第1のタッチ・スイッチに対応する第1のタッチ面と
を有するコントロール・システム・インターフェースであって、
前記第1のタッチ・スイッチが、前記第1のタッチ面に近接した刺激の存在に反応するコントロール・システム・インターフェース。 - 前記パネルが実質的に剛性である請求項1に記載のコントロール・システム・インターフェース。
- 前記パネルが実質的に不均一な厚みを有する請求項1に記載のコントロール・システム・インターフェース。
- 前記パネルが実質的に均一な厚みを有する請求項1に記載のコントロール・システム・インターフェース。
- 前記パネルの少なくとも一部分が非平面状の表面を有している請求項1に記載のコントロール・システム・インターフェース。
- 前記第1のタッチ・スイッチが基板上に装着されている請求項1に記載のコントロール・システム・インターフェース。
- 前記基板が剛性である請求項6に記載のコントロール・システム・インターフェース。
- 前記基板が可撓性である請求項6に記載のコントロール・システム・インターフェース。
- 前記基板が前記パネルと一体である請求項6に記載のコントロール・システム・インターフェース。
- 前記基板が前記パネルに接着されている請求項6に記載のコントロール・システム・インターフェース。
- 前記パネルが、前記第1のタッチ・スイッチによって制御される装置の少なくとも一部分を含んでいる請求項1に記載のコントロール・システム・インターフェース。
- 装置のコントロール・システムに制御入力を提供する方法であって、
前記装置のパネルの前面にタッチ面を画定するステップと、
前記装置の対応する後面にタッチ・スイッチを取りつけるステップとを含む方法。 - 前記タッチ・スイッチと前記コントロール・システムとの間にコントロール・システム・インターフェースを提供するステップをさらに含む請求項12に記載の方法。
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