JP2016120890A - 車両用スイッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチ操作時に適時にフィードバックを与え、操作感を向上させる。
【解決手段】車両用スイッチ装置は、タッチ領域へのタッチ操作に基づき静電容量が変化するタッチセンサ部と、前記タッチ操作により変位する変位部材を有し、前記タッチ領域に対して付加される押圧力を検知する感圧センサ部と、前記タッチセンサの出力が所定のタッチ検出閾値以上であり、かつ、前記感圧センサ部の出力が所定の押圧閾値以上のときに、前記タッチ操作の入力を受け付け、前記タッチ領域に振動を与える振動発生部と、を備え、前記感圧センサ部の前記変位部材が、前記振動発生部による振動発生時のダンパ部材を兼ねる。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用スイッチ装置に関する。

従来、自動車等の車両には、種々の車載機器を運転者等が操作するためのスイッチ装置が備えられている。このようなスイッチ装置として、種々の操作項目が操作パネル上に表示され、操作者が触れた位置に表示された操作項目が選択されるスイッチ装置が知られている。かかるスイッチ装置の一態様として、操作者によって押下される形式のボタンスイッチではなく、操作者の指等が操作パネルに触れたことを検出可能な静電容量式のタッチスイッチを備えたものがある。

静電容量式のスイッチ装置は、タッチ操作に伴って変化する静電容量を検出して入力を受け付けるものであり、タッチ操作に対するフィードバックがない場合には良好な操作感が得られにくい。すなわち、静電容量式のスイッチ装置がフィードバック機構を有していない場合、実際に入力操作が行われたか否かを、操作者が実感しにくいものとなる。そこで、タッチ操作に対するフィードバックを与えるようにした静電容量式のスイッチ装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、静電センサが設けられる円筒状の外周壁を有する凸状に形成されたタッチ操作スイッチと、タッチ操作スイッチを振動させる振動アクチュエータと、外周壁に沿った指の触れの検出に応じて振動アクチュエータを駆動制御する制御手段とを備えた車両用操作装置が開示されている。かかる車両用操作装置は、タッチ式でありながら、ダイヤル式の操作スイッチのような使用感を操作者に与えることができる。

特開２０１２−５３８０１号公報

特許文献１に記載されたような従来の静電容量式のスイッチ装置では、ユーザが意図せずタッチ操作スイッチに触れた場合においても当該タッチ操作スイッチが反応し、誤操作を生じるおそれがある。かかる誤操作の発生は、特許文献１に記載されたようなダイヤル式の操作スイッチに限らず生じ得る。これに対して、タッチ操作による静電容量の変化だけでなく、タッチ操作時の押圧力を検出できれば、誤って触れることによる誤操作を防ぐことができるとも考えられる。

しかしながら、ひずみゲージを車両用スイッチ装置の可動部材と固定部材とにそれぞれ固定して取り付け、タッチ操作時の押圧力を検出しようとすると、ひずみゲージの金属抵抗体が配置される基材の剛性により、振動フィードバック機構のばね定数が増加することになる。そうすると、結果として振動フィードバック機構の振幅が小さくなるおそれがある。そのため、これまで、感圧センサ及び振動フィードバック機構をともに備えた静電容量式の車両用スイッチ装置は実用化されていなかった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、感圧センサの感圧機能と、振動フィードバック機構のフィードバック機能とを両立させることが可能な、車両用スイッチ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、タッチ領域へのタッチ操作に基づき静電容量が変化するタッチセンサ部と、前記タッチ操作により固定部材に対して相対的に変位する変位部材を有し、前記タッチ領域に対して付加される押圧力に応じた信号を出力する感圧センサ部と、前記タッチ領域に対して振動を付与する振動発生部と、前記タッチセンサ部及び前記感圧センサ部の出力に基づき、前記タッチセンサ部の静電容量の変化が検出され、かつ、前記押圧力が所定の押圧力以上になったときに、前記タッチ操作の入力を受け付け、前記振動発生部を作動する振動フィードバック制御部と、を備え、前記感圧センサ部の前記変位部材が、弾性を有するとともに、前記振動発生部による振動発生時のダンパ部材を兼ねる、車両用スイッチ装置が提供される。

前記感圧センサ部は、導電性の前記変位部材と、前記変位部材に対して間隙を設けて対向配置された静電容量検出電極と、を有し、前記タッチ操作により前記間隙の大きさが変化する静電容量式感圧センサであってもよい。

前記タッチ領域が可動部材に設けられ、前記可動部材は前記固定部材に対して相対移動可能であり、前記感圧センサ部の前記変位部材が前記可動部材に設けられるとともに前記静電容量検出電極が前記固定部材に設けられてもよい。

前記感圧センサ部の静電容量の変化量が所定量以上になったときに、前記押圧力が前記所定の押圧力以上になったと判定されてもよい。

前記振動発生部により発生する前記振動の方向が、前記タッチ操作による前記変位部材の変位方向に沿っていてもよい。

前記変位部材が、導電性の弾性樹脂又は樹脂ばね、あるいは金属ばねからなってもよい。

以上説明したように本発明によれば、車両用スイッチ装置において、感圧センサの感圧機能と、振動フィードバック機構のフィードバック機能とを両立させることが可能になる。

本発明の実施の形態にかかる車両用のスイッチ装置を備えた車両を示す説明図である。 同実施形態にかかるスイッチ装置の操作部分を示す説明図である。 同実施形態にかかるスイッチ装置の構成を示す断面図である。 同実施形態にかかるスイッチ装置の構成を示す説明図である。 同実施形態にかかるスイッチ装置の構成を示すブロック図である。 感圧センサの構成を示す説明図である。 感圧センサとしてひずみゲージを用いたスイッチ装置の構成を示す説明図である。 同実施形態にかかるスイッチ装置の制御処理を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。

＜１．車両用スイッチ装置の基本構成＞
まず、本実施形態にかかる車両用のスイッチ装置１０の基本構成について説明する。図１は、本実施形態にかかるスイッチ装置１０を備えた車両３００の車室内前方を示す概略図である。図２は、本実施形態にかかるスイッチ装置１０の操作部分の一部を示す概略説明図である。図２に示した操作部分は、例えば、図１に点線で示した領域Ａに相当する。

図１に示したように、車両３００の車室の前方には、計器類やグローブボックス等が装着されたインストルメントパネル３０２が車幅方向に沿って備えられている。インストルメントパネル３０２の中央部には、センタクラスタ３０３が配置されている。センタクラスタ３０３は、ディスプレイ装置３０４や空調パネル３０５、オーディオ機器の操作パネル（図示せず）等を備える。空調パネル３０５は、車載機器としての空調装置を操作するための入力操作部であり、空調装置の制御部に対して、空調パネル３０５への入力操作に応じた出力信号を送信する。かかる空調パネル３０５は、タッチ操作によって入力操作が行われる。

本実施形態にかかるスイッチ装置１０は、静電容量式のタッチスイッチ装置であって、操作者のタッチ操作に応じて変化する静電容量を検出し、操作入力を受け付けるよう構成される。スイッチ装置１０は、例えば、空調パネル３０５の一部を構成するスイッチ装置として構成される。ただし、スイッチ装置１０は、車両３００に備えられた種々の車載機器の操作を行うためのスイッチ装置であってよい。

図２に示したように、スイッチ装置１０は意匠パネル１２を備える。意匠パネル１２は、その表面に、操作項目を示すスイッチマークＭを有する。図２では、Ａ，Ｂ，Ｃそれぞれ３つのスイッチマークＭがかかるスイッチマークＭは、所定の操作を行うためにタッチする領域を表示するために設けられる。スイッチマークＭは、塗料等を印刷することにより形成されてもよく、背面側に備えられた照明装置からの光を透過させることにより視認されてもよい。かかるスイッチマークＭと重なるようにして、タッチ領域Ｔが形成されている。

＜２．車両用スイッチ装置の具体的構成＞
次に、本実施形態にかかるスイッチ装置１０の具体的構成について説明する。図３は、図２のＸＸ断面を矢印方向に見た、スイッチ装置１０の概略断面図である。図４は、スイッチ装置１０を裏側から見た図である。図３は、図４のＸＸ断面を矢印方向に見た概略断面図にも相当する。図５は、スイッチ装置１０のブロック図である。

本実施形態にかかるスイッチ装置１０は、基体部１６と、意匠パネル１２と、タッチセンサ部３０と、感圧センサ部４０と、振動発生部５０とを備える。かかるスイッチ装置１０は、車両３００内のインストルメントパネル３０２の内部に備えられた所定の取付面４に対して、基体部１６に設けられた取付部１６ａにより、取付ネジ２４を用いて固定される。また、インストルメントパネル３０２のパネル面２には開口部２ａが設けられ、意匠パネル１２の操作面１２ａが当該開口部２ａから車室側に露出するように配置される。これにより、車室内からのスイッチ装置１０の操作が可能になっている。

（２−１．基体部）
基体部１６は、例えばアクリル系樹脂又はポリカーボネート樹脂等の樹脂材料からなる。本実施形態では、基体部１６は、意匠パネル１２の外形に対応する形状を有する中空の筒状体からなる。基体部１６は、意匠パネル１２の内部に配置されるとともに、後端側に、取付面４への取付に用いられる取付部１６ａを有する。図４の例では、４つの取付部１６ａが設けられている。基体部１６の内部には、制御基板１４が固定されている。また、基体部１６における、取付部１６ａが設けられた後端側の内部には、カバー１８が挿入されて固定されている。制御基板１４やカバー１８の固定方法は特に限定されない。

（２−２．意匠パネル）
意匠パネル１２は、操作面１２ａと、上面部１２ｂと、下面部１２ｃとを有している。本実施形態では、意匠パネル１２は、基体部１６が配置される一部の面が開放された、函型のケース状となっている。かかる意匠パネル１２は、感圧センサ部４０とダンパ部材２２とを介して、基体部１６に取り付けられている。感圧センサ部４０は、上面部１２ｂと基体部１６の上面との間に配置される。また、ダンパ部材２２は、下面部１２ｃと基体部１６の下面との間に配置される。感圧センサ部４０及びダンパ部材２２は、それぞれ弾性を有しているため、意匠パネル１２は、基体部１６に対して相対移動が可能になっている。ダンパ部材２２は、例えば、弾性ゴムや樹脂ばね、金属ばね等とすることができる。

意匠パネル１２は、例えばアクリル系樹脂又はポリカーボネート樹脂等の光透過性を有する透明樹脂材料からなる成形樹脂板を備えるものであってよい。かかる成形樹脂板に対して、スイッチマークＭの図柄に対応する光透過部を有する遮光層を形成するとともに、図示しないＬＥＤ光源等を有する照明装置を操作面１２ａの裏面側に設けることによって、スイッチマークＭを光表示させることができる。意匠パネル１２は、成形樹脂板をスモークグレーに着色することにより、照明装置の消灯時にスイッチマークＭが視認されにくくなるブラックアウト仕様とされてもよい。この他、成形樹脂板は、表面保護フィルムや、拡散フィルム等を備えていてもよい。なお、成形樹脂板の構成材料は、例示した樹脂材料以外の材料であってもよい。

（２−３．振動発生部）
振動発生部５０は、意匠パネル１２に対して振動を付与する。すなわち、振動発生部５０は、タッチ領域Ｔに対して振動を付与する。振動発生部５０は、例えば、リニア振動アクチュエータ等の振動発生素子とすることができるが、他の振動発生部５０であってもよい。振動発生部５０は、制御基板１４の振動素子駆動回路８０に対して電気的に接続され、振動素子駆動回路８０により駆動される。本実施形態では、振動発生部５０は、意匠パネル１２の両側面部の内壁面に取り付けられており、意匠パネル１２の上下方向に対して振動を付与し得る。かかる振動発生部５０により発生する振動の方向は、感圧センサ部４０における変位部４２ａの、タッチ操作に伴う変位方向に沿っている。

（２−４．タッチセンサ部）
タッチセンサ部３０は、意匠パネル１２の操作面１２ａの裏面側に配置され、タッチ領域Ｔへのタッチ操作を検出する。かかるタッチセンサ部３０は、静電容量式のタッチスイッチであり、図示しない静電容量検出電極が形成されたフィルム基板３２を備える。フィルム基板３２は、操作面１２ａの裏面側に接合されるとともに、静電容量検出電極は、タッチ領域Ｔに対応する位置に形成される。フィルム基板３２は、制御基板１４に対して接続され、静電容量検出電極から延びる配線パターンが制御基板１４上のタッチ検出回路６０に対して電気的に接続されている。

スイッチマークＭが光透過部により形成される場合、タッチセンサ部３０は、光透過性のフィルム基板３２上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の金属酸化物の薄膜からなる光透過性の静電容量検出電極及び配線パターンを備えて構成される。この場合、静電容量検出電極は、パターニングされて形成される。静電容量検出電極が、フィルム基板３２の操作面１２ａ側とは反対側の面に形成される場合、静電容量検出電極上にさらに絶縁層が備えられていてもよい。

本実施形態では、図２に示した三つのスイッチマークＭに対応する位置に静電容量検出電極が形成され、タッチ領域Ｔが形成される。このように構成されるタッチセンサ部３０は、タッチ領域Ｔへのタッチ操作に伴って形成される静電容量を検出する。検出される静電容量に基づいて、制御基板１４のタッチ検出回路６０により、タッチ領域Ｔへのタッチ操作が検出される。

なお、タッチセンサ部３０の構成は上記の例に限られず、他の構成であってもよい。例えば、固定電極及び変位電極を有し、変位電極の位置の変化に伴って両電極間に形成される静電容量が変化する構成のタッチセンサ部３０としてもよい。また、タッチセンサ部３０は、意匠パネル１２の内部に、中間層として設けられてもよい。

（２−５．感圧センサ部）
感圧センサ部４０は、タッチ領域Ｔへのタッチ操作時に、タッチ領域Ｔに付加される押圧力を検知する。本実施形態では、静電容量式の感圧センサ部４０が用いられる。かかる感圧センサ部４０は、意匠パネル１２の上面部１２ｂと基体部１６とにそれぞれ固定されている。基体部１６は、車両内の所定の取付面４に対して取付ネジ２４により固定される一方、意匠パネル１２は、基体部１６に対して相対移動可能になっている。基体部１６は固定部材に相当し、意匠パネル１２は可動部材に相当する。感圧センサ部４０は、図示しない配線を介して制御基板１４に接続され、制御基板１４の圧力検出回路７０により、タッチ操作時の押圧力に応じて生じる静電容量の変化が検出される。

図６は、本実施形態にかかるスイッチ装置１０に備えられた感圧センサ部４０を示す断面図である。感圧センサ部４０は、樹脂フィルム基板４４の表面側（スイッチ装置１０の上方向）に導電性の可動電極４２を備え、裏面側に静電容量検出電極４６を備える。可動電極４２は、導電性ゴムや導電性樹脂等の弾性を有する導電材料からなる。かかる可動電極４２は、意匠パネル１２の相対移動に伴って変位する変位部４２ａと、樹脂フィルム基板４４に固定される固定部４２ｂとを有する。可動電極４２は、変位部材に相当する。

固定部４２ｂは、樹脂フィルム基板４４上に形成された図示しない薄膜電極に対して電気的に接続されている。静電容量検出電極４６は、樹脂フィルム基板４４上に形成された図示しない薄膜電極に対して電気的に接続されている。静電容量検出電極４６が接続される薄膜電極は、固定部４２ｂが接続される薄膜電極とは異なる。これらの薄膜電極は、配線パターンを介して、制御基板１４上の圧力検出回路７０に対して電気的に接続される。

変位部４２ａは、例えば円筒形状を有しており、中空円筒形状の固定部４２ｂの直径よりも小さい直径を有する。変位部４２ａと固定部４２ｂとは、中空円錐形状の中間部４２ｃを介して一体化されている。変位部４２ａにおける、樹脂フィルム基板４４に対向する部分には突出部４２ｄが設けられている。タッチ領域Ｔへのタッチ操作が行われていない無荷重の状態において、突出部４２ｄと樹脂フィルム基板４４との間には間隙Ｓが形成される。

本実施形態では、感圧センサ部４０は、意匠パネル１２の上面部１２ｂの裏面と、基体部１６の上面との間に設けられている。かかる感圧センサ部４０では、タッチ領域Ｔへのタッチ操作に伴って、意匠パネル１２の上面部１２ｂが、基体部１６に近づくように相対的に下方向に移動する。そうすると、感圧センサ部４０の可動電極４２の変位部４２ａが樹脂フィルム基板４４に向かって変位し、突出部４２ｄと樹脂フィルム基板４４との間の間隙Ｓの大きさが小さくなる。

このとき、可動電極４２と静電容量検出電極４６との間には、周期的に変化する電圧が印加されている。可動電極４２が変位すると、形成される静電容量が変化するため、無荷重の状態から電圧が変化する。静電容量の変化量は、意匠パネル１２の相対移動量、すなわち、タッチ操作の押圧力が大きいほど大きい値となる。かかる電圧の変化は、制御基板１４上の圧力検出回路７０により検出される。

なお、可動電極４２の構成材料は、弾性を有する導電材料であれば、導電性ゴムや導電性樹脂以外の材料であってもよい。例えば、可動電極４２を、導電性の樹脂ばねや、金属ばね等を用いて構成することもできる。また、図６に示した感圧センサ部４０の構成は一例であり、他の構成であってもよい。

振動発生部５０により、意匠パネル１２に対して振動が付与されている状態では、ダンパ部材２２だけでなく、感圧センサ部４０の可動電極４２もダンパとして機能する。これらのダンパ部材２２及び可動電極４２は弾性を有しているため、振動を阻害する抵抗力としては小さいものとなる。

比較のために、本実施形態にかかるスイッチ装置１０と類似の構成を有するスイッチ装置に対して、ひずみゲージを備えた場合について説明する。図７は、ひずみゲージ１０２を備えたスイッチ装置１１０の裏面側を示しており、図４に対応する図である。かかるスイッチ装置１１０では、意匠パネル１２の両側面部の内壁面に突部１０４が設けられ、当該突部１０４と基体部１６との間にひずみゲージ１０２が固定されている。また、意匠パネル１２の上面部１２ｂの裏面と基体部１６の上面との間には、感圧センサ部４０の代わりに、ダンパ部材２２が設けられている。

ひずみゲージ１０２は、例えば金属からなる基板上に金属抵抗体が貼り付けられて構成される。かかるひずみゲージ１０２では、意匠パネル１２の相対移動に伴って金属抵抗体が伸縮することにより、金属抵抗体の抵抗が変化する。ひずみゲージ１０２は、かかる抵抗値の変化を、ひずみや荷重に変換することにより検出する。このとき、ひずみゲージ１０２は、金属からなる基板の剛性が高いため、振動発生部５０による振動に対する抵抗力を増大させることになる。そのため、振動発生部５０による振動の振幅が小さくなってしまい、振動フィードバックを有効に働かせることが困難となる。

これに対して、本実施形態にかかるスイッチ装置１０は、感圧センサ部４０の変位部材としての可動電極４２が弾性を有することにより、振動発生部５０による振動に対する抵抗力を著しく増大させることがない。したがって、タッチ操作時の押圧力を検出する感圧機能と、タッチ操作入力受付時の振動フィードバック機能とを両立させることができる。

（２−６．タッチ検出回路）
タッチ検出回路６０は、タッチセンサ部３０の静電容量検出電極に接続され、タッチセンサ部３０の静電容量の変化に基づいて、操作者のタッチ操作を検出する。本実施形態にかかるスイッチ装置１０では、操作者がタッチ領域に触れると、操作者の指とタッチ検出電極との間に静電容量が形成され、かかる静電容量の変化がタッチ検出回路６０により検出される。タッチ検出回路６０は、静電容量の変化量が所定のタッチ検出閾値を超えたときに、操作者のタッチ操作を検出する。

タッチ検出閾値は、タッチ操作に対する応答性等を考慮して適宜設定することができる。本実施形態では、感圧センサ部４０により検出される押圧力が所定以上になった場合に入力を受け付ける構成であることから、タッチ検出閾値自体は、比較的小さい値であってもよい。タッチ検出回路６０は、オペアンプや発振器、整流器、フィルタ回路等を用いて構成することができる。タッチ検出回路６０は、静電容量の変化に基づきタッチ操作を検出した場合には、その旨を示す信号を振動フィードバック制御部１００に出力する。

（２−７．圧力検出回路）
圧力検出回路７０は、感圧センサ部４０の可動電極４２及び静電容量検出電極４６に接続され、感圧センサ部４０の静電容量の変化に基づいて、タッチ操作時の押圧力を検出する。本実施形態にかかるスイッチ装置１０では、圧力検出回路７０は、可動電極４２と静電容量検出電極４６との間に生じている電圧を検出する。かかる電圧は、タッチ領域Ｔへのタッチ操作に伴い、感圧センサ部４０の静電容量が変化することによって変化する。圧力検出回路７０は、静電容量の変化量が所定量以上になり、電圧の変化量が所定の押圧閾値以上になったときに、その旨を示す信号を振動フィードバック制御部１００に出力する。

押圧閾値は、タッチ操作に対する応答性や誤操作防止の観点から、適宜設定することができる。誤操作を防止する観点からは、押圧閾値を比較的大きい値に設定することが好ましい。一方、タッチ操作に対する応答性を低下させすぎないようにしたい場合、押圧閾値を比較的小さい値に設定することが好ましい。圧力検出回路７０は、電圧の変化量を、変化量の閾値（押圧閾値）と比較してもよいし、電圧自体を電圧の閾値（押圧閾値）と比較してもよい。電圧値を押圧閾値とする場合、感圧センサ部４０が無負荷状態のときの電圧に対して、検出したい電圧の変化量を加算して押圧閾値とすることができる。圧力検出回路７０は、オペアンプや発振器、整流器、フィルタ回路等を用いて構成することができる。

（２−８．振動素子駆動回路）
振動素子駆動回路８０は、振動フィードバック制御部１００から出力される指令信号に基づいて、振動発生部５０を駆動する。振動発生部５０が、例えば、リニア振動アクチュエータである場合、振動素子駆動回路８０は、振動発生部５０への印加電圧のオンオフを切り替える。印加電圧がオンにされた場合、振動発生部５０は、タッチ領域Ｔに対して振動を付与し、印加電圧がオフにされた場合、振動発生部５０の振動は停止する。

（２−９．振動フィードバック制御部）
振動フィードバック制御部１００は、タッチ検出回路６０及び圧力検出回路７０から出力される信号を取得し、振動フィードバック制御処理を実行する。本実施形態では、タッチ検出回路６０は、静電容量の変化が所定のタッチ検出閾値以上となったときにタッチ領域Ｔへのタッチ操作を検出して、振動フィードバック制御部１００に対してその旨を示す信号を出力する。また、圧力検出回路７０は、静電容量の変化に応じた電圧の変化量が所定の押圧閾値以上になったとき、あるいは、静電容量の変化によって電圧が所定の押圧閾値以上になったときに、振動フィードバック制御部１００に対してその旨を示す信号を出力する。

したがって、振動フィードバック制御部１００は、タッチ検出回路６０及び圧力検出回路７０からの信号が同時期に入力されたときに、タッチ操作の入力を受け付ける。例えば、振動フィードバック制御部１００は、タッチ検出回路６０からの信号が入力された後、０〜１秒の間に、圧力検出回路７０からの信号が入力されたときに、タッチ操作の入力を受け付けてもよい。また、振動フィードバック制御部１００は、タッチ操作の入力を受け付けた場合、振動素子駆動回路８０に対して、振動発生部９０の駆動指令を出力する。振動を発生させる時間は、例えば、０．５〜１．０秒としてもよく、あるいは、タッチ検出回路６０及び圧力検出回路７０からの信号が入力されている期間中、振動を発生させるようにしてもよい。

かかる振動フィードバック制御部１００は、具体的にはマイクロコンピュータ等によるプログラムの実行により実現される機能とすることができる。ただし、コンピュータプログラム以外に、種々の電子部品を用いた回路構成によって、振動フィードバック制御部１００が構成されてもよい。

＜３．振動フィードバック動作＞
以上、本実施形態にかかるスイッチ装置１０の構成例について説明した。かかるスイッチ装置１０をタッチ操作した際のフィードバック（以下、「振動フィードバック」ともいう。）の動作の一例について以下説明する。

図８は、本実施形態にかかるスイッチ装置１０におけるタッチ操作時の振動フィードバック動作の一例を示すフローチャートである。かかるフローチャートは、振動フィードバック制御部１００により実行される処理を示す。

まず、ステップＳ１２において、振動フィードバック制御部１００は、タッチセンサ部３０の静電容量が変化したか否かを判別する。具体的に、本実施形態では、タッチ検出回路６０は、タッチセンサ部３０の静電容量が変化したとき、あるいは、タッチセンサ部３０の静電容量の変化量がタッチ検出閾値以上になったときに、振動フィードバック制御部１００に対してその旨を示す信号を出力する。したがって、振動フィードバック制御部１００は、ステップＳ１２において、かかる信号が入力されたか否かを判別する。

タッチセンサ部３０の静電容量が変化していない場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、振動フィードバック制御部１００は、タッチセンサ部３０の静電容量が変化するまで、ステップＳ１２の判別を繰り返す。そして、タッチセンサ部３０の静電容量が変化した場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、振動フィードバック制御部１００は、ステップＳ１４の処理に進む。

ステップＳ１４において、振動フィードバック制御部１００は、感圧センサ部４０の可動電極４２と静電容量検出電極４６との間に発生している電圧の変化量が押圧閾値以上になっているか否かを判別する。具体的に、本実施形態では、圧力検出回路７０は、可動電極４２と静電容量検出電極４６との間に発生している電圧の変化量が押圧閾値以上になったときに、振動フィードバック制御部１００に対してその旨を示す信号を出力する。したがって、振動フィードバック制御部１００は、ステップＳ１４において、かかる信号が入力されたか否かを判別する。

なお、圧力検出回路７０では、感圧センサ部４０で発生している電圧が、所定の押圧閾値以上になったときに、振動フィードバック制御部１００に対してその旨を示す信号を出力するようにしてもよい。

感圧センサ部４０で発生している電圧の変化量が押圧閾値未満の場合（Ｓ１４：Ｎｏ）、振動フィードバック制御部１００は、タッチ操作の入力を受け付けることなく、ステップＳ１２に戻る。この場合、タッチ領域Ｔに対して、振動発生部５０による振動は付与されない。一方、感圧センサ部４０で発生している電圧の変化量が押圧閾値以上の場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、振動フィードバック制御部１００は、ステップＳ１６に進み、振動フィードバックを発生させる。

具体的に、振動フィードバック制御部１００は、ステップＳ１６において、振動素子駆動回路８０に対して、振動発生部５０の駆動指令を出力する。これに伴い、振動素子駆動回路８０は、振動発生部５０に電圧を印可し、振動を発生させる。これにより、タッチ領域Ｔに振動が付与され、操作者は、自身が操作を行っていることを容易に認識することができる。このようにして、スイッチ装置１０は、スイッチ装置１０の誤操作を防止しつつ、操作感を向上させることができる。

＜４．効果＞
以上説明したように、本実施形態にかかる車両用のスイッチ装置１０は、基体部１６と、基体部１６に対して相対移動可能な意匠パネル１２との間に感圧センサ部４０を備えている。かかる感圧センサ部４０の変位部材としての可動電極４２は、弾性を有するとともに、振動発生時のダンパ部材を兼ねている。かかる感圧センサ部４０は、振動発生時において、振動を阻害する大きな抵抗力を生じさせることがない。したがって、タッチ操作時の押圧力を検出する感圧機能と、タッチ操作入力受付時の振動フィードバック機能とを両立させることができる。これにより、スイッチ装置１０は、スイッチ装置１０の誤操作を防止しつつ、操作感を向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記の実施形態においては、意匠パネル１２の上面部１２ｂの裏面と、基体部１６の上面との間に感圧センサ部４０が配置されていたが、感圧センサ部４０の配置位置はかかる例に限定されない。感圧センサ部４０の静電容量検出電極４６が意匠パネル１２側に固定され、変位部材としての可動電極４２が基体部１６側に固定されてもよい。かかる構成によっても、基体部１６に対する意匠パネル１２の相対移動によって、静電容量が変化し、タッチ操作時の押圧力を検出することができるとともに、振動を阻害する抵抗力を増大させることがない。

また、意匠パネル１２の下面部１２ｃの裏面と、基体部１６の下面との間に感圧センサ部４０が配置されてもよい。この場合、タッチ領域Ｔへのタッチ操作に伴って、感圧センサ部４０の可動電極４２と静電容量検出電極４６との間の距離が拡がり、静電容量に変化が生じる。したがって、かかる構成のスイッチ装置であっても、タッチ操作時の押圧力を検出することができるとともに、振動を阻害する抵抗力を増大させることがない。さらに、感圧センサ部４０の配置位置は、タッチ領域Ｔへのタッチ操作に伴って、意匠パネル１２が基体部１６に対して相対移動し、感圧センサ部４０の可動電極４２と静電容量検出電極４６との間の距離が変化する部分であればよく、特に限定されない。

また、上記の実施形態においては、タッチ検出回路６０が、タッチセンサ部３０の静電容量が変化したとき、あるいは、タッチセンサ部３０の静電容量の変化量がタッチ検出閾値以上になったときに、その旨を示す信号を振動フィードバック制御部１００に出力していたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、タッチ検出回路６０が、静電容量に起因する電圧の信号を振動フィードバック制御部１００に出力し、振動フィードバック制御部１００において、静電容量の変化を判別するようにしてもよい。

同様に、上記の実施形態においては、圧力検出回路７０が、感圧センサ部４０の静電容量の変化に基づいて、押圧力が所定の押圧力以上になったことを検出したときに、その旨を示す信号を振動フィードバック制御部１００に対して出力していたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、圧力検出回路７０が、感圧センサ部４０に発生している電圧の信号を振動フィードバック制御部１００に出力し、振動フィードバック制御部１００において、電圧の信号に基づいて押圧力を判別するようにしてもよい。

２ パネル面
２ａ 開口部
４ 取付面
１０ 車両用のスイッチ装置
１２ 意匠パネル
１２ａ 操作面
１２ｂ 上面部
１２ｃ 下面部
１４ 制御基板
１６ 基体部
１６ａ 取付部
１８ カバー
２２ ダンパ部材
２４ 取付ネジ
３０ タッチセンサ部
３２ フィルム基板
４０ 感圧センサ部
４２ 可動電極
４２ａ 変位部
４２ｂ 固定部
４２ｃ 中間部
４２ｄ 突出部
４４ 樹脂フィルム基板
４６ 静電容量検出電極
５０ 振動発生部
６０ タッチ検出回路
７０ 圧力検出回路
８０ 振動素子駆動回路
９０ 振動発生部
１００ 振動フィードバック制御部
３００ 車両
３０２ インストルメントパネル
３０３ センタクラスタ
３０４ ディスプレイ装置
３０５ 空調パネル
Ｍ スイッチマーク
Ｓ 間隙
Ｔ タッチ領域

Claims (6)

1. タッチ領域へのタッチ操作に基づき静電容量が変化するタッチセンサ部と、
   前記タッチ操作により固定部材に対して相対的に変位する変位部材を有し、前記タッチ領域に対して付加される押圧力に応じた信号を出力する感圧センサ部と、
   前記タッチ領域に対して振動を付与する振動発生部と、
   前記タッチセンサ部及び前記感圧センサ部の出力に基づき、前記タッチセンサ部の静電容量の変化が検出され、かつ、前記押圧力が所定の押圧力以上になったときに、前記タッチ操作の入力を受け付け、前記振動発生部を作動する振動フィードバック制御部と、を備え、
   前記感圧センサ部の前記変位部材が、弾性を有するとともに、前記振動発生部による振動発生時のダンパ部材を兼ねる、車両用スイッチ装置。
2. 前記感圧センサ部は、導電性の前記変位部材と、前記変位部材に対して間隙を設けて対向配置された静電容量検出電極と、を有し、前記タッチ操作により前記間隙の大きさが変化する静電容量式感圧センサである、請求項１に記載の車両用スイッチ装置。
3. 前記タッチ領域が可動部材に設けられ、前記可動部材は前記固定部材に対して相対移動可能であり、前記感圧センサ部の前記変位部材が前記可動部材に設けられるとともに前記静電容量検出電極が前記固定部材に設けられる、請求項２に記載の車両用スイッチ装置。
4. 前記感圧センサ部の静電容量の変化量が所定量以上になったときに、前記押圧力が前記所定の押圧力以上になったと判定される、請求項２又は３に記載の車両用スイッチ装置。
5. 前記振動発生部により発生する前記振動の方向が、前記タッチ操作による前記変位部材の変位方向に沿う、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用スイッチ装置。
6. 前記変位部材が、導電性の弾性樹脂又は樹脂ばね、あるいは金属ばねからなる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両用スイッチ装置。
   

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