JP2022076080A - Operation device and manufacturing method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操作装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an operating device and a method for manufacturing the same.
従来の技術として、前面板の複数箇所に露出する兼用操作ノブを備えた車載用操作パネル装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 As a conventional technique, an in-vehicle operation panel device provided with dual-purpose operation knobs exposed at a plurality of locations on a front plate is known (see, for example, Patent Document 1).
この車載用操作パネル装置は、エアコン操作モードとオーディオ操作モードとが選択可能とされている。兼用操作ノブは、エアコン操作モードが選択されている場合、エアコン用操作ノブとして機能し、オーディオ操作モードが選択されている場合、オーディオ用操作ノブとして機能する。 The in-vehicle operation panel device can be selected from an air conditioner operation mode and an audio operation mode. The combined operation knob functions as an air conditioner operation knob when the air conditioner operation mode is selected, and functions as an audio operation knob when the audio operation mode is selected.
車載用操作パネル装置は、複数の機能を操作可能とするため、兼用操作ノブが機能ごとに配置されるので、製造コストが掛かる問題がある。 Since the in-vehicle operation panel device can operate a plurality of functions, the combined operation knobs are arranged for each function, which causes a problem of high manufacturing cost.
従って本発明の目的は、製造コストを抑制することができる操作装置及びその製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an operating device and a method for manufacturing the same, which can suppress the manufacturing cost.
本発明の一態様は、操作を受け付ける1つの操作部材と、操作部材になされた操作の操作方向を検出する検出部と、制御対象の機能がそれぞれに割り当てられ、操作部材に設けられた複数のタッチ電極と、検出部及び複数のタッチ電極のぞれぞれと電気的に接続され、操作者の接触が検出されたタッチ電極、及び検出された操作部材の操作方向に基づいて制御対象を制御する制御部と、を備えた操作装置を提供する。 In one aspect of the present invention, one operating member that accepts an operation, a detection unit that detects the operating direction of the operation performed on the operating member, and a plurality of functions to be controlled are assigned to the operating member. The touch electrode is electrically connected to the detection unit and each of the plurality of touch electrodes, and the control target is controlled based on the touch electrode in which the operator's contact is detected and the operation direction of the detected operating member. A control unit and an operation device including the control unit are provided.
本発明によれば、製造コストを抑制することができる。 According to the present invention, the manufacturing cost can be suppressed.
(実施の形態の要約)
実施の形態に係る操作装置は、操作を受け付ける1つの操作部材と、操作部材になされた操作の操作方向を検出する検出部と、制御対象の機能がそれぞれに割り当てられ、操作部材に設けられた複数のタッチ電極と、検出部及び複数のタッチ電極のぞれぞれと電気的に接続され、操作者の接触が検出されたタッチ電極、及び検出された操作部材の操作方向に基づいて制御対象を制御する制御部と、を備えて概略構成されている。
(Summary of embodiment)
The operation device according to the embodiment is provided with one operation member that accepts operations, a detection unit that detects the operation direction of the operation performed by the operation member, and a function to be controlled, respectively. The control target is based on the operation direction of the touch electrode, which is electrically connected to the detection unit and each of the plurality of touch electrodes, and the contact of the operator is detected, and the detected operation member. It is roughly configured with a control unit for controlling the above.
操作装置は、1つの操作部材に複数の機能が割り付けられているので、複数の機能ごとに操作部材が配置される場合と比べて、製造コストを抑制することができる。 Since a plurality of functions are assigned to one operating member of the operating device, the manufacturing cost can be suppressed as compared with the case where the operating member is arranged for each of the plurality of functions.
[第1の実施の形態]
(操作装置1の概要)
図1(a)は、操作装置の一例を示す図であり、図1(b)は、操作装置のブロック図の一例である。図2(a)は、操作装置の一例を示す斜視図であり、図2(b)は、図2(a)のII(b)-II(b)線で切断した操作装置の断面を矢印方向から見た断面図の一例である。図3(a)は、操作部材の構成の一例を示す図であり、図3(b)は、検出部の一例について説明するための断面図である。なお以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図1(b)では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
[First Embodiment]
(Outline of operation device 1)
FIG. 1A is a diagram showing an example of an operating device, and FIG. 1B is an example of a block diagram of the operating device. FIG. 2A is a perspective view showing an example of the operating device, and FIG. 2B is an arrow showing a cross section of the operating device cut along the line II (b) -II (b) of FIG. 2A. This is an example of a cross-sectional view seen from the direction. FIG. 3A is a diagram showing an example of the configuration of the operating member, and FIG. 3B is a cross-sectional view for explaining an example of the detection unit. In each figure according to the embodiment described below, the ratio between the figures may differ from the actual ratio. Further, in FIG. 1 (b), the main signal and information flow are indicated by arrows.
本実施の形態の操作装置1は、図1(a)及び図1(b)に示すように、車両8の空調装置84を操作する空調操作装置として構成されている。この操作装置1は、一例として、車両8の運転席80と助手席81の間の前方から立ち上がるセンターコンソール82に配置されている。このセンターコンソール82には、設定画像や地図画像などを表示する表示装置83が配置されている。操作装置1は、図1(a)に示すように、表示装置83の表示画面を広くするため、表示装置83の下方の狭い領域に配置されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
操作装置1は、一例として、自己容量方式のタッチセンサを操作部材2に備えている。操作装置1は、操作部材2のどの操作領域に接触してどの方向に操作がなされたかを判定する。
As an example, the
具合的には、操作装置1は、図2(a)及び図2(b)に示すように、操作を受け付ける1つの操作部材2と、操作部材2になされた操作の操作方向を検出する検出部3と、制御対象の機能がそれぞれに割り当てられ、操作部材2に設けられた複数のタッチ電極と、検出部3及び複数のタッチ電極のぞれぞれと電気的に接続され、操作者の接触を検出したタッチ電極、及び検出された操作部材2の操作方向に基づいて制御対象を制御する制御部17と、を備えて概略構成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 2A and 2B, the
操作部材2は、図3(a)に示すように、複数のタッチ電極、及び複数のタッチ電極ごとに形成された意匠を有する意匠部材4と、意匠部材4の内部に配置され、複数のタッチ電極に応じて設けられた複数の中継電極を有する導電性部材5と、を備えている。なお本実施の形態のタッチ電極は、意匠部材4に設けられるがこれに限定されず、操作部材2に対する操作者の接触が検出可能であれば操作部材2を構成する部材のいずれに配置されても良い。
As shown in FIG. 3A, the
操作部材2は、図2(a)に示すように、本体10の前面100から突出する2つの凸部12の間に配置されている。
As shown in FIG. 2A, the
本実施の形態の複数のタッチ電極は、一例として、図2(a)に示すように、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fである。なおタッチ電極の数は、これに限定されない。また複数の中継電極は、一例として、図3(a)に示すように、第1の中継電極51~第6の中継電極56である。なお中継電極の数は、タッチ電極の数と同数である。
As an example, the plurality of touch electrodes of the present embodiment are the
また導電性部材5は、図3(a)に示すように、第1の中継電極51~第6の中継電極56を絶縁する絶縁部57と、第1の中継電極51~第6の中継電極56と、が一体とされている。
Further, as shown in FIG. 3A, the
さらに操作部材2が取り付けられる本体10は、図3(a)に示すように、導電性部材5の複数の中継電極の一方端部と対向して配置された複数の対向電極を備えている。
Further, as shown in FIG. 3A, the
本実施の形態の複数の対向電極は、図3(a)に示すように、第1の対向電極61~第6の対向電極66である。この第1の対向電極61~第6の対向電極66は、基板6の配置面60に等間隔で配置されている。基板6は、例えば、プリント配線基板である。なお中継電極の一方端部とは、第1の中継電極51~第6の中継電極56の終端部51b~終端部56bである。また第1の対向電極61~第6の対向電極66は、終端部51b~終端部56bと対向すれば良いので、終端部51b~終端部56bが等間隔で並んでいなければ等間隔に配置されなくても良い。
As shown in FIG. 3A, the plurality of counter electrodes of the present embodiment are the
制御部17は、図2(b)に示すように、操作者の操作指9と第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fとの間に生じる第1の静電容量結合71、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fと第1の中継電極51~第6の中継電極56の他方端部との間に生じる第2の静電容量結合72、及び第1の中継電極51~第6の中継電極56の終端部51b~終端部56bと第1の対向電極61~第6の対向電極66との間に生じる第3の静電容量結合73に基づいて操作者とタッチ電極との間に生じた静電容量を算出し、算出した静電容量に基づいて操作者の接触を検出したタッチ電極を判定する。
As shown in FIG. 2B, the
中継電極の他方端部とは、図3(a)に示すように、第1の中継電極51~第6の中継電極56の前端部51a~前端部56aである。
As shown in FIG. 3A, the other end portion of the relay electrode is a
操作装置1は、図1(b)及び図2(b)に示すように、操作部材2の表面40、及び第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4f上に形成された遮光膜44と、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4f、及び第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4f上の遮光膜44を部分的に除去することにより形成された複数の意匠と、本体10に配置され、本体10から操作部材2側に照明光151を出力し、出力した照明光151によって複数の意匠を照明する照明部15と、を備えている。
As shown in FIGS. 1B and 2B, the operating
本実施の形態の複数の意匠は、一例として、第1の意匠21a~第6の意匠26aである。なお意匠は、タッチ電極に対して設けられるので、タッチ電極の数と同数である。
As an example, the plurality of designs of the present embodiment are the
照明部15は、複数の光源150を有している。第1の対向電極61~第6の対向電極66は、図3(a)に示すように、光源間に配置されている。本実施の形態の光源150は、等間隔で並んでいる。なお光源150の数、及び配置の間隔は、これに限定されない。
The
操作部材2は、図2(b)に示すように、軸部11を中心に矢印A方向、及び矢印A方向と逆の矢印B方向に所定の角度、回転するように構成されている。軸部11は、本体10に設けられている。この軸部11は、図3(a)に示すように、意匠部材4の側面42b及び側面42cに設けられた挿入孔46に挿入されている。この挿入孔46は、後述する導電性部材5の挿入孔59と繋がっている。従って軸部11は、挿入孔46及び挿入孔59に挿入される。
As shown in FIG. 2B, the operating
矢印A方向とは、車両8の天井方向、つまり上方向である。また矢印B方向とは、車両8の床方向、つまり下方向である。なお所定の角度とは、一例として、水平方向を基準として矢印A方向をプラス、矢印B方向をマイナスとすると、±10°程度であるがこれに限定されない。以下では、主に矢印A方向を上方向、矢印B方向を下方向と記載する。
The arrow A direction is the ceiling direction of the
また操作部材2は、一例として、上方向又は下方向に操作した後、手を離すと操作前の位置に戻る、モーメンタリ動作を行うように構成されている。
Further, as an example, the
さらに操作装置1は、図1(b)に示すように、表示部14と、記憶部16と、を備えている。表示部14は、一例として、液晶ディスプレイや有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイとして本体10の前面100に配置され、設定温度、風量、吹出口及びモードなどを表示する。
Further, as shown in FIG. 1B, the operating
記憶部16は、一例として、半導体メモリとして構成され、タッチの有無を判定するためのしきい値160を有している。制御部17は、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fを介して取得した静電容量としきい値160とを比較して操作者の接触を検出したタッチ電極を判定する。
As an example, the
(操作部材2の構成)
図4(a)は、操作部材に形成された第1のタッチ電極~第6のタッチ電極の一例を示す上面図であり、図4(b)は、一例として、意匠に応じた形状を有する貫通孔がタッチ電極に形成されることを説明するための上面図である。図4(b)では、第5のタッチ電極4eに設けられた貫通孔400を示している。
(Structure of operation member 2)
FIG. 4A is a top view showing an example of the first touch electrode to the sixth touch electrode formed on the operating member, and FIG. 4B has a shape corresponding to the design as an example. It is a top view for demonstrating that a through hole is formed in a touch electrode. FIG. 4B shows a through
・意匠部材4について
操作部材2の意匠部材4は、ポリカーボネートなどの透明な樹脂材料を用いて形成されている。意匠部材4は、表面40、前面41、後面42a、側面42b及び側面42cによって囲まれた形状を有している。また意匠部材4は、後面42aから前面41に向かって側面42b及び側面42cが細くなっている。この意匠部材4は、底面部分が開放され、その内部に導電性部材5が配置されるように構成されている。操作指9が接触する操作面2aは、後述する意匠膜45の表面である。
-About the
また意匠部材4は、図2(b)に示すように、表面40及び前面41上に第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4f、遮光膜44及び意匠膜45が形成されている。
Further, as shown in FIG. 2B, the
第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fは、後述する導電膜43を加工することによって形成されている。この導電膜43は、一例として、銀やカーボンなどの導電性材料を含む導電性塗料を少なくとも意匠部材4の表面40及び前面41に塗布して形成される。
The
第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fは、図2(b)に示すように、表面40から前面41にかけて形成され、矩形状を有している。第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fの前端部401a~前端部401fは、第1の中継電極51~第6の中継電極56の前端部51a~前端部56aと対向する部分である。第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fには、図4(a)及び図4(b)に示すように、第1の意匠21a~第6の意匠26aが形成されている。
As shown in FIG. 2B, the
遮光膜44は、例えば、照明部15の光源150から出力された照明光151を遮光する黒色の塗料によって形成されている。
The light-shielding
意匠膜45は、操作部材2の質感を付与するために設けられている。意匠膜45は、一例として、銀色の塗料を塗布して形成される。なお変形例として操作部材2は、意匠膜45を備えず、遮光膜44が露出する構成であっても良い。
The
第1の意匠21a~第6の意匠26aは、意匠の形に第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4f、遮光膜44及び意匠膜45を除去して形成されている。従って照明光151は、意匠部材4、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4f、遮光膜44及び意匠膜45を介して外側に出力し、その結果、第1の意匠21a~第6の意匠26aが照明される。
The
例えば、第5のタッチ電極4eには、第5の意匠25aの形状に導電膜43が除去されて貫通孔400が形成される。つまり第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fは、それぞれのタッチ電極に対応した第1の意匠21a~第6の意匠26aの形状の貫通孔400が形成される。なお貫通孔400は、タッチ電極、遮光膜44及び意匠膜45を貫通する孔である。
For example, in the
ここで第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fは、図2(b)において点線で示すように、タッチ操作を検出する領域となる第1の操作領域21~第6の操作領域26を規定している。操作者は、この操作領域を触って操作部材2を上方向又は下方向に操作することで、当該操作領域に割り当てられた機能を操作することができる。
Here, as shown by the dotted line in FIG. 2B, the
第1の意匠21aが形成された第1の操作領域21には、一例として、助手席側の吹出口を切り替える機能が割り当てられている。第2の意匠22aが形成された第2の操作領域22には、一例として、助手席側の設定温度を調整する機能が割り当てられている。第3の意匠23aが形成された第3の操作領域23には、一例として、風量を調整する機能が割り当てられている。第4の意匠24aが形成された第4の操作領域24には、一例として、モードを切り替える機能が割り当てられている。第5の意匠25aが形成された第5の操作領域25には、一例として、運転席側の設定温度を調整する機能が割り当てられている。第6の意匠26aが形成された第6の操作領域26には、一例として、運転席側の吹出口を切り替える機能が割り当てられている。なお車両8が左ハンドル車(ステアリングが左側に位置する)である場合、上記の運転席と助手席が入れ替わる。
As an example, a function of switching the air outlet on the passenger seat side is assigned to the
・導電性部材5について
導電性部材5は、図3(a)に示すように、前面50a、後面50b、側面50c、側面50d及び下面50eを有し、上面が開放された形状を有している。また導電性部材5は、後面50bから前面50aに向かって側面50c及び側面50dが細くなっている。この側面50c及び側面50dには、意匠部材4の挿入孔46と繋がる挿入孔59が設けられている。
-Regarding the
導電性部材5は、第1の中継電極51~第6の中継電極56と絶縁部57とを二色成型によって形成し、さらにメッキ処理を行うことにより形成されている。
The
第1の中継電極51~第6の中継電極56は、一例として、ABS樹脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene)などの樹脂材料を用いて形成され、その表面が銅などの導電性金属によってメッキ処理されている。絶縁部57は、一例として、ポリカーボネートなどの樹脂材料を用いて形成されている。
The
第1の中継電極51は、図3(a)に示すように、端上面50f、前面50a及び下面50eを介して後面50bに亘って形成されている。同様に、第2の中継電極52~第6の中継電極56は、端上面50f、前面50a及び下面50eを介して後面50bに亘って形成されている。
As shown in FIG. 3A, the
第1の中継電極51の前端部51aとは、図2(b)に示すように、導電性部材5の端上面50fから前面50aにかけて設けられた中継電極を示している。また第1の中継電極51の終端部51bとは、図2(b)に示すように、導電性部材5の後面50bに設けられた中継電極を示している。同様に、前端部52a~前端部56aとは、導電性部材5の端上面50fから前面50aにかけて設けられた中継電極を示している。さらに終端部52b~終端部56bとは、導電性部材5の後面50bに設けられた中継電極を示している。
As shown in FIG. 2B, the
ここで図2(b)に示すように、終端部51bは、第1の対向電極61側が円弧形状を有している。この形状は、操作部材2の回転によって終端部51bと第1の対向電極61との間隔の変化を抑制するためのものである。従って終端部51b~終端部56bの第1の対向電極61~第6の対向電極66側の形状は、軸部11を中心とする円の円弧の形状とされている。
Here, as shown in FIG. 2B, the
導電性部材5は、主に後面50b、側面50c及び側面50dで囲まれる収容部50gが形成されている。変形例として操作部材2は、この収容部50gに後述するライトガイドが配置されても良い。このライトガイドは、照明部15の照明光151を第1の意匠21a~第6の意匠26aに効率良く案内するために配置される。
The
導電性部材5は、図3(a)に示すように、後面50bに複数の拡散部材58を有している。この拡散部材58は、基板6の光源150と対向するように配置され、照明光151を透過させる際に拡散するものである。絶縁部57は、一例として、透明樹脂であるポリカーボネートにより形成されるので、照明光151が後面50bを透過して拡散部材58に入力する。拡散部材58は、一例として、シリコンなどの透明部材に照明光151を拡散させる部材を混合させて形成される。
As shown in FIG. 3A, the
導電性部材5は、図3(b)に示すように、後面50bから突出する突起500を有している。この突起500は、先端が二股に分かれて検出部3のボタン30を挟むようにされている。操作部材2が上方向に操作されると、突起500がボタン30を下方向に移動させる。操作部材2が下方向に操作されると、突起500がボタン30を上方向に移動させる。
As shown in FIG. 3B, the
(検出部3の構成)
検出部3は、図3(b)に示すように、基板6の配置面60に配置されている。この検出部3は、図3(b)の紙面において上下方向に移動するボタン30を備えている。
(Structure of detection unit 3)
As shown in FIG. 3B, the
このボタン30は、操作部材2の上方向及び下方向の操作に応じて下方向及び上方向に移動する。検出部3は、検出したボタン30の上下方向の移動に基づいて方向情報S1を生成して制御部17に出力するように構成されている。
The
なお検出部3は、非接触で操作部材2の上下方向の移動を検出するセンサであっても良いし、上方向を検出する第1のスイッチと下方向を検出する第2のスイッチを備えて構成されても良い。
The
変形例として操作装置1は、操作者に節度感を付与するラバードームを本体10に有しても良い。この操作装置1は、例えば、検出部3に隣接して突出する凸部を有し、その凸部を上下で挟むように2つのラバードームが配置される。操作者は、凸部を介してラバードームが座屈する際の触感を節度として認識することができる。
As a modification, the operating
(制御部17の構成)
制御部17は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うCPU(=Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(=Random Access Memory)及びROM(=Read Only Memory)などから構成されるマイクロコンピュータである。このROMには、例えば、制御部17が動作するためのプログラムが格納されている。RAMは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。また制御部17は、その内部にクロック信号を生成する手段を有し、このクロック信号に基づいて動作を行う。この制御部17は、基板6に配置されている。
(Structure of control unit 17)
The
制御部17は、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fから検出信号S2~検出信号S7を取得する。そして制御部17は、検出信号S2~検出信号S7に基づいて静電容量の変化量を算出して記憶部16に記憶したしきい値160と比較し、しきい値160より変化量が大きいタッチ電極を接触が検出されたタッチ電極と判定する。
The control unit 17 acquires the detection signals S2 to S7 from the first
制御部17は、図2(b)に示すように、操作指9とタッチ電極の間の第1の静電容量結合71、タッチ電極と中継電極の前端部との間の第2の静電容量結合72、及び中継電極の終端部と対向電極との間の第3の静電容量結合73による静電容量の変化を算出する。つまり制御部17は、第1の静電容量結合71~第3の静電容量結合73により、非接触で静電容量を検出するように構成されている。
As shown in FIG. 2B, the
また制御部17は、検出部3から取得する方向情報S1に基づいて操作部材2の操作方向を判定する。
Further, the
例えば、操作者が第5の操作領域25を摘んで操作部材2を上方向に操作した場合、第5のタッチ電極4eの静電容量の変化量がしきい値160を超えると共に、検出部3がボタン30の下方向の移動により、操作部材2の上方向の操作を検出する。制御部17は、検出部3から取得する方向情報S1、及び第5のタッチ電極4eから取得する検出信号S6に基づいて第5の操作領域25において接触が検出されると共に上方向の操作がなされたとする操作情報S9を制御対象である空調装置84に出力する。
For example, when the operator picks up the
空調装置84は、操作情報S9に基づいて第5の操作領域25の上方向の操作に対応する機能を実行する。この機能は、運転席側の設定温度を上げる機能であるので運転席側の設定温度を予め定められた量、増加させる。
The air conditioner 84 executes a function corresponding to the upward operation of the
ここで空調装置84は、操作部材2が短く上方向又は下方向に1回操作された場合、設定温度を予め定められた量、増加又は減少させる。また空調装置84は、操作部材2が上方向又は下方向に操作され、操作状態を予め定められた時間以上保持された場合、連続して設定温度を増加又は減少させる。
Here, the air conditioner 84 increases or decreases the set temperature by a predetermined amount when the operating
具体的には、空調装置84は、例えば、1回の短い操作によって設定温度が0.5°ずつ変化する場合、操作部材2が上方向に1回短く操作されると、設定温度を0.5°上昇させる。また操作部材2が上方向に操作されて保持されると、保持された時間に応じて0.5°、1.0°、1.5°などと設定温度が連続的に上昇する。
Specifically, in the air conditioner 84, for example, when the set temperature changes by 0.5 ° by one short operation, when the
この動作は、設定温度以外のモードの切り替えや吹出口の切り替えなどでも同様である。操作者が第1の操作領域21を掴んで操作部材2を上方向に短く操作した場合、空調装置84は、助手席側の吹出口を操作前の吹出口から切り替える。空調装置84は、操作部材2の操作状態が予め定められた時間以上保持された場合、吹出口を連続的に切り替える。
This operation is the same for switching modes other than the set temperature and switching the outlet. When the operator grabs the
制御部17は、駆動信号S8を生成して照明部15に出力する。照明部15は、入力した駆動信号S8に基づいて光源150を駆動して照明光151を出力する。
The
以下では、本実施の形態の操作装置1の操作部材2の製造方法の一例について図5(a)~図5(f)を参照しながら説明する。
Hereinafter, an example of a method for manufacturing the operating
(操作部材2の製造方法)
まず、図5(a)に示すように、透明な樹脂で操作部材2の一部となる意匠部材4を成形する。
(Manufacturing method of operating member 2)
First, as shown in FIG. 5A, the
次に、操作部材の表面40に導電性を有する導電性塗料を塗布して導電膜43を形成する。具体的には、図5(b)に示すように、意匠部材4の表面40に導電性塗料を塗布して導電膜43を形成する。
Next, a conductive paint having conductivity is applied to the
次に、導電膜43を部分的に除去して複数のタッチ電極を形成する。具体的には、図5(c)に示すように、レーザによって導電膜43を部分的に除去して第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fを形成する。
Next, the
次に、操作部材2及び第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4f上に遮光性を有する遮光塗料を塗布して遮光膜44を形成する。具体的には、図5(d)に示すように、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fが形成された意匠部材4の表面40、前面41、後面42a、側面42b及び側面42c上に遮光膜44を形成する。
Next, a light-shielding paint having a light-shielding property is applied onto the
次に、遮光膜44上にさらに塗料を塗布して塗膜を形成する。具体的には、図5(e)に示すように、操作部材2に質感を付与するため、遮光膜44上に意匠膜45を形成する。なお塗膜は、意匠膜45に限定されず、遮光膜44を保護する保護膜であっても良い。また塗膜は、形成されなくても良い。
Next, a paint is further applied on the light-shielding
次に、意匠膜45、遮光膜44及び第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fを部分的に除去してタッチ電極ごとに割り当てられた制御対象の機能を示す意匠を形成する。具体的には、図5(f)に示すように、レーザによって第1の意匠21a~第6の意匠26aを形成する。この第1の意匠21a~第6の意匠26aは、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4f上に形成されるので、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fには、第1の意匠21a~第6の意匠26aの形状の貫通孔400が形成されている。
Next, the
(第1の実施の形態の効果)
本実施の形態に係る操作装置1は、製造コストを抑制することができる。具体的には、操作装置1は、制御対象の複数の機能を1つの操作部材2に集約しているので、機能ごとにスイッチなどを配置する場合と比べて、部品点数が少なくなり製造コストを抑制することができる。
(Effect of the first embodiment)
The operating
操作装置1は、1つの操作部材2に複数の機能を集約するため、機能ごとにタッチ電極と、タッチ電極に割り当てられた機能を示す意匠と、が操作部材2に設けられている。操作装置1は、操作指とタッチ電極との間の第1の静電容量結合71、タッチ電極と中継電極との間の第2の静電容量結合72、及び中継電極と対向電極との間の第3の静電容量結合73によって操作による静電容量の変化を検出するので、タッチ電極と配線で接続される場合と比べて、操作部材2に配置されたタッチ電極と制御部17とが非接触で電気的に接続され、操作による配線の断線に起因する故障が発生しない。
In order to consolidate a plurality of functions into one
操作装置1は、導電膜43を加工することにより、タッチ電極を形成する製造方法を採用するので、意匠部材の内側にタッチ電極が形成されたシートを貼り付ける場合と比べて、位置ずれが抑制されて検出精度が向上する。また操作装置1は、当該シートを貼り付ける場合と比べて、操作部材2の表面40を曲面にするなどの形状の自由度が向上する。
Since the
操作装置1は、導電膜43を加工してタッチ電極、及びタッチ電極に意匠を形成する製造方法を採用するので、タッチ電極が形成されたシートを貼り付ける場合と比べて、意匠を照明することが容易となる。
Since the
操作装置1は、導電膜43を加工してタッチ電極を形成し、遮光膜44及び意匠膜45を形成した後、意匠膜45、遮光膜44及びタッチ電極を意匠の形状に除去する製造方法を採用するので、この製造方法を採用しない場合と比べて、導電性を維持したまま意匠を照明することができる。
The operating
操作装置1は、導電性部材5を二色成型によって形成するので、第1の中継電極51~第6の中継電極56と絶縁部57とを一体的に形成することができる。従って操作装置1は、二色成型によって形成しない場合と比べて、1つの部材でありながら絶縁性を保ちつつ分割された複数の中継電極を有することができる。
Since the
操作装置1は、複数の機能を1つの操作部材2に集約しているので、機能ごとにスイッチなどを配置する場合と比べて、薄型化、言い換えるなら低背化することができ、配置スペースが狭い場所に配置することができる。
Since the
操作装置1は、中継電極の終端部が円弧形状であるので、操作部材2の上下方向の操作において対向電極との間隔を最小限に設定でき、また間隔が安定して接触を高い精度で検出することができる。操作装置1は、終端部と対向電極とが非接触であるので、接点である場合と比べて、操作による摩耗に起因する導通不良などが発生しない。
Since the end portion of the relay electrode of the
操作装置1は、操作部材2に意匠膜45が形成されているので、形成されない場合と比べて、質感が高い。また操作装置1は、意匠膜45により質感を高めつつ意匠の照明が容易であり、また導電膜43により形成されたタッチ電極による接触の検出精度が高い。
Since the
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態は、タッチ電極の前端部と後端部が中継電極に対向する点で他の実施の形態と異なっている。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the other embodiments in that the front end portion and the rear end portion of the touch electrode face the relay electrode.
図6(a)は、操作部材の一例を示す図であり、図6(b)は、図6(a)のVI(b)-VI(b)線で切断した断面を矢印方向に見た断面図の一例である。図7(a)は、意匠部材の一例を示す斜視図であり、図7(b)は、導電部材の一例を示す斜視図であり、図7(c)は、導電部材の裏側の一例を示す斜視図である。なお以下に記載する実施の形態において、第1の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第1の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。 FIG. 6 (a) is a diagram showing an example of an operating member, and FIG. 6 (b) shows a cross section cut along the line VI (b) -VI (b) of FIG. 6 (a) in the direction of an arrow. This is an example of a cross-sectional view. 7 (a) is a perspective view showing an example of a design member, FIG. 7 (b) is a perspective view showing an example of a conductive member, and FIG. 7 (c) is an example of the back side of the conductive member. It is a perspective view which shows. In the embodiments described below, portions having the same functions and configurations as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
本実施の形態の複数の中継電極は、一方端部と他方端部との間に中間端部を有している。また本実施の形態の複数のタッチ電極は、中間端部と対向する後端部を有している。そして本実施の形態の制御部は、第1の静電容量結合~第3の静電容量結合に加えて、中間端部と後端部との間に生じる第4の静電容量結合に基づいて操作者の接触を検出したタッチ電極を判定するように構成されている。 The plurality of relay electrodes of the present embodiment have an intermediate end portion between one end portion and the other end portion. Further, the plurality of touch electrodes of the present embodiment have a rear end portion facing the intermediate end portion. The control unit of the present embodiment is based on the fourth capacitance coupling generated between the intermediate end portion and the rear end portion in addition to the first capacitance coupling to the third capacitance coupling. It is configured to determine the touch electrode that has detected the contact of the operator.
具体的には、操作装置1は、図6(a)~図7(c)に示すように、操作指9と第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fの間の第1の静電容量結合71、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fと第1の中継電極51~第6の中継電極56の前端部51a~前端部56aとの間の第2の静電容量結合72、及び第1の中継電極51~第6の中継電極56の終端部51b~終端部56bと第1の対向電極61~第6の対向電極66との間の第3の静電容量結合73に加え、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fの後端部402a~後端部402fと第1の中継電極51~第6の中継電極56の中間端部51c~中間端部56cとの間の第4の静電容量結合74による静電容量の変化を算出する。
Specifically, as shown in FIGS. 6 (a) to 7 (c), the operating
本実施の形態の第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fは、図7(a)に示すように、意匠部材4の前面41から後面42aにかけて形成されている。図7(a)に示す第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fの前端部401a~前端部401fは、第1の中継電極51~第6の中継電極56の前端部51a~前端部56aと対向する部分である。
As shown in FIG. 7A, the
また第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fは、第1の実施の形態と比べて、操作指9と対向する表面400a~表面400fの前面41側の形状が同様であるもののさらに後面42a側に伸びている。この後面42a側に伸びた部分が後端部402a~後端部402fである。
Further, the
本実施の形態の中間端部51c~中間端部56cは、図6(b)に示すように、絶縁部57を挟んで終端部51b~終端部56bと対向する中間端部51c~中間端部56cを備えている。
As shown in FIG. 6B, the
この第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fの後端部402a~後端部402fと第1の中継電極51~第6の中継電極56の中間端部51c~中間端部56cとは、タッチ電極と中継電極との対向する面積を増やすために設けられたものである。対向する面積が増えているので、操作装置1は、後端部及び中間端部を備えない場合と比べて、静電容量の検出精度が向上する。
What are the
本実施の形態の第1の中継電極51~第6の中継電極56の終端部51b~終端部56bは、図6(a)に示すように、等間隔で並ばず、終端部51bと終端部52b、終端部53bと終端部54b、及び終端部55bと終端部56bの間隔が他の間隔より広くなっている。
As shown in FIG. 6A, the
終端部51bと終端部52b、終端部53bと終端部54b、及び終端部55bと終端部56bの間には、光源150が配置される。この光源150の照明光151は、図7(b)及び図7(c)に示すように、導電性部材5の後面50bに設けられた開口部502を介して収容部50gに入射する。
A
意匠部材4は、図7(a)に示すように、複数の嵌合孔47が表面40に設けられている。この嵌合孔47と導電性部材5の爪部501とが嵌め合うことにより、意匠部材4と導電性部材5が一体となる。
As shown in FIG. 7A, the
(第2の実施の形態の効果)
本実施の形態の操作装置1は、第1の静電容量結合71~第3の静電容量結合73に加えて、第1のタッチ電極4a~第6のタッチ電極4fの後端部402a~後端部402fと第1の中継電極51~第6の中継電極56の中間端部51c~中間端部56cとの間の第4の静電容量結合74により、操作部材2に対する接触を検出するので、この構成を採用しない場合と比べて、検出精度が向上する。
(Effect of the second embodiment)
In the
[第3の実施の形態]
第3の実施の形態は、ライトガイドを備えている点で他の実施の形態と異なっている。
[Third Embodiment]
The third embodiment differs from the other embodiments in that it includes a light guide.
図8は、ライトガイドが配置された導電性部材の一例を示す斜視図である。本実施の形態の操作部材2は、導電性部材5の収容部50gにライトガイド7が配置されている。
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a conductive member in which a light guide is arranged. In the
このライトガイド7は、一例として、シリコンなどの透明な部材を用いて形成されている。なお変形例としてライトガイド7は、照明光151を拡散する拡散剤を含有しても良い。
The
ライトガイド7は、開口部502から入射した照明光151により全体が光り、意匠部材4の第1の意匠21a~第6の意匠26aを照明する。
The entire
(第3の実施の形態の効果)
本実施の形態の操作装置1は、操作部材2の内部にライトガイド7を備えているので、この構成を採用しない場合と比べて、照明むらを抑制して第1の意匠21a~第6の意匠26aを照明することができる。
(Effect of the third embodiment)
Since the
[第4の実施の形態]
第4の実施の形態は、導電性部材5にタッチ電極が設けられている点で他の実施の形態と異なっている。
[Fourth Embodiment]
The fourth embodiment is different from the other embodiments in that the
図9(a)は、意匠部材の一例を示す斜視図であり、図9(b)は、導電部材の一例を示す斜視図であり、図9(c)は、導電部材の裏側の一例を示す斜視図である。 9 (a) is a perspective view showing an example of a design member, FIG. 9 (b) is a perspective view showing an example of a conductive member, and FIG. 9 (c) is an example of the back side of the conductive member. It is a perspective view which shows.
本実施の形態の操作部材2は、図9(a)~図9(c)に示すように、複数のタッチ電極としての第1のタッチ電極5a~第6のタッチ電極5fごとに形成された第1の意匠21a~第6の意匠26aを有する意匠部材4と、意匠部材4の内部に配置され、第1のタッチ電極5a~第6のタッチ電極5f、及び第1のタッチ電極5a~第6のタッチ電極5fをそれぞれ延長した複数の延長電極としての第1の中継電極51~第6の中継電極56を有する導電性部材5と、を備えている。
As shown in FIGS. 9A to 9C, the
また操作部材2が取り付けられる本体10は、図3(a)に示すように、導電性部材5の第1の中継電極51~第6の中継電極56の一方端部としての終端部51b~終端部56bと対向して配置された複数の対向電極としての第1の対向電極61~第6の対向電極66を備えている。
Further, as shown in FIG. 3A, the
制御部17は、操作者の操作指とタッチ電極との間に生じる第1の静電容量結合71a、及び中継電極の終端部と対向電極との間に生じる第2の静電容量結合72aに基づいて操作者とタッチ電極との間に生じた静電容量を算出し、算出した静電容量に基づいて操作者の接触を検出したタッチ電極を判定する。
The
一例として、図9(a)~図9(c)に示すように、操作者が第6の意匠26aに操作指9を接触させた場合、操作指9と第6のタッチ電極5fとの間に第1の静電容量結合71aが生じ、第6のタッチ電極5fを延長した第6の中継電極56の終端部56bと第6の対向電極66との間に第2の静電容量結合72aが生じる。制御部17は、この第1の静電容量結合71a及び第2の静電容量結合72aに基づいて操作者の接触を判定する。
As an example, as shown in FIGS. 9A to 9C, when the operator brings the
なお変形例として操作装置1は、意匠部材4の意匠の形状にタッチ電極を除去して貫通孔を形成し、導電性部材5の貫通孔を介して意匠部材4の意匠を照明する構成であっても良い。
As a modification, the operating
(第4の実施の形態の効果)
本実施の形態の操作装置1は、導電性部材5にタッチ電極が設けられるので、意匠部材4に設けられた場合と比べて、静電容量結合の回数が少なくなり、検出精度が向上する。
(Effect of the fourth embodiment)
In the
以上述べた少なくとも1つの実施の形態の操作装置1及びその製造方法によれば、製造コストを抑制することが可能となる。
According to the
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although some embodiments and modifications of the present invention have been described above, these embodiments and modifications are merely examples and do not limit the invention according to the claims. These novel embodiments and modifications can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, changes, etc. can be made without departing from the gist of the present invention. Moreover, not all of the combinations of features described in these embodiments and modifications are essential for the means for solving the problems of the invention. Further, these embodiments and modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1…操作装置、2…操作部材、3…検出部、4…意匠部材、4a~4f…第1のタッチ電極~第6のタッチ電極、5…導電性部材、5a~5f…第1のタッチ電極~第6のタッチ電極、15…照明部、17…制御部、21a~26a…第1の意匠~第6の意匠、40…表面、43…導電膜、44…遮光膜、45…意匠膜、50a…前面、50b…後面、50c…側面、50d…側面、50e…下面、50f…端上面、50g…収容部、51~56…第1の中継電極~第6の中継電極、51a~56a…前端部、51b~56b…終端部、51c~56c…中間端部、57…絶縁部、61~66…第1の対向電極~第6の対向電極、71~74…第1の静電容量結合~第4の静電容量結合、71a…第1の静電容量結合、72a…第2の静電容量結合、150…光源、151…照明光 1 ... Operation device, 2 ... Operation member, 3 ... Detection unit, 4 ... Design member, 4a to 4f ... First touch electrode to sixth touch electrode, 5 ... Conductive member, 5a to 5f ... First touch Electrode to 6th touch electrode, 15 ... Illumination unit, 17 ... Control unit, 21a to 26a ... 1st design to 6th design, 40 ... Surface, 43 ... Conductive conductor, 44 ... Light shielding film, 45 ... Design film , 50a ... front surface, 50b ... rear surface, 50c ... side surface, 50d ... side surface, 50e ... bottom surface, 50f ... end upper surface, 50 g ... accommodating portion, 51 to 56 ... first relay electrode to sixth relay electrode, 51a to 56a ... front end portion, 51b to 56b ... terminal portion, 51c to 56c ... intermediate end portion, 57 ... insulating portion, 61 to 66 ... first counter electrode to sixth counter electrode, 71 to 74 ... first electrostatic capacity Coupling-4th capacitive coupling, 71a ... 1st capacitive coupling, 72a ... 2nd capacitive coupling, 150 ... light source, 151 ... illumination light
Claims (9)
前記操作部材になされた操作の操作方向を検出する検出部と、
制御対象の機能がそれぞれに割り当てられ、前記操作部材に設けられた複数のタッチ電極と、
前記検出部及び前記複数のタッチ電極のぞれぞれと電気的に接続され、操作者の接触が検出された前記タッチ電極、及び検出された前記操作部材の前記操作方向に基づいて前記制御対象を制御する制御部と、
を備えた操作装置。 One operating member that accepts operations,
A detection unit that detects the operation direction of the operation performed on the operation member, and
The functions to be controlled are assigned to each, and a plurality of touch electrodes provided on the operation member and
The control target is based on the operation direction of the touch electrode, which is electrically connected to each of the detection unit and the plurality of touch electrodes, and the contact of the operator is detected, and the detected operation member. And the control unit that controls
An operating device equipped with.
前記操作部材が取り付けられる本体は、前記導電性部材の前記複数の中継電極の一方端部と対向して配置された複数の対向電極を備え、
前記制御部は、操作者の操作指と前記タッチ電極との間に生じる第1の静電容量結合、前記複数のタッチ電極と前記中継電極の他方端部との間に生じる第2の静電容量結合、及び前記中継電極の前記一方端部と前記対向電極との間に生じる第3の静電容量結合に基づいて操作者と前記タッチ電極との間に生じた静電容量を算出し、算出した前記静電容量に基づいて操作者の接触を検出した前記タッチ電極を判定する、
請求項1に記載の操作装置。 The operation member includes the plurality of touch electrodes, a design member having a design formed for each of the plurality of touch electrodes, and a plurality of members arranged inside the design member and provided according to the plurality of touch electrodes. With a conductive member having a relay electrode of
The main body to which the operating member is attached includes a plurality of counter electrodes arranged so as to face one end of the plurality of relay electrodes of the conductive member.
The control unit is a first capacitance coupling generated between the operator's operating finger and the touch electrode, and a second capacitance generated between the plurality of touch electrodes and the other end of the relay electrode. The capacitance generated between the operator and the touch electrode is calculated based on the capacitance coupling and the third capacitance coupling generated between the one end of the relay electrode and the counter electrode. The touch electrode that has detected the contact of the operator is determined based on the calculated capacitance.
The operating device according to claim 1.
前記操作部材が取り付けられる本体は、前記導電性部材の前記複数の延長電極の一方端部と対向して配置された複数の対向電極を備え、
前記制御部は、操作者の操作指と前記タッチ電極との間に生じる第1の静電容量結合、及び前記延長電極の前記一方端部と前記対向電極との間に生じる第2の静電容量結合に基づいて操作者と前記タッチ電極との間に生じた静電容量を算出し、算出した前記静電容量に基づいて操作者の接触を検出した前記タッチ電極を判定する、
請求項1に記載の操作装置。 The operating member includes a design member having a design formed for each of the plurality of touch electrodes, a plurality of extensions arranged inside the design member, the plurality of touch electrodes, and a plurality of extensions of the plurality of touch electrodes. With a conductive member having electrodes,
The main body to which the operating member is attached includes a plurality of counter electrodes arranged so as to face one end of the plurality of extension electrodes of the conductive member.
The control unit has a first capacitive coupling between the operator's operating finger and the touch electrode, and a second capacitance generated between the one end of the extension electrode and the counter electrode. The capacitance generated between the operator and the touch electrode is calculated based on the capacitive coupling, and the touch electrode that has detected the contact of the operator is determined based on the calculated capacitance.
The operating device according to claim 1.
請求項2に記載の操作装置。 In the conductive member, an insulating portion that insulates the plurality of relay electrodes and the plurality of relay electrodes are integrated.
The operating device according to claim 2.
前記複数のタッチ電極は、前記中間端部と対向する後端部を有し、
前記制御部は、前記第1の静電容量結合乃至前記第3の静電容量結合に加えて、前記中間端部と前記後端部との間に生じる第4の静電容量結合に基づいて操作者の接触を検出した前記タッチ電極を判定する、
請求項2又は4に記載の操作装置。 The plurality of relay electrodes have an intermediate end portion between the one end portion and the other end portion.
The plurality of touch electrodes have a rear end portion facing the intermediate end portion, and the plurality of touch electrodes have a rear end portion facing the intermediate end portion.
The control unit is based on a fourth capacitive coupling between the intermediate end and the rear end, in addition to the first capacitive coupling to the third capacitive coupling. Judging the touch electrode that detected the contact of the operator,
The operating device according to claim 2 or 4.
前記複数のタッチ電極、及び前記複数のタッチ電極上の前記遮光膜を部分的に除去することにより形成された複数の意匠と、
本体に配置され、前記本体から前記操作部材側に照明光を出力し、出力した前記照明光によって前記複数の意匠を照明する照明部と、
を備えた、
請求項2又は4に記載の操作装置。 A light-shielding film formed on the surface of the operating member and the plurality of touch electrodes,
A plurality of designs formed by partially removing the plurality of touch electrodes and the light-shielding film on the plurality of touch electrodes.
A lighting unit that is arranged in the main body, outputs illumination light from the main body to the operation member side, and illuminates the plurality of designs by the output illumination light.
With,
The operating device according to claim 2 or 4.
前記対向電極は、前記光源間に配置される、
請求項6に記載の操作装置。 The lighting unit has a plurality of light sources and has a plurality of light sources.
The counter electrode is arranged between the light sources.
The operating device according to claim 6.
前記導電膜を部分的に除去して複数のタッチ電極を形成する、
操作装置の製造方法。 A conductive paint having conductivity is applied to the surface of the operating member to form a conductive film, and the conductive film is formed.
The conductive film is partially removed to form a plurality of touch electrodes.
Manufacturing method of operating equipment.
前記遮光膜上にさらに塗料を塗布して塗膜を形成し、
前記塗膜、前記遮光膜及び前記タッチ電極を部分的に除去して前記タッチ電極ごとに割り当てられた制御対象の機能を示す意匠を形成する、
請求項8に記載の操作装置の製造方法。 Further, a light-shielding paint having a light-shielding property is applied on the operation member and the plurality of touch electrodes to form a light-shielding film.
A paint is further applied on the light-shielding film to form a coating film, and the coating film is formed.
The coating film, the light-shielding film, and the touch electrode are partially removed to form a design showing the function of the controlled object assigned to each touch electrode.
The method for manufacturing an operating device according to claim 8.
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JP2020186307A JP2022076080A (en) | 2020-11-09 | 2020-11-09 | Operation device and manufacturing method for the same |
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