JP2014229014A - タッチパネル入力操作装置 - Google Patents

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郁代 笹島
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Seiya Koboriuchi
聖弥 小堀内
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Abstract

【課題】ユーザが接触操作を行いやすくすることを第1のねらいとし、かつ視認した際にも瞬時に意匠部(表示箇所)を容易に識別できることを第2のねらいとしたタッチパネル入力操作装置を提供する。
【解決手段】入力操作を行う被検出体が接触する操作面を有し、その操作面と接触した位置を検出するための静電容量方式による複数の電極部を配置してなるタッチパネル部材110と、タッチパネル部材110の操作面には、凹凸部による立体形状部111Dを有してなるタッチパネル入力操作装置において、立体形状部111Dは、タッチパネル部材110の成形時における絞り加工によって形成された第1の立体形状部111D1と、タッチパネル部材110の表面に印刷による手段によって形成されたUVインクp1による第2の立体形状部111D2と、からなる。
【選択図】図3

Description

本発明は、タッチパネル入力操作装置に関するものである。
従来の車両用のタッチパネル入力操作装置として、例えば、特許文献1に開示されるものがある。この車両用のタッチパネル入力操作装置は、ユーザからのタッチ操作を受け付けるタッチパッドを備える入力装置を車両のステアリングホイールに設け、前記タッチ操作に応じて、例えばカーナビゲーション装置をスクロール表示する操作や、オーディオ装置の音量の設定や選曲などを一覧から選択表示するなどの車載電子機器を操作する車両用タッチパネル入力操作装置が開示されている。
ところで、特許文献1記載の車両用のタッチパネル入力操作装置に用いられているタッチパッドに関して、夜間照明用の光源を設けていなかったため、夜間などの暗所下での利用の際にタッチエリアを照らしだすことができず、タッチエリアの表示部箇所を目視で認識することができない場合があり、誤入力してしまうという問題点があった。
このような問題点を解決するものとして、本願出願人は特許文献2にて提案している。このタッチパネル入力操作装置としては、タッチパネルシート上での操作指標となる凹部や凸部の形状からなる隆起部(段差部)〈立体形状部〉によって、操作パネルまたはタッチパネルシート上での操作部の位置を明確化させ、タッチ操作に対する操作性の向上を図るようにしている。また、凹凸による隆起部(段差部)〈立体形状部〉によってブラインドタッチ操作(アイズフリー操作)を行いやすくするとともに、夜間などの暗所下において、タッチパネルシートを透明または半透明で光が透過可能に形成するとともに、パネルシートの意匠の一部が光を透過可能となるように透過性を有するインクなどによって印刷や塗装により施している。
特開2009ー298285号公報 特開2012ー190406号公報
ところで、特許文献2などに記載の静電容量方式タッチパネルシートの電極として、一般的にはタッチパネルやパネルシートを透過照明するために、例えばITO(酸化インジウムスズ)などの透明電極を用いる方法がある。しかし、ITOによる透明導電層は、ITO自体柔軟性の弱い性質があり、タッチパネルシートを凸状または凹状に形成する場合、通常、圧空成形や真空成形などの方法を用いて成形している。その際、透明電極は柔軟性が低いために、断線したりすることがあるため、タッチパネルシートとして機能しなくなる現象が発生することがある。それ故、凸状や凹状などを成形する際にあっては、比較的に平坦状で局部的に折れ曲がることがないように設定する必要がある。このため、デザイン的においても凹凸による見映えのする操作部の位置の明確化が不十分となり、凹凸による隆起部(段差部)〈立体形状部〉のシャープさに欠け、結果として操作性の低下に繋がってしまうという虞があった。
そこで、本発明は、上述した課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、ユーザが接触操作を行いやすくすることを第1のねらいとし、かつ視認した際にも瞬時に意匠部(表示箇所)を容易に識別できることを第2のねらいとしたタッチパネル入力操作装置を提供することにある。
本発明は前述した課題を解決するため、請求項1では、入力操作を行う被検出体が接触する操作面を有し、その操作面と接触した位置を検出するための静電容量方式による複数の電極部を配置してなるタッチパネル部材と、前記タッチパネル部材の前記操作面には、凹凸部による立体形状部とを有してなるタッチパネル入力操作装置において、前記立体形状部は、前記タッチパネル部材の成形時における絞り加工によって形成された第1の立体形状部と、前記タッチパネル部材の表面に印刷による手段によって形成されたUVインクからなる第2の立体形状部と、からなることを特徴とするタッチパネル入力操作装置である。このように構成することにより、成形によって形成された比較的に段差の奥行きがある第1の立体形状部によりパネル全体の接触領域を判別することができるとともに、タッチパネルの表面に形成された比較的に微細な凸部からなるUVインクによる第2の立体形状部によって第1の立体形状部による感触とは異なることでユーザが自らどのように操作面の表面をなぞっているかを識別することができる。
また請求項2では、請求項1に記載のタッチパネル入力操作装置において、前記第1の立体形状部および前記第2の立体形状部の表面には、操作指標となる意匠部による塗膜層あるいは前記意匠部の領域を除く地色部による塗膜層を積層して設けてなることを特徴とするものである。このように構成することにより、立体形状部の表面を含むタッチパネル部材全体の表面の段差を感覚的に捉えることができるとともに、各塗膜層による種類などに応じて表面の粗さ度合いが異なるため、ユーザの指先による接触操作にて感触の違いを判別することが可能となるため、タッチ操作を正確に行いやすくすることが可能となる。また、タッチパネル部材に設けられた操作指標となる意匠部の表示部箇所を目視で認識することができるため、接触操作とともにタッチパネル部材の入力を良好に行うことができる。
また請求項3では、請求項1または請求項2に記載のタッチパネル入力操作装置において、前記第2の立体形状部は、単一もしくは複数のラインにて突出して形成されていることを特徴とするものである。このように構成することにより、ラインの形状になぞった場合と、またぐようになぞった場合とで明確に感触を変えることができる。
また請求項4では、入力操作を行う被検出体が接触する操作面を有し、その操作面と接触した位置を検出するための静電容量方式による複数の透過性の電極部を配置してなる透過性材料からなるタッチパネル部材と、前記タッチパネル部材の背後に配設された導光部材と、前記導光部材に光を導き入れる光源と、を備え、前記タッチパネル部材の前記操作面には、操作指標となる透過性の意匠部と、前記意匠部の領域を除く領域に不透過性の地色部とが設けられるとともに、凹凸部による立体形状部とを有してなるタッチパネル入力操作装置において、前記立体形状部は、前記タッチパネル部材の成形時における絞り加工によって形成された第1の立体形状部と、前記タッチパネル部材の表面に印刷による手段によって形成された透過性のUVインクからなる第2の立体形状部と、からなることを特徴とするタッチパネル入力操作装置である。このように構成することにより、成形によって形成された比較的に段差の奥行きがある第1の立体形状部によりパネル全体の接触領域を判別することができるとともに、タッチパネルの表面に形成された比較的に微細な凸部からなるUVインクによる第2の立体形状部によって第1の立体形状部による感触とは異なることでユーザが自らどのように操作面の表面をなぞっているかを識別することができる。また、タッチパネル部材に設けられた操作意匠となる意匠部の表示部箇所を目視で認識することができるため、接触操作とともにタッチパネル部材の入力を良好に行うことができるものであり、この際、透過性の意匠部として形成することにより、夜間などの暗所下において、意匠部が光源からの光線によって透過照明されるため、瞬時に意匠部箇所を認識判別することができる。
また請求項5では、請求項2に記載のタッチパネル入力操作装置において、前記第1の立体形状部および前記第2の立体形状部の表面には、前記意匠部による塗膜層あるいは前記地色部による塗膜層を積層して設けてなることを特徴とするものである。このように構成することにより、立体形状部の表面を含むタッチパネル部材全体の表面の段差を感覚的に捉えることができるとともに、各塗膜層による種類などに応じて表面の粗さ度合いが異なるため、ユーザの指先による接触操作にて感触の違いを判別することが可能となるため、タッチ操作を正確に行いやすくすることが可能となる。
また請求項6では、請求項4または請求項5に記載のタッチパネル入力操作装置において、前記第2の立体形状部は、単一もしくは複数のラインにて突出して形成されていることを特徴とするものである。このように構成することにより、ラインの形状になぞった場合と、またぐようになぞった場合とで明確に感触を変えることができる。
本発明では、入力操作を行う被検出体が接触する操作面を有し、その操作面と接触した位置を検出するための静電容量方式による複数の電極部を配置してなるタッチパネル部材と、前記タッチパネル部材の前記操作面には、凹凸部による立体形状部とを有してなるタッチパネル入力操作装置において、前記操作面の表面側に形成される前記立体形状部は、前記タッチパネル部材の成形時における絞り加工によって形成された第1の立体形状部と、前記タッチパネル部材の表面に印刷による手段によって形成されたUVインクからなる第2の立体形状部と、からなることを特徴とするタッチパネル入力操作装置である。このように構成することにより、成形によって形成された比較的に段差の奥行きがある第1の立体形状部によりパネル全体の接触領域を判別することができるとともに、タッチパネルの表面に形成された比較的に微細な凸部からなるUVインクによる第2の立体形状部によって第1の立体形状部による感触とは異なることでユーザが自らどのように操作面の表面をなぞっているかを識別することができる。
本発明の第1の実施形態に係るタッチパネル入力操作装置を含むシステムの構成図である。 タッチパネル入力操作装置が搭載される自動車の車両内の運転席側付近の概要図である。 図3は、タッチパネル入力操作装置の構成を示す分解斜視図である。 図4は、タッチパネル入力操作装置を車両のステアリングホイールのグリップ部箇所に設けてなる第1の実施形態における要部の組み付け断面図である。 図5は、タッチパネル入力操作装置の接触操作部であるタッチパネル部材を示す平面図である。 図6は、図5のA−A線箇所の断面を示すものでタッチパネル部材の一部を部分拡大した要部を示す断面図である。 図7は、図5のタッチパネル部材の前面側に設けられる塗膜(意匠部)を施す前の状態を示す平面図である。 図8は、タッチパネル入力操作装置におけるタッチパネル部材の左側箇所を押圧操作した状態を示す断面図である。 図9は、タッチパネル入力操作装置におけるタッチパネル部材の中央部箇所を押圧操作した状態を示す断面図である。 図10は、タッチパネル部材におけるジェスチャー操作と、それに応じて実行される車載電子機器の動作の一例を示した図である。 図11は、タッチパネル部材におけるジェスチャー操作と、それに応じて実行される車載電子機器の動作の一例を示した図である。 図12は、タッチパネル部材におけるジェスチャー操作と、それに応じて実行される車載電子機器の動作の一例を示した図である。 図13は、タッチパネル部材におけるジェスチャー操作と、それに応じて実行される車載電子機器の動作の一例を示した図である。 図14は、タッチパネル部材におけるジェスチャー操作と、それに応じて実行される車載電子機器の動作の一例を示した図である。
以下本発明の実施形態に係る入力操作装置を、添付図面に基づいて説明する。
第1の実施形態に係るタッチパネル入力操作装置としては、図1に示すように、自動車などの車両に搭載される入力操作装置100である。車両1のユーザ(通常、運転者)が、入力操作装置100を操作すると、制御装置1000は、その操作に応じた各種動作を車載電子機器20に実行させる。
(車両1の構成)
車両1は、図2に示すように、ステアリング10と、車載電子機器20と、を備えている。
ステアリング10は、車両1の操舵装置の一部であり、本体部11と、ステアリングホイール12と、を備えている。
本体部11は、車両1の図示しないステアリングシャフトと接続されるスポーク部であり、右側に入力操作装置100を備える。また、本体部11には、入力操作装置100の形状にあわせた取付孔(図示せず)が形成されている。取付孔に入力操作装置100が取り付けられることにより、入力操作装置100の後述する操作面のみが露出する。
ステアリングホイール12は、本体部11に取り付けられ、運転者が車両1を操舵する際に握るリング形状のハンドルのグリップ部材である。
車載電子機器20は、オーディオ装置、カーナビゲーション装置等であり、後述する制御部200と電気的に接続され、制御部200から受信した制御信号に従って動作する。
また、車載電子機器20は、その表示部21の動作に対応した画像を表示する。
(制御装置1000の構成)
制御装置1000は、入力操作装置100と、制御部200と、記憶部300と、を備える。
入力操作装置100は、図3に示すように、タッチパネル部材110と、タッチパネル部材110の上側を保持しタッチパネル部材110操作面を開放する開口部121を有する上側ホルダー120と、タッチパネル部材110の背後に配置され、タッチパネル部材110の下側を保持する導光部材からなる下側ホルダー130と、下側ホルダー130の背後に配置されるケース体140と、導光部材からなる下側ホルダー130に光を導き入れる光源150と、下側ホルダー130とケース体140との間に配置され、タッチパネル部材110の操作面の押圧作動に伴って応動作動し、後述するタッチセンサの入力を確定する押圧信号を出力する押圧スイッチ160と、押圧スイッチ160と光源150を実装する回路基板170と、下側ホルダー130とケース体140との間において押圧スイッチ160と下側ホルダー130との間隔を所定の寸法に保つための弾性部材180と、ケース体140に対して下側ホルダー130が接近離反するためのストロークを設定するためのストローク設定部190と、を備えている。
ところでタッチパネル部材110は、ユーザが、親指等でその操作面上を所定の軌跡を描くようになぞる操作(以下、ジェスチャー操作と言う)を行った際に、後述する制御部200の制御のもと、親指などが操作面に触れた位置を検出するタッチパッド装置であり、表面カバーとなる透過性の材料からなる第1のシート状部材111と、親指などの被検出体が操作面と接触した位置を検出するためのセンサが設けられた透過性の材料からなる第2のシート状部材112と、を積層して一体化して設けられており、親指によるなぞる操作の際に、アイズフリー操作(ブラインドタッチ操作)を行いやすくするために凹凸による立体形状部111Dを設けている。
また本実施形態におけるタッチパネル部材110には、各シート状部材111,112の背後に保護用としての透明な樹脂材料からなるスペーサ113が配置されるとともに、本実施形態においてはスペーサ113の背後、すなわち、タッチパネル部材110と下側ホルダー130との間に拡散シート114が配設されている。
この場合、スペーサ113は、第2のシート状部材112の裏面側に位置し、一体成形された第1のシート状部材111と第2のシート状部材112からなるタッチパネル部材110の形状に合わせて形成され、ユーザ操作によりタッチパネル部材110の表側から押圧が加わった際にこれらの形状を保持する部材である。なお、タッチパネル部材110の強度が充分であればスペーサ113を配置しない場合もある。
入力操作装置100に設けられたタッチパネル部材110の一部を構成する表面カバーである第1のシート状部材111は、アクリル樹脂等の透過性を有する絶縁材料からシート状部材によって形成され、ジェスチャー操作が行われる際に、ユーザの指などが触れる操作面を有する。
また第1の実施形態における第1のシート状部材111の操作面は、凹凸を有し、これによってこの操作面には段差が形成されている。このような操作面は、平面部111a、隆起部111b、窪み部111cとからなる凹凸部による第1の立体形状部111D1が構成されている。
また本実施形態における第2のシート状部材112は、第1のシート状部材111ととともに圧空成形などによる絞り加工により一体成形されることでタッチパネル部材110が形成されるものであり、この圧空成形などの絞り加工時において前述した立体形状部111Dの一つである第1の立体形状部111D1が成形される。
このように一体成形されることで、第1のシート状部材111と第2のシート状部材112とがタッチパネル部材110として、一枚のシート状となり、操作面が有する隆起部111b、窪み部111c等の段差形状は、その一枚のシートの曲がった部分で構成されることになる。
タッチパネル部材110の平面部111aは、表面カバーである第1のシート状部材111の平面状の部分である。
隆起部111bは、平面部111aから表側方向に盛り上がるように隆起する部分である。この際、操作面には、その操作面の操作指標となる輪郭部を形成する凹凸からなる隆起部111bとして形成されている。表側から見れば、円弧状に形成された隆起部111bが、円を略囲むように、所定の間隔をおいて複数配置されていることがわかる。なお、「表側」とは、図3で示すように、入力操作装置100に対して図中上側をいい、「裏側」とは、その反対側をいうものとする。
窪み部111cは、操作面の略中央に位置し、平面部111aから裏側方向に沈むように窪んだ部分であり、円状に配置された隆起部111bよりも内側に形成されている。
平面部111aと隆起部111bと窪み部111cとは、ユーザのジェスチャー操作を妨げることがないように、その断面形状は、互いになめらかに繋がって第1の立体形状部111D1として形成されている。
また本実施形態では、第1のシート状部材111が平坦状の未成形の状態において、その第1のシート状部材111の操作面の一部を構成する窪み部111c領域に対応する箇所に、印刷による手段によって透過性のUVインクp1からなる第2の立体形状部111D2が形成される。
第2の立体形状部111D2は、窪み部111c領域において透過性のUVインクp1を水平方向に沿って微細な複数のライン状に突出するように形成している。本実施形態における第2の立体形状部111D2は7本のラインによって形成されており、高さ75μm、ライン幅0.4mm、ラインピッチ3mmである。このように微細な凸部であるため、前述したような第1の立体形状部111D1のようにタッチパネル部材110を絞り加工により成形した場合、微細な凹凸(凸部)からなる段差を絞り加工による成形によって形成することが困難であったが、粘性の高い性質のUVインクp1を用いることによって印刷にて簡単に形成することができ、しかも形状なども任意に設定することができる。
また本実施形態において、タッチパネル部材110の表面側の操作面には、第1の立体形状部111D1および第2の立体形状部111D2とからなる立体形状部111Dが形成され、その表面に、例えば白色などの透過性を有するインクp2からなる表示色層(塗膜層)が透過意匠部D1として施されるとともに、その表示色層(塗膜層)による透過意匠部D1の領域を除くタッチパネル部材110の表面側には、例えば黒色系の遮光性のインクp3からなる地色部が不透過意匠部D2として施される。
この場合、本実施形態では、透過意匠部D1と不透過意匠部D2とからなる塗膜層による全体の意匠部Dは塗装にて第1のシート状部材111の操作面の表面側に塗布して形成されおり、第1の立体形状部111D1の一部を構成する隆起部111b箇所に位置した地色層(不透過意匠部D2)箇所および隆起部111b箇所と隣接した窪み部111c箇所と、この窪み部111c箇所に形成された第2の立体形状部111D2箇所に位置した地色層(不透過意匠部D2)箇所とを部分的にレーザ加工などの手段にて除去することにより、表示色層が露出され透過意匠部D1が形成される。(本実施形態においては、矢印形状からなる透過意匠部D1として窪み部111c箇所およびUVインクp1による第2の立体形状部111D2箇所に4箇所形成している。)
また第2のシート状部材112は、指等の被検出体の位置を検出するための複数の電極部P1,P2からなるタッチセンサ部1120を有する透過性のシート部材であり、表面カバーである第1のシート状部材111の裏面側に位置するように設けられている。(図7参照)
第2のシート状部材112には、X軸方向(横方向)における被検出体の位置を検出するための複数の電極部P1からなる第1のセンサ列1120aを有する層と、Y軸方向(縦方向)における被検出体の位置を検出するための複数の電極部P2からなる第2のセンサ列1120bを有する層を重ね合わせ概略構成されている。第1のセンサ列1120aと第2のセンサ列1120bが合わさることにより、結果的に、第2のシート状部材112には、X軸方向の複数の電極部P1とY軸方向の複数の電極部P2とがマトリックス状に配置されることになるため、シート状部材からなるタッチパネル部材110の形状としては矩形状に形成されている。
タッチパネル部材110に設けられる各々のセンサ列1120a,1120bの端部側には、そのX軸方向のセンサ列1120aの端部側に位置した電極部P1箇所には導電性の端子部Taを介してそれぞれの引き出し線w1が引き出し配設され、Y軸方向のセンサ列1120bの端部側に位置した電極部P2箇所には、導電性の端子部Tbを介してそれぞれ引き出し線w2が引き出し配設され、この各引き出し線w1,w2は絶縁性材料からなるフレキシブルなシートに被覆されて電気的に引き回し配線されており、この引き出し案内されたフレキシブルなシートの端部をコネクタを介して回路基板へと接続し、さらに回路基板から制御部200へと電気的に接続されるように設けられている。
また上側ホルダー120は、タッチパネル部材110の上側を保持しタッチパネル部材110の操作面を開放する開口部121を有するとともに、タッチパネル部材110の側面部分を覆う側壁部122が設けられており、この側壁部122の適宜箇所に後述する下側ホルダー130の一部と係合保持するための係止窓部123が形成されている。
下側ホルダー130は、タッチパネル部材110の背後に配置され、タッチパネル部材110の下側を保持する合成樹脂材料からなる導光部材によって形成され、下側ホルダー130の上面側にはタッチパネル部材110を載置するための凹設部131が設けられ、この凹設部131を取り巻く周壁部132の外周部分に上側ホルダー120の係止窓部123と係合する係合爪部133が設けられている。
また下側ホルダー130の底面側の中央部箇所には、押圧スイッチ160と対向して突出形成されたスイッチ押圧部134が設けられ、スイッチ押圧部134の周りに押圧スイッチ160の押し釦部分を保護するための保護壁135が回路基板170側に向けて突き出し形成されている。また下側ホルダー130の底面側の周縁部の適所には光源150と対向する位置に受光部136が設けられ、この受光部136の真上に位置した下側ホルダー130の上面側に下側ホルダー130内へと光を導き案内するための反射面137が形成されている。
ケース体140は、下側ホルダー130の背後に配置され、ケース体140の上面側には回路基板170が固定保持され、この回路基板170の表面側には光源150と押圧スイッチ160が実装されるように設けられている。
下側ホルダー130とケース体140との間において押圧スイッチ160と下側ホルダー130との間隔を所定の寸法に保つためのコイルスプリング181からなる弾性部材180と、ケース体140に対して下側ホルダー130が接近離反するためのストロークを設定するためのストローク設定部190とが設けられている。本実施形態においては、ストローク設定部190はネジによる固定部材191により形成され、下側ホルダー130の背後に設けられたネジ孔部138を介してストローク設定部190であるネジによる固定部材191が回し締め固定されている。
この際、ネジによる固定部材191からなるストローク設定部190は、ケース体140に設けられた挿通孔141を通してケース体140の底面側から下側ホルダー130の背後に向けて回し締め固定するようにしているものであり、ストローク設定部190であるネジによる固定部材191の頭部191a箇所によりケース体140は抜け止め保持されるとともに、このネジからなる固定部材191のねじ込み位置によってケース体140の上面側と下側ホルダー130の背後側との寸法間隔が設定され、これによりケース体140に対して下側ホルダー130が接近離反するためのストロークが設定されるものであり、タッチパネル部材110の操作面を指先にて押圧操作するに際し、下側ホルダー130に回し締め固定したストローク設定部190(ネジによる固定部材191)をケース体140に設けた挿通孔141に沿って案内ガイドすることができる。
この押圧操作時において、タッチパネル部材110の復帰作動をコイルスプリング181からなる弾性部材180によって所定の位置へと復帰することができるものであり、外部からの振動に対してもコイルスプリング181によって弾発付勢することにより所定位置を保つことが可能となる。
このように構成された本実施形態においては、タッチパネル部材110の表面カバーである第1のシート状部材111に指等の被検出体が触れると、その裏面側に位置する複数の電極部P1,P2からなるタッチセンサ部1120と被検出体との間の静電容量が変化する。制御部200と各電極部P1,P2からなるタッチセンサ部1120とは電気的に接続されているので、制御部200は、各タッチセンサ部1120における各電極部P1,P2の静電容量の変化を検出できる。制御部200は、この静電容量の変化に基づいて、被検出体の接触位置を示す入力座標値(X,Y)を算出する。入力座標値は、操作面上に予め設定されている、各タッチセンサ部1120におけるXY座標系における座標値である。入力座標値は、X方向における静電容量の変化の分布の重心位置(例えば、静電容量が一定の閾値よりも高くかつ最も大きいタッチセンサ部1120の位置)に割り当てられているX座標と、Y方向における静電容量の変化の分布の重心位置(例えば、静電容量が一定の閾値よりも高くかつ最も大きいタッチセンサ部1120の位置)に割り当てられているY座標と、によって表される。制御部200は、このX座標及びY座標を算出することによって入力座標値(X,Y)が算出される。
また、図1に示すように、制御部200は、CPU(Central Processing Unit)等から構成され、記憶部300に格納されている動作プログラムを実行して、各種の処理や制御を行う。制御部200は、その少なくとも一部が、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の各種専用回路によって構成されている。
記憶部300は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等から構成され、制御部200を構成するCPUのワークエリア、CPUが実行する動作プログラムを記憶するプログラムエリア、データエリア等として機能する。
プログラムエリアには、車載電子機器制御処理を実行するためのプログラム等の動作プログラムが記憶される。
データエリアには、図1に示すように、ジェスチャー辞書G、対応動作データC、ジェスチャー特徴量の所定値である設定値Q、等が予め記憶されている。
ジェスチャー辞書Gは、行われているジェスチャー操作を認識するために必要となるデータであり、ジェスチャー操作によって描かれる軌跡の特徴を示す複数のパターンを含む。ジェスチャー操作の特徴を示すパターンは、ジェスチャー特徴量の各成分の組合せから構成されている。本実施形態において、このパターンは、「隆起部を基準としたジェスチャー操作」の特徴を示すパターンである。
対応動作データCは、車載電子機器20に所定の動作を実行させる制御信号のデータである。対応動作データCは、複数あり、その各々が、ジェスチャー辞書Gが含む複数のパターンと対応付けられている。例えば、隆起部111bに沿った円弧状のジェスチャー操作の特徴を示すパターンには、車載電子機器20にオーディオ音量の変更を実行させる音量制御信号を送信するコマンドのデータが対応動作データCとして対応付けられて予めデータエリアに記憶されている。
設定値Qは、ジェスチャー特徴量の所定値のデータであり、制御信号を車載電子機器20へ送信するトリガーの役割となるデータである。設定値Qは、ジェスチャー辞書Gが含む複数のパターンごとに対応付けられている。つまり、設定値Qは複数ある。ここで、設定値Qとの比較対象として選択されるジェスチャー特徴量は、例えば、複数の入力座標値を、時系列順に直線で繋いだ軌跡における、軌跡の長さである。
制御装置1000の動作については、ジェスチャー辞書G、対応動作データC、設定値Q、それぞれの役割について簡潔に述べる。
1)ジェスチャー辞書Gは、行われているジェスチャー操作が、予め定められたどのパターンに属するか(即ち、どのような種類のジェスチャー操作であるか)を認識するために用いられる。
2)対応動作データCは、ジェスチャー辞書Gを基に認識したジェスチャー操作に応じてどのような制御信号を車載電子機器20に送信するか、を判別するために用いられる。
3)設定値Qは、認識されたジェスチャー操作に係るジェスチャー特徴量がどのような値に達したら、対応動作データCに基づく制御信号を送信するか、を判別するために用いられる。
なお、記憶部300に格納される各データは、既知のデータ登録手法を用いて、デフォルト値として或いはユーザ自身の操作により適宜格納される。
本実施形態におけるタッチパネル入力操作装置100においては、それぞれのジェスチャー操作による制御に加え、タッチパネル入力操作装置100のタッチパネル部材110の操作面を押し下げる操作を行うと、ストローク設定部190によりケース体140は抜け止め保持されるとともに、ネジからなる固定部材191のねじ込み位置によってケース体140の上面側と下側ホルダー130の背後側(下面側)との寸法間隔が設定され、これによりケース体140に対して下側ホルダー130が接近離反するためのストロークが設定されるものであり、タッチパネル部材110の操作面を指先にて押圧操作するに際し、下側ホルダー130に設けたストローク設定部190(ネジによる固定部材191)をケース体140に設けた挿通孔141に沿って案内ガイドすることができ、押圧操作を良好に行うことができる。
また図8において、指先にて押圧操作するタッチパネル部材110の操作面箇所がタッチパネル部材110の中央から逸れた左側を押圧操作した場合を示し、左側に位置した隆起部111b箇所が押圧操作における梃子の原理で言う力点(E)に相当し、押圧スイッチ160を押圧操作する下側ホルダー130箇所が梃子で言う作用点(L)に相当し、下側ホルダー130の右側に位置したネジからなるストローク設定部190(ネジによる固定部材191)を支点(F)としてタッチパネル部材110が押圧操作される。
また、タッチパネル部材110の操作面の中央部(窪み部111c)箇所を押圧操作するようにした場合、図9に示すように、タッチパネル部材110の操作面の窪み部111c箇所が押圧操作における力点(E)となり、その押圧方向に真下に位置した押圧スイッチ160を押圧する下側ホルダー130箇所が作用点(L)となる。従って、タッチパネル部材110の操作面の中央部(窪み部111c)箇所を押圧作動するようにした場合では、ケース体140を基準として下側ホルダー130がそのまま平行状態に押し下げ操作されるものであり、下側ホルダー130に設けられたストローク設定部190であるネジによる固定部材191がケース体140に対して押圧操作され、この押し下げられたネジによる固定部材191の軸部のストローク分によって、ケース体140に対してタッチパネル部材110と下側ホルダー130とが接近離反するためのストローク量が設定されるものであり、押圧スイッチ160が押圧動作される。
この押し下げ操作に伴い、押圧スイッチ160の押釦箇所が下側ホルダー130に押圧されて所定の入力信号が制御部200へと送信され、確定される。
また押圧操作を開放すると、それぞれの弾性部材180であるコイルスプリング181を介して押圧していた下側ホルダー130が開放され、弾性部材180への押圧力が解き放されることにより下側ホルダー130が元の位置に復帰する。
このようにタッチパネル部材110に設けられた操作面の全ての領域、すなわち指先にて押圧操作するタッチパネル部材110に設けられた操作面の全ての箇所が押圧操作における力点(E)となり、押圧スイッチ132を下側ホルダー130を介して押圧作動することができ、これによりタッチパネル部材110の入力操作を良好に行うことができるものであり、操作面の押圧する位置を選ぶことなく押圧操作が可能となるものであり、押圧スイッチ160の作動を安定的に行うことができる。
従って、タッチパネル部材110に設けられた操作面の中央部を除く領域においては、押圧操作における梃子の原理で言う力点(E)に相当し、押圧スイッチ160を押圧操作する下側ホルダー130箇所が梃子の原理で言う作用点(L)に相当する。この際、ストローク設定部190は、タッチパネル部材110の押圧方向に移動可能であり、かつストローク設定部190の少なくとも1点が押圧方向に移動する時、ストローク設定部190の1点以外のストローク設定部190の少なくとも1点は、梃子の支点(F)となるように設けられているため、タッチパネル部材110に設けられた操作面の領域において、押圧スイッチ160を下側ホルダー130を介して押圧作動することができ、これによりタッチパネル部材110の入力操作を良好に行うことができるものであり、操作面の押圧する位置を選ぶことなく押圧操作が可能となるものであり、押圧スイッチ160の作動を安定的に行うことができる。
また下側ホルダー130の上面側には、タッチパネル部材110を載置するための凹設部131が設けられているため、タッチパネル部材110を簡単にセットすることができ、上側ホルダー120をタッチパネル部材110に重ね合わせるようにセットすることによって下側ホルダー130に設けられた係合爪部133と上側ホルダー120に設けられた係止窓部123とを係合することにより簡単にタッチパネル部材110を上下のホルダー120,130にて覆いながら組み付け保持することができる。
また下側ホルダー130を合成樹脂材料からなる導光部材によって形成することにより、光源150からの光を受光部136箇所から反射面137へと導き入れ、その反射面137を介して下側ホルダー130の媒質内へと導光することにより、タッチパネル部材110の操作面に設けられた矢印形状からなる透過意匠部D1が透過照明される。この際、下側ホルダー130とタッチパネル部材110との間に配設された拡散シート114によってタッチパネル部材110側に均等に拡散されるように導くことができるため、表示部箇所である透過意匠部D1を均一的に透過照明することができる。
以下、図10から図14を参照して、本実施形態に特有の「隆起部を基準としたジェスチャー操作」とそれに応じて車載電子機器20が押圧スイッチ160の作動によって実行される動作の一例を挙げる。
(隆起部を基準としたジェスチャー操作の一例)
<隆起部に沿ったジェスチャー操作OP10>
イグニッションのオンに伴って、動作電力が供給されると、車載電子機器20は、表示部21に、図10に示す初期画面21aを表示する。初期画面21aの状態で、ユーザ(運転者)が、操作面の窪み部111cと隆起部111bとの境目に沿って時計回りになぞるジェスチャー操作OP10を行うと、制御部200は、ジェスチャー操作OP10を認識して、認識したジェスチャー操作OP10に対応付けられた音量制御信号を送信する。音量制御信号を受信した車載電子機器20は、初期画面21aを音量操作画面21bに切り替えるとともにジェスチャー操作OP10に応じてオーディオ音量を変更する。このように、ユーザ(運転者)はジェスチャー操作OP10を行って、車載電子機器20のオーディオ音量を変更することができる。
この際、ステアリング10のハンドル操作部であるグリップ箇所を握った状態でタッチパネル部材110の操作面を指先にて操作するに際し、指先にてタッチパネル部材110の操作面の感触によって識別することができ、接触操作によってタッチパネル部材110の入力を良好に行うことができる。
すなわち、本実施形態におけるタッチパネル部材110の操作面には、タッチセンサ部1120の位置を認識可能とする隆起部111b、窪み部111cなどの立体形状部111D(第1の立体形状部111D1)が設けられているため、操作面の窪み部111cと隆起部111bとの境目に沿って時計回りになぞるジェスチャー操作OP10を行うと、接触操作によってタッチパネル部材110の入力を良好に行うことができる。
<外側から内側に隆起部を乗り越えるジェスチャー操作OP20>
図11に示すように、初期画面21aの状態で、タッチパネル入力操作装置100の操作面を、外側から順に、平面部111a、隆起部111b、窪み部111cの順でなぞるジェスチャー操作OP20(本例では、初期画面21aの“AUDIO”に対応した右方向から内側に向かう操作)を行うと、初期画面21aはオーディオ操作画面21cに切り替わる。
このようなジェスチャー操作OP20においても、指先にて立体形状部の凹凸の高低差や傾斜などを、外側から順に、平面部111a、隆起部111b、窪み部111cの順でなぞるジェスチャー操作OP20による感触によって確認することが可能となり、これにより図11に対応する図5の正面図に示すように、第1の立体形状部111D1の凹凸に沿って接触操作によってタッチパネル部材110の入力を良好に行うことができる。
この際、図11に対応する図5において、中央になぞってきた窪み部111c箇所にてUVインクp1による水平方向に複数個からなるライン状の微細な凸部による第2の立体形状部111D2の表面をラインに沿うようになぞる間隔によって、横方向の指の移動を感覚的に捉えることができるものであり、操作画面の切替動作を感触により判別することができる。
また中央になぞってきた窪み部111c箇所にてタッチパネル部材110の操作面を押圧する操作を行うと、押圧スイッチ160は押圧動作され、所定の入力信号が制御部200へと送信され、オーディオ操作画面21cに確定される。
<隙間部を通過するジェスチャー操作OP30>
図12に示すように、オーディオ操作画面21cの状態で、タッチパネル入力操作装置100の操作面を、窪み部111cから右斜め上(本例では、オーディオ操作画面21cの“Source”に対応した右斜め上)に向けて平面部111aへなぞるジェスチャー操作OP30を行うと、オーディオ操作画面21cは音源選択画面21dに切り替わる。
この際、図12に対応する図5において、窪み部111cの中央部から右斜め上に向けて指先をタッチパネル部材110の表面をなぞるように移動させると、窪み部111cの表面に設けられた複数個からなるライン状の微細な凸部による第2の立体形状部111D2の表面をラインを乗り越えながら斜め方向になぞっている感覚を感覚的に感じることができるため、操作画面の切替動作を感触により判別することができる。
<内側から外側に隆起部を乗り越えるジェスチャー操作OP40>
図13に示すように、オーディオ操作画面21cの状態で、タッチパネル入力操作装置100の操作面を、内側から順に外側に向けて水平方向に、窪み部111c、隆起部111b、平面部111aの順でなぞるジェスチャー操作OP40(本例では、オーディオ操作画面21cの“Search”に対応した右側の隆起部111bを乗り越える操作)を行うと、オーディオ操作画面21cは楽曲サーチ画面21eに切り替わる。
このようなジェスチャー操作においては、指先の先端側にて立体形状部の凹凸の高低差や傾斜などを、内側から順に、窪み部111c、隆起部111b、平面部111aの順で水平方向になぞるジェスチャー操作OP40による感触によって確認することが可能となる。
この際、図13に対応する図5において、その中央の窪み部111cに設けられた複数個からなるライン状の微細な凸部による第2の立体形状部111D2の表面をラインに沿うように水平方向になぞっている間隔を感覚的に感じることができ、次いで第1の立体形状部111D1の凹凸に沿うようになぞることにより操作画面の切替動作を感覚的に判別することができる。
その後、隆起部111b箇所にてタッチパネル部材110の操作面を押圧する操作を行うと、スイッチ機構130の押圧スイッチ160が押圧動作されることによって、所定の入力信号が制御部200へと送信され、楽曲サーチ画面21eに確定される。
<窪み部内でのジェスチャー操作OP50>
図14に示すように、楽曲サーチ画面21eの状態において、窪み部111cから隆起部111bに向かって小さくスライドさせるジェスチャー操作OP50を行うと、所定のカーソルがそのスライド方向に対応して動き、所望の楽曲を選択表示することができる。
この際、窪み部111cから隆起部111bに向かって小さくスライドさせるジェスチャー操作OP50であったとしても、中央の窪み部111cに設けられた複数個からなるライン状の微細な凸部による第2の立体形状部111D2の表面をラインを乗り越えながらそのラインとほぼ直交する方向になぞっている間隔を感覚的に感じることができ、操作画面の切替動作を感触によって判別することができる。
また前述したように、この選択表示された楽曲は、押圧スイッチ160の押圧動作による入力確定操作により、再生される。
押圧スイッチ160の押圧操作は、入力操作装置100の操作面に対するジェスチャー操作による制御とは異なる制御を実行させる際になされるものであり、前述したOP20、OP30,OP40なども同様にして、タッチパネル部材110の操作面を押圧する操作を行うと、押圧スイッチ160の押圧動作によって、所定の入力信号が制御部200へと送信され、確定される。
以上詳述したように本実施形態においては、入力操作を行う被検出体が接触する操作面を有し、その操作面と接触した位置を検出するための静電容量方式による複数の電極部P1,P2を配置してなるタッチパネル部材110と、タッチパネル部材110の操作面には、操作指標となる意匠部D1と、意匠部D1の領域を除く地色部からなる他の意匠部D2とが設けられるとともに、凹凸部による立体形状部111Dとを有してなるタッチパネル入力操作装置において、操作面の表面側に形成される立体形状部111Dは、タッチパネル部材110の成形時における絞り加工によって形成された第1の立体形状部111D1と、タッチパネル部材110の表面に印刷による手段によって形成されたUVインクp1からなる第2の立体形状部111D2と、からなることを特徴とするタッチパネル入力操作装置であるため、成形によって形成された比較的に段差の奥行きがある第1の立体形状部111D1によりパネル110全体の接触領域を判別することができるとともに、タッチパネル部材110の表面に形成された比較的に微細な凸部からなるUVインクp1による第2の立体形状部111D2によって第1の立体形状部111Dによる感触とは異なることでユーザが自らどのように操作面の表面をなぞっているかを識別することができる。また、タッチパネル部材110に設けられた操作指標となる意匠部D1の表示部箇所を目視で認識することができるため、接触操作とともにタッチパネル部材110の入力を良好に行うことができる。
また第1の立体形状部111D1および第2の立体形状部111D2の表面には、操作指標となる意匠部D1による塗膜層あるいはその意匠部D1の領域を除く地色部からなる他の意匠部D2による塗膜層を積層して設けてなることにより、立体形状部111Dの表面を含むタッチパネル部材110全体の表面の段差を感覚的に捉えることができるとともに、各塗膜層による種類などに応じて表面の粗さ度合いが異なるため、ユーザの指先による接触操作にて感触の違いを判別することが可能となるため、タッチ操作を正確に行いやすくすることが可能となる。
また、タッチパネル部材110に設けられる電極部P1,P2を透過性の材料により形成し、タッチパネル部材110の背後に導光部材130を配置するとともに、導光部材に光を導き入れる光源150とを備え、タッチパネル部材110の操作面には、操作指標となる透過性の意匠部D1と、その意匠部D1の領域を除く領域に不透過性の地色部からなる他の意匠部D2とを設けることにより、タッチパネル部材110に設けられた操作指標となる意匠部D1の表示部箇所を目視で認識することができるため、接触操作とともにタッチパネル部材110の入力を良好に行うことができるものであり、この際、透過性の意匠部D1として形成することにより、夜間などの暗所下において、意匠部D1が光源150からの光線によって透過照明されるため、瞬時に意匠部D1箇所を認識判別することができる。
また、第1の立体形状部111D1および第2の立体形状部111D2の表面には、意匠部D1による塗膜層あるいは地色部からなる他の意匠部D2による塗膜層を積層して設けてなることにより、立体形状部111Dの表面を含むタッチパネル部材110全体の表面の段差を感覚的に捉えることができるとともに、各塗膜層による種類などに応じて表面の粗さ度合いが異なるため、ユーザの指先による接触操作にて感触の違いを判別することが可能となるため、タッチ操作を正確に行いやすくすることが可能となる。
また、第2の立体形状部111D2は、単一もしくは複数のラインからなるUVインクp1にて突出して形成されているため、ラインの形状になぞった場合と、またぐようになぞった場合とで明確に感触を変えることができる。
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。たとえば前述した実施形態にあっては、第2の立体形状部111D2は、単一もしくは複数のラインからなるUVインクp1にて水平方向に突出するように設けていたが、立て列方向に沿って複数のラインによるUVインクp1によって形成しても同様の効果を得ることができるとともに、ステアリングホイールの左右にそれぞれ入力操作装置100を備えるものであった場合、ステアリングホイールを握りしめた状態にて親指の動きに合わせて複数のラインからなるUVインクp1を大きな円弧状の形状からなる第2の立体形状部111D2として形成するようにしても良い。
また本実施形態においては、タッチパネル部材110の背後に配置する透過意匠部D1を透過照明するための透光性を有する導光部材を兼ねた下側ホルダー130を無色透明の合成樹脂にて形成していたが、場合によっては、照明色としてオレンジ色などに着色形成して透過意匠部D1を透過照明するようにしても良いし、他の色合いに着色形成して透過照明するようにしても良い。
また、第1のシート状部材111の操作面の表面側に塗装などの手段によって意匠部Dを施していたが、第1のシート状部材111の操作面の表面側に印刷などの手段によって意匠部Dを形成しても良いものであり、またシート状部材111の裏面に印刷や塗装などによって施すようにしても良いものであり、その意匠部Dの透過意匠部D1の表示形態についても矢印形状に限らず、円弧状の透過意匠部D1など任意の形態に形成しても良いものであり、透過光量などの照明輝度も任意に設定すれば良い。
また前述した実施形態にあっては、押圧スイッチ160と下側ホルダー130との間隔を所定の位置に保つための弾性部材180としてコイルスプリング181を用いていたが、たとえばケース体140から一体に弾性腕片を設け、この弾性腕片によって押圧スイッチ160と下側ホルダー130との間隔を所定の位置に保つように形成しても良いし、合成ゴムなどの弾性部材を配設するようにしても良い。
また前述した実施形態にあっては、ストローク設定部190はネジからなる固定部材191により形成していたが、ケース体140あるいは下側ホルダー130から一体に軸部を設け、この軸部に設けた段付部にてストローク量を設定するようにしても良い。
本発明においては、入力操作装置100を搭載した乗り物の一例として自動車などの車両を例にしてタッチパネル入力操作装置を説明したが、これに限られるものでなく船舶あるいは農業機械などに搭載することも可能であり、特に透過照明可能なタッチパネル入力操作装置に好適である。
1…車両
10…ステアリング
11…本体部
12…ステアリングホイール
20…車載電子機器
21…表示部
100…入力操作装置
110…タッチパネル部材
111…第1のシート状部材(表面カバー)
111a…平面部
111b…隆起部
111c…窪み部
111D…立体形状部
111D1…第1の立体形状部
111D2…第2の立体形状部
112…第2のシート状部材
1120…タッチセンサ部
1120a…第1のセンサ列
1120b…第2のセンサ列
113…スペーサ
114…拡散シート
120…上側ホルダー
121…開口部
122…側壁部
123…係止窓部
130…下側ホルダー(導光部材)
131…凹設部
132…周壁部
133…係合爪部
134…スイッチ押圧部
135…保護壁
136…受光部
137…反射面
138…ネジ孔部
140…ケース体
141…挿通孔
150…光源(LED)
160…押圧スイッチ
170…回路基板
180…弾性部材
181…コイルスプリング
190…ストローク設定部
191…ネジによる固定部材
191a…頭部
200…制御部
300…記憶部
1000…制御装置
D…意匠部
D1…透過意匠部
D2…不透過意匠部
P1…電極部(透過性の電極部)
P2…電極部(透過性の電極部)
p1…UVインク
p2…透過性を有するインク
p3…遮光性のインク
Ta,Tb…端止部
w1,w2…引き出し線

Claims (6)

  1. 入力操作を行う被検出体が接触する操作面を有し、その操作面と接触した位置を検出するための静電容量方式による複数の電極部を配置してなるタッチパネル部材と、前記タッチパネル部材の前記操作面には、凹凸部による立体形状部を有してなるタッチパネル入力操作装置において、
    前記立体形状部は、前記タッチパネル部材の成形時における絞り加工によって形成された第1の立体形状部と、前記タッチパネル部材の表面に印刷による手段によって形成されたUVインクからなる第2の立体形状部と、からなることを特徴とするタッチパネル入力操作装置。
  2. 前記第1の立体形状部および前記第2の立体形状部の表面には、操作指標となる意匠部による塗膜層あるいは前記意匠部の領域を除く地色部による塗膜層を設けてなることを特徴とする請求項1におけるタッチパネル入力操作装置。
  3. 前記第2の立体形状部は、単一もしくは複数のラインにて突出して形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のタッチパネル入力操作装置。
  4. 入力操作を行う被検出体が接触する操作面を有し、その操作面と接触した位置を検出するための静電容量方式による複数の透過性の電極部を配置してなる透過性材料からなるタッチパネル部材と、前記タッチパネル部材の背後に配設された導光部材と、前記導光部材に光を導き入れる光源と、を備え、前記タッチパネル部材の前記操作面には、操作指標となる透過性の意匠部と、前記意匠部の領域を除く領域に不透過性の地色部とが設けられるとともに、凹凸部による立体形状部とを有してなるタッチパネル入力操作装置において、
    前記立体形状部は、前記タッチパネル部材の成形時における絞り加工によって形成された第1の立体形状部と、前記タッチパネル部材の表面に印刷による手段によって形成された透過性のUVインクからなる第2の立体形状部と、からなることを特徴とするタッチパネル入力操作装置。
  5. 前記第1の立体形状部および前記第2の立体形状部の表面には、前記意匠部による塗膜層あるいは前記意匠部の領域を除く前記地色部による塗膜層を積層して設けてなることを特徴とする請求項4におけるタッチパネル入力操作装置。
  6. 前記第2の立体形状部は、単一もしくは複数のラインにて突出して形成されていることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のタッチパネル入力操作装置。
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