JP2016122525A

JP2016122525A - スイッチ装置

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Publication number: JP2016122525A
Application number: JP2014260796A
Authority: JP
Inventors: 寛勝片岡; Hirokatsu Kataoka; 建治網本; Kenji Amimoto; 周英田村; Chikahide Tamura
Original assignee: Valeo Japan Co Ltd
Current assignee: Valeo Japan Co Ltd
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2014-12-24
Publication date: 2016-07-07
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: EP3037934A1; EP3037934B1; CN105730320A; US9705496B2; US20160191056A1; JP6418938B2; CN105730320B

Abstract

【課題】静電容量式タッチスイッチの操作のみで、タッチ操作とプッシュ操作の両方を検出できるようにする。
【解決手段】外縁部１２ａの内側に複数の操作領域１３〜１５が設けられた非導電性の操作部１２と、操作部１２との間に間隔を開けて設けられると共に、操作領域１３〜１５の各々に一対一で対向配置された電極２２〜２４を複数有するフイルム電極２０と、操作領域１３〜１５の操作を検出するＣＰＵと、を備えるスイッチ装置であって、操作部１２の外縁部１２ａよりも内側を、操作領域１３〜１５と電極２２〜２４との対向方向に変位可能に構成し、ＣＰＵが、静電容量の変化のあった電極２２〜２４の位置と、静電容量の変化のあった検出電極２２１〜２４４での静電容量の変化量に基づいて、操作された操作領域１３〜１５と、操作された操作領域１３〜１５が、タッチ操作とプッシュ操作の何れの操作態様にて操作されたのかを判定するように構成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、スイッチ装置に関する。

特許文献１には、静電容量式のタッチスイッチと機械式の押しボタンスイッチとが組み合わせて構成されたスイッチ装置が開示されている。

特開２００７−３１７３９３号公報

この特許文献１のスイッチ装置では、操作者による操作面のタッチ操作を静電容量式のタッチスイッチで検出し、操作面のプッシュ操作を、機械式の押しボタンスイッチで検出するようになっている。

上記したスイッチ装置では、タッチ操作とプッシュ操作の両方を検出するために２種類のスイッチを備えており、特に押しボタンスイッチは、接点を接離させる機構を備えているため、スイッチ装置の作成コストが高くなる。

そこで、静電容量式タッチスイッチの操作のみで、タッチ操作とプッシュ操作の両方を検出できるようにすることが求められている。

本発明は、外縁部の内側に複数の操作領域が設けられた非導電性の操作部と、操作部との間に間隔を開けて設けられると共に、操作領域の各々に一対一で対向配置された電極を複数有する電極シートと、操作領域の操作を検出する検出手段と、を備えるスイッチ装置であって、操作部の外縁部よりも内側を、操作領域と電極との対向方向に変位可能に構成し、検出手段が、静電容量の変化のあった電極の位置と、静電容量の変化のあった電極での静電容量の変化量に基づいて、操作された操作領域と、操作された操作領域が、タッチ操作とプッシュ操作の何れの操作態様にて操作されたのかを判定するように構成したことを特徴とするスイッチ装置とした。

本発明によれば、操作部では、当該操作部の外縁部よりも内側の複数の操作領域が設けられた部分が、操作領域と電極との対向方向に変位可能に構成されているので、操作領域がタッチ操作された場合には、操作された操作領域とこの操作領域に対向配置された電極との間隔は変化しないが、プッシュ操作された場合には、プッシュ操作された操作領域が電極側に変位して電極との間隔が狭まる方向に変化するようになっている。
そうすると、操作領域がタッチ操作された場合とプッシュ操作された場合の何れの場合にも、操作された操作領域に対向配置された電極での静電容量は変化するものの、プッシュ操作された場合の静電容量の変化量のほうが、タッチ操作された場合の静電容量の変化量よりも大きくなる。
よって、静電容量の変化のあった電極の位置と、静電容量の変化のあった電極での静電容量の変化量に基づいて、操作された操作領域と、操作された操作領域が、タッチ操作とプッシュ操作何れの操作態様にて操作されたのかを判定できるので、タッチ操作とプッシュ操作の両方を検出できるスイッチ装置となる。

実施の形態にかかるスイッチ装置の分解斜視図である。実施の形態にかかる上カバーとフィルム電極の平面図である。実施の形態にかかる制御部の機能ブロック図である。実施の形態に操作ボタンのタッチ操作およびプッシュ操作を説明する図である。実施の形態にかかる操作ボタンのスライド操作を説明する図である。実施の形態にかかるスイッチ装置の動作を説明する図ある。

以下、本発明に係るスイッチ装置を、車両のステアリングハンドルに内装されたスイッチであって、車両の車載機器（例えば、空調装置やオーディオ装置）の操作に用いられるスイッチ装置１に適用した場合を例に挙げて説明する。

図１は、実施の形態にかかるスイッチ装置１を説明する分解斜視図である。
図２は、上カバー１０およびフイルム電極２０を説明する図であり、（Ａ）は上カバー１０の平面図であって、スイッチ装置１をステアリングハンドルに取り付けた状態での上カバー１０の向きを説明する図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を拡大した図であり、（Ｃ）はフイルム電極２０の平面図である。
なお、以下の説明では、説明の便宜上、図１における「上カバー１０側」を「上側」、「下カバー５０側」を「下側」として説明する。
さらに、図２の（Ａ）における「操作ボタン１３４側」を「上側」、「操作ハンドル１３５側」を「下側」、「操作ハンドル１３１側」を「左側」、「操作ハンドル１３３側」を「右側」として説明する。

図１に示すように、スイッチ装置１は、操作部１２を有する上カバー１０と、複数の電極２２、２３、２４を有するフイルム電極２０と、フイルム電極２０が載置されるベース３０と、スイッチ装置１の全体制御を行う制御部４２（中央演算処理装置）を有する基板４０と、上カバー１０と嵌合する下カバー５０とを備えている。
上カバー１０と下カバー５０は、フイルム電極２０と、ベース３０と、基板４０とを収容した状態で上下方向から相互に嵌合するようになっている。

上カバー１０は、上壁１１と、この上壁１１の周縁を囲む周壁１６とを備えており、この上カバー１０は、非導電性の合成樹脂材料で形成されている。

上壁１１には、ユーザ（図示せず）による操作（タッチ操作、プッシュ操作、スライド操作）が行われる操作部１２が設けられており、この操作部１２のベース３０側の下方には、ベース３０に載置されたフイルム電極２０が、操作部１２との間に間隔を開けて設けられている。

操作部１２には、任意の機能が割り当てられた操作領域１３、１４、１５が複数設けられており、上壁１１におけるこれら操作領域１３、１４、１５が設けられた領域（操作部１２）の厚みは、これら操作領域１３、１４、１５が設けられた領域（操作部１２）の外縁部１２ａ（図２参照）の厚みよりも薄くなっている。
そのため、操作領域１３、１４、１５が設けられた領域（操作部１２）は、操作部１２とフイルム電極２０との対向方向に変位可能となっており、いずれかの操作領域１３、１４、１５が、ユーザによりフイルム電極２０側の下方に押圧（プッシュ操作）されると、押圧された操作領域と、その周辺領域が、フイルム電極２０側に変位するようになっている。

図２の（Ａ）に示すように、平面視において操作領域１３は、操作部１２のほぼ中央に設定された円形形状の領域であり（図中、点線参照）、この操作領域１３では、５つの操作ボタン１３１〜１３５が相互に隣接して設けられている。
操作ボタン１３１、１３２、１３３は、平面視における左右方向に一列に配置されており、操作ボタン１３４と１３５は、３つの操作ボタンの真ん中に位置する操作ボタン１３２を挟んだ上下方向に設けられている。よって、３つの操作ボタン１３４、１３２、１３５は、平面視における上下方向に一列に配置されている。

操作ボタン１３１、１３３、１３４、１３５の表面には、それぞれ「左矢印」、「右矢印」、「上矢印」、「下矢印」を表す図柄が施されており、操作ボタン１３２の表面には「四角形」を表す図柄が施されている。この「左矢印」、「右矢印」、「上矢印」、「下矢印」、「四角形」は、操作ボタンに割り当てられた機能を標記する図柄であり、それぞれ、操作ボタン１３１〜１３５がタッチ操作された場合には、図示しないディスプレイ上に表示されたカーソルの「左移動」、「右移動」、「上移動」、「下移動」、「決定」の機能が実行され、操作ボタン１３１〜１３５がプッシュ操作された場合には、上記の機能に関係なく、「決定」の機能が実行されるようになっている。

図２の（Ａ）に示すように、操作領域１４は、操作領域１３の下側に配置されており、３つの操作ボタン１４１、１４２、１４３が、平面視における左右方向に一列に配置されている。
操作ボタン１４１、１４２、１４３の表面には、各操作ボタン１４１、１４２、１４３に割り当てられた機能を標記する図柄、具体的には、「Ｕ型の矢印（バック）」、「電話」、「ハンズフリー」が施されている。

また、操作領域１５は、操作領域１３の右側に配置されており、４つの操作ボタン１５１、１５２、１５３、１５４が、平面視における上下方向に一列に配置されている。
操作ボタン１５１〜１５４の表面には、「−」の図柄がそれぞれ施されており、当該図柄の下端には音量を小さくするイメージの図柄が施され、上端には音量を大きくするイメージの図柄が施されている。このため、操作ボタン１５１〜１５４の下側から上側への操作により、音量が徐々に上がることを推測させるようになっている。

各操作領域１３、１４、１５のベース３０側の下方には、ベース３０に載置されたフイルム電極２０が、操作部１２との間に間隙を開けて設けられている。
フイルム電極２０は、可撓性のあるＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ）で構成されており、ベースフィルム２１と、このベースフィルム２１の一端から、ベース３０の下方に配置される基板４０まで延びる端子部２５と、を有している（図１参照）。

ベースフィルム２１の上カバー１０側の表面には、透明又は半透明の電極２２、２３、２４が複数設けられている。
操作領域１３の下方に位置する電極２２は、操作領域１３の各操作ボタン１３１〜１３５に対応する検出電極２２１〜２２５を有しており、操作領域１４の下方に位置する電極２３は、操作領域１４の各操作ボタン１４１〜１４３に対応する検出電極２３１〜２３３を有しており、操作領域１５の下方に位置する電極２４は、操作領域１５の各操作ボタン１５１〜１５４に対応する検出電極２４１〜２４４を有している。
これら検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４の各々は、前記した操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４に、それぞれ一対一の関係で対向して配置されており、対向配置された操作ボタンとの間に所定の間隔ｓ１を有するように設けられている（図２の（Ｂ）参照）。

各々の検出電極と操作ボタンとの間の操作ボタンのプッシュ方向の間隔ｓ１は、操作ボタンが押圧操作（プッシュ操作）された際に、フイルム電極２０側に変位した操作ボタンが、対応する検出電極に接触することのない間隔に設定されている。

端子部２５は、各検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４と接続されており（図１参照）、端子部２５が、後記する基板４０のコネクタ４３に接続されると、検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４と基板４０の制御部４２とが接続されるようになっている。

フイルム電極２０が載置されるベース３０は、フイルム電極２０の上カバー１０とは反対側の面を支持する支持部３１と、支持部３１の周縁を囲む周壁部３２とを有している。
ベース３０は、下カバー５０側の下方に開口を向けた有底筒形状を成しており、下カバー５０の上面に固定された基板４０の外周に、周壁部３２を外嵌して設けられている。
ベース３０は、透明な合成樹脂（例えば、アクリル樹脂）材料により形成されている。

図１に示すように、基板４０は、ベース４１と、スイッチ装置１の全体の制御を行う制御部４２と、フイルム電極２０の端子部２５が挿抜されるコネクタ４３と、複数のＬＥＤ４４とを備えて構成される。
制御部４２と、コネクタ４３と、ＬＥＤ４４は、ベース４１に表面実装されている。
フイルム電極２０の端子部２５をコネクタ４３に挿し込むことで、フイルム電極２０の電極２２〜２４と制御部４２とが接続される。

複数のＬＥＤ４４は、フイルム電極２０とベース３０と基板４０とが、上カバー１０と下カバー５０とに組み付けられた状態で、上カバー１０の操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４およびフイルム電極２０の検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４と上下方向に重なる位置に配置されている。
よって、複数のＬＥＤ４４から出力された照射光（図示せず）は、透明なベース３０と透明なフイルム電極２０（電極２２〜２４）を透過して、上カバー１０の操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４を照らすようになっている。

図３は、制御部４２の機能ブロック図である。
制御部４２は、ＣＰＵ４２ａと、ＣＰＵ４２ａやＬＥＤ４４に駆動電力を供給する電源回路４２ｂと、ＣＰＵ４２ａとＥＣＵ（車両の車載機器）と間の信号の送受信を行う通信回路４２ｃと、インタフェース（Ｉ／Ｏ）回路４２ｄ、４２ｅとから構成される。

ＣＰＵ４２ａは、インタフェース回路４２ｅと端子部２５とを介して、フイルム電極２０の電極２２〜２４と接続されており、電極２２〜２４の各検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４での静電容量の変化の有無と、変化があった場合の静電容量の変化量に基づいて、操作された操作ボタンの特定と、操作された操作領域１３〜１５（操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４）での操作態様を特定する。

ＣＰＵ４２ａは、比較部４２ａ１と、判定部４２ａ２と、制御部４２ａ３とを備えている。
ＣＰＵ４２ａの比較部４２ａ１は、フイルム電極２０の電極２２〜２４の各検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４での静電容量の変化の有無を検出し、静電容量の変化のあった検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４での静電容量の変化量と後記する閾値との比較を行う。

判定部４２ａ２は、静電容量の変化のあった検出電極のうち、静電容量の変化量が最も大きい検出電極に対向配置される操作ボタンを、操作された操作ボタンと判定する。そして、判定部４２ａ２は、静電容量の変化の仕方（図４の（Ｃ）、（Ｄ）、図５参照）に基づいて、操作された操作ボタンが何れの操作態様（タッチ操作、プッシュ操作、スライド操作）により操作されたのかを特定する。

制御部４２ａ３は、通信回路４２ｃとインタフェース回路４２ｄとを介してＥＣＵ（車載機器）に接続されており、判定部４２ａ２による、操作された操作ボタンと操作態様の特定結果に基づいて、ＥＣＵの制御を行う。
例えば、制御部４２ａ３は、操作ボタン１３３がタッチ操作の態様で操作されたと判定した場合、通信回路４２ｃを介して、操作ボタン１３３がタッチ操作されたことを示すコマンドをＥＣＵに送信する。

ＬＥＤ４４の点灯／消灯は、車両側のＥＣＵから受信した制御信号に基づいて行われる。例えば、夜間などの場合、車両側のＥＣＵは、図示しない車両のヘッドライトが点灯されたことに基づいて、複数のＬＥＤ４４の全点灯を指示する制御信号をＬＥＤ４４に送信する。ＬＥＤ４４は、全点灯を指示する制御信号をＥＣＵから受信したことに基づいて点灯するようになっている。

次に、制御部４２（ＣＰＵ４２ａ）により実行される各操作領域１３、１４、１５における操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４と操作の有無と、操作の態様の特定を説明する。
はじめに、操作ボタンのタッチ操作とプッシュ操作の特定を説明する。

図４は、操作ボタンのタッチ操作およびプッシュ操作を説明する図であり、（Ａ）は、操作ボタン１３１〜１３３のタッチ操作を説明する図であり、（Ｂ）は、操作ボタン１３１〜１３３のプッシュ操作を説明する図であり、（Ｃ）は（Ａ）および（Ｂ）の場合における操作ボタン１３２に対向して配置される検出電極２２２の静電容量の変化量を説明する図であり、（Ｄ）は（Ａ）および（Ｂ）の場合における操作ボタン１３２に対向して配置される検出電極２２２と、検出電極２２２に隣接して配置される検出電極２２１、２２３の静電容量の変化量を説明する図である。

ここで、実施の形態では、制御部４２が、各操作領域１３、１４、１５の各操作ボタンに一対一で対応する各検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４での静電容量の変化に基づいて、各操作領域１３、１４、１５における操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４の操作の有無と、操作の態様を特定するようになっている。
そして、各操作領域１３、１４、１５での操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４の操作の有無と、操作の態様の特定方法は、同じであるので、以下の説明においては、操作領域１３での操作ボタン１３１〜１３５の操作の有無と、操作の態様の特定を代表して説明する。

はじめに、操作された操作ボタンの特定と、操作された操作ボタンの操作態様の特定原理を説明する。

例えば、操作ボタン１３２が操作されると、この操作ボタン１３２に対向配置された検出電極２２２での静電容量が変化する。
制御部４２は、各検出電極２２１〜２２５での静電容量の変化の有無をモニタしているので、操作ボタン１３２が操作された場合には、この操作ボタン１３２に対向配置された検出電極２２２での静電容量の変化が、制御部４２により検知されて、操作ボタン１３２が操作されたと特定されることになる。

ここで、図２の（Ｂ）に示すように、上壁１１では、操作領域１３が設けられた操作部１２の厚みｔ１が、操作部１２の外縁を囲む外縁部１２ａ（上壁１１）の厚みｔ２よりも薄くなっており、この操作部１２の厚みｔ１は、操作領域１３をフイルム電極２０側の下方に押圧操作した際に、押圧された操作領域と、その周辺領域が、フイルム電極２０側に変位するようになっている。
そのため、操作ボタン１３２がプッシュ操作（押圧操作）された場合の検出電極２２２での静電容量の変化量のほうが、タッチ操作された場合の検出電極２２２での静電容量の変化量よりも大きくなる。

実施の形態では、静電容量に変化があった検出電極２２２での変化後の静電容量が、所定の第１の閾値ＴＨ１以上であって、第１の閾値ＴＨ１よりも大きい第２の閾値ＴＨ２未満であるときは（図４の（Ｃ）における時間帯Ｂ）、制御部４２が、操作ボタン１３２の操作態様はタッチ操作であると判定し、変化後の静電容量が、第２の閾値ＴＨ２以上であるとき（図４の（Ｃ）における時間帯Ｃ）には、制御部４２が、操作ボタン１３２の操作態様はプッシュ操作であると判定する。

このように、操作ボタン１３２がプッシュ操作された場合とタッチ操作された場合での静電容量の大きさの違いに基づいて、操作ボタン１３２の操作態様が、プッシュ操作とタッチ操作の何れであるのかを特定している。

ここで、実施の形態では、操作領域１３の各操作ボタン１３１〜１３５が、近接して配置されているので、実際に操作された操作ボタンに対応する検出電極だけでなく、操作された操作ボタンに隣接する他の操作ボタンに対応する検出電極の静電容量も変化する。
そのため、実施の形態では、静電容量の変化があった検出電極が複数ある場合には、変化があった検出電極での静電容量の大きさに基づいて、実際に操作された操作ボタンを特定している。

操作ボタン１３２が操作された場合を例に挙げて説明をすると、この操作ボタン１３２に対応する検出電極２２２での変化後の静電容量が、所定の第１の閾値ＴＨ１以上であって、第１の閾値ＴＨ１よりも大きい第２の閾値ＴＨ２未満である場合には、操作ボタン１３２の操作態様がタッチ操作であると特定される。
また、変化後の静電容量が第２の閾値ＴＨ２以上であり、かつこの検出電極２２２に隣接する他の検出電極２２１、２２３、２２４、２２５の静電容量もまた増加した場合には、操作ボタン１３２の操作態様がプッシュ操作であると特定される。

ここで、操作ボタンの操作態様がプッシュ操作であると特定するにあたり、（ａ）検出電極での変化後の静電容量が第２の閾値ＴＨ２以上であり、かつ（ｂ）検出電極２２２に隣接する他の検出電極２２１、２２３、２２４、２２５の静電容量も増加したこと、を要件としたのは、操作ボタンの操作態様がプッシュ操作であることをより確実且つ正確に検出できるようにするためである。

ちなみに、プッシュ操作された操作ボタンが、操作ボタン１３３（図２の（Ａ）参照）である場合には、操作ボタン１３３に対応する検出電極２２３での変化後の静電容量が、第２の閾値ＴＨ２以上であり、かつこの検出電極２２３に隣接する他の検出電極２２２の静電容量もまた増加した場合に、操作ボタン１３３がプッシュ操作されたと特定されることになる。

以下、操作ボタン１３２が操作された場合に、操作ボタン１３２に対応する検出電極２２２と、この操作ボタン１３２に隣接する他の操作ボタン１３１、１３３に対応する検出電極２２１、２２３において、静電容量の変化があった場合を例に挙げて説明をする。

この場合には、制御部４２が、静電容量の変化のあった検出電極２２１、２２２、２２３での静電容量の変化を同時に検出することになる（図４の（Ｄ）における時間帯Ｂ）ので、各検出電極２２１、２２２、２２３での静電容量の変化量が比較される。
ここで、実際に操作された操作ボタンに対応する検出電極での静電容量の変化量が最も大きくなるので、静電容量の変化量が最も大きい検出電極２２２に対応する操作ボタン１３２が操作されたと判定されることになる。

なお、操作ボタン１３２の操作態様（プッシュ操作、タッチ操作）は、前記した図４の（Ｃ）の場合と同様に、変化後の静電容量の大きさに基づいて特定されることになる（図４の（Ｄ）における時間帯Ｃ）。

次に、操作ボタンのスライド操作の特定を説明する。
図５は、操作ボタンのスライド操作を説明する図であり、指Ｆを、操作ボタン１３１〜１３３の間でスライドさせる場合における、検出電極２２１、２２２、２２３の静電容量の変化を説明する図である。

例えば、操作者（図示せず）の指Ｆが、操作領域１３の操作ボタンを、操作ボタン１３１、操作ボタン１３２、操作ボタン１３３の順番（矢印Ａ方向）でスライド操作した場合（スライド操作Ａ）には、指Ｆが最初に触れた操作ボタン１３１に対応する検出電極２２１での静電容量が最初に増大する（図５の斜面ａ）。
そして、スライド操作により、指Ｆが触れている位置が操作ボタン１３１から操作ボタン１３２に向けて移動すると、操作ボタン１３１に対応する検出電極２２１での静電容量が減少する（図５の斜面ｂ）と共に、操作ボタン１３２に対応する検出電極２２２での静電容量が増大する（図５の斜面ｃ）ことになる。

同様に、スライド操作により、指Ｆが触れている位置が操作ボタン１３２から操作ボタン１３３に向けて移動すると、操作ボタン１３２に対応する検出電極２２２での静電容量が減少する（図５の斜面ｄ）と共に、操作ボタン１３３対応する検出電極２２３での静電容量が増大する（図５の斜面ｅ）ことになる。

よって、実施の形態では、制御部４２は、静電容量の変化のあった検出電極２２１、２２２、２２３が経時的に切り替わる場合には、操作ボタンの操作態様がスライド操作であると特定し、検出電極の静電容量が最大になった順番で、検出電極２２１、２２２、２２３に対応する操作ボタン１３１、１３２、１３３がスライド操作されたと特定するようになっている。

よって、操作者（図示せず）の指Ｆが、操作領域１３の操作ボタンを、操作ボタン１３１、操作ボタン１３２、操作ボタン１３３の順番（矢印Ａ方向）でスライド操作した場合（スライド操作Ａ）には、静電容量の変化量が最大となる検出電極が、検出電極２２１、検出電極２２２、検出電極２２３の順番で切り替わるので、操作ボタンが、操作ボタン１３１、操作ボタン１３２、操作ボタン１３３の順番（矢印Ａ方向）でスライド操作されたと特定できることになる。

また、操作者（図示せず）の指Ｆが、操作領域１３の操作ボタンを、操作ボタン１３３、操作ボタン１３２、操作ボタン１３１の順番（矢印Ｂ方向）でスライド操作した場合（スライド操作Ｂ）には、静電容量の変化量が最大となる検出電極が、検出電極２２３、検出電極２２２、検出電極２２１の順番で切り替わるので、操作ボタンが、操作ボタン１３３、操作ボタン１３２、操作ボタン１３１の順番（矢印Ｂ方向）でスライド操作されたと特定できることになる。

次に、スイッチ装置１により、車両の車載機器（空調装置やオーディオ装置など）を操作する場合を例示して説明する。

図６は、スイッチ装置１の操作を説明する図であり、（Ａ）は、操作ボタン１３３をタッチ操作する場合を示し、（Ｂ）は操作ボタン１３３をプッシュ操作する場合を示す。
図示しない車両には、液晶表示装置６０が設けられており、液晶表示装置６０には、車両の車載機器の状態が表示されている。スイッチ装置１の操作は、液晶表示装置６０に映し出されるようになっている。

実施の形態では、液晶表示装置６０には、左上から右方向に順番に「空調装置６１」、「オーディオ装置６２」、「ナビゲーション装置６３」、「カレンダー装置６４」、「ミキシング（Ｆａｎｄｅｒ）装置６５」、「車載カメラ装置６６」の状態が表示されている。

図６の（Ａ）に示すように、指Ｆで、操作領域１３の操作ボタン１３３をタッチすると、操作ボタン１３３に対向して配置される検出電極２２３の静電容量が増加する。
この場合には、この操作ボタン１３３に隣接する他の操作ボタン１３２に対応する検出電極２２２の静電容量もまた増加するが、検出電極２２３での静電容量の変化量のほうが、検出電極２２２での静電容量の変化量よりも大きくなるので、操作された操作ボタンが、操作ボタン１３３であると特定されることになる。
そして、検出電極２２３の変化後の静電容量が、第１の閾値ＴＨ１以上であって、第１の閾値ＴＨ１よりも大きい第２の閾値ＴＨ２未満であるときは（図４の（Ｄ）参照）、検出電極２２３に対向配置される操作ボタン１３３がタッチ操作の態様で操作されたと判定されることになる。

これに伴い、液晶表示装置６０では、選択表示（図の太枠）が右側に移動させられて、最初に選択されていた「空調装置６１」から「オーディオ装置６２」に選択が移り変わる。

次に、図６の（Ｂ）に示すように、オーディオ装置６２が選択された状態で、指Ｆで、操作ボタン１３３をプッシュすると、検出電極２２３の静電容量は、タッチ操作での静電容量の増加よりもさらに増加する。
検出電極２２３の変化後の静電容量が、第２の閾値ＴＨ２以上であるときは（図４の（Ｄ）の時間帯Ｃ）、検出電極２２３に対向配置された操作ボタン１３３がプッシュ操作の態様で操作されたと判定されることになる。

これに伴い、液晶表示装置６０では、「オーディオ装置６２」の選択を確定させ、オーディオ装置６２の詳細操作画面６１１に移行する（図６の（Ｂ）の下矢印参照）。
そして、詳細操作画面６１１では、上記と同様のタッチ操作又はプッシュ操作により、各種パラメータの選択や確定を行うことができるようになっている。

以上の通り、実施の形態では、
（１）外縁部１２ａの内側に複数の操作領域１３〜１５が設けられた非導電性の操作部１２と、操作部１２との間に間隔を開けて設けられると共に、操作領域１３〜１５の操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４各々に一対一で対向配置された電極２２〜２４の検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４を複数有するフイルム電極２０（電極シート）と、操作領域１３〜１５の操作を検出するＣＰＵ４２ａ（検出手段）と、を備えるスイッチ装置１であって、操作部１２の外縁部１２ａよりも内側を、操作領域１３〜１５と電極２２〜２４との対向方向に変位可能に構成し、ＣＰＵ４２ａが、静電容量の変化のあった電極の位置と、静電容量の変化のあった検出電極での静電容量の変化量に基づいて、操作された操作領域と、操作された操作領域が、タッチ操作とプッシュ操作の何れの操作態様にて操作されたのかを判定するように構成した。

このように構成すると、操作部１２の何れかの操作領域１３〜１５がタッチ操作されると、タッチ操作された操作領域１３〜１５の操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４と、電極２２〜２４の検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４との間の静電容量が変化すると共に、当該操作領域がプッシュ操作されたときには、プッシュ操作された操作領域１３〜１５の各々は、対向配置された電極２２〜２４に近づく方向へ変位して、操作領域と検出電極との間隔の幅が変わる（間隔ｓ１から間隔ｓ２に変わる）結果、プッシュ操作された操作領域と検出電極との間の静電容量は、タッチ操作の場合よりも大きく変化する。
よって、静電容量の変化のあった検出電極の位置と、静電容量の変化のあった検出電極での静電容量の変化量に基づいて、操作された操作領域と、当該操作領域がタッチ操作とプッシュ操作何れの態様にて操作されたのかを特定できる。
これにより、静電容量式タッチスイッチの操作のみで、タッチ操作とプッシュ操作の両方を検出できる。

（２）また、制御部４２（ＣＰＵ４２ａ）は、静電容量の大きくなる方向への変化があった複数の電極２２〜２４の検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４のうち、静電容量の変化量が最も大きい検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４に対向配置された操作領域１３〜１５の操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４が、タッチ操作またはプッシュ操作の何れかの態様にて操作された操作領域と判定する構成とした。

このように構成すると、複数の電極２２〜２４の検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４の静電容量の変化のうち、静電容量が最も大きく変化した検出電極を検知することで、タッチ操作またはプッシュ操作された操作領域１３〜１５の操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４を特定できる。
よって、操作された操作領域１３〜１５の操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４を判定するための特別な装置（例えば、機械式の押しボタンスイッチ）を別途設けなくてよく、スイッチ装置の部品点数を減らしてコストを下げることができる。

（３）また、制御部４２（ＣＰＵ４２ａ）は、静電容量の大きくなる方向への変化量が最も大きい電極２２〜２４の検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４での変化後の静電容量が、第１の閾値ＴＨ１以上であって、第１の閾値ＴＨ１よりも大きい第２の閾値ＴＨ２未満であるときは、操作された操作領域の操作態様がタッチ操作であると判定し、第２の閾値ＴＨ２以上であるときは、操作された操作領域の操作態様がプッシュ操作であると判定する構成とした。

このように構成すると、操作領域のタッチ操作とプッシュ操作の判定を、変化後の静電容量が第１の閾値ＴＨ１と、第１の閾値ＴＨ１よりも大きい第２の閾値ＴＨ２とに基づいて行うことができるので、プッシュ操作を特別の判定装置を用い必要がなく、装置の簡易化と低コスト化を図ることができる。

（４）特に、制御部４２（ＣＰＵ４２ａ）は、静電容量の大きくなる方向への変化量が最も大きい電極２２〜２４の検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４での変化後の静電容量が、第２の閾値ＴＨ２以上であり、かつ静電容量の変化量が最も大きい電極２２〜２４の検出電極２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４に隣接する他の電極での静電容量もまた大きくなる方向（第２の閾値ＴＨ２に近づく方向）に変化していた場合に、操作された操作領域の操作態様がプッシュ操作であると判定する構成とした。

操作部１２において複数の操作ボタンが互いに隣接して配置されていると、ある操作ボタンが操作されると、操作されたボタンに対応する検出電極の静電容量だけでなく、隣接する他の操作ボタンに対応する検出電極の静電容量も変化する。
ここで、実際に操作された操作ボタンに対応する検出電極での静電容量の変化量が最も大きくなり、隣接する他の操作ボタンに対応する検出電極での静電容量の変化量が次に大きくなる。
よって、上記のように構成して、例えば操作ボタン１３２が操作されて、（ａ）検出電極２２２での変化後の静電容量が第２の閾値ＴＨ２以上となり、かつ（ｂ）検出電極２２２に隣接する他の検出電極２２１、２２３、２２４、２２５の静電容量もまた増加したことを以って、操作ボタンの操作態様がプッシュ操作であると判定する構成とすることで、どの操作ボタンがプッシュ操作されたのかを、より確実且つ正確に検出できるようになる。

（５）また、制御部４２（ＣＰＵ４２ａ）は、静電容量の変化量が最も大きい検出電極が経時的に入れ替わる場合には、入れ替わりの順番で、静電容量の変化量が最も大きい検出電極が対向配置された操作領域がスライド操作されたと判定する構成とした。

このように構成すると、静電容量の変化量のみに基づいて、操作領域のスライド操作を容易に特定できる。

上記した実施の形態では、操作領域１３は円形形状の場合を例示したが、操作領域１３の形状は、操作領域１３内に配置される操作ボタンが、垂直下側（押下方向）に均等に撓むことができる形状であればよく、例えば、楕円形状や多角形形状としてもよい。

また、上記した実施の形態では、操作領域１３を他の操作部１２よりも薄肉に形成される場合を例示したが、押下された操作ボタンが撓むことができればよく、例えば、各々の操作ボタンの部分のみを薄肉に形成してもよい。

また、上記した実施の形態では、操作ボタンが撓んだ際に、当該操作ボタンに対向配置される検出電極との間に間隔ｓ２を有する場合を例示したが、操作ボタンが撓んだ際に、操作ボタンと検出電極との距離がゼロになるように設定してもよい。

また、操作ボタン１３１〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４の配置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の配置が適用できる。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれる。

１スイッチ装置
１０上カバー
１１上壁
１２操作部
１３〜１５操作領域
１６周壁
２０フイルム電極
２１ベースフィルム
２２〜２４電極
２２１〜２４４検出電極
２５端子部
３０ベース
３１支持部
３２周壁部
４０基板
４１ベース
４２制御部
４３コネクタ
４４ＬＥＤ
５０下カバー
６０液晶表示装置
６１空調装置
６２オーディオ装置
６３ナビゲーション装置
６４カレンダー装置
６５装置
６６車載カメラ装置
１３１〜１３３操作ボタン
１３４〜１３５、１４１〜１４３、１５１〜１５４操作ボタン
２２１〜２２５、２３１〜２３３、２４１〜２４４検出電極
Ｆ指

Claims

外縁部の内側に複数の操作領域が設けられた非導電性の操作部と、
前記操作部との間に間隔を開けて設けられると共に、前記操作領域の各々に一対一で対向配置された電極を複数有する電極シートと、
前記操作領域の操作を検出する検出手段と、を備えるスイッチ装置であって、
前記操作部の前記外縁部よりも内側を、前記操作領域と前記電極との対向方向に変位可能に構成し、
前記検出手段が、静電容量の変化のあった電極の位置と、前記静電容量の変化のあった電極での静電容量の変化量に基づいて、操作された操作領域と、操作された操作領域が、タッチ操作とプッシュ操作の何れの操作態様にて操作されたのかを判定するように構成したことを特徴とするスイッチ装置。
前記検出手段は、
静電容量の変化があった複数の電極のうち、静電容量の変化量が最も大きい電極が対向配置された操作領域を、操作された操作領域であると判定することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
前記検出手段は、
前記静電容量の変化が最も大きい電極での変化後の静電容量が、第１の閾値以上であって前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満であるときは、前記操作された操作領域の操作態様がタッチ操作であると判定し、前記第２の閾値以上であるときは、前記操作された操作領域の操作態様がプッシュ操作であると判定することを特徴とする請求項２に記載のスイッチ装置。
前記検出手段は、
前記静電容量の変化が最も大きい電極での変化後の静電容量が、前記第２の閾値以上であり、かつ前記静電容量の変化が最も大きい電極に隣接する他の電極の静電容量もまた変化していた場合に、前記操作された操作領域の操作態様がプッシュ操作であると判定することを特徴とする請求項３に記載のスイッチ装置。
前記検出手段は、
前記静電容量の変化量が最も大きい電極が経時的に入れ替わる場合には、
前記入れ替わりの順番で、前記静電容量の変化量が最も大きい電極が対向配置された操作領域がスライド操作されたと判定することを特徴とする請求項２から請求項４の何れか一項に記載のスイッチ装置。