JP2005293487A

JP2005293487A - 入力装置

Info

Publication number: JP2005293487A
Application number: JP2004111194A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Shirasaka; 剛白坂
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2004-04-05
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】スイッチ指令信号を発生させるために操作される第１操作部と、摺動操作に応じて摺動操作に相応した指令信号を発生させるために操作される第２操作部との設計・製造を個別に行わずに済む入力装置の提供。
【解決手段】第１操作部および第２操作部として同一のシート部材３表面に第１操作面３ａ〜３ｃおよび第２操作面３ｄが形成され、静電容量式検出手段４から出力された位置情報が第１操作面３ａ〜３ｃに含まれる位置を示すときにスイッチ指令信号を発生し、前記位置情報が第２操作面３ｄに含まれる位置を示すときに、人体の移動量を演算しこの移動量に相応する指令信号を発生するよう設定された制御手段６を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、オーディオやエアコン等の車載用機器の操作と、車載用機器の設定項目や設定状態を表示するディスプレイの操作とに使用される入力装置であって、車載用機器およびディスプレイに対し、第１操作部の押圧操作によりスイッチ指令信号を発生することが可能であり、第２操作部の摺動操作により摺動操作に相応した指令信号を発生することが可能な入力装置に関する。

従来の入力装置は、キーボード等の第１操作部を有し、この第１操作部の押圧操作に応じてスイッチ指令信号を発生させ、タッチパッド等の第２操作部を有し、この第２操作部の摺動操作に応じて摺動操作に相応した指令信号を発生する入力装置がある（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−３５０５８０号公報

従来の入力装置は、第１操作部と第２操作部を、個別に設計・製造しなければならず、多大な労力が必要であった。

本発明は、上述の実情を考慮してなされたものであり、その目的は、押圧操作に応じてスイッチ指令信号を発生させるために操作される第１操作部と、摺動操作に応じて摺動操作に相応した指令信号を発生させるために操作される第２操作部との設計・製造を、個別に行わずに済む入力装置を提供することにある。

上述の問題を解決するために、本発明は、次の〔１〕〜〔３〕のように構成してある。

〔１〕本発明は、第１操作部を有し前記第１操作部の押圧操作に応じてスイッチ指令信号を発生し、第２操作部を有し前記第２操作部の摺動操作に応じた指令信号を発生する入力装置であって、前記第１操作部および前記第２操作部が同一の部材の表面に形成される第１操作面および第２操作面であるとともに、前記部材の表面に対して所定の物体が近接した状態における前記物体の位置を検出し、位置情報を出力可能な検出手段と、前記位置情報が前記第１操作面に含まれる位置を示すときに、前記スイッチ指令信号を発生するように設定され、前記位置情報が前記第２操作面に含まれる位置を示すときに、前記所定の物体の移動量を演算し、前記移動量に相応する指令信号を発生するよう設定された制御手段を備えることを特徴とする。

このように構成した本発明では、第１操作部および第２操作部が同一の部材の表面に形成される第１操作面および第２操作面であるとともに、部材の表面に対して所定の物体が近接した状態における物体の位置を検出し、位置情報を出力可能な検出手段と、位置情報が第１操作面に含まれる位置を示すときに、スイッチ指令信号を発生するように設定され、位置情報が第２操作面に含まれる位置を示すときに、所定の物体の移動量を演算し、移動量に相応する指令信号を発生するように設定された制御手段を備えている。つまり、制御手段は、部材の表面の所定箇所に対して所定の物体が近接したことが、第１操作面の押圧操作として演算処理されてスイッチ指令信号が発生し、部材の表面の別の所定箇所に対して物体が近接した状態で移動したことが、第２操作面の摺動操作として演算処理されて指令信号を発生する。これにより、第１操作部と第２操作部との設計・製造を、個別に行わずに済む。

〔２〕また、本発明は、前記〔１〕記載の発明において、前記検出手段が、静電容量の変化により人体が近接した状態における人体の位置を検出し、位置情報を出力可能な静電容量式検出手段からなり、前記部材が前記静電容量式検出手段を覆うシート部材からなることを特徴とする。

このように構成した本発明では、静電容量式検出手段により、手指が第１操作面および第２操作面に接触したことを検出するので、第１操作部の操作を、第１操作面を手指で触れることによって行うことができ、第２操作部の操作を、第２操作面上で手指で滑らせることによって行うことができる。

〔３〕また、本発明は、前記〔２〕記載の発明において、光源と、この光源から前記シート部材の裏面へ光を導く導光手段と、前記シート部材に設けられ、前記導光手段により導かれた光を前記シート部材の表側に透光する透光部とを備えるとともに、前記透光部により前記第１操作面および前記第２操作面の意匠が構成されることを特徴とする。

このように構成した本発明では、第１操作面および第２操作面の意匠が透光部により形成され、この意匠に光源の光が導かれる。これにより、意匠を発光させることができる。つまり、夜間等の操作に有用ないわゆる照光を実現することができる。

以上で説明したように、本発明によれば、第１操作部と第２操作部との設計・製造を、個別に行わずに済む。

以下で本発明の入力装置の一実施形態について図を用いて説明する。

図１は、本発明の入力装置の一実施形態の構造を示す分解斜視図、図２は、本実施形態のシステム構成を示すブロック図、図３は、図１のIII−III断面図、図４は、本実施形態の動作の一例を示すフローチャートである。

本実施形態は、車載用機器、例えば図１，２に示すように、カーオーディオ３０の操作と、このカーオーディオ３０の設定項目および設定状態を表示する液晶表示部５０の操作とに使用するカーオーディオ用入力装置１Ａと、カーエアコン４０と、このカーエアコン４０の設定項目および設定状態を表示する液晶表示部５０の操作とに使用するカーエアコン用入力装置１Ｂである。カーオーディオ用入力装置１Ａおよびカーエアコン用入力装置１Ｂは、制御手段６において指令信号を発生させるために操作されるものであり、それぞれ液晶表示部５０の右側方と左側方に配置してある。また、液晶表示部５０、カーオーディオ用入力装置１Ａおよびカーエアコン用入力装置１Ｂは、同一の筐体２に設けてある。この筐体２は、図示しないインストルメントパネルに設置される。

カーオーディオ用入力装置１Ａは、次のように構成してある。

カーオーディオ３０の設定項目とは、音源の種類、例えばＡＭラジオとＦＭラジオとＣＤプレイヤ、ＣＤトラック、ＡＭラジオの周波数、ＦＭラジオの周波数および音量である。

液晶表示部５０に表示された画面５１は、音源の種類がＦＭラジオ，ＡＭラジオ，ＣＤプレイヤのいずれに設定されている状態かを示す表示領域５２と、ＦＭ周波数がいくつに設定されている状態か、ＡＭ周波数がいくつに設定されている状態か、またはＣＤトラックがどのように設定されている状態かを表示する表示領域５３と、音量（ＶＯＬ）がどのくらいの大きさに設定されている状態かを示す表示領域５４とを有する。

なお、図１では、画面５１の一例として、ＡＭラジオが使用されているときの画面を示してある。この画面５１では、表示領域５２において、ＡＭラジオに設定されていることを示す文字５２ａ（ＡＭ）が太字で表示されており、表示領域５３において、設定されているＡＭ周波数を示す文字５３ａ（１６２０Ｈｚ）が表示されており、表示領域５４において、設定されている音量の大きさが図形５４ａにより表示されている。

ＦＭラジオが使用されているときの画面には、図示しないが、表示領域５２において、ＦＭラジオに設定されていることを示す文字５２ｂ（ＦＭ）が太字で表示され、表示領域５３において、設定されているＦＭ周波数を示す文字が表示され、表示領域５４において、設定されている音量の大きさが図形５４ａにより表示される。

ＣＤプレイヤが使用されているときの画面には、図示しないが、表示領域５２において、ＣＤプレイヤに設定されていることを示す文字５２ｃ（ＣＤ）が太字で表示され、表示領域５３において、設定されているＣＤトラックが表示され、表示領域５４において、設定されている音量の大きさが図形５４ａにより表示される。

カーオーディオ用入力装置１Ａは、図１に示すように、操作面となるシート部材３と、誘電性を有する所定の物体、例えば人体の近接を、静電容量の変化によって検出する平板状の静電容量式検出手段４と、この静電容量式検出手段４による検出結果に基づいて、例えば人体の手指の中心位置を演算し位置情報を出力する出力部５（図２参照）を備えている。静電容量検出手段４と出力部５とは、リード線７により接続されている。

シート部材３の表面には、カーオーディオ３０の起動／停止を指令するために操作される操作面、すなわちオーディオ電源スイッチ部３ａ、音源の変更が可能な状態、すなわち音源変更モードへの移行／解除を指令するために操作される操作面、すなわち音源変更スイッチ部３ｂ、音量の変更が可能な状態、すなわち音量変更モードへの移行／解除を指令するために操作される操作面、すなわち音量変更スイッチ部３ｃを形成してある。

さらに、シート部材３の表面には、音源変更モードにおいて、ＡＭラジオ、ＦＭラジオおよびＣＤプレイヤのいずれかを選択する際にＹ軸方向の移動量を演算して音源変更指令信号を発生させるために操作される操作面であるとともに、音量変更モードにおいて、音量を増減させる際に、Ｘ軸方向の移動量を演算して音量変更指令信号を発生させるために操作される操作面である摺動操作部３ｄを形成してある。なお、ここで音源変更指令信号または音量変更指令信号を発生させると表現しているが、本実施形態においては、音源変更指令信号または音量変更指令信号は制御手段６の内部で使用されるものであり外部機器に出力されるものではないことを意味する。

つまり、オーディオ電源スイッチ部３ａ、音源変更スイッチ部３ｂ、音量変更スイッチ部３ｃ、および摺動操作部３ｄは、同一のシート部材３に形成してある。

静電容量式検出手段４は、Ｘ方向に延びる複数のＸ電極をシート状に並べてなるＸ電極群と、Ｙ軸方向に延びる複数のＹ電極をシート状に並べてなるＹ電極群とを積層した検出部（図示せず）を備えている。この検出部では、人体の近接した位置におけるＸ電極およびＹ電極の静電容量の減少により、人体が近接したことおよび人体が近接した位置を検出する。

また、カーオーディオ用入力装置１Ａは、オーディオ電源スイッチ部３ａ、音源変更スイッチ部３ｂおよび音量変更スイッチ部３ｃのそれぞれに対する操作に応じて、スイッチ指令信号を発生し、摺動操作部３ｄに対する操作に応じて物体の移動量に相応する指令信号を発生する制御手段６を備えている。

この制御手段６は、シート部材３に対する人体の近接が静電容量式検出手段４により検出され、出力部５から位置情報が出力されたときに、この位置情報がオーディオ電源スイッチ部３ａに対応するエリアＡに含まれる位置を示すときに、カーオーディオ３０への起動／停止を指令するスイッチ指令信号を発生し、前記位置情報が音源変更スイッチ部３ｂに対応するエリアＢに含まれる位置を示すときに、音源変更モードへの移行／解除を指令するスイッチ指令信号を発生し、前記位置情報が音量変更スイッチ部３ｃに対応するエリアＣに含まれる位置を示すときに、音量変更モードへの移行／解除を指令するスイッチ指令信号を発生するように設定してある。

さらに、制御手段６は、前記位置情報が、摺動操作部３ｄに対応するエリアＤに含まれる位置を示すときに、人体の移動に伴う移動量を演算し、この移動量に相応する指令信号（音源変更指令信号）を発生するように設定してある。なお、ここでいう移動量とは、Ｙ軸方向における現在位置から初期位置を減算して得られるベクトル量のことである。

つまり、制御手段６は、オーディオ電源スイッチ部３ａ、音源変更スイッチ部３ｂおよび音量変更スイッチ部３ｃのそれぞれに対する人体の接触が検出されたときに、スイッチ指令信号を発生し、摺動操作部３ｄに対して人体が接触した状態で移動したときには、移動量を演算した上で移動量に相応する指令信号を発生するように設定してある。

また、カーオーディオ用入力装置１Ａは、静電容量式検出手段４の裏側に配置される光源、例えば３つのＬＥＤ２０と、シート部材３の裏面へＬＥＤ２０の光を導く導光手段２２と、シート部材３に設けられ、導光手段２２により導かれた光をシート部材３の表側に透光する透光部、すなわち、オーディオ電源スイッチ部３ａ、音源変更スイッチ部３ｂ、音量変更スイッチ部３ｃおよび摺動操作部３ｄのそれぞれの領域を示す枠形状透光部２５ａ〜２５ｄや、機能を示すキャラクタ形状透光部２５ｅ〜２５ｇ（ＯＮ、ＡＭ／ＦＭ／ＣＤ、ＶＯＬ）とを備えている。

導光手段２２は、静電容量式検出手段４に形成され、ＬＥＤ２０からの光を静電容量式検出手段４の裏側から表側へ導くＬＥＤ２０と同数の導光孔２３と、シート部材３と静電容量式検出手段４の間に配置され、シート部材３の裏面全体へ光を拡散して導く導光板２４とからなる。

シート部材３は、図３に示すように、透光性を有するシート本体３ｅと、このシート本体３ｅの表面を遮光性を有する塗料で塗装してなる塗装部３ｆ（塗り潰した部分）と、シート本体３ｅの表面を露出させてなる前記透光部２５ａ〜２５ｇとからなる。透光部２５ａ〜２５ｇは、シート本体３ｅの表面全体を塗装した後にレーザーエッチングを行うことにより形成してある。

ＬＥＤ２０には、ＬＥＤ２０を制御するＬＥＤ制御部２１を付設してある。また、制御手段６には、自動車のスモールライト（図示せず）の点灯を指令する指令信号が入力されるようにしてあてある。制御手段６は、スモールライトの点灯を指令する指令信号が入力されたときに、ＬＥＤ２０の点灯を指令する指令信号をＬＥＤ制御部２１に出力するように設定てあり、点灯指令信号の入力が停止されたときに、ＬＥＤ２０の消灯を指令する指令信号をＬＥＤ制御部２１に出力するように設定してある。つまり、ＬＥＤ制御部２１および制御手段６によって、スモールライトの点灯および消灯に連動してＬＥＤ２０の点灯および消灯がするようにしてある。

筐体２には、台座２ａを形成してある。シート部材３、導光板２４、シート部材３は、台座２ａ上に積層して配置してある。台座２ａの底面には、ＬＥＤ２０を配置する３本のスリット３ｂを形成してある。

このように構成したカーオーディオ用入力装置１Ａの動作を、音源を変更する場合を例に挙げて、図４を用いて説明する。

オーディオ電源スイッチ部３ａに操作者が手指で触れると、エリアＡに対する人体の近接が静電容量式検出手段４により検出され、位置情報が出力部５から制御手段６へ出力される。このとき、制御手段６は、エリアＡに人体が近接したと、すなわち、オーディオ電源スイッチ部３ａが操作されたと判定する（手順Ｓ１でＹＥＳ）。

すると、制御手段６は、カーオーディオ３０および液晶表示部５０の起動を指令するスイッチ指令信号を発生する。これにより、カーオーディオ３０および液晶表示部５０が起動する（手順Ｓ２）。このとき、液晶表示部５０には、前回設定された音源、例えばＦＭラジオを示す文字５２ｂ（ＦＭ）が太字で表示されるとともに、前回設定されたＦＭ周波数と音量の大きさが表示され、同時に、カーオーディオ５０のＦＭラジオが起動する。

次に、音源変更スイッチ部３ｂに操作者が手指で触れると、エリアＢに対する人体の近接が静電容量式検出手段４により検出され、位置情報が出力部５から制御手段６に出力される。このとき、制御手段６は、エリアＢに人体が近接したと、すなわち、音源変更スイッチ部３ｂが操作されたと判定する（手順Ｓ３でＹＥＳ）。

すると、制御手段６は、音源変更モードに切換わる（手順Ｓ４）。同時に、制御手段６から液晶表示部５０に画像制御信号が送られて、情報液晶表示部５０には、図１に示す文字５２ａ〜５２ｃ（ＡＭ、ＦＭ、ＣＤ）が点滅する画面が表示される。

次に、摺動操作部３ｄに操作者が手指で触れると、エリアＤに対する人体の近接が静電容量式検出手段４により検出され、位置情報が出力部５から制御手段６に出力される。このとき、制御手段６は、エリアＤに対して人体が近接したと、すなわち、摺動操作部３ｄが操作されたと判定する（手順Ｓ５でＹＥＳ）。

すると、制御手段６は、手指のＹ軸方向への移動に対応して、手指の移動量を算出し（手順Ｓ６）、その移動量が所定の値を越えたら音源変更信号を出力し、音源の変更を行う（手順Ｓ７）。これに伴い、操作者が摺動操作部３ｄ上で手指をＹ軸方向に移動させたときに、液晶表示部５０に表示された画面は、文字５２ｂを太字で表示した状態から、別の文字５２ａまたは５２ｃが太字を表示する状態に切換わる。今は、文字５２ａ（ＡＭ）を太字で表示した画面に切換わったとする。

摺動操作部３ｄの操作が終了し、この摺動操作部３ｄから操作者の手指が離れると、エリアＤに対する人体の近接が検出されなくなる。このとき、制御手段６は、音源を変更するための操作が終了した判定する（手順Ｓ５でＮＯ）。

次に、操作者が再び音源変更スイッチ部３ｂに手指で触れ、制御手段６がエリアＢに対して人体が接触したと判定すると（手順Ｓ８でＹＥＳ）、制御手段６は音源変更モードを終了する。同時に液晶表示部５０へ、音源変更モードの終了状態を表示するように画像制御信号を出力する（手順Ｃ９）。このとき、液晶表示部５０により表示される画面は、変更された音源の設定状態を示す画面、すなわち図１に示す画面５１のようなＡＭラジオの設定状態を示す画面に切換わる。

また、音源変更モードのとき、摺動操作部３ｄ、音源変更スイッチ部３ｂおよびオーディオ電源スイッチ部３ａのいずれも操作されない場合（手順Ｓ５でＮＯ→手順Ｓ８でＮＯ→手順Ｓ１０でＮＯ）、音源変更モードが維持される。

また、音源変更モードのとき、オーディオ電源スイッチ部３ａが操作されると（手順Ｓ１０でＹＥＳ）、カーオーディオ３０が停止する（手順Ｓ１１）。なお、このとき、液晶表示部５０では、カーオーディオ３０の設定状態が表示されていない所定の画面が表示される。

また、カーオーディオ３０および液晶表示部５０が起動した状態で、音源変更スイッチ部３ｂ、およびオーディオ電源スイッチ部３ａのいずれも操作されない場合（手順Ｓ３でＮＯ→手順Ｓ１２でＮＯ）、液晶表示部５０の画面は、前回設定された音源、すなわちＦＭラジオを示す文字５２ｂ（ＦＭ）が太字で表示されるとともに、前回設定されたＦＭ周波数と音量の大きさが表示された状態が維持され、これらＦＭ周波数と音量の大きさで、カーオーディオ５０のＦＭラジオが動作する状態が維持される。

なお、カーエアコン用入力装置１Ｂも、上述したカーオーディオ用入力装置１Ａと同様に構成してある。つまり、図１に示すように、カーエアコン用入力装置１Ｂのシート部材６０には、カーエアコン４０の起動／停止を指令するために操作される操作面、すなわちエアコン電源スイッチ部６０ａと、コンプレッサの起動／停止を指令するために操作される操作面、すなわちコンプレッサ電源スイッチ部６０ｂと、温度の変更が可能な状態、すなわち、温度変更モードへの移行／解除を指令するために操作される操作面、すなわち温度変更スイッチ部６０ｃと、温度変更モードにおいて、温度を増減させる際に、温度を示す図形を変化させる旨を指令するために操作される操作面、すなわち摺動操作部６０ｄを備えている。さらに、図２に示すように、静電容量式検出手段６１、出力部６２、ＬＥＤ６３およびＬＥＤ制御部６４を備えている。

本実施形態によれば、次の効果を得られる。

本実施形態では、例えばカーオーディオ用入力装置１Ａのように、スイッチ指令信号を発生させるために押圧操作される第１操作部が、シート部材３に形成される操作面、すなわちオーディオ電源スイッチ部３ａ、音源変更スイッチ部３ｂおよび音量変更スイッチ部３ｃであり、摺動操作に相応した指令信号を発生させるために操作される第２操作部が、シート部材３に形成される操作面、すなわち、摺動操作部３ｄである。つまり、第１操作部および第２操作部が同一のシート部材３に形成される操作面であるので、第１操作部と第２操作部との設計・製造を個別に行わずに済む。

また、本実施形態では、静電容量式検出手段４により、手指が第１操作面および第２操作面に接触したことを検出するので、第１操作部の操作を、第１操作面を手指で触れることによって行うことができ、第２操作部の操作を、第２操作面上で手指で滑らせることによって行うことができる。

また、本実施形態では、スイッチ部３ａ〜３ｃおよび摺動操作部３ｄのそれぞれに対する人体の接触を、静電容量式検出手段４により検出するようにした。これにより、スイッチ部３ａ〜３ｃのそれぞれを手指で触れることにより操作でき、摺動操作部３ｄ上で手指を滑らせることにより操作できる。

また、本実施形態では、オーディオ電源スイッチ部３ａ、音源変更スイッチ部３ｂおよび音量変更スイッチ部３ｃおよび摺動操作部３ｄの位置および機能を示す意匠を、枠形状透光部２５ａ〜２５ｄおよびキャラクタ形状透光部２５ｅ〜２５ｇにより形成し、これら透光部２５ａ〜２５ｇにＬＥＤ２０の光を導くようにした。これにより、前記意匠を発光させることができる。つまり、夜間等の操作に有用ないわゆる照光を実現することができる。

本発明の一実施形態を示す分解斜視図である。図１のII−II断面図である。本実施形態に備えられる制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の動作の一例示すフローチャートである。

符号の説明

１Ａカーオーディオ用入力装置
１Ｂカーエアコン用入力装置
２筐体
３シート部材
３ａオーディオ電源スイッチ部（第１操作部）
３ｂ音源変更スイッチ部（第１操作部）
３ｃ音量変更スイッチ部（第１操作部）
３ｄ摺動操作部（第２操作部）
４静電容量式検出手段
５出力部
６制御手段
２０ＬＥＤ
２１ＬＥＤ制御部
２２導光手段
２３導光孔
２４導光板
２５ａ〜２５ｄ枠形状透光部
２５ｅ〜２５ｇキャラクタ形状透光部
３０カーオーディオ
４０カーエアコン
５０液晶表示部
６０シート部材
６０ａエアコン電源スイッチ部（第１操作部）
６０ｂコンプレッサ電源スイッチ部（第１操作部）
６０ｃ温度変更スイッチ部（第１操作部）
６０ｄ摺動操作部（第２操作部）
６１静電容量式検出手段
６２出力部
６３ＬＥＤ（光源）
６４ＬＥＤ制御部

Claims

第１操作部を有し前記第１操作部の押圧操作に応じてスイッチ指令信号を発生し、第２操作部を有し前記第２操作部の摺動操作に応じた指令信号を発生する入力装置であって、
前記第１操作部および前記第２操作部が同一の部材の表面に形成される第１操作面および第２操作面であるとともに、
前記部材の表面に対して所定の物体が近接した状態における前記物体の位置を検出し、位置情報を出力可能な検出手段と、
前記位置情報が前記第１操作面に含まれる位置を示すときに、前記スイッチ指令信号を発生するように設定され、前記位置情報が前記第２操作面に含まれる位置を示すときに、前記所定の物体の移動量を演算し、前記移動量に相応する指令信号を発生するよう設定された制御手段を備えることを特徴とする入力装置。
請求項１記載の発明において、前記検出手段が、静電容量の変化により人体が近接した状態における人体の位置を検出し、位置情報を出力可能な静電容量式検出手段からなり、前記部材が前記静電容量式検出手段を覆うシート部材からなることを特徴とする入力装置。
請求項２記載の発明において、光源と、この光源から前記シート部材の裏面へ光を導く導光手段と、前記シート部材に設けられ、前記導光手段により導かれた光を前記シート部材の表側に透光する透光部とを備えるとともに、前記透光部により前記第１操作面および前記第２操作面の意匠が構成されることを特徴とする入力装置。