JP2016153926A - 入力装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】車載用の各種電子機器の入力操作部に用いられる入力装置に関し、操作者の手や荷物などが操作部に不用意に引っかかる事を防ぎ、誤入力の抑制を実現できるものを提供することを目的とする。【解決手段】スライド操作検出部25と、回転操作検出部26と、タッチ操作検出部27が搭載されたステージ24を、昇降装置31の可動シャフト31Aの伸縮により昇降する構成とした。そして、上ケース上面に埋設された静電センサ28に操作者の手を近づけたときに、ステージ24が上昇して、上ケース29内に収容されたタッチ操作検出部27が突出する構成とした。【選択図】図1

Description

本発明は、車載用の各種電子機器の入力操作部に用いられる入力装置に関するものである。
近年、自動車に搭載されている各種電子機器を操作する基本的な形態の一つとして、車室内前方のインスツルメントパネルなどに配された、回転操作型入力装置が広く使用されている。
このような回転操作型入力装置の操作部は、操作パネル面からの突出量が、操作者が操作し易いように10〜25mm程度に設定してあることが多い。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特開2012−221439号公報
しかしながら、上記従来の回転操作型入力装置は、ケース上面から操作部を所定量突出させて、操作者が操作部をつまみやすいものとしているが、その反面、ケース上面からの突出量が大きいと、操作部に操作者の手や荷物などが引っかかることがあり、それにより誤入力の可能性があった。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作部に対して操作者の手や荷物などが不用意に引っかかる事を防ぎ、誤入力を抑制する入力装置を提供する事を目的とする。
上記目的を達成するために本発明の入力装置は、ケースと、タッチパネルを備えたタッチ操作検出部と、静電センサと、静電センサの出力信号に基づいてタッチ操作検出部をケースに収容された状態から少なくとも一部をケースから突出させる状態へ移動させる昇降装置とを備えるものである。
以上のように本発明によれば、ケースと、タッチパネルを備えたタッチ操作検出部と、静電センサと、静電センサの出力信号に基づいてタッチ操作検出部をケースに収容された状態から少なくとも一部をケースから突出させる状態へ移動させる昇降装置とを備える。対象物となる操作者の手のひらなどのケースに対する接近或いは接触を静電センサが検出して、ケースからタッチ操作検出部を突出させる構成のため、操作時以外の不用意な引っかかりが防がれ、誤入力を抑制する入力装置を提供できる。
本発明の実施の形態による入力装置の内部構造を示す斜視図 同入力装置の分解斜視図 同入力装置の操作部が収容されているときの内部構造を示す側面図 同入力装置の操作部が突出したときの内部構造を示す側面図 同入力装置の操作部が突出したときの斜視図 同入力装置への操作において、表示画面の表示事例を示す図 同入力装置への操作において、表示画面の表示事例を示す図
以下、本発明の実施の形態について、図1〜図7を用いて説明する。
(実施の形態)
図1は本発明の実施の形態による入力装置の内部構造を示す斜視図、図2は同入力装置の分解斜視図である。
本実施の形態による入力装置100は、下ケース21と、制御基板部22と、ボタンユニット23と、ステージ24と、スライド操作検出部25と、回転操作検出部26と、タッチ操作検出部27と、静電センサ28と、上ケース29を備えている。
下ケース21は、絶縁樹脂製で方形の板状部材であり、略中央部に円柱状の昇降装置31が搭載されている。そして、昇降装置31を挟んだ両側に、上方に突出した2本の円柱状のシャフト21Aが配置されている。
昇降装置31は、図示しないステッピングモータを備え、そのステッピングモータの回転量に応じて上下方向に伸縮する可動シャフト31Aが昇降装置31の中央部に配置されている。可動シャフト31Aの先端は、ステージ24の中央部の底面に接続されている。
制御基板部22では、図示しない所定の電気回路や半導体素子などが配線基板上に配置される。制御基板部22は、図示しないフレキシブルケーブルなどの接続手段によって、ボタンユニット23、スライド操作検出部25、回転操作検出部26、タッチ操作検出部27、及び昇降装置31とそれぞれ接続されて、所定の信号処理が行われる。
ボタンユニット23は、2つのスイッチ操作部23Aを備えており、スイッチ操作部23Aの上面が上ケース29の上面で露出している。なお、スイッチ操作部23Aは、押圧操作によりON/OFFのスイッチングがなされる。
ステージ24は、絶縁樹脂製で上面視略方形に形成された板状部材である。ステージ24は、対角となる2つの角部に円形のガイド孔24Aが形成されていて、そのガイド孔24A内に下ケース21のシャフト21Aが挿通されることで、平行方向に位置決めされると共に、上下方向に摺動可能に保持されている。ステージ24の上面には固定部24Bが設けられていて、スライド操作検出部25が固定されている。
スライド操作検出部25は、上面視で横方向(X方向)に配されたX軸レールに沿って摺動するX軸ステージ25Aに、縦方向(Y方向)に配されたY軸レールに沿って摺動するY軸ステージ25Bが積層されて構成される。スライド操作検出部25は、上面に回転操作検出部26が配置され、回転操作検出部26の横方向(X方向)と縦方向(Y方向)のスライド操作を検出する。
なお、スライド操作検出部25のX軸レールとY軸レールには、図示しないバネが巻回されていて、所定の力が加わっていない非動作状態では、X軸ステージ25AとY軸ステージ25Bは中間位置に停止している。
次に回転操作検出部26について説明する。
回転操作検出部26は、エンコーダユニット41と、中間カバー42と、回転操作体43を備える。
エンコーダユニット41は、絶縁樹脂製で平板状に形成されたホルダ41A上に、配線基板41Bが積層状態に搭載されていて、その配線基板41B上面に、中央孔を有した回転操作型エンコーダ41Cが半田付けで実装されている。
エンコーダユニット41の上方から、中間カバー42が配線基板41B上に搭載されていて、中間カバー42の中央孔を介して、回転操作体43が回転操作型エンコーダ41Cに接続固定されている。
そして、操作者が回転操作体43を回転操作すると、回転操作型エンコーダ41Cが共回りして所定の信号が回転操作型エンコーダ41Cから出力されるものになっている。なお、回転操作体43は中央孔を有した絶縁樹脂製である。
次にタッチ操作検出部27について説明する。
タッチ操作検出部27は、円筒形状の操作体に、液晶表示素子等の表示デバイス51が配置され、表示デバイス51の表示画面51Aをタッチパネル52で覆って構成される。タッチパネル52は、表示画面51Aに表示された所定のメニュー画面を操作者が指などで触れて操作するタッチ操作を検出する。なお、タッチパネル52は、静電容量の変化により接触位置を検出する静電容量方式のものである。
このタッチ操作検出部27は、上述した回転操作体43の中央孔を挿通させて、回転操作型エンコーダ41Cの中央孔内に嵌め込まれていて、回転操作体43が回転しても、タッチ操作検出部27は共回りすることなく固定されている。そして、タッチ操作検出部27は、回転操作体43の上面に組み合わされる。なお、これらのタッチ操作検出部27及び回転操作体43から入力装置100の操作部が構成される。
タッチ操作検出部27の表示画面51Aは、上ケース29の上面に露出すると共に、表示画面51Aは上ケース29の上面と略面一に配置されている。言い換えると、タッチ操作検出部27は回転操作体43と組み合わされた状態で、上ケース29内に収容されている。
静電センサ28は、導電性を有した金属で形成された、所定の幅を有した円環状の薄板であり、その内径は回転操作体43の外形よりも僅かに大きいものに設定されている。静電センサ28は、上ケース29の上面内側に固定されている。
ここに、静電センサ28上面と上ケース29上面との間隔は、小さいことが望ましく、本実施の形態では、0.5〜5.0mm程度に設定されている。また、静電センサは上ケースの上面から露出する構成としても良い。
なお、静電センサ28は図示しないフレキシブルケーブルなどの接続手段によって制御基板部22に接続されていて、制御基板部22によって静電センサ28の静電容量の変化を検出している。これにより、上ケース29の近傍に操作者の手などの対象物が接近することによる静電容量の変化から、対象物の接近を検知することができる。
上ケース29は絶縁樹脂製で構成された下方開口の箱型であり、上面には上述したように、ボタンユニット23のスイッチ操作部23Aと、タッチ操作検出部27の表示画面51Aが露出している。
以上のように、入力装置100は、上下に摺動可能に構成されたステージ24上に、スライド操作検出部25と、回転操作検出部26と、タッチ操作検出部27を積載した構成となっている。そして、ステージ24は、下ケース21に搭載されている昇降装置31の可動シャフト31Aの伸縮によって、上下動するものになっている。つまり、上ケース29及び下ケース21で構成されるケース内に収容されている操作部(タッチ操作検出部27及び回転操作体43)が、上ケース29上面から突出可能なものになっている。
入力装置100は、車両の変速装置のギア比を切り換えるシフトレバーや、小物等を入れるためのコンソールボックスが配設されているコンソール部に配置されたり、車室内前方のインスツルメントパネルなどに配置されて使用される。
次に、入力装置100の使用開始時及び終了時の動作について説明する。
図3は入力装置100の操作部が収容状態のときの内部構造を示す側面図であり、図4は入力装置100の操作部が突出状態のときの内部構造を示す側面図、図5は入力装置100の操作部が突出状態のときの斜視図である。
なお、図3と図4においては、ボタンユニット23を省略して図示している。
図3に示すような操作部が上ケース29内に収容されている状態から、操作者が操作部を操作しようとして手を近づける、つまり、上ケース29上面の回転操作体43の外周位置に埋設されている静電センサ28に手を近づけると、静電センサ28の静電容量が変化する。
そして、この静電容量の変化を検出した制御基板部22が昇降装置31を駆動させる。昇降装置31は、制御基板部22からの出力信号によりステッピングモータを回転させて、その回転量に応じて可動シャフト31Aが上方に向かって所定量伸張する。
これにより、可動シャフト31Aの先端部に固定されているステージ24が上昇し、ステージ24の上に積載されているスライド操作検出部25と、回転操作検出部26と、タッチ操作検出部27が上昇する。
そして、入力装置100の操作部(タッチ操作検出部27及び回転操作体43)は、図4、図5に示すように上ケース29上面から突出した状態(ポップアップ状態)となり、突出した操作部を操作者が操作する。
操作者の所定の操作が完了し、入力装置100の上ケース29上面から操作者の手が離れると、静電センサ28の静電容量が元の状態に戻る。この変化を制御基板部22が検出して、上方に伸張していた可動シャフト31Aが元の長さに収縮してステージ24を下降させる。これにより、操作部は上ケース29上面内に収容された図3の状態に戻る。
つまり、入力装置100の操作部は、操作者が操作部を操作しない場合は上ケース29内に収容された状態となり、操作者の必要に応じて上ケース29上面から突出するものになっている。
このように、当該実施の形態のものであれば、操作者が操作部を操作しないときは上ケース29内に収容された状態であるため、操作部に荷物などが引っかかる事が防がれ、誤入力を抑制したものを実現できる。
また、タッチ操作検出部27が突出することにより、静電センサ28とタッチパネル52の距離が離れる。タッチパネル52に静電容量方式のタッチパネルを用いている場合、タッチパネル52から放射された電界の一部が静電センサ28に吸収されるが、静電センサ28とタッチパネル52の距離が離れることにより、その吸収量が減少する。これにより、タッチパネル52の接触位置の検出精度(特にタッチパネル52の外周位置)を低下させる要因となる静電センサ28の影響が減少し、タッチパネル52の位置検出精度が向上する。
さらに、図6、図7を用いて、入力装置100の使用時の動作について説明する。
図6、図7は、表示デバイス51に表示される画面の表示事例を示す図である。
図6(a)に示すように、表示画面51Aには、中央部に車両内の設定温度が拡大表示されていると共に、下側部分には空調の風量を示す棒グラフが縮小表示されている。
ここで、上ケース29から突出した回転操作体43を回転させると、その回転操作に応じて回転操作型エンコーダ41Cから所定の信号が出力される。そして、その出力信号を制御基板部22が検出して、回転方向と回転量が検出される。
例えば、設定温度が拡大表示されている状態で、操作者が回転操作体43を回転操作すると、車両内の温度設定が変更される。例えば右方向に回転させると、図6(b)に示すように、設定温度が上昇する。
次に、突出した回転操作体43をXY方向にスライド操作すると、そのXY方向の移動量をX軸ステージ25AとY軸ステージ25Bがそれぞれ検出し、それぞれの方向成分に分解された所定の信号が出力される。そして、その出力信号を制御基板部22が検出する。
例えば、回転操作体43を下方向(Y方向下向き)にスライド操作させると、表示画面51Aに表示される画面は、下側部分に縮小表示されていた空調の風量を示す棒グラフが中央に拡大表示されて、車両内の設定温度が上側に縮小表示された図7(a)に示した状態になる。設定温度表示は表示画面51Aの上側に縮小表示される。
上述した風量表示が拡大表示されている状態で、操作者が回転操作体43を回転操作すると、風量設定が変更される。例えば回転操作体43を右方向に回転させると、図7(b)に示すように、設定風量が上昇する。
なお、以上に示した操作事例は一例であり、カーナビゲーションやオーディオに代表される各種電子機器の操作に入力装置100を用いても良く、さらには、タッチパネル52による操作を組み合わせたものにしても良い。
なお、タッチパネル52を用いた操作としては、タッチパネル52の表面で下方向(Y方向下向き)に指をスライドさせ、上述した回転操作体43を下方向(Y方向下向き)にスライド操作させる場合と同様の操作を実現しても良い。
なお、表示デバイス51の表示画面51Aには、所定の操作に応じたメニュー画面などが表示されるものであり、表示デバイス51のバックライトは、ポップアップ状態においてのみ点灯される設定とするとよい。つまり、操作者が操作するときのみにバックライトが点灯する設定とすれば、長時間の点灯による表示画面51Aの画面焼き付きが抑えられる。
また、タッチ操作検出部27及び回転操作体43が上ケース29内に収容された状態であれば、上ケース29上面に外方から予期しない荷重が加えられても、タッチ操作検出部27及び回転操作体43に荷重が集中することを防ぎ、タッチ操作検出部27及び回転操作体43が破損することが防止でき有用である。
また、上述したように、静電センサ28を回転操作体43の外周位置となる上ケース29上面位置に埋設されているものとすれば、操作者が操作の途中で一時的に回転操作体43から手を離したとしても、不用意に回転操作体43が降下することを防ぐことができる。
つまり、操作者が、回転操作体43の操作を開始してから完了するまでの間で、一時的に回転操作体43から手を離したとしても、通常であれば操作者の手は操作完了までは上ケース29の上面と接触または近接した状態のままである。そのため、その状態を静電センサ28が検知し、回転操作体43は突出状態を維持したままとなるので、不用意に回転操作体43が降下することを防ぐことができる。
さらに、上述したように、静電センサ28を上ケース29側に配置すれば、タッチ操作検出部27及び回転操作体43が突出したときに、タッチパネル52は、静電センサ28と離れた構成となるため、本実施の形態のタッチパネル52のように静電容量方式タイプのものであっても、タッチパネル52の外縁部領域と静電センサ28との間の静電誘導現象の度合いが抑えられ、タッチパネル52の位置検出感度を確保しやすいものになり好ましい。
なお、静電センサ28の形状は、例えば馬蹄状に形成したり、円弧状に形成されたものを同一半径上に複数配した構成のものとしてもよく、形状や数量は限定されない。さらには、その配置位置においても、操作者の手を検知しやすい場所に適宜設定可能である。
また、静電センサ28は上ケース29上面などから露出してもよく、この場合は、操作者の手などの近接状態だけでなく、静電センサ28に接触したときの静電容量の変化も検出し、所定動作が行われる。
なお、タッチパネルは静電容量変化を検出する静電容量方式タッチパネルのものが一般的であるが、抵抗体シートを重ねて構成された抵抗膜方式タッチパネルを用いてもよい。
また、タッチパネル52による入力操作は、回転操作体43の上ケース29上面からの突出状態の有無によらず、どちらの状態でも操作可能なものに設定してもよく、必要に応じて適宜設定すればよい。
また、昇降装置31はステッピングモータを用いるものとして説明したが、昇降させる機能を有していれば良く、バネ或いは歯車を用いるものなど様々な変更が可能である。
また、回転操作体43は必ずしも必要ではなく、回転操作を行う場合でも、タッチパネル52の上面を円弧を描くようにスライド操作させることで実現できる。
また、上述したステージ24上に、ボタンユニット23のような押圧操作でスイッチングがなされるスイッチ機構を組み込むなどして、操作部を押圧操作可能なものに構成してもよい。
以上のように、本実施の形態の入力装置100は、ケースと、タッチパネル52を備えたタッチ操作検出部27と、静電センサ28と、静電センサ28の出力信号に基づいてタッチ操作検出部27をケースに収容された状態から少なくとも一部をケースから突出させる状態へ移動させる昇降装置31とを備える。これにより、荷物などが不用意に引っかかる事を防ぎ、誤入力を防止することができる。
また、静電センサ28はケースに対し固定され、タッチ操作検出部27がケースから突出させる状態へ変化させる際に静電センサ28とタッチ操作検出部27の間の距離が離れるよう昇降装置31が移動させる。これにより、タッチパネル52の接触位置の検出精度に対する静電センサ28の影響を抑制し、高精度に接触位置の検出が可能となる。
また、タッチ操作検出部27は、タッチ操作検出部27がケース内に収容されているときは表示デバイス51が消灯(非表示)し、タッチ操作検出部27がケースから突出しているときは表示デバイス51が点灯(表示)する。これにより、表示デバイス51の焼き付きを防ぐと共に使用電力を抑制しうる。
本発明による入力装置は、操作部に荷物などが不用意に引っかかる事を防ぎ、誤入力を防止する入力装置を提供するという有利な効果を有する。
21 下ケース
21A シャフト
22 制御基板部
23 ボタンユニット
23A スイッチ操作部
24 ステージ
24A ガイド孔
24B 固定部
25 スライド操作検出部
25A X軸ステージ
25B Y軸ステージ
26 回転操作検出部
27 タッチ操作検出部
28 静電センサ
29 上ケース
31 昇降装置
31A 可動シャフト
41 エンコーダユニット
41A ホルダ
41B 配線基板
41C 回転操作型エンコーダ
42 中間カバー
43 回転操作体
51 表示デバイス
51A 表示画面
52 タッチパネル
100 入力装置

Claims (5)

  1. ケースと、タッチパネルを備えたタッチ操作検出部と、静電センサと、上記静電センサの出力信号に基づいて上記タッチ操作検出部を上記ケースに収容された状態から少なくとも一部を上記ケースから突出した状態へ移動させる昇降装置とを備えた入力装置。
  2. 上記静電センサは上記ケースに対し固定され、上記昇降装置が上記タッチ操作検出部を上記ケースから突出した状態へ移動させる際に、上記静電センサと上記タッチ操作検出部の間の距離が離れるようにすることを特徴とする請求項1記載の入力装置。
  3. 上記タッチ操作検出部周囲に、上記タッチ操作検出部を回転させない状態で回転操作が可能な回転操作体をさらに備えた請求項1記載の入力装置。
  4. 上記タッチ操作検出部に表示デバイスを備えた請求項3記載の入力装置。
  5. 上記タッチ操作検出部は、上記タッチ操作検出部が上記ケース内に収容されているときは上記表示デバイスが消灯し、上記タッチ操作検出部が上記ケースから突出しているときは上記表示デバイスが点灯する請求項4記載の入力装置。
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