JP2014041756A - スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作部のレイアウトの自由度を高めることができ、誤操作の発生を好適に抑制することができる。
【解決手段】スイッチ装置２は、操作パネル１０上に設けられた操作部１２と、この操作部１２への被検出体の近接状態を検出する第１の検出電極２１と、を有する操作スイッチ１１を複数備えている。スイッチ装置２は、第１の検出電極２１よりも検出距離の長い第２の検出電極２２を備えている。また、制御装置３０は、第２の検出電極２２と被検出体との間の静電容量に基づいて当該操作部１２へ被検出体が近づいていることが検出されたときに、当該操作部１２以外の他の操作部１２に対応する第１の検出電極２１による検出を禁止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、操作パネル上に設けられた操作部への指等の被検出体の近接状態を検出するスイッチ装置に関する。

従来、例えば操作者の指等の被検出体の近接状態を検出する操作スイッチ、所謂、近接スイッチを備えたスイッチ装置がある（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載のスイッチ装置は静電容量式の操作スイッチを備えている。こうしたスイッチ装置においては、操作者の指等の被検出体と操作部の裏側に設けられた検出電極とによってコンデンサが構成される。操作者の指が操作部に近接することに伴って当該コンデンサの静電容量が変化することから、こうした変化を検出することによって当該操作部へ操作者の指が近づいたことが検出される。

特開２００９−１６２０７号公報

ところで、こうした従来のスイッチ装置において、複数の操作スイッチの操作部が互いに近接して並設された構成の場合、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち、操作者がある操作部を操作しようとしてその指が所望の操作部に隣接する他の操作部に近づくと、このことが検出されてしまい、操作者の意図しない機能が選択されてしまう。そのため、こうした不都合を解消するために操作部の面積を大きくすることや、互いに隣り合う操作部間の距離を長くすること等のレイアウト上の対策が必要となり、操作部のレイアウトの自由度が制限されることとなる。

尚、こうした問題は上述した静電容量式の操作スイッチを備えるスイッチ装置に限られるものではなく、操作部への被検出体の近接状態を検出する操作スイッチを備えたスイッチ装置であれば共通して生じる。

本発明の目的は、操作部のレイアウトの自由度を高めることができるとともに、誤操作の発生を好適に抑制することのできるスイッチ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に従うスイッチ装置は、操作パネル上に設けられた操作部と、この操作部への被検出体の近接状態を検出する検出部と、を有する操作スイッチを複数備える。前記検出部を第１の検出部とするとき、前記操作部への被検出体の近接状態を検出する検出部であって前記第１の検出部よりも検出距離の長い第２の検出部と、前記第２の検出部によって当該操作部へ被検出体が近づいていることが検出されたときに、当該操作部以外の他の操作部に対応する前記第１の検出部による検出を制限する制御部と、を備える、
同構成によれば、例えば操作者の指（被検出体）が操作者の操作しようとしている操作スイッチの操作部に近づくと、このことが第２の検出部によって検出されて当該操作部以外の他の操作部に対応する第１の検出部による検出が制限される。このため、操作者の指が、操作者が操作しようとしている操作スイッチの操作部に更に近づいたときに他の操作スイッチの操作部に意図せず近づいたとしても、他の操作部に対応する第１の検出部によって操作者の指が近接していることが検出されることはない。よって、操作部の面積を小さくすることや互いに隣り合う操作部間の距離を短くすることが可能となる。従って、操作部のレイアウトの自由度を高めることができるとともに、誤操作の発生を好適に抑制することができる。

この場合、前記第１の検出部は、前記操作部毎に設けられた第１の検出電極を有し、この検出電極と被検出体との間の静電容量に基づいて当該検出電極に対応する前記操作部への被検出体の近接状態を検出する、といった態様が好ましい。

同態様によれば、第１の検出部が静電容量式の近接センサを構成しているため、操作部へ操作者の指等が近づいていることを好適に検出することができる。
また、前記第２の検出部は、前記操作部に対応して設けられた第２の検出電極を有し、この検出電極と被検出体との間の静電容量に基づいて当該検出電極に対応する前記操作部への被検出体の近接状態を検出する、といった態様が好ましい。

同態様によれば、第２の検出部が静電容量式の近接センサを構成しているため、操作部へ操作者の指等が近づいていることを好適に検出することができる。
この場合、前記第２の検出電極は前記操作部の並び方向に沿って同操作部を挟むように設けられ、前記第２の検出部は、前記操作部を挟んで互いに隣り合う一対の第２の検出電極と被検出体とのそれぞれの間の静電容量に基づいてこれら第２の検出電極の間に位置する前記操作部への被検出体の近接状態を検出する、といった態様が好ましい。

同態様によれば、互いに隣り合う一対の第２の検出電極と被検出体とのそれぞれの間の静電容量に基づいてこれら第２の検出電極の間に位置する操作部への被検出体の近接状態が検出される。このため、当該操作部を挟む一対の第２の検出電極では、双方の検出電極によって被検出体の近接状態に見合った静電容量の変化が検出される。一方、当該操作部に隣接する他の操作部を挟む一対の第２の検出電極では、双方の検出電極によって被検出体の近接状態に見合った静電容量の変化が検出されることはない。従って、当該操作部へ被検出体が近づいていることを的確に把握することができる。

また、前記操作部及び前記操作パネルにおいて同操作部に隣接する部位の少なくとも一方には当該操作部或いは同操作部に隣接する部位を照らす発光体が設けられ、前記第２の検出部によって当該操作部へ被検出体が近づいていることが検出されたときに、当該操作部或いは同操作部に隣接する部位を照らす前記発光体の照度を、同操作部以外の他の操作部或いは同他の操作部に隣接する部位を照らす前記発光体の照度よりも相対的に大きくする制御部を備える、といった態様が好ましい。

同態様によれば、例えば操作者の指（被検出体）が操作者の操作しようとしている操作スイッチの操作部に対してある程度近接すると、このことが第２の検出部によって検出されて、当該操作部或いは同操作部に隣接する部位を照らす発光体の照度が、当該操作部以外の他の操作部或いは同他の操作部に隣接する部位を照らす発光体の照度よりも相対的に大きくされる。従って、このように操作部間で発光体の照度に差が設けられることによって操作者の指が当該操作部に誘導されやすくなる。

本発明の一実施形態に係るスイッチ装置が適用されたカーナビゲーション装置の正面構造を示す正面図。 同実施形態におけるスイッチ装置の概略構成を示す概略図。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面構造を示す断面図。 同実施形態における静電容量式の操作スイッチの誤操作抑制処理の実行手順を示すフローチャート。 （ａ），（ｂ）は同実施形態の作用を説明するための図。 変形例におけるスイッチ装置の概略構成を示す概略図。 他の変形例におけるスイッチ装置の断面構造を示す断面図。

以下、図１〜図５を参照して、本発明に係るスイッチ装置をカーナビゲーション装置に適用した一実施形態について説明する。
図１に示すように、カーナビゲーション装置１は、車室内のインストルメントパネルの中央部に設置されるものであり、複数のスイッチを有するスイッチ装置２及び地図情報や上記スイッチによる操作結果等を表示するディスプレイ５を備えている。

スイッチ装置２の操作パネル１０は、車幅方向においてディスプレイ５に隣接して設けられるとともに上下方向に沿って延びている。この操作パネル１０の上部には、ダイヤル式スイッチのノブ１５が設けられている。また操作パネル１０において上記ノブ１５の下側には静電容量式の操作スイッチ１１の操作部１２が上下方向に沿って一列にて並設されている。

図２及び図３に示すように、各操作スイッチ１１は、操作パネル１０の裏側に設けられた基板２０と、この基板２０上において各操作部１２に対応して設けられた複数の第１の検出電極２１とを備えている。この第１の検出電極２１は制御装置３０に対して電気的に接続されており、自身と操作者の指等（以下、被検出体と称する）とによって構成されるコンデンサの静電容量を検出するとともに、検出された静電容量に応じて変化する電圧信号Ｖ１を制御装置３０に対して出力する。

また、操作パネル１０において各操作部１２の裏面には当該操作部１２の文字部（Ａ，Ｂ，Ｃ，…）を裏側から照らす発光体２６が設けられている。各操作部１２において文字部は半透明とされており、発光体２６からの光が透過するように構成されている。また、各操作部１２において文字部以外の部分は不透明とされており、発光体２６からの光が遮断されるように構成されている。この発光体２６は例えば発光ダイオードとされており、制御装置３０によって各発光体２６の照度が各別に制御可能とされている。尚、各発光体２６の照度は通常は同一となるように制御されている。

制御装置３０は、第１の検出電極２１からの電圧信号Ｖ１に基づいて操作部１２への被検出体の近接状態を検出する。すなわち、被検出体が操作部１２に近づくほど上記電圧信号Ｖ１が大きくなり、操作部１２から被検出体までの距離Ｌが第１の所定値Ｌ１（本実施形態では１ｍｍ）以下となると、上記電圧信号Ｖ１が基準値Ｖｔｈ１以上となる。制御装置３０はこのことをもって当該操作部１２が操作されたことを判断する。尚、第１の検出電極２１及び制御装置３０が第１の検出部として機能する。

また、上記基板２０上には、操作部１２の並び方向に沿って操作部１２を挟むように第２の検出電極２２が設けられている。この第２の検出電極２２は制御装置３０に対して電気的に接続されており、自身と被検出体とによって構成されるコンデンサの静電容量を検出するとともに、検出された静電容量に応じて変化する電圧信号Ｖ２を制御装置３０に対して出力する。

ここで、第２の検出電極２２は第１の検出電極２１に比べて被検出体を検出することのできる距離の最大値である検出距離が大きく設定されている。すなわち、被検出体が第２の検出電極２２に近づくほど上記電圧信号Ｖ２が大きくなり、操作パネル１０から被検出体までの距離Ｌが上記第１の所定値Ｌ１よりも長い第２の所定値Ｌ２（本実施形態では１０ｍｍ）以下となると、上記電圧信号Ｖ２が基準値Ｖｔｈ２以上となる。

制御装置３０は、操作部１２を挟んで互いに隣り合う一対の第２の検出電極２２からの各電圧信号Ｖ２が共に基準電極Ｖｔｈ２以上となることをもってこれら第２の検出電極２２の間に位置する操作部１２へ被検出体が近づいたと判断する。すなわち、操作部１２を挟む一対の第２の検出電極２２及び制御装置３０が第２の検出部として機能する。

本実施形態では、操作スイッチ１１の誤操作の発生を好適に抑制するために、制御装置３０を通じて、一対の第２の検出電極２２からの電圧信号Ｖ２に基づいて当該操作部１２へ被検出体が近づいていることが検出されたときには、当該操作部１２以外の他の操作部１２の操作スイッチ１１による検出を無効化して禁止するようにしている。更にこのとき、制御装置３０は、当該操作部１２以外の他の操作部１２を照らす発光体２６の照度を低減するようにしている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図４のフローチャートに示すように、操作者の指が操作パネル１０の操作部１２に近づくと、当該操作部１２を挟む一対の第２の検出電極２２からの電圧信号Ｖ２に基づいてそれら第２の検出電極２２の間に位置する操作部１２へ被検出体が近づいていることが検出される（ステップＳ１：「ＹＥＳ」）。このことにより、当該操作部１２の操作スイッチ１１以外の他の操作スイッチ１１による検出が無効化される（ステップＳ２）。そして、当該操作部１２以外の他の操作部１２を照らす発光体２６の照度が低減される（ステップＳ３）。

次に、例えば操作者の指が図２に示す「Ａ」の操作部１２の操作スイッチ１１を操作しようするときの制御装置３０の制御態様の一例について説明する。
図５（ａ），（ｂ）に示すように、操作者の指が「Ａ」の操作部１２に近づいてこの操作部１２の上側に位置する第２の検出電極２２の検出可能な範囲内（図５（ｂ）において二点鎖線ａにて示される円弧の左側）に入ると、この第２の検出電極２２から出力される電圧信号Ｖ２が上記基準値Ｖｔｈ２以上となる。

またこのとき、操作者の指は「Ａ」の操作部１２の下側に位置する第２の検出電極２２の検出可能な範囲内（図５（ｂ）において二点鎖線ｂにて示される円弧の左側）に入る。従って、この第２の検出電極２２から出力される電圧信号Ｖ２が上記基準値Ｖｔｈ２以上となる。

一方、操作者の指は「Ｂ」の操作部１２の下側に位置する第２の検出電極２２の検出可能な範囲内（図５（ｂ）において二点鎖線ｃにて示される円弧の左側）には入らない。従って、この第２の検出電極２２から出力される電圧信号Ｖ２は上記基準値Ｖｔｈ２未満となる。また同様にして、「Ｃ」の操作部１２の下側に位置する第２の検出電極２２から出力される電圧信号Ｖ２も上記基準値Ｖｔｈ２未満となる。

これらのことから、図５に示した状態のときには、制御装置３０により、電圧信号Ｖ２が基準値Ｖｔｈ２以上となった第２の検出電極２２の間に位置する「Ａ」の操作部１２に対して操作者の指が近づいていると判断される。そして、「Ａ」の操作部１２以外の他の操作部１２に対応する第１の検出電極２１による検出が禁止される。このため、操作者の指が、操作者が操作しようとしている「Ａ」の操作部１２に更に近づいたときに意図せず他の操作部１２にも近づいたとしても、他の操作部１２に対応する第１の検出電極２１によって操作者の指が近づいていることが検出されることはない。

よって、操作部１２の面積を小さくすることや互いに隣り合う操作部１２間の距離を短くすることが可能となる。
また「Ａ」の操作部１２へ操作者の指が近づいていることが検出されると、「Ａ」の操作部１２以外の他の操作部１２を照らす発光体２６の照度が低減される。このように操作部１２間で発光体２６の照度に差が設けられることによって操作者の指が「Ａ」の操作部１２に誘導されやすくなる。

以上説明した本実施形態に係るスイッチ装置によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）スイッチ装置２は、第１の検出電極２１よりも検出距離の長い第２の検出電極２２を備えている。また、制御装置３０は、第２の検出電極２２によって検出される静電容量に基づいて当該操作部１２へ被検出体が近づいていることが検出されたときに、当該操作部１２以外の他の操作部１２に対応する第１の検出電極２１による検出を禁止する。こうした構成によれば、操作部１２のレイアウトの自由度を高めることができるとともに、誤操作の発生を好適に抑制することができる。

また、操作スイッチ１１が静電容量式のスイッチとされているため、操作部１２へ操作者の指等が近づいていることを的確に検出することができる。また、第２の検出電極２２が静電容量式の近接センサを構成しているため、操作部１２への操作者の指等が近づいていることを的確に検出することができる。

（２）第２の検出電極２２は、操作部１２の並び方向に沿って同操作部１２を挟むように設けられている。また、制御装置３０は、操作部１２を挟んで互いに隣り合う一対の第２の検出電極２２によって検出される静電容量に基づいてこれら第２の検出電極２２の間に位置する操作部１２へ被検出体が近づいていることを検出する。こうした構成によれば、当該操作部１２を挟む一対の第２の検出電極２２では、双方によって静電容量の変化が検出される。一方、当該操作部１２に隣接する他の操作部１２を挟む一対の第２の検出電極２２では、双方によって静電容量の変化が検出されることはない。従って、当該操作部１２へ被検出体が近づいていることを的確に把握することができる。

（３）操作部１２には当該操作部１２を照らす発光体２６が設けられている。制御装置３０は、第２の検出電極２２によって当該操作部１２へ被検出体が近づいていることが検出されたときに、当該操作部１２以外の他の操作部１２を照らす発光体２６の照度を低減する。こうした構成によれば、操作部１２間で発光体２６の照度に差が設けられることによって操作者の指が当該操作部１２に誘導されやすくなる。

＜変形例＞
尚、本発明に係るスイッチ装置は、上記実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、これを適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。

・上記実施形態では、操作部１２において文字部のみを半透明としたが、操作部全体を半透明としてもよい。
・上記実施形態では、操作パネル１０において各操作部１２の裏面に発光体２６を設けるようにしたが、発光体を裏面から離間して設けることもできる。

・上記実施形態では、発光体２６によって操作部を照らすようにしたが、これに代えて（或いは、これに加えて）、操作部に隣接する部位（例えば図１において操作部の右側の部位或いは左側の部位）を照らすようにすることもできる。

・上記実施形態では、第２の検出電極２２によって当該操作部１２へ被検出体が近づいていることが検出されたときに、当該操作部１２以外の他の操作部１２を照らす発光体２６の照度を低減するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、当該操作部１２を照らす発光体２６の照度を増大させるようにしてもよい。この場合であっても、上記実施形態の効果（３）に準じた効果を奏することができる。

・上記実施形態では、操作パネル１０が上下方向に沿って延びるものとされ、この操作パネル１０上の各操作スイッチ１１の操作部１２が全て上下方向に沿って並設されるものとした。これに代えて、例えば図６に示すように、上下方向に沿って延びる操作パネル１１０上に、上下方向に沿って並設される操作部１１２と、車幅方向に沿って並設される操作部１１４との双方を設けるようにすることもできる。この場合においても、第２の検出電極１４２が操作部１１４の並び方向に沿って同操作部１１４（第１の検出電極１４１）を挟むように設けられる構成とすればよい。またこの場合、これら操作部１１４の操作スイッチ１１３への被検出体の近接状態を検出するために同操作部１１４の下方にも第２の検出電極１２２を設けることが望ましい。

・上記実施形態では、操作部１２を挟んで互いに隣り合う一対の第２の検出電極２２の検出可能な範囲（例えばａ，ｂ）の一部がオーバラップしている構成について例示したが、本発明はこれに限られるものではない。他に例えば、図７に示すように、操作部２１２を挟んで互いに隣り合う一対の第２の検出電極２２２の検出可能な範囲（例えばａ，ｂ）がオーバラップしないようにすることもできる。

・上記実施形態では、操作パネル１０が車幅方向においてディスプレイ５に隣接して設けられるとともに上下方向に沿って延びる構成について例示したが、操作パネルをディスプレイの上方或いは下方に隣接して設けるようにすることもできる。この場合、操作パネルが車幅方向に沿って延びるものとされ、操作スイッチの操作部が車幅方向に沿って並設されるものとすればよい。

・上記実施形態及びその変形例では、本発明をカーナビゲーション装置のスイッチ装置として具体化したものについて例示したが、車室内の空調装置のスイッチ装置や、オーディオ装置のスイッチ装置等に対して適用することもできる。

・本発明に係るスイッチ装置を車載のスイッチ装置以外のスイッチ装置に対して適用することもできる。

１…カーナビゲーション装置、２，１０２，２０２…スイッチ装置、５…ディスプレイ、１０，１１０，２１０…操作パネル、１１，１１１，１１３，２１１…操作スイッチ、１２，１１２，１１４，２１２…操作部、１５…ノブ、２０…基板、２１，１２１，１４１，２２１…第１の検出電極、２２，１２２，１４２，２２２…第２の検出電極、２６…発光体、３０，１３０…制御装置（制御部）。

Claims (5)

1. 操作パネル上に設けられた操作部と、この操作部への被検出体の近接状態を検出する検出部と、を有する操作スイッチを複数備えるスイッチ装置において、
   前記検出部を第１の検出部とするとき、
   前記操作部への被検出体の近接状態を検出する検出部であって前記第１の検出部よりも検出距離の長い第２の検出部と、
   前記第２の検出部によって当該操作部へ被検出体が近づいていることが検出されたときに、当該操作部以外の他の操作部に対応する前記第１の検出部による検出を制限する制御部と、を備える、
   ことを特徴とするスイッチ装置。
2. 前記第１の検出部は、前記操作部毎に設けられた第１の検出電極を有し、この検出電極と被検出体との間の静電容量に基づいて当該検出電極に対応する前記操作部への被検出体の近接状態を検出する、
   請求項１に記載のスイッチ装置。
3. 前記第２の検出部は、前記操作部に対応して設けられた第２の検出電極を有し、この検出電極と被検出体との間の静電容量に基づいて当該検出電極に対応する前記操作部への被検出体の近接状態を検出する、
   請求項１又は請求項２に記載のスイッチ装置。
4. 前記第２の検出電極は前記操作部の並び方向に沿って同操作部を挟むように設けられ、
   前記第２の検出部は、前記操作部を挟んで互いに隣り合う一対の第２の検出電極と被検出体とのそれぞれの間の静電容量に基づいてこれら第２の検出電極の間に位置する前記操作部への被検出体の近接状態を検出する、
   請求項３に記載のスイッチ装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のスイッチ装置において、
   前記操作部及び前記操作パネルにおいて同操作部に隣接する部位の少なくとも一方には当該操作部或いは同操作部に隣接する部位を照らす発光体が設けられ、
   前記第２の検出部によって当該操作部へ被検出体が近づいていることが検出されたときに、当該操作部或いは同操作部に隣接する部位を照らす前記発光体の照度を、同操作部以外の他の操作部或いは同他の操作部に隣接する部位を照らす前記発光体の照度よりも相対的に大きくする制御部を備える、
   ことを特徴とするスイッチ装置。