JP2023094508A - 表示装置及び入力装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】触感に対する違和感が低減された表示装置等を提供する。【解決手段】表示装置は、光透過性を有する表皮11と、光透過性を有し、表皮11の表面側又は裏面側に配置される意匠シート12と、光透過性を有し、表皮11の裏面側に配置されるクッション層13と、クッション層13の裏面側に配置される光源33と、を備える。クッション層13は、表皮11及び意匠シート12の積層方向と平行な面で切断したときの断面視において、積層方向に凸形状であり凸形状の裏側が凹形状となる複数の第一凹部13aを有するように形成される。【選択図】図5

Description

本開示は、表示装置及び入力装置に関する。
従来、自動車等の車両には、所望の表示を行う表示装置、運転者等のユーザからの入力を受け付ける入力装置等が搭載される。例えば、特許文献1には、ユーザが操作した際に柔らかい操作感覚を感じさせることができるスイッチ装置(入力装置)が開示されている。
特開2020-24832号公報
ところで、表示装置及び入力装置は、ユーザが触れた際の触感に対する違和感をユーザに与えないことが望まれる場合がある。
そこで、本開示は、触感に対する違和感が低減された表示装置及び入力装置を提供する。
本開示の一態様に係る表示装置は、光透過性を有する表皮と、光透過性を有し、前記表皮の表面側又は裏面側に配置される意匠部と、光透過性を有し、前記表皮の前記裏面側に配置されるクッション層と、前記クッション層の裏面側に配置される光源と、を備え、前記クッション層は、前記表皮及び前記意匠部の積層方向と平行な面で切断したときの断面視において、前記積層方向に凸形状であり前記凸形状の裏側が凹形状となる複数の凹部を有するように形成される。
本開示の一態様に係る入力装置は、上記の表示装置と、前記クッション層の裏面側に配置され、ユーザからの操作を検知する検知部と、を備える。
本開示の一態様によれば、触感に対する違和感が低減された表示装置等を実現できる。
図1は、実施の形態に係る入力装置の外観の一例を示す斜視図である。 図2は、実施の形態に係る入力装置を示す分解斜視図である。 図3は、実施の形態に係る表皮部を示す分解斜視図である。 図4は、実施の形態に係るフレーム部を示す分解斜視図である。 図5は、実施の形態に係る入力装置を示す断面図である。 図6Aは、実施の形態に係るクッション層の断面形状の第1例を示す断面図である。 図6Bは、実施の形態に係るクッション層の断面形状の第2例を示す断面図である。 図6Cは、実施の形態に係るクッション層の断面形状の第3例を示す断面図である。 図7Aは、実施の形態に係るクッション層に形成された第一凹部の平面視形状の第1例を示す平面図である。 図7Bは、実施の形態に係るクッション層に形成された第一凹部の平面視形状の第2例を示す平面図である。 図7Cは、実施の形態に係るクッション層に形成された第一凹部の平面視形状の第3例を示す平面図である。 図8は、実施の形態に係る入力装置の機能構成を示すブロック図である。 図9は、実施の形態の変形例1に係る入力装置の外観を示す斜視図である。 図10は、実施の形態の変形例2に係るクッション層の構成を示す平面図である。 図11は、実施の形態の変形例3に係るクッション層の第二凹部に配置される遮光シートを示す断面図である。 図12Aは、実施の形態の変形例3に係る遮光シートの配置の第1例を示す平面図である。 図12Bは、実施の形態の変形例3に係る遮光シートの配置の第2例を示す平面図である。 図13は、実施の形態の変形例4に係る表皮部を示す分解斜視図である。 図14は、実施の形態の変形例5に係る第1のクッション層および第2のクッション層の断面形状を示す断面図である。
本開示の一態様に係る表示装置は、光透過性を有する表皮と、光透過性を有し、前記表皮の表面側又は裏面側に配置される意匠部と、光透過性を有し、前記表皮の前記裏面側に配置されるクッション層と、前記クッション層の裏面側に配置される光源と、を備え、前記クッション層は、前記表皮及び前記意匠部の積層方向と平行な面で切断したときの断面視において、前記積層方向に凸形状であり前記凸形状の裏側が凹形状となる複数の凹部を有するように形成される。
これにより、クッション層には積層方向に凸形状であり凸形状の裏側が凹形状となる凹部が複数形成されるので、表皮が押圧されたときに当該クッション層が圧縮変形しやすくなり、ユーザに柔らかい触感を与えることができる。また、複数の凹部が配列されることで、当該凹部が形成されている部分の触感を同様にすることができる。よって、触感に対する違和感が低減された表示装置を実現することができる。
また、例えば、前記複数の凹部は、間隔を空けて配列され、前記クッション層は、前記複数の凹部のうち隣り合う凹部を接続する接続部を有してもよい。
これにより、接続部で接続された凹部により触感に対する違和感が低減された表示装置を実現することができる。
また、例えば、前記凹部は、底面部を有し、当該底面部に向けて先細るように傾斜又は湾曲していてもよい。
これにより、先細りではない形状に比べてクッション層が圧縮変形しやすくなる。よって、より柔らかい触感を与えることができる表示装置を実現することができる。
また、例えば、前記凹部は、前記底面部と、前記底面部及び前記接続部を接続する側面部とを有し、前記接続部の厚みは、前記側面部の厚みよりも厚くてもよい。
これにより、側面部と接続部との間の輝度ムラを抑制することができるので、意匠の見栄えを改善することができる。
また、例えば、前記接続部の厚みは、前記凹部に近づくにつれ厚くなってもよい。
これにより、側面部と接続部との境界で極端に輝度が変化することを抑制することができるので、より意匠の見栄えを改善することができる。
また、例えば、前記クッション層は、第1のクッション層と第2のクッション層とを含み、前記第1のクッション層と前記第2のクッション層とのそれぞれは、前記表皮及び前記意匠部の積層方向と平行な面で切断したときの断面視において、前記積層方向に凸形状であり前記凸形状の裏側が凹形状となる複数の凹部を有するように形成され、前記第2のクッション層は、前記第1のクッション層を前記積層方向に反転した形状であり、前記第1のクッション層の前記表皮側に、前記第2のクッション層が配置されてもよい。
これにより、開口部の触感に対する影響を小さくすることができるので、ユーザに触感に関する違和感を与えることをより抑制することができる。また、隣り合う第一凹部の間隔を短くできることにより、側面部と接続部との境界で極端に輝度が変化することをさらに抑制することができるので、より意匠の見栄えを改善することができる。また、1つのクッション層で、クッション層全体の高さに対し、隣り合う第一凹部の間隔が短くなるように成型加工する場合に比べ、クッション層の空間の深さを浅くできるため、クッション層の成型加工を容易に行うことができる。
また、例えば、前記クッション層は、前記表示装置の平面視において、前記意匠部に形成された意匠と重畳する第一部分と、前記第一部分の周囲の第二部分とを有し、前記第一部分の光透過率は、前記第二部分の光透過率より高くてもよい。
これにより、意匠が明るく表示されるので、さらに意匠の見栄えを改善することができる。
また、例えば、前記第一部分は、透明、または光透過のある着色をされており、前記第二部分は、遮光性を有してもよい。
これにより、意匠を所望の色で表示することができる。
また、例えば、前記隣り合う凹部の間に、遮光性のあるシートが配置されてもよい。
これにより、隣り合う凹部のうち一方の凹部に入射した光が他方の凹部から漏れ出てしまうことを抑制することができるので、さらに意匠の見栄えを改善することができる。
また、例えば、前記意匠部は、前記積層方向から見て、前記複数の凹部及び前記接続部と重畳するように配置されてもよい。
これにより、開口部の触感に対する影響を小さくすることができるので、凹部及び接続部のいずれの箇所が押圧されても同様の触感をユーザに与えることができる。よって、触感に対する違和感がより低減された表示装置を実現することができる。
また、例えば、前記クッション層は、光透過性を有するシリコンゴムで形成されてもよい。
これにより、シリコンゴムを成形等することで、容易にクッション層を作製することができる。
また、例えば、前記クッション層は、前記シリコンゴムと屈折率が異なる光拡散粒子を含んでもよい。また、例えば、前記意匠部は、光透過性を有するシリコンゴムと、前記シリコンゴムと屈折率が異なる光拡散粒子とを含んでもよい。
これにより、側面部と接続部との間の輝度ムラ、及び、凹部内の輝度ムラを抑制することができるので、意匠の見栄えをさらに改善することができる。
また、例えば、前記凹部は、前記表示装置の平面視において、四角形、六角形、又は、円形であってもよい。
これにより、四角形、六角形、又は、円形といった単純な形状の凹部により、ユーザに柔らかい触感を与えることができる。
また、例えば、前記意匠部は、前記表皮の裏面側に配置される意匠シートであってもよい。
これにより、意匠シートの柔軟性により、ユーザに柔らかい触感を与えることができる。
また、本開示の一態様に係る入力装置は、上記の表示装置と、前記クッション層の裏面側に配置され、ユーザからの操作を検知する検知部と、を備える。
これにより、上記の表示装置と同様の効果を奏する。
また、例えば、前記クッション層は、前記表皮への押圧により圧縮変形してもよい。
これにより、クッション層が押圧により圧縮変形するので、操作時にユーザに柔らかい触感を与えることができる入力装置を実現することができる。
また、例えば、前記検知部は、前記クッション層が圧縮変形した状態で、さらに、前記表皮への押圧がなされた場合に前記ユーザからの操作を検知してもよい。
これにより、クッション層が圧縮変形した場合に、ユーザの操作を検知することができるので、ユーザの操作を検知する前に、柔らかい触感を与えることができる。また、入力装置がユーザの表皮への操作中に、ユーザの触力覚に刺激を与える振動デバイスを備える場合、当該振動デバイスによる振動がクッション層により吸収されることを抑制することができる。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
また、本明細書において、同じ、平行等の要素間の関係性を示す用語、及び、四角形状、円形状等の要素の形状を示す用語、並びに、数値は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度(例えば、10%程度)の差異をも含むことを意味する表現である。
また、以下の実施の形態で説明に用いられる図面においては座標軸が示される場合がある。Z軸は入力装置の各構成要素が積層される積層方向を示す。また、X軸方向及びY軸方向は、Z軸方向に垂直な平面上において、互いに直交する方向である。また、以下の実施の形態等において、「平面視」とは、Z軸方向から見ることを意味し、「断面視」とは、積層方向(Z軸方向)と平行な面で切断した切断面を見ることを意味する。
(実施の形態)
[1.入力装置の全体構成]
まず、本実施の形態に係る入力装置1の全体構成について、図1及び図2を参照しながら説明する。図1は、本実施の形態に係る入力装置1の外観の一例を示す斜視図である。図2は、本実施の形態に係る入力装置1を示す分解斜視図である。
図1に示すように、入力装置1は、入力装置1が搭載された物体(例えば、自動車等の車両)が備える機器を制御するための操作の入力を受け付ける装置である。具体的には、入力装置1は、ユーザからの表皮部10の表面に対する押し込み操作(以降、単に操作とも記載する)を受け付ける。
機器は、物体が車両である場合、車載機器であり、例えば、カーナビゲーションシステム、光ディスクを再生するためのオーディオ機器、映像再生機器、空調機器等であるが、これに限定されない。
なお、入力装置1が搭載される物体は、車両であることに限定されない。入力装置1は、ユーザからの操作を受け付ける物体に搭載されていればよく、例えば、家電機器等に搭載されてもよい。
図1及び図2に示すように、入力装置1は、表皮部10と、本体部20と、フレーム部30と、振動デバイス40と、板バネ50と、シャーシ60と、メイン基板70と、上側カバー80と、下側カバー90とを備える。
表皮部10は、所定の意匠が表示され、かつ、ユーザからの操作を受け付けるユーザインターフェースである。ユーザは、表皮部10に対して操作をすることで、車両が備える機器を制御することができる。表皮部10は、例えば、板状の部材であり、ユーザからの操作により押圧される。
所定の意匠は、例えば、入力装置1が搭載される車両が備える各種機器を制御するための意匠である。図1では、表皮部10が表示する意匠が複数ある例を示しているが、表示する意匠は1つであってもよい。また、表皮部10は、意匠が表示されている第一領域10a及び意匠が表示されていない第二領域10bを有する。
第一領域10aは、入力装置1においてスイッチとして機能するスイッチ部である。つまり、入力装置1におけるスイッチ部は、意匠が表示されている部分である。ユーザは、制御したい機器に応じた第一領域10aを操作することで、当該機器を制御する。なお、図1では、一例として1つの第一領域10aを破線の枠で示しているが、第一領域10aの形状はこれに限定されない。
第二領域10bは、入力装置1においてスイッチとして機能しない非スイッチ部である。ユーザが第二領域10bを操作しても、機器は制御されない。第二領域10bは、第一領域10aの周囲の領域(意匠の周囲の領域)、又は、隣り合う第一領域10aの間の領域(意匠に挟まれた領域)である。第二領域10bは、ユーザが機器を制御する目的で操作しない領域であるとも言える。
入力装置1は、アームレスト、コンソール等の、ユーザが意図せずに入力装置1に触れやすい場所に配置され得る。つまり、表皮部10は、ユーザが機器を操作するとき以外にも、ユーザに触れられ得る。例えば、ユーザが手をアームレスト等に置く場合にも、表皮部10はユーザに触れられ得る。
表皮部10は、ユーザが機器を制御する目的以外で表皮部10に触れる場合、第一領域10aだけでなく、第二領域10bもユーザにより触れられ得る。例えば、第二領域10bは、ユーザにより第一領域10aと同時に触れられ得る。このとき、第一領域10aと第二領域10bとで触感(手触り)が異なると、ユーザは触感に対する違和感を感じることがある。そこで、本実施の形態に係る表皮部10は、第一領域10aと第二領域10bとで同様の触感を得られるように構成される。なお、表皮部10の構成は、後述する。
表皮部10は、例えば、ネジ15等の締結部材により、本体部20に固定される。
本体部20は、表皮部10を保持し、かつ、フレーム部30と、振動デバイス40と、板バネ50と、シャーシ60と、メイン基板70とを収容する枠状の部材である。本実施の形態では、本体部20は、表皮部10が操作されたときに、表皮部10(例えば、表皮11)とフレーム部30(例えば、図4に示すフレーム32)とが積層する方向(Z軸方向)に可動可能(移動可能)にフレーム部30(例えば、フレーム32)を保持する。本体部20は、枠部21と、一対の規制部22とを有する。
枠部21は、枠状の部材であり、フレーム部30と、振動デバイス40と、板バネ50と、シャーシ60と、メイン基板70とを収容可能な大きさ及び厚み(Z軸方向の長さ)を有する。
一対の規制部22は、枠部21の開口の一方側(本実施の形態では、Z軸プラス側)の端部それぞれに設けられる。一対の規制部22に挟まれた領域には開口23が形成される。開口23は、平面視において、枠部21と一対の規制部22とで囲まれる領域である。また、開口23は、例えば、平面視において、表皮部10の表皮11と等しい大きさであってもよい。開口23は、表皮部10が配置されるための開口である。
本体部20は、一対の規制部22と一対の上側カバー80とにより表皮部10のX軸方向の両端を挟むことにより表皮部10を保持する。開口23は、例えば、表皮部10により塞がれる。
本体部20は、樹脂、金属等により形成されるが、これに限定されない。また、枠部21と、一対の規制部22とは、例えば一体形成されているが、これに限定されない。
フレーム部30は、ユーザにより表皮部10が操作されたときに表皮部10とフレーム部30とが積層する方向(Z軸方向)に可動可能に本体部20に保持され、ユーザの表皮部10への操作に伴いZ軸方向に移動する。フレーム部30は、第一領域10a及び第二領域10bのいずれが操作されても、Z軸マイナス方向に移動するように本体部20に保持される。フレーム部30は、例えば、フレーム部30を支持する板バネ50を押し込むことにより、振動デバイス40、シャーシ60及び後述する押込検知部(図5に示す押込検知部100を参照)に対して相対的にZ軸マイナス方向に移動する。フレーム部30は、例えば、板状であり、表皮部10と平行な状態で本体部20に保持される。
フレーム部30は、表皮部10と板バネ50との間に配置され、板バネ50によりZ軸プラス側に押される。また、フレーム部30は、フレーム部30のX軸方向の両端が本体部20の一対の規制部22と当接することで、Z軸プラス方向への動きが規制される。フレーム部30は、一対の規制部22及び板バネ50により、フレーム部30のZ軸方向における初期位置が決定される。初期位置は、表皮部10がユーザにより操作されていない状態でのZ軸方向の位置を示す。なお、フレーム部30の構成は、後述する。
振動デバイス40は、ユーザの表皮部10への操作中に、ユーザの触力覚に刺激を与える触力覚提示部の一例である。振動デバイス40は、例えば、表皮部10を操作したユーザに振動により触力覚を与える。振動デバイス40は、フレーム部30(例えば、フレーム32)と機械的に接続されており、フレーム部30及び表皮部10を介して、表皮部10を操作したユーザに振動により触力覚を与える。ここでの機械的に接続されるとは、振動デバイス40の振動がフレーム部30に伝わり、当該フレーム部30が振動デバイス40の振動に応じて振動可能であることを意味する。本実施の形態では、振動デバイス40は、フレーム部30に直接固定されている。
振動デバイス40は、振動を発生させる振動子を含んで構成される。振動子は、例えば、圧電体で構成された圧電素子であってもよいし、モータ、ソレノイド、ボイスコイル等、電磁的に動作する構成であってもよい。また、振動子は、リニアレゾナントアクチュエータ、人工筋肉、形状記憶アクチュエータ等であってもよい。
振動デバイス40は、平面視においてフレーム部30と重なる位置であり、かつ、フレーム部30に対して表皮部10と反対側(フレーム部30のZ軸マイナス側)に配置される。振動デバイス40は、例えば、平面視において、フレーム部30の中央付近に配置される。
なお、ユーザに与える触力覚は、振動に限らず、他の力覚又は摩擦感等の触力覚であってもよいし、電流刺激等の感覚神経に与える触力覚であってもよい。感覚神経に触力覚を与える素子は、静電方式の摩擦感を発生する素子等であってもよい。また、ユーザに与える触力覚は、例えば、非接触で与えられる触力覚であってもよい。非接触で触力覚を与える素子は、超音波又は空気流を発生する素子等であってもよい。
板バネ50は、フレーム部30の表皮部10とは反対側(Z軸マイナス側)に配置され、フレーム部30と当接し、当該フレーム部30を表皮部10側(Z軸プラス側)に押し上げるための弾性体である。また、板バネ50は、表皮部10が操作されることで撓み、フレーム部30のZ軸マイナス方向への移動を可能とする。板バネ50は、例えば、振動デバイス40によるフレーム部30の振動が遮られない程度の弾性力を有するが、弾性力はこれに限定されない。
板バネ50は、例えば、枠状の部材であり、フレーム部30の周縁部と当接してもよい。また、板バネ50には、振動デバイス40を配置するための開口51が形成されている。
板バネ50には、ネジ穴52が形成される。板バネ50は、例えば、ネジ53等の締結部材により、シャーシ60に固定される。さらに、板バネ50は、例えば、ネジ54等の締結部材によって、フレーム部30に固定される。
シャーシ60は、板状の部材であり、板バネ50が固定される。シャーシ60には、振動デバイス40を配置するための開口61が形成されている。また、シャーシ60には、開口61を挟むように突出する凸部62が設けられる。また、シャーシ60には、ネジ穴63が形成される。シャーシ60は、例えば、ネジ64等の締結部材により本体部20に固定される。
メイン基板70は、各種電子部品等が実装される基板である。メイン基板70は、例えば、入力装置1が備える各構成要素を制御するための制御部(例えば、図8に示す制御部110)を実現するための制御回路等が実装される。メイン基板70は、例えば、シャーシ60の表皮部10と反対側(Z軸マイナス側)に配置される。メイン基板70は、板状の部材であるが、これに限定されない。
上側カバー80は、平面視において、表皮部10のX軸方向の両端を覆う部材である。上側カバー80は、例えば、板状の部材であり、表皮部10及び上側カバー80が本体部20に取り付けられた状態で、表皮部10の表面と面一となる。上側カバー80の形状は、一対の規制部22の平面視形状に応じて、適宜決定される。上側カバー80は、例えば、ゴムにより形成されるが、樹脂材料により形成されてもよい。
下側カバー90は、本体部20の枠部21の開口の他方側(本実施の形態では、Z軸マイナス側)の開口を塞ぐためのカバーである。下側カバー90は、樹脂、金属等により構成されるが、これに限定されない。下側カバー90は、本体部20と同じ材料で構成されていてもよい。なお、図2では、下側カバー90の図示を省略している。
このような入力装置1は、ユーザの表皮部10への操作によりフレーム部30がZ軸マイナス方向へ移動する。入力装置1は、フレーム部30のZ軸マイナス側に配置された押込検知部100が当該フレーム部30の移動を検出することにより、ユーザの表皮部10への操作を検出する。また、振動デバイス40は、フレーム部30(例えば、フレーム32)と機械的に接続されており、押込検知部100が当該フレーム部30の移動を検出した場合に振動することで、フレーム部30及び表皮部10を介してユーザに振動を与える。フレーム部30の移動を検出とは、表皮部10が操作されたことを検出することを意味する。
なお、振動デバイス40及び上側カバー80は、必須の構成ではない。また、入力装置1は、後述するように押込検知部100としてタクトスイッチを用いているので、振動デバイス40を設けずにタクトスイッチのみを備えていてもよい。タクトスイッチは、例えば、メタルドームを有する。メタルドームは、ステンレス等で形成された皿バネであり、ユーザに触力覚を与えることができる。つまり、タクトスイッチは、メタルドームによりユーザに操作感を与えることができる。なお、タクトスイッチは、押込検知部100の一例である。また、本実施の形態では、押込検知部100としてタクトスイッチを用い、かつ、振動デバイス40を備える構成を説明する。この構成により、メタルドームでは表現できない触力覚をユーザに与えることができる。また、メタルドームを備えないタクトスイッチの場合、振動デバイス40を備える構成とすることで、ユーザに触力覚を与えることができる。
なお、入力装置1は、押込検知部100を備えていなくてもよい。押込検知部100を備えていない入力装置1は、ユーザの操作を検知する機能(スイッチ機能)を有しておらず、所望の表示(例えば、アラート表示等)を行う表示装置として機能する。
[2.表皮部の構成]
次に、表皮部10の構成について、さらに図3を参照しながら説明する。図3は、本実施の形態に係る表皮部10を示す分解斜視図である。
図3に示すように、表皮部10は、表皮11と、意匠部の一例としての意匠シート12と、クッション層13と、枠体14とを有する。本実施の形態では、表皮11と、意匠シート12と、クッション層13とがこの順に積層される。つまり、表皮部10は、表皮11とクッション層13とにより、意匠シート12を挟む構成を有する。また、表皮11と、意匠シート12と、クッション層13とにより加飾層が構成される。
表皮11は、入力装置1の表面を構成し、ユーザが直接触れる部分である。本実施の形態では、表皮11は、ユーザが意匠を視認可能なように光透過性を有する。表皮11は、平面視において、意匠シート12において意匠が形成された部分(例えば、透過部12b1)と、意匠が形成されていない部分(例えば、遮光部12b2)との両方をシート部12aの表面(Z軸プラス側の面)側から覆う。表皮11は、例えば、平面視において、意匠シート12の全体を覆う。表皮11は、例えば、透過部12b1を覆う部分と遮光部12b2を覆う部分とが一体形成されている。また、表皮11のうちユーザが触れる部分は、例えば、板状に形成される。また、表皮11は、後述する複数の第一凹部(例えば、図5に示す第一凹部13a)を一括して覆うように構成される。なお、本明細書において、光透過性を有するとは、後述する遮光性を有する部分より相対的に透過率が高いことを意味し、例えば、透過率が10%以上であることを意味してもよいし、透過率が30%以上であることを意味してもよいし、透過率が50%以上であることを意味してもよい。
表皮11は、例えば、入力装置1が配置される部分の触感に応じた触感を再現可能な材質により構成される。表皮11は、例えば、入力装置1が配置される部分の材質(例えば、内装材の材質)に応じた材質により構成されるとよい。表皮11は、革調の材質(例えば、本革)で形成された部分に埋め込まれて配置される場合、例えば、光透過性を有する人工皮革等により構成される。表皮11は、例えば、不織布にウレタン樹脂を含侵して構成されてもよいし、ウレタン系の熱可塑性エラストマにより構成されてもよい。
意匠シート12は、意匠部を構成するものであって、表皮11と、フレーム部30との間、より具体的には、表皮11とクッション層13との間に配置され、所定の意匠が形成される層である。本実施の形態では、意匠シート12は、シート部12aと、シート部12a上に形成される意匠層12bとを有する。
シート部12aは、意匠層12bが形成されるベースとなる部材であり、例えば、光透過性を有する板状の部材である。シート部12aは、光透過性を有する材質により形成される。シート部12aの材質は、クッション層13の材質と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、シート部12aは、表皮11より柔軟性があり、かつ、印刷性がよい材質により形成されてもよい。また、シート部12aは、表皮11より反発力が小さい材質により形成されてもよい。シート部12aは、光透過性を有するゴムを含んで形成される。本実施の形態では、シート部12aは、透明なシリコンゴムにより形成されるシリコンゴムシートである。シート部12aがシリコンゴムシートであることにより、シート部12a上に印刷により意匠層12bを形成しやすい。なお、シート部12aは、印刷性の低下を抑制する観点から、空隙を有していないとよい。なお、本明細書において、透明とは、光透過性を有し、かつ、着色されていないことを意味する。また、透明とは、例えば、透過率が50%以上であることであってもよいし、透過率が70%以上であることであってもよい。
シート部12aは、表皮部10が操作された際に、当該シート部12aを局部的に撓みやすくする観点から、厚み(Z軸方向の長さであり、シート部12aの肉厚に相当)が薄いとよい。シート部12aは、表皮11より薄くてもよい。シート部12aの厚みは、例えば、2.0mm以下であってもよく、より好ましくは1.0mm以下であってもよく、さらに好ましくは0.5mm以下であってもよい。また、入力装置1が本革で形成される部分に設けられる場合、シート部12aが薄いことで、ユーザが表皮部10を操作したときの触感を、本革を押したときの触感に近づけることができる。また、シート部12aが薄いことで、シート部12aの弾性力が働くことを抑制することができる。なお、シート部12aの厚みはこれに限定されず、材質等により適宜決定されるとよい。
シート部12aは、例えば、透過部12b1が形成される部分と遮光部12b2が形成される部分とが一体形成されている。
意匠層12bは、シート部12a上に印刷により形成される印刷層である。意匠層12bは、シート部12aの表面に形成されるが、シート部12aの裏面(Z軸マイナス側の面)に形成されてもよい。
意匠層12bは、フレーム部30が有する光源33(図4に示す光源33を参照)からの光を透過する透過部12b1と、当該光源33からの光を遮光する遮光部12b2とを有する。意匠層12bのうち、透過部12b1を透過した光により、意匠が表示される。なお、図3では、わかりやすくするために、透過部12b1を黒色で、遮光部12b2を白色で示しているが、実際には、透過部12b1は透明であり、透過部12b1以外を黒色に着色することで、遮光部12b2が形成される。
透過部12b1は、第一領域10aを形成し、遮光部12b2は、第二領域10bを形成する。例えば、第一領域10aは、シート部12aに印刷により形成された、意匠を形成するための透過領域であり、第二領域10bは、シート部12aに印刷により形成された遮光領域であるとも言える。透過領域は、例えば、遮光領域を形成するための印刷材料が印刷されていない領域であってもよい。なお、透過部12b1は第一部分の一例であり、遮光部12b2は第二部分の一例である。
なお、意匠層12bは、上記構成に限定されるものではなく、例えば、シート部12aを全面黒色印刷(塗装)し、透過部12b1に相当する形状にレーザーカットで黒色塗料を除去するようにして構成されてもよい。したがって、本実施の形態において、印刷とは、シート部12aへの遮光領域の印刷だけでなく、シート部12aの全面を黒色に塗装することも含む。
クッション層13は、ユーザが表皮部10を操作した際に、ユーザに柔らかい触感を与えるために設けられる、クッション性を有する層である。クッション層13は、意匠シート12の表皮11の裏面側(Z軸マイナス側)に配置される。
クッション層13は、平面視において、意匠シート12において意匠が形成された部分(例えば、透過部12b1)と、意匠が形成されていない部分(例えば、遮光部12b2)との両方をシート部12aの裏面側から覆う。そして、クッション層13は、透過部12b1に光を導くために、光透過性を有する。クッション層13は、例えば、平面視において、意匠シート12の全体を覆う。クッション層13は、例えば、板状に形成される。クッション層13は、例えば、透過部12b1を覆う部分と遮光部12b2を覆う部分とが一体形成されている。
クッション層13は、シート部12aよりクッション性が高い層である。詳細は図5を参照しながら説明するが、本実施の形態に係るクッション層13は、表皮へ11の押圧により圧縮変形可能な形状を有する。クッション層13は、光透過性を有する材料で形成される。本実施の形態では、クッション層13は、透明なシリコンゴムで形成されている。これにより、シリコンゴムを成形等することで、クッション層13を容易に、かつ、一般的な材料を用いて作製することができる。また、クッション層13が透明であることで、光源33からの光を、色を変化させずに透過させることができる。なお、クッション層13は、ウレタン系熱可塑性エラストマ、又は、ウレタンゴムで形成されていてもよい。
クッション層13は、シリコンゴムで形成されていても、圧縮変形可能な形状を有することで、表皮11への押圧により潰れやすくなる(部分的にクッション層13の厚みが薄くなる)ので、ユーザに柔らかい触感を与えやすくなる。また、ユーザにより柔らかい触感を与える観点から、シリコンゴムの硬度は、例えば、A40以下であるとよい。
また、クッション層13は、ユーザが表皮部10を操作した際にユーザに柔らかい触感を与えやすくする観点から、高さ(Z軸方向の長さ)が厚いとよい。クッション層13は、例えば、意匠シート12(例えば、シート部12a)より高さが高くてもよい。また、クッション層13は、表皮11より高さが高くてもよい。なお、クッション層13と、表皮11及び意匠シート12との高さの関係はこれに限定されず、材質等により適宜決定されるとよい。
なお、本実施の形態では、クッション層13は、発泡性の樹脂等では形成されていない。発泡性の樹脂を発泡させたクッション材は内部に大きさ、形状等が異なる空隙が存在する可能性があるため、面内での操作荷重を一定にすることが困難な場合がある。つまり、シリコンゴムと比べて、表皮11の操作位置ごとで操作性にバラつきが生じやすい。一方、本実施の形態では、クッション層13は、シリコンゴムで形成されているので、面内での操作荷重を容易に一定にすることができる。よって、発泡性の樹脂等でクッション層が形成されている場合に比べて、操作性が改善された入力装置1を実現することができる。
上記のように、表皮11及びクッション層13のそれぞれは、平面視において、透過部12b1及び遮光部12b2に跨がって形成される。表皮11及びクッション層13のそれぞれは、平面視において、第一領域10a及び第二領域10bに跨がって形成されるとも言える。また、表皮11及びクッション層13のそれぞれは、平面視において、スイッチ部及び非スイッチ部に跨がって形成されるとも言える。
本実施の形態では、表皮11及びクッション層13は、平面視において、意匠シート12の全体を覆う。例えば、平面視において、表皮11、意匠シート12及びクッション層13は、互いに大きさが等しくてもよい。表皮部10は、平面視において、ユーザが触れる可能性がある領域において、表皮11、意匠シート12及びクッション層13の3層構造を有する。例えば、表皮部10は、第一領域10aの断面構造及び第二領域10bの断面構造がともに、表皮11、意匠シート12及びクッション層13の3層構造を有し、かつ、それぞれの層において、第一領域10aの部分及び第二領域10bの部分の材質が等しい。
また、表皮11、意匠シート12及びクッション層13は、例えば、互いに接触して積層される。また、表皮11、意匠シート12及びクッション層13は、例えば、板状部が互いに平行となるように本体部20に保持される。
なお、表皮11、意匠シート12及びクッション層13の平面視形状は、矩形状であるが、正方形状、円形状、L字状等であってもよく、形状は特に限定されない。また、表皮11及びクッション層13は、平面視において、意匠シート12の全体を覆うことに限定されず、少なくとも1つの第一領域10aと第二領域10bとを覆っていればよい。
なお、上記では、シート部12aに意匠層12bが形成される例について説明したが、これに限定されない。表皮11が印刷により意匠層12bを形成可能な材質で構成される場合、表皮11に直接印刷により意匠層12bが形成されてもよい。意匠層12bは、表皮11の表面(Z軸プラス側の面)に形成されてもよいし、表皮11が光透過性を有する場合は、その裏面(Z軸マイナス側の面)に形成されてもよい。
なお、表皮11に意匠層12bが形成される場合、表皮部10は、シート部12aを有していなくてもよい。つまり、意匠部は、表皮11に形成された(例えば、印刷された)意匠層12bにより構成されてもよい。また、例えば、表皮11に意匠層12bが形成される場合、表皮11とクッション層13とが直接積層されてもよい。
枠体14は、剛性を有する枠状の部材であり、表皮11、意匠シート12及びクッション層13の外縁部を支持する。
なお、図3では、各構成要素を固定するためのネジ15等の固定部材の図示を省略している。
[3.フレーム部の構成]
次に、フレーム部30の構成について、さらに図4を参照しながら説明する。図4は、本実施の形態に係るフレーム部30を示す分解斜視図である。なお、図4には、振動デバイス40も図示している。
図4に示すように、フレーム部30は、センサフィルム31と、フレーム32と、光源33とを有する。フレーム部30は、表皮部10と対向して配置される。また、振動デバイス40は、光源33の表皮11と反対側(Z軸マイナス側)に配置される。
センサフィルム31は、クッション層13の表皮11と反対側(Z軸マイナス側)に配置され、ユーザが表皮11を操作した(押圧した)位置を検出するためのセンサである。センサフィルム31は、クッション層13とフレーム32との間に配置される。本実施の形態では、センサフィルム31は、静電容量式のセンサフィルム(静電センサフィルム)である。センサフィルム31は、平面視において、意匠シート12において意匠が形成された透過部12b1と、意匠が形成されていない遮光部12b2との両方をシート部12aの裏面(Z軸マイナス側の面)側から覆う。センサフィルム31は、平面視において、透過部12b1と遮光部12b2とに跨がって成されるとも言える。センサフィルム31は、例えば、平面視において、意匠シート12の全体を覆う。センサフィルム31は、例えば、透過部12b1を覆う部分と遮光部12b2を覆う部分とが一体形成されている。
センサフィルム31は、板状の基材31aと、基材31a上に配置されるセンサ電極31bと、メイン基板70と接続するためのフレキシブル基板部31cとを有する。本実施の形態では、基材31a及びセンサ電極31bは、光透過性を有する。つまり、本実施の形態では、基材31aは透明基板であり、センサ電極31bは透明電極である。また、センサ電極31bは、静電センサ電極であるとも言える。
基材31aは、センサ電極31bが形成されるフィルムである。なお、基材31aは、フィルムであることに限定されず、透明基板であってもよい。
センサ電極31bは、意匠シート12に形成される意匠に対応して配置され、例えば、複数の意匠に対向する位置のそれぞれに配置される。センサ電極31bは、平面視において、意匠ごとに当該意匠と少なくとも一部が重なるように設けられる。センサ電極31bは、例えば、平面視において、意匠を内包するように設けられる。センサ電極31bは、例えば、意匠に対して一対一に設けられる。
なお、センサ電極31bは複数配置されることに限定されず、例えば意匠が1つのみである場合、センサ電極31bは1つのみ配置されてもよい。
なお、例えば、第一領域10aは、平面視において、センサ電極31bが設けられている領域であってもよい。また、例えば、第二領域10bは、平面視において、センサ電極31bが設けられていない領域であってもよい。
なお、センサフィルム31は、静電容量式であることに限定されず、超音波式、電磁誘導式等その他の方式を用いてユーザが表皮部10を操作した位置を検出する構成でもよい。
フレキシブル基板部31cは、各センサ電極31bの検出結果をメイン基板70に出力するための基板である。フレキシブル基板部31cの一端がメイン基板70のコネクタ等に接続されることで、センサフィルム31とメイン基板70とが電気的に接続される。
なお、センサフィルム31は、さらに、ユーザが表皮11に接触することによる静電容量の変化に基づいて、ユーザの指が接触した位置を検出する処理部である静電IC(Integrated Circuit)(図示しない)を有していてもよい。静電ICは、例えば、ユーザの指が接触した位置を示す位置情報を制御部110に出力する。
フレーム32は、ユーザにより表皮部10が操作され当該表皮部10からZ軸マイナス方向への押圧を受けることで、Z軸マイナス方向へ移動する。フレーム32は、クッション層13の表皮11と反対側(Z軸マイナス側)に配置される板状の部材である。本実施の形態では、フレーム32は、センサフィルム31と光源33との間に配置される。フレーム32は、剛性を有する。また、本実施の形態では、フレーム32は、光透過性を有する。
フレーム32は、平面視において、表皮11、意匠シート12及びクッション層13を覆うように設けられる。フレーム32は、平面視において、第一領域10a及び第二領域10bに跨がって形成される。本実施の形態では、フレーム32は、平面視において、表皮11、意匠シート12及びクッション層13の板状部分(ユーザが触れる部分)の全体を覆う。これにより、フレーム32は、ユーザが第一領域10aを操作した場合であっても、第二領域10bを操作した場合であっても、同様にZ軸マイナス方向へ移動する。つまり、フレーム32は、ユーザが第二領域10bを操作した場合であっても移動する。なお、フレーム32は、例えば、クッション層13と平行となるように本体部20に保持される。
フレーム32には、光源33からの光を透過するための空間である貫通孔32aが形成されている。貫通孔32aは、例えば、光源33が有する複数の発光素子33bのそれぞれに対応して設けられる。貫通孔32aは、例えば、意匠シート12の意匠に対応して設けられるとも言える。また、貫通孔32aを介して光が透過するため、フレーム32は光透過性を有するとも言える。
なお、本実施の形態では、意匠シート12の意匠が指先よりも小さいため、貫通孔32aの大きさも意匠の大きさに合わせて指先よりも小さい。したがって、押圧操作時に表皮部10が撓んで押圧し難いということはない。しかし、意匠が指先よりも大きく、それに伴って貫通孔32aも大きくなることにより、押圧操作時に表皮部10が撓んでしまう場合は、貫通孔32aに、発光素子33bからの光を導光するための導光体(図示しない)が設けられてもよい。つまり、フレーム32は、フレーム32の、意匠及び光源33(例えば、発光素子33b)と対向する部分に導光体を有していてもよい。なお、導光体は、上記構成に限定されるものではなく、意匠が指先より小さい構成に用いてもよい。
また、フレーム32に貫通孔32aが形成されていることに限定されず、貫通孔32aは形成されていなくてもよい。この場合、例えば、フレーム32は光透過性樹脂及び遮光性樹脂からなる2色成形により構成される。
また、フレーム32は、X軸マイナス側に突出する凸部である端部32b及びX軸プラス側に突出する凸部である端部32cを有する。端部32b及び32cは、例えば、板バネ50と当接する部分である。
センサフィルム31及び光源33は、例えば、ネジ等の締結部材によりフレーム32に固定される。
光源33は、フレーム32のクッション層13と反対側(Z軸マイナス側)に配置され、意匠を照明する。光源33は、基板33aと複数の発光素子33bとを有する。
基板33aは、複数の発光素子33bが配置される板状の部材である。基板33aは、リジッド基板であるが、フレキシブル基板であってもよい。
発光素子33bは、意匠を表示するための光を出射する。発光素子33bは、複数の意匠それぞれに設けられる。発光素子33bは、例えば、基板33aにおける、複数の意匠と対向する位置のそれぞれに配置される。発光素子33bは、例えば、LED(Light Emitting Diode)であるが、これに限定されない。
複数の発光素子33bは、互いに異なる色(例えば、意匠に応じた色)の光を出射してもよいし、1つの色(例えば、白色)の光を出射してもよい。
ネジ34は、基板33aをフレーム32に固定するための締結部材である。
本実施の形態では、振動デバイス40は、フレーム部30に基板33aとともに固定される。したがって、基板33aと振動デバイス40は、フレーム部30のZ軸マイナス方向への移動の有無にかかわらず、フレーム部30に直接接触するように設けられる。
このようなフレーム部30は、ユーザにより表皮部10が操作されると、例えば、上記のセンサフィルム31とフレーム32と光源33とが一体となってZ軸方向に移動する。
なお、センサフィルム31は、必須の構成ではない。
[4.入力装置の断面構造]
次に、入力装置1の断面構造について、さらに図5を参照しながら説明する。図5は、本実施の形態に係る入力装置1を示す断面図である。なお、図5は、ユーザにより表皮部10が操作されていない状態、つまり初期状態における入力装置1の断面図を示す。図5は、入力装置1をZ軸方向と平行なYZ平面で切断したときの断面図を示す。
図5に示すように、入力装置1は、表面側(Z軸プラス側)から表皮部10、フレーム32、光源33、板バネ50、及び、シャーシ60がこの順に、互いに平行に保持される。表皮部10は、X軸プラス側の端部からX軸マイナス側の端部に亘って一体形成されている。つまり、第一領域10a及び第二領域10bのそれぞれにおいて、表皮部10は、同一構造、同一材質により構成される。
光源33の発光素子33bが発する光は、貫通孔32a及び表皮部10を透過し、入力装置1の外部に出射される。これにより、入力装置1は、意匠シート12に形成された意匠に応じた表示をユーザに視認させることができる。
また、意匠シート12は、第一凹部13a及び接続部13b1を覆う。例えば、意匠シート12は、複数の第一凹部13a及び複数の接続部13b1を一括して覆う。例えば、平面視において、意匠シート12は、複数の第一凹部13a及び複数の接続部13b1と重畳するように配置される。
また、入力装置1は、さらにフレーム部30の表皮部10と反対側(Z軸マイナス側)に、ユーザが表皮部10を操作したことを検出するための押込検知部100を備えてもよい。押込検知部100は、例えばタクトスイッチで構成される。押込検知部100は、例えば、基板33aのX軸方向の端部に配置されるが、これに限定されない。押込検知部100は、フレーム32と機械的に接続される。ここでの機械的に接続されるとは、押込検知部100がフレーム32のZ軸マイナス方向の移動を検出可能であることを意味する。
押込検知部100は、クッション層13の裏面側(Z軸マイナス側)に配置され、ユーザからの操作(例えば、押圧)を検知する。押込検知部100は、例えば、クッション層13が圧縮変形した状態で、さらに、表皮11への押圧がなされた場合に、ユーザからの操作を検知するように構成される。押込検知部100は、例えば、表皮11に一定以上の荷重が加わっているときにユーザからの操作を検知するように構成される。例えば、押込検知部100は、クッション層13が圧縮変形した状態で、さらに、表皮11への押圧がなされた場合に、押圧を検知するように構成される。クッション層13が圧縮変形した状態とは、クッション層13が所定以上圧縮変形した状態を意味し、例えば、それ以上圧縮変形しない状態、又は、初期状態より圧縮変形しにくい状態であってもよい。
押込検知部100は、表皮部10が操作されることによるフレーム32のZ軸マイナス方向の移動に基づいて、表皮部10に加わる荷重を検出する荷重センサであってもよい。荷重センサは、表皮部10に加わる荷重を検出できれば特に限定されないが、例えば、圧電センサである。当該荷重センサは、例えば、圧電素子を有する。なお、押込検知部100は、例えば、表皮部10に加わる荷重をフレーム部30(例えば、フレーム32)の変位量として検出するストロークセンサであってもよい。当該ストロークセンサは、例えば、光学式センサ、電波センサ、音波センサ等により、フレーム部30の変位量をストローク量として検出する。当該ストロークセンサは、例えば、0.1mm程度の小さなストローク量を検出可能である。当該ストロークセンサは、例えば、0.1mm程度のストローク量を検出することで、ユーザが表皮部10を操作したことを検出してもよい。なお、本実施の形態で用いるタクトスイッチも0.1mmから0.2mm程度のストローク量を検出できる。押込検知部100は、検出結果を後述する制御部110に出力する。
なお、押込検知部100は、接触式であってもよいし、非接触式であってもよい。また、押込検知部100は、静電容量式であってもよいし、機械式であってもよい。また、入力装置1がタクトスイッチ等のスイッチを備える場合、上記した荷重センサ等のセンサ類は備えられなくてもよい。押込検知部100は、検知部の一例である。
また、クッション層13は、積層方向に凸形状であり当該凸形状の裏側が凹形状となる第一凹部13aを複数有するように構成される。クッション層13は、複数の第一凹部13aが間隔を空けて配列されて構成される。クッション層13は、断面視において、表面13c(Z軸プラス側の面)及び裏面13d(Z軸マイナス側の面)の一方の面(図5の例では、表面13c)に配列された複数の第一凹部13a、及び、隣り合う第一凹部13aを接続する接続部13b1を有する。接続部13b1における表面13c及び裏面13dの他方の面(図5の例では、裏面13d)に、空間13b2が形成されている。クッション層13は、断面視において、第一凹部13a及び接続部13b1が交互に連続して形成されている。クッション層13は、断面視において、薄い肉厚で繋がれた立体形状(凹凸形状)を有するとも言える。クッション層13の肉厚は、例えば、ユーザに柔らかい触感を与える観点から薄いとよく、例えば、意匠シート12(例えば、シート部12a)より薄いがこれに限定されない。
第一凹部13aは、クッション層13のうち図5の破線よりセンサフィルム31側(Z軸マイナス側)の部分であり、クッション層13の表面13c(言い換えると、図5の例では、接続部13b1のY軸方向の端部)から光源33側(Z軸マイナス側)に凹む形状を有する。第一凹部13aは、Z軸マイナス側に向かうにつれ先細るように傾斜している。第一凹部13aは、下方向(Z軸マイナス方向)に凸形状であり、凸部の裏側(クッション層13の表面側)に空間13a3を有するとも言える。また、第一凹部13aは、下方向に突出する薄肉厚の凸部であり、上方向に開口部13a4を有する凸部であるとも言える。なお、ここでの薄肉厚とは、例えば、第一凹部13aの肉厚が表皮11及び意匠シート12の少なくとも一方の肉厚より薄いことを意味する。
第一凹部13aは、2つの側面部13a1と当該2つの側面部13a1の間の底面部13a2とを有する。第一凹部13aは、凹部の一例である。なお、第一凹部13aは、上方向(Z軸プラス方向)に凸形状であり、凸部の裏側に空間13a3を有するように構成されてもよい。なお、破線は、接続部13b1の下面側(Z軸マイナス側)を結ぶ直線である。
側面部13a1は、接続部13b1と、底面部13a2とを接続する部分であり、本実施の形態では、第一凹部13aの内側が先細るように傾斜している板状の部材である。側面部13a1の両面の断面形状は、例えば、直線状である。第一凹部13aが有する2つの側面部13a1は、Z軸マイナス側に向かうにつれ当該2つの側面部13a1の間隔(図5の例では、Y軸方向の長さ)が徐々に小さくなるテーパ状に傾斜するとも言える。なお、側面部13a1は、傾斜していることに限定されず、例えば、先細るように湾曲していてもよいし、Z軸方向と平行な板状の部材であってもよい。
底面部13a2は、隣り合う側面部13a1のZ軸マイナス側の端部を接続する部分であり、クッション層13のZ軸マイナス側に配置される。本実施の形態では、底面部13a2は、接続部よりZ軸マイナス側に配置される。底面部13a2は、第一凹部13aにおける底面を形成する。底面部13a2は、平面視において、開口部13a4と重なり、かつ、開口部13a4より小さい。底面部13a2の表面(裏面13d)は、例えば、センサフィルム31と接触して設けられる。
また、第一凹部13aには、空間13a3、及び、開口部13a4が形成されている。
空間13a3は、凸形状の裏側の凹形状により形成される空間である。空間13a3は、側面部13a1及び底面部13a2により囲まれている。空間13a3には、例えば、空気が存在する。空間13a3は、切頭錐体状であり、例えば、四角錐台状であってもよい。また、平面視において、空間13a3の一部は、空間13b2の一部と重畳している。
開口部13a4は、空間13a3と外部の空間との境界であり、本実施の形態では意匠シート12により覆われている。つまり、開口部13a4は、クッション層13のうちユーザから操作を受け付ける側に形成されている。クッション層13に形成されている複数の開口部13a4の全ては、意匠シート12により一括して覆われている。なお、意匠シート12は、平面視において、開口部13a4と重なる部分と、開口部13a4と重ならない部分とで、厚みが同じである。
第二凹部13bは、隣り合う第一凹部13aの間の隙間により形成される凹みである。第二凹部13bは、Z軸プラス側に向かうにつれ先細るように傾斜している。第二凹部13bは、2つの側面部13a1と当該2つの側面部13a1の間の接続部13b1とを有する。
接続部13b1は、クッション層13のうち図5の破線よりセンサフィルム31と反対側(Z軸プラス側)の部分であり、隣り合う第一凹部13aの空間の一部に配置され、複数の第一凹部13aのうち隣り合う第一凹部13aを接続する。本実施の形態では、接続部13b1は、隣り合う側面部13a1のZ軸プラス側の端部を接続する部分であり、クッション層13のZ軸プラス側に配置される。接続部13b1は、第二凹部13bにおける底面を形成する。接続部13b1は、平面視において、開口部13b3と重なり、かつ、開口部13b3より小さい。接続部13b1の表面(表面13c)は、例えば、意匠シート12と接触して設けられる。
接続部13b1は、平面視において、底面部13a2と重ならない位置に設けられる。接続部13b1の厚み(肉厚)は、例えば、一定である。接続部13b1の厚み(肉厚)は、例えば、底面部13a2の厚み(肉厚)と同じであってもよい。
また、第二凹部13bには、空間13b2、及び、開口部13b3が形成されている。
空間13b2は、隣り合う第一凹部13aの間の空間(隙間)である。空間13b2は、側面部13a1及び接続部13b1により囲まれている。空間13b2には、例えば、空気が存在する。空間13b2は、台形状がX軸方向及びY軸方向に延在する長尺状の空間である。
開口部13b3は、空間13b2と外部の空間との境界であり、センサフィルム31により覆われている。つまり、開口部13b3は、クッション層13のうちユーザから操作を受け付ける側と反対側に形成されている。クッション層13に形成されている複数の開口部13b3の全ては、センサフィルム31により一括して覆われている。
なお、側面部13a1、底面部13a2及び接続部13b1は、例えば、一体形成されている。側面部13a1、底面部13a2及び接続部13b1は、例えば、透明なシリコンゴムを成形することで作製される。このように、本実施の形態におけるクッション層13は、断面形状が凹凸形状であるゴム成形品である。なお、クッション層13の作製方法は、これに限定されない。
このような表皮部10は、ユーザにより操作されると、表皮11及び意匠シート12がZ軸マイナス側に撓み、かつ、クッション層13は、Z軸マイナス側に圧縮される。つまり、表皮部10は、ユーザにより操作されると局部的に変形する。表皮部10は、クッション層13が圧縮することで、ユーザに柔らかい触感を感じさせることができる。表皮部10は、第一領域10a及び第二領域10bに亘って一体形成されたクッション層13を有するので、ユーザが第一領域10a及び第二領域10bのいずれを操作(例えば、接触)しても、ユーザに同様の柔らかい触感を感じさせることができる。
また、クッション層13は、表皮11が押圧されると、押圧された部分の側面部13a1が平面視で外へ広がるように撓み、その結果、クッション層13の表面13cが裏面13dに近づく。つまり、クッション層13は、クッション層13の厚みが薄くなるように圧縮変形する。クッション層13は、座屈変形するとも言える。クッション層13の厚みが部分的に薄くなる(高さが低くなる)ので、クッション層13の全体の厚みが薄くなる場合に比べて、ユーザはより少ない力で表皮11の押圧を行うことができる。つまり、クッション層13を備えることで、ユーザに柔らかい触感を感じさせることに加えて、操作性を向上させることができる。
また、フレーム部30は、第一領域10a及び第二領域10bに亘って一体形成されており、かつ、剛性を有しているので、ユーザが第一領域10a及び第二領域10bのいずれを操作(例えば、接触)しても、変形せずにZ軸マイナス方向に移動する。よって、フレーム部30は、例えば、第二領域10bを操作してもフレーム部30が移動しない場合に比べて、フレーム部30の移動の有無による触感の違いをユーザに感じさせにくい。
これらにより、入力装置1は、ユーザが表皮部10のどこを触っても(押圧しても)同様の柔らかい触感を与えることができるので、触感に違和感を与えることを抑制することができる。例えば、入力装置1がアームレスト等のユーザが触れやすい位置に配置される場合に、ユーザに触感に関する違和感を与えることを抑制することができる。例えば、入力装置1は、光源33が非点灯である場合にユーザが表皮部10のどこに触れても、ユーザに同様の触感を与えることができるので、ユーザに触感に対する違和感を与えることを抑制することができる。つまり、ユーザは、機器を操作する意図がなく表皮部10に触れた場合に表皮部10のどこに触れても、同様の触感を感じることができる。
また、例えば、ユーザの表皮部10への操作によりクッション層13が圧縮変形される。つまり、振動デバイス40が振動を発生させるときには、クッション層13は圧縮されている。よって、入力装置1は、クッション層13により振動が吸収されにくく、ユーザに(ユーザの指に)振動デバイス40の触感を有効に伝えることができる。また、入力装置1がタクトスイッチを備える場合、タクトスイッチのクリック感がクッション層13に吸収されにくいので、入力装置1はユーザにクリック感を有効に伝えることができる。つまり、入力装置1は、ユーザに与える触力覚を損なうことなく、ユーザに与える触感に対する違和感を低減することができる。
[5.クッション層の構成]
次に、クッション層13の構成について、図6A~図7Cを参照しながら説明する。まずは、クッション層13の断面形状の他の例について、図6A~図6Cを参照しながら説明する。図6Aは、本実施の形態に係るクッション層13の断面形状の第1例を示す断面図である。図6Bは、本実施の形態に係るクッション層13の断面形状の第2例を示す断面図である。図6Cは、本実施の形態に係るクッション層13の断面形状の第3例を示す断面図である。なお、図6A~図6Cでは、2つの第一凹部13aと、2つの第一凹部13aを接続する接続部13b1とを図示している。また、図6A及び図6Bに示す厚みt1~t4は、各構成部の肉厚を示す。
図6Aに示すように、接続部13b1の厚み(肉厚)は一定でなくてもよい。接続部13b1の厚み(肉厚)は、例えば、第一凹部13aに近づくにつれ厚くなっていてもよい。例えば、接続部13b1の中央部の厚みt1より、接続部13b1の両端の厚みt2の方が厚くてもよい。また、接続部13b1の厚み(肉厚)が一定である場合(例えば、図5に示す形状である場合)、接続部13b1の厚み(すなわち、厚みt1および厚みt2のそれぞれ)は、側面部13a1の厚みt3より厚くてもよい。例えば、接続部13b1の厚み(すなわち、厚みt1および厚みt2のそれぞれ)及び底面部13a2の厚みt4が同じであり、かつ、側面部13a1の厚みt3が厚みt1、t2及びt4より薄くてもよい。
これにより、接続部13b1を通過した光と側面部13a1を通過した光との輝度ムラ(意匠を介した輝度ムラ)を抑制することができる。
なお、側面部13a1の厚みt3は、例えば、均一であり、底面部13a2の厚みt4は、例えば、均一である。
図6Bに示すように、側面部13a1の傾斜を図6Aより大きくしてもよい(水平方向に近づけてもよい)。この場合、触感に対する違和感を低減する観点から、開口部13a4の大きさを変更しない方がよいので、図6Aに比べて底面部13a2の幅(図6Bの例ではY軸方向の長さ)が小さくなる。側面部13a1におけるZ軸と平行な方向の長さを長さt5とすると、輝度ムラを抑制する観点から、長さt5は、厚みt1及びt4と同じであるとよい。なお、Z軸と平行な方向とは、発光素子33cからの光の光軸と平行な方向である。この場合、空間13a3は、錘状(例えば、角錐状又は円錐状)となる。また、長さt5は、光源33からの光が側面部13a1内を通過するときの距離に相当する。
図6Cに示すように、第一凹部13aは少なくとも一部がアールを有する形状であってもよい。
次に、クッション層13の第一凹部13aの平面視形状について、図7A~図7Cを参照しながら説明する。図7Aは、本実施の形態に係るクッション層13に形成された第一凹部13aの平面視形状の第1例を示す平面図である。図7Bは、本実施の形態に係るクッション層13に形成された第一凹部13aの平面視形状の第2例を示す平面図である。図7Cは、本実施の形態に係るクッション層13に形成された第一凹部13aの平面視形状の第3例を示す平面図である。
図7Aに示すように、第一凹部13aの平面視形状(開口部13a4の形状)は、例えば、四角形状(例えば、正方形状)であってもよい。また、複数の第一凹部13aは、等間隔に配置される。複数の第一凹部13aは、例えば、2次元状(例えば、碁盤目状)に並んで配置されるが、所定の間隔をあけてハニカム状に並んで配置されてもよい。例えば、隣り合う第一凹部13aまでの距離は、複数の第一凹部13aのそれぞれで同じであるとよい。この場合、空間13a3は、四角錐台状である。
なお、図7Aの場合、空間13b2は、平面視において、X軸方向及びY軸方向に直線状に延在するように形成される。また、空間13b2は、格子状に形成される。空間13b2は、例えば、平面視において、複数の第一凹部13aのそれぞれを囲むように形成される。
なお、平面視において、1つの意匠に対して2以上の第一凹部13aが重畳されるように第一凹部13aの大きさ及び位置が決定されてもよい。また、第一凹部13aは、スイッチ部及び非スイッチ部のそれぞれに形成されている。つまり、スイッチ部及び非スイッチ部のそれぞれに、同一形状の空間13a3が形成されている。
図7Bに示すように、第一凹部13aの平面視形状は、例えば、六角形状(例えば、正六角形状)であってもよい。また、第一凹部13aは、例えば、第一凹部13aが所定の間隔をあけてハニカム状に並んで配置されるが、碁盤目状に並んで配置されてもよい。例えば、隣り合う第一凹部13aまでの距離は、複数の第一凹部13aのそれぞれで同じであるとよい。この場合、空間13a3は、六角錐台状である。
なお、第一凹部13aの平面視形状は、三角形状、五角形状等の他の多角形状であってもよいし、図7Cに示すような円形状であってもよい。表皮11を押圧したときの変形のしやすさの観点から、第一凹部13aの平面視形状は四角形であってもよい。
なお、第一凹部13aは、平面視において、表面のいずれの領域でも密度が同じように形成される。また、複数の第一凹部13aは、平面視において、形状及び大きさが同じである。また、第二凹部13bにおいても同様に、表面のいずれの領域でも密度が同じように形成され、形状及び大きさが同じである。
なお、図7Bの場合、空間13b2は、平面視において、X軸方向及びY軸方向に波状に延在するように形成される。また、空間13b2は、格子状に形成される。空間13b2は、例えば、平面視において、複数の第一凹部13aのそれぞれを囲むように形成される。
[6.入力装置の機能構成]
次に、入力装置1の機能構成について、図8を参照しながら説明する。図8は、本実施の形態に係る入力装置1の機能構成を示すブロック図である。
図8に示すように、入力装置1は、機能構成として、センサフィルム31と、光源33と、振動デバイス40と、押込検知部100と、制御部110とを備える。
制御部110は、入力装置1の各構成要素を制御する制御装置である。制御部110は、光源33を制御し発光させることで、意匠を表示させる。また、制御部110は、センサフィルム31からの位置情報に基づいて、ユーザがどの意匠を操作したか否かを判定し、操作された意匠に応じた制御に関する処理を行う。なお、制御部110は、上記の静電ICが行う処理を実行してもよい。
また、制御部110は、ユーザが表皮部10を操作したことを示す検出結果を押込検知部100から取得すると、振動デバイス40を振動させるための制御情報を出力する。制御部110は、例えば、ユーザが表皮部10を操作したことを押込検知部100の検出結果から取得し、ユーザが操作した位置(どの意匠を操作したか)をセンサフィルム31からの位置情報に基づいて取得する。そして、制御部110は、ユーザが操作した意匠に応じた制御信号を外部に出力する。さらに、制御部110は、ユーザが操作した意匠に応じた態様(例えば、周波数、振動強度等)で振動デバイス40を振動させてもよい。
なお、制御部110は、ユーザにより第二領域10bが操作された場合、押込検知部100からの検出結果を取得するが、センサフィルム31からの位置情報を取得しない。この場合、制御部110は、振動デバイス40を振動させるための制御情報を出力しない。つまり、制御部110は、振動デバイス40を振動させない。制御部110は、例えば、センサフィルム31からの位置情報及び押込検知部100からの検出結果の両方を取得した場合に、振動デバイス40を振動させるための制御情報を出力する。
制御部110は、例えば、各構成要素を制御するためのプログラムを実行するプロセッサと、当該プログラムを記憶しているメモリとにより実現されてもよいし、専用回路により実現されてもよい。制御部110は、例えば、ECU(Electronic Control Unit)により実現されてもよい。
(実施の形態の各変形例)
以下では、実施の形態の入力装置1の各変形例について、図9~図13を参照しながら説明する。なお、各変形例では、実施の形態との相違点を中心に説明し、実施の形態と同一又は類似の内容については説明を省略又は簡略化する。
(実施の形態の変形例1)
上記の実施の形態では、入力装置1は、上側カバー80を備える例について説明したが、これに限定されず、上側カバー80を備えていなくてもよい。上側カバー80を備えない入力装置1の構成について、図9を参照しながら説明する。図9は、本変形例に係る入力装置1の外観を示す斜視図である。
図9に示すように、入力装置1は、平面視において、表皮部210が入力装置1の表面の全体を覆うように構成されてもよい。ここで、表面とは、意匠が表示される第一領域10aを含むXY平面(操作面)を指す。例えば、表皮11、意匠シート12及びクッション層13がこの順に積層されて構成される加飾層が、入力装置1の表面の全体を覆っていてもよい。この場合、入力装置1の表面の全体に、第一凹部13a及び第二凹部13bが形成される。
また、平面視において、フレーム部30も入力装置1の表面の全体を覆うように形成されていてもよい。フレーム部30は、例えば、表皮部210においてユーザが触れる可能性がある領域(例えば、板状の領域)を覆い、かつ、当該領域に対向して配置される。
これにより、入力装置1は、入力装置1の表面のどこを操作しても同じ触感をユーザに与えることができる。また、入力装置1は、表面において継ぎ目ないので外観の見栄えが向上し、かつ、表面全体において操作感を均一化することができる。
なお、表皮部210は上記した表面に限定されず、本体部20及び下側カバー90も含めて、それらの表面を覆うように構成されてもよい。この場合、操作面と同じ触感を入力装置1の側面においても得ることができる。
(実施の形態の変形例2)
上記の実施の形態では、クッション層13は、1つの構造体で実現される例について説明したがこれに限定されず、1以上のブロック体が嵌合して形成されていてもよい。1以上のブロック体を含むクッション層13の構成について、図10を参照しながら説明する。図10は、本変形例に係るクッション層313の構成を示す平面図である。
図10に示すように、クッション層313は、本体部313aと、ブロック体313bとを有する。図10の例ではブロック体313bは3つ設けられているが、ブロック体313bの数は特に限定されず、1つ又は2つであってもよいし、4つ以上であってもよい。
本体部313aは、厚み方向(Z軸方向)に貫通する貫通孔(図示しない)を有し、当該貫通孔にブロック体313bが嵌め込まれる板状の部分である。本体部313aは、平面視において、クッション層313のうち意匠が形成されていない領域と重畳する部分(第二部分)である。本体部313aは、例えば、平面視において、第二領域10bと重畳する部分である。
本体部313aの光透過率は、ブロック体313bの光透過率より低く、例えば、遮光性を有していてもよい。遮光性を有するとは、光透過性を有する部分より相対的に透過率が低いことを意味し、例えば、透過率が10%未満であることを意味してもよいし、光を完全に遮断する(透過率が実質的にゼロである)ことを意味してもよい。なお、本体部313aは、透明であってもよい。
本体部313aは、例えば、シリコンゴムを成形することで作製されるが、これに限定されない。
ブロック体313bは、本体部313aに形成された貫通孔に嵌め込まれる。ブロック体313bは、例えば、本体部313aに着脱自在に嵌め込まれる。ブロック体313bは、平面視において、クッション層313のうち意匠が形成されている領域と重畳する部分(第一部分)を構成する。ブロック体313bは、例えば、平面視において、第一領域10aと重畳する部分である。
ブロック体313bの光透過率は、本体部313aの光透過率より高くてもよい。また、ブロック体313bは、例えば、透明、または光透過のある着色がされていてもよい。
ブロック体313bは、例えば、シリコンゴムを成形することで作製されるが、これに限定されない。また、ブロック体313bの平面視形状は、矩形状であることに限定されない。
ここで、本体部313a及びブロック体313bの断面形状は、同じである。つまり、本体部313a及びブロック体313bのそれぞれにおいて、第一凹部13a及び第二凹部13b(図5参照)が形成されている。本体部313aに形成される第一凹部13a及び第二凹部13bと、ブロック体313bに形成される第一凹部13a及び第二凹部13bとは、例えば、大きさ、形状及び密度が同じである。これにより、クッション層313は、ユーザが本体部313a及びブロック体313bのいずれに対応する表皮11の部分を押圧しても、ユーザに同様の触感を与えることができる。
なお、本体部313aは貫通孔を有することに限定されず、例えば、有底筒状の凹みであってもよい。例えば、凹みを形成する底面部の上面(Z軸プラス側の面)と、ブロック体313bの底面(Z軸マイナス側の面)とが当接することで、ブロック体313bのZ軸マイナス方向への移動が規制されてもよい。これにより、車両の振動等により、ブロック体313bがZ軸方向に移動することを抑制することができる。なお、この場合、少なくとも本体部313aの底面部は、光透過性を有する。
(実施の形態の変形例3)
上記の実施の形態では、クッション層13の空間13b2には他の部材が配置されない例について説明したがこれに限定されず、複数の空間13b2のうち少なくとも一部の空間13b2に他の部材が配置されていてもよい。空間13b2に他の部材(例えば、遮光シート)が配置されるクッション層13の構成について、図11~図12Bを参照しながら説明する。図11は、本変形例に係るクッション層13の第二凹部13bに配置される遮光シート430を示す断面図である。
図11に示すように、入力装置1は、クッション層13の第二凹部13bに、さらに遮光シート430を備える。
遮光シート430は、隣り合う第一凹部13aの一方の第一凹部13aを通過する光が、他方の第一凹部13aへ入射することを抑制する(漏れ光を抑制する)ために設けられる薄肉のシート状の部材である。遮光シート430は、隣り合う第一凹部13aの間、つまり隣り合う第一凹部13aの間の空間13b2に配置される。遮光シート430は、例えば、第二凹部13bの空間13b2内に差し込まれる。遮光シート430の光透過率は、クッション層13の光透過率より低い。遮光シート430は、遮光性を有しており、例えば、黒色であってもよい。
遮光シート430は、遮光シート430が配置されている部分と配置されていない部分とに対応する表皮11の位置を押圧したときに、ユーザに同様の触感を与えることができるように構成される。例えば、遮光シート430の厚み(図11の例ではY軸方向の長さであり、遮光シート430の肉厚に相当)は、クッション層13の厚み(例えば、厚みt1、t3及びt4)より薄くてもよい。また、例えば、遮光シート430は、シリコンゴムを成形することで作製されてもよい。
ここで、遮光シート430の配置例について、図12A及び図12Bを参照しながら説明する。図12Aは、本変形例に係る遮光シート430の配置の第1例を示す平面図である。図12Aは、第一凹部13aの平面視形状が四角形状であり、かつ、第一凹部13aが碁盤目状に配置される場合の遮光シート430の配置例を示す。図12Bは、本変形例に係る遮光シート430の配置の第2例を示す平面図である。図12Bは、第一凹部13aの平面視形状が六角形状であり、かつ、第一凹部13aがハニカム状に配置される場合の遮光シート430の配置例を示す。
なお、図12A及び図12Bは、Z軸プラス側からZ軸マイナス側を見たときのクッション層13の平面図(クッション層13の表面を見た図)であり、遮光シート430は、クッション層13の裏面側(つまり、空間13b2)に配置される。また、図12A及び図12Bでは、平面視におけるクッション層13の一部のみを図示している。
図12Aに示すように、遮光シート430は、平面視において、直線状となるように配置されてもよい。これにより、クッション層13を、第三領域431と、第四領域432とに区画することができる。遮光シート430は、第三領域431及び第四領域432の一方から他方に向かう光を遮光する。第三領域431及び第四領域432は、互いにクッション層13の透過率、色等が異なる領域であってもよい。遮光シート430は、クッション層13のうち透過率及び色の少なくとも一方が異なる領域を区画するように配置されてもよい。例えば、図10に示すクッション層313に遮光シート430が設けられる場合、本体部313aとブロック体313bとを区画するように遮光シート430が配置されてもよい。例えば、遮光シート430は、ブロック体313bを囲む環状に配置されてもよい。例えば、第三領域431及び第四領域432は、第三領域431に対応する意匠と第四領域432に対応する意匠の内、何れか一方のみ表示される状態がある領域であってもよい。
図12Bに示すように、遮光シート430は、平面視において、波状となるように配置されてもよい。また、遮光シート430は、複数配置されてもよい。図12Bの例では、遮光シート430a及び430bが配置されている。これにより、クッション層13を、第三領域431と、第四領域432と、第五領域433とに区画することができる。このように、区画したい領域数に応じて、配置される遮光シート430の数は適宜決定されるとよい。なお、遮光シート430bのX軸方向の端部は、遮光シート430aと当接していてもよい。
遮光シート430が波状に配置されることで、遮光シート430が外れてしまうことを抑制する効果が期待される。
(実施の形態の変形例4)
上記の実施の形態では、クッション層13は、光を拡散する機能を有する光拡散粒子を含まない例について説明したがこれに限定されず、光拡散粒子を含んでいてもよい。光拡散粒子を含むクッション層13の構成について、図13を参照しながら説明する。図13は、本変形例に係る表皮部510を示す分解斜視図、及び、XIII-XIII切断線で切断したクッション層513の断面図を示す。
図13に示すように、表皮部510は、実施の形態の表皮部10のクッション層13に替えてクッション層513を有する。
クッション層513は、内部に光拡散粒子513aを含有する。光拡散粒子513aは、クッション層513を構成する材料と異なる屈折率を有する。本実施の形態では、光拡散粒子513aは、シリコンゴムと異なる屈折率を有する。光拡散粒子513aは、シリカ、ガラスビーズ等の無機微粒子であるが、樹脂粒子であってもよい。
光拡散粒子513aは、第一凹部13a(例えば、側面部13a1及び底面部13a2)及び接続部13b1のそれぞれに含有される。光拡散粒子513aは、クッション層513内部に均一に分散して配置されるが、これに限定されない。また、光拡散粒子513aを含有するクッション層513の製造方法は、既知のいかなる方法が用いられてもよい。
なお、光拡散粒子513aは、クッション層513に含有されることに限定されず、意匠シート12(例えば、シート部12a)に含有されていてもよい。シート部12aが光透過性を有するシリコンゴムで形成される場合、光拡散粒子513aは当該シリコンゴムと屈折率が異なる。
上記のように、意匠シート12及びクッション層513の少なくとも一方に光拡散粒子513aが含有されることで、クッション層13が第一凹部を複数配列して構成される場合であっても、輝度ムラが生じることを抑制することができる。
(実施の形態の変形例5)
上記の実施の形態では、断面形状が凹凸形状であるクッション層13を1つ備える例について説明したがこれに限定されず、Z軸方向に積層される2つのクッション層を備える構成であってもよい。Z軸方向に積層される2つのクッション層を備える構成について、図14を参照しながら説明する。図14は、本変形例に係る第1のクッション層713および第2のクッション層913の断面形状を示す断面図である。
図14に示すように、本変形例に係る入力装置は、実施の形態のクッション層13に替えて第1のクッション層713および第2のクッション層913を有する。クッション層が、第1のクッション層713をおよび第2のクッション層913を含むとも言える。
第1のクッション層713は、上記の実施の形態と同様に、積層方向に凸形状であり当該凸形状の裏側が凹形状となる第一凹部13aを複数有するように構成される。第一凹部13aは、下方向(Z軸マイナス方向)に凸形状であり、凸部の裏側(クッション層13の表面側)に空間13a3を有するとも言える。また、第一凹部13aは、下方向に突出する薄肉厚の凸部であり、上方向に開口部13a4を有する凸部であるとも言える。また、第1のクッション層713は、隣り合う第一凹部13aを接続する接続部13b1を有する。
第2のクッション層913は、第1のクッション層713をZ軸方向に反転した形状であり、積層方向に凸形状であり当該凸形状の裏側が凹形状となる第一凹部13aを複数有するように構成される。第2のクッション層913は、第1のクッション層713をX軸を回転軸として180度回転させた形状を有するとも言える。第一凹部13aは、上方向(Z軸プラス方向)に凸形状であり、凸部の裏側(クッション層13の裏面側)に空間13a3を有するとも言える。また、第一凹部13aは、上方向に突出する薄肉厚の凸部であり、下方向に開口部13a4を有する凸部であるとも言える。また、第2のクッション層913は、隣り合う第一凹部13aを接続する接続部13b1を有する。
図14に示すように、第1のクッション層713の接続部13b1と、第2のクッション層913の接続部13b1とが当接するように第1のクッション層713の上方向(Z軸プラス方向)に第2のクッション層913が積層される。
なお、第2のクッション層913は、第1のクッション層713をZ軸方向に反転した形状であるため、第1のクッション層713の高さ(Z軸方向の長さt6)と、第2のクッション層913の高さ(Z軸方向の長さ)とは等しく形成される。また、第1のクッション層713の隣り合う第一凹部13aの間隔(図14の断面図の場合Y軸方向の長さt7)と、第2のクッション層913の隣り合う第一凹部13aの間隔とは等しく形成される。
上述の通り、クッション層は、ユーザが表皮部10を操作した際にユーザに柔らかい触感を与えやすくする観点から、高さ(Z軸方向の長さ)が厚いとよい。
ここで、1つのクッション層において、クッション層の高さと、隣り合う第一凹部13aの間隔との比が同じである場合、本変形例のように、2つのクッション層を積層することにより、所定のクッション層の高さに対し、隣り合う第一凹部13aの間隔を短くすることができる。
例えば、第1のクッション層713の高さ(Z軸方向の長さt6)と、隣り合う第一凹部13aの間隔(図14の断面図の場合Y軸方向の長さt7)との比を基準とした場合、クッション層全体(積層された第1のクッション層713および第2のクッション層913)の高さ(Z軸方向の長さt8)に対し、隣り合う第一凹部13aの間隔(図14の断面図の場合Y軸方向の長さt7)を相対的に短くすることができる。なお、隣り合う第一凹部13aの間隔が相対的に短くなるということは、言い換えると、開口部13a4および開口部13b3の長さが相対的に短くなるとも言える。
これにより、開口部13a4および開口部13b3の触感に対する影響を小さくすることができるので、ユーザに触感に関する違和感を与えることをより抑制することができる。また、隣り合う第一凹部13aの間隔を相対的に短くできることにより、側面部13a1と接続部13b1との境界で極端に輝度が変化することをさらに抑制することができるので、より意匠の見栄えを改善することができる。
また、1つのクッション層で、クッション層全体の高さ(Z軸方向の長さt8)に対し、隣り合う第一凹部13aの間隔(図14の断面図の場合Y軸方向の長さt7)が短くなるように成型加工する場合に比べ、クッション層の空間13a3および13b2の深さ(Z軸方向の長さ)を浅くできるため、クッション層の成型加工を容易に行うことができる。
なお、図14の例では、2つのクッション層が積層される例について説明したが、3つ以上のクッション層が積層されてもよい。
(その他の実施の形態)
以上、一つ又は複数の態様に係る入力装置1について、実施の形態等に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態等に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態等に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示に含まれてもよい。
例えば、上記実施の形態等では、表皮11、意匠シート12及びクッション層13がこの順に直接接触して積層される例について説明したが、これに限定されない。表皮11及び意匠シート12の間、並びに、意匠シート12及びクッション層13の間の少なくとも一方に、他の板状の層が設けられてもよい。当該板状の層は、クッション性を有する層であるとよい。
また、上記実施の形態等では、入力装置1が備える押込検知部100の数は特に限定されず、1つであってもよいし、2以上であってもよい。
また、上記実施の形態等では、意匠シート12を透過した光により意匠が表示される例について説明したが、これに限定されず、入力装置1は、意匠シート12により遮光された光により意匠が表示される構成であってもよい。
また、上記実施の形態等では、光源33が複数の発光素子33bを有する構成である例について説明したが、光源33は、例えば、1つの面光源であってもよい。
また、上記実施の形態等における高さ、厚み等は、長さの平均値、中央値、最頻値、最大値、及び、最小値のいずれの値であってもよい。
また、ブロック図における機能ブロックの分割は一例であり、複数の機能ブロックを1つの機能ブロックとして実現したり、1つの機能ブロックを複数に分割したり、一部の機能を他の機能ブロックに移してもよい。また、類似する機能を有する複数の機能ブロックの機能を単一のハードウェア又はソフトウェアが並列又は時分割に処理してもよい。
また、上記実施の形態において、各構成要素(例えば、制御部)は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU又はプロセッサ等のプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
本開示は、車両等に搭載される表示装置及び入力装置に有用である。
1 入力装置
10、210、510 表皮部
10a 第一領域
10b 第二領域
11 表皮
12 意匠シート
12a シート部
12b 意匠層
12b1 透過部(第一部分)
12b2 遮光部(第二部分)
13、313、513 クッション層
13a 第一凹部(凹部)
13a1 側面部
13a2 底面部
13a3、13b2 空間
13a4、13b3 開口部
13b 第二凹部
13b1 接続部
13c 表面
13d 裏面
14 枠体
15、34、53、54、64 ネジ
20、313a 本体部
21 枠部
22 規制部
23、51、61 開口
30 フレーム部
31 センサフィルム
31a 基材
31b センサ電極
31c フレキシブル基板部
32 フレーム
32a 貫通孔
32b、32c 端部
33 光源
33a 基板
33b、33c 発光素子
40 振動デバイス
50 板バネ
52、63 ネジ穴
60 シャーシ
62 凸部
70 メイン基板
80 上側カバー
90 下側カバー
100 押込検知部(検知部)
110 制御部
313b ブロック体
430、430a、430b 遮光シート
431 第三領域
432 第四領域
433 第五領域
513a 光拡散粒子
713 第1のクッション層
913 第2のクッション層
t1、t2、t3、t4 厚み
t5、t6、t7、t8 長さ

Claims (18)

  1. 光透過性を有する表皮と、
    光透過性を有し、前記表皮の表面側又は裏面側に配置される意匠部と、
    光透過性を有し、前記表皮の前記裏面側に配置されるクッション層と、
    前記クッション層の裏面側に配置される光源と、を備え、
    前記クッション層は、前記表皮及び前記意匠部の積層方向と平行な面で切断したときの断面視において、前記積層方向に凸形状であり前記凸形状の裏側が凹形状となる複数の凹部を有するように形成される
    表示装置。
  2. 前記複数の凹部は、間隔を空けて配列され、
    前記クッション層は、前記複数の凹部のうち隣り合う凹部を接続する接続部を有する
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記凹部は、底面部を有し、当該底面部に向けて先細るように傾斜又は湾曲している
    請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記凹部は、前記底面部と、前記底面部及び前記接続部を接続する側面部とを有し、
    前記接続部の厚みは、前記側面部の厚みよりも厚い
    請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記接続部の厚みは、前記凹部に近づくにつれ厚くなる
    請求項2~4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 前記クッション層は、第1のクッション層と第2のクッション層とを含み、
    前記第1のクッション層と前記第2のクッション層とのそれぞれは、前記表皮及び前記意匠部の積層方向と平行な面で切断したときの断面視において、前記積層方向に凸形状であり前記凸形状の裏側が凹形状となる複数の凹部を有するように形成され、
    前記第2のクッション層は、前記第1のクッション層を前記積層方向に反転した形状であり、
    前記第1のクッション層の前記表皮側に、前記第2のクッション層が配置される
    請求項1~4のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 前記クッション層は、前記表示装置の平面視において、前記意匠部に形成された意匠と重畳する第一部分と、前記第一部分の周囲の第二部分とを有し、
    前記第一部分の光透過率は、前記第二部分の光透過率より高い
    請求項1~4のいずれか1項に記載の表示装置。
  8. 前記第一部分は、透明、または光透過のある着色をされており、
    前記第二部分は、遮光性を有する
    請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記隣り合う凹部の間に、遮光性のあるシートが配置される
    請求項2~4のいずれか1項に記載の表示装置。
  10. 前記意匠部は、前記積層方向から見て、前記複数の凹部及び前記接続部と重畳するように配置される
    請求項2~4のいずれか1項に記載の表示装置。
  11. 前記クッション層は、光透過性を有するシリコンゴムで形成される
    請求項1~4のいずれか1項に記載の表示装置。
  12. 前記クッション層は、前記シリコンゴムと屈折率が異なる光拡散粒子を含む
    請求項11に記載の表示装置。
  13. 前記意匠部は、光透過性を有するシリコンゴムと、前記シリコンゴムと屈折率が異なる光拡散粒子とを含む
    請求項1~4のいずれか1項に記載の表示装置。
  14. 前記凹部は、前記表示装置の平面視において、四角形、六角形、又は、円形である
    請求項1~4のいずれか1項に記載の表示装置。
  15. 前記意匠部は、前記表皮の裏面側に配置される意匠シートである
    請求項1~4のいずれか1項に記載の表示装置。
  16. 請求項1~4のいずれか1項に記載の表示装置と、
    前記クッション層の裏面側に配置され、ユーザからの操作を検知する検知部と、を備える
    入力装置。
  17. 前記クッション層は、前記表皮への押圧により圧縮変形する
    請求項16に記載の入力装置。
  18. 前記検知部は、前記クッション層が圧縮変形した状態で、さらに、前記表皮への押圧がなされた場合に前記ユーザからの操作を検知する
    請求項16に記載の入力装置。
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