JP4108378B2

JP4108378B2 - Switch device

Info

Publication number: JP4108378B2
Application number: JP2002180794A
Authority: JP
Inventors: 昌樹分須; 啓二佐藤; 健治都倉
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP2003173724A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディスプレイに表示されたメニューと、操作部より受ける手の感触によって視覚的及び触覚的にスイッチの操作が可能なスイッチ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動車等の車両に搭載された各種機器を操作したり、券売機やキャッシュディスペンサ（ＣＤ）を操作する場合、各機器に設けられた複数のスイッチボタンにより操作するが、操作を誤ると各機器を目的通りに動作させることができない。
【０００３】
このためこの種の機器に使用するスイッチ装置には、機器の知識がない者でも、容易かつ正確に操作できる構造のものが必要であることから、従来から誤操作を防止したり、操作を容易にする目的で各種のスイッチ装置が提案され、また実用化されている。
【０００４】
例えば特開平９−１０６３１９号公報には、パネル状のレイアウトパターンに複数の操作部を設け、これら操作部の近傍に点字を設けると共に、操作部と対応する部分に振動子を設けて、各振動子を操作ステップに応じて選択的に振動させることにより、視覚障害者でも容易に操作できる対面式自動操作装置が記載されている。
【０００５】
また特開２０００−３３５３３０号公報には、ディスプレイ上に表示されたメニュー上のスイッチに合せて、メニューから離れた位置にあるスイッチマトリックスの凸の状態をプログラマブルに制御することにより、手の感触によりスイッチの位置が検知できると同時に、スイッチの操作状況をカメラで撮影して、スイッチを操作する手の形をディスプレイ上にスーパーインポーズ表示するようにした車載用スイッチ操作装置が記載されている。
【０００６】
さらに実公平７−３２２４１号公報には、運転席の近傍に設置したパネルスイッチの操作面を反射面を利用して運転席前方の視点領域を投影することにより、運転者は視点領域に表示された表示パターンを見ることによりパネルスイッチが操作できるようにした車両用操作スイッチが記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし特開平９−１０６３１９号公報に記載のスイッチ装置のように、レイアウトパターンに設けられた複数の操作部毎に棒状の振動子を突出させ、かつこれら振動手を圧電素子により振動させるようにしたものでは、振動しない振動子も突出状態にあるため、振動している振動子を手探りで検知するためには、多くの振動子に触って振動している振動子を探さなければならず、目的とする操作部に達するのに時間がかかって操作性が悪いなどの問題がある。
【０００８】
また特開２０００−３３５３３０号公報に記載のスイッチ装置では、スイッチパネルに設けられたスイッチを操作する場合、スイッチを電磁ソレノイドなどの駆動手段で操作可能位置まで突出させる必要がある。
【０００９】
このためスイッチの数が多いと、各スイッチ毎に設けた駆動手段によりスイッチ装置が大型になるため、設置するのに多くのスペースを必要とすると共に、スイッチ装置が高価になるなどの問題がある。
【００１０】
さらにスイッチを操作するためには、適度のストロークと反発力が必要であるため、各スイッチ毎に駆動手段を設けたスイッチ装置の場合、ストロークと反発力の調整に多くの時間を必要とすることから、スイッチ装置の組立てや調整に多くの工数を必要とするなどの問題もある。
【００１１】
一方実公平７−３２２４１号公報に記載のスイッチ装置では、操作を必要としないスイッチも視点領域に投影されるため、スイッチの数が多い場合、前方の視界とスイッチ表示が重複して混乱を招くなどの問題がある。
【００１２】
本発明はかかる従来の問題点を改善するためになされたもので、操作が必要なスイッチを視覚的及び触覚的に検知できるスイッチ装置を提供して、操作性の向上を図ることを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、車載機器等を操作するスイッチ装置であって、複数のスイッチが配列され、かつ各スイッチの操作部下方に振動発生手段が設けられたスイッチマトリックスと、振動発生手段を選択的に振動させ、かつ操作部が操作されたことを検出するスイッチマトリックス制御手段と、ディスプレイ上にメニュー画面を表示させ、かつスイッチマトリックス制御手段より入力される動作情報を基にディスプレイ上に表示されたメニュー画面の該当個所の表示を変化させる全体制御手段とを有し、片持ち構造の舌片部が複数形成された金属基板と、舌片部に設けられた圧電体よりなる振動発生手段と、舌片部上に絶縁層を介して積層された導電層と、舌片部と合致する位置に孔が形成された絶縁層と、絶縁層の孔の上方に上部金属配線を位置させて絶縁層上に積層された弾性層と、弾性層の舌片部と合致する位置に設けられた操作部とを具備して構成したものである。
【００１４】
前記構成により、平面的に設けられた操作部を手探りすることにより、振動の加えられた操作部を触感的に検出することができるため、スイッチマトリックスを見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になり、また操作が可能なスイッチの操作部を駆動手段により出没させる必要がないため、電磁ソレノイド等の駆動手段を各操作部毎に設ける必要がなく、これによって多数のスイッチが設けられたスイッチ装置であっても、小型化及び低価格化が図れるようになり、更にスイッチの数が多いスイッチ装置であっても容易に製造することができる上、操作部のストローク調整や反発力の調整を必要としないため、組立や調整に要する工数の大幅な削減が図れるようになり、更にまた積層構造を採用したことにより、スイッチマトリックスを薄型に構成でき、これによってスペースの少ない場所にも容易に設置することができる上、スイッチ数の増減が容易なため、システムを設計する際、種々の機器に柔軟に対応することができると共に、振動発生手段に印加する電圧や周波数、波形等のパラメータを変えることにより、触感的な表現力を増すこともできる。
【００１５】
前記目的を達成するため請求項２に記載の発明は、車載機器等を操作するスイッチ装置であって、複数のスイッチが配列され、かつ各スイッチの操作部下方に振動発生手段が設けられたスイッチマトリックスと、振動発生手段を選択的に振動させ、かつ操作部が操作されたことを検出するスイッチマトリックス制御手段と、ディスプレイ上にメニュー画面を表示させ、かつスイッチマトリックス制御手段より入力される動作情報を基にディスプレイ上に表示されたメニュー画面の該当個所の表示を変化させる全体制御手段とを有し、片持ち構造の舌片部が複数形成された金属基板と、舌片部に設けられた圧電体よりなる振動発生手段と、舌片部上に絶縁層を介して積層された導電層と、感圧性ゴムより成る感圧層と、舌片部の上方に上部金属配線を位置させて感圧層上に積層された表面保護層と、表面保護層の舌片部と合致する位置に設けられた操作部とを具備して構成したものである。
【００１６】
前記構成により、平面的に設けられた操作部を手探りすることにより、振動の加えられた操作部を触感的に検出することができるため、スイッチマトリックスを見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になり、また操作が可能なスイッチの操作部を駆動手段により出没させる必要がないため、電磁ソレノイド等の駆動手段を各操作部毎に設ける必要がなく、これによって多数のスイッチが設けられたスイッチ装置であっても、小型化及び低価格化が図れると共に、ディスプレイ上に表示されたメニューに重ねて表示される手の画像を見ることにより、ディスプレイ上で操作しているスイッチが確認できるため、表示されたメニューの選択や、目的とするスイッチの操作を容易かつ確実に行えるようになり、更にスイッチの数が多いスイッチ装置であっても容易に製造することができる上、操作部のストローク調整や反発力の調整を必要としないため、組立や調整に要する工数の大幅な削減が図れるようになり、更にまた積層構造を採用したことにより、スイッチマトリックスを薄型に構成でき、これによってスペースの少ない場所にも容易に設置することができる上、スイッチ数の増減が容易なため、システムを設計する際、種々の機器に柔軟に対応することができると共に、振動発生手段に印加する電圧や周波数、波形等のパラメータを変えることにより、触感的な表現力を増すこともでき、その上感圧性ゴムよりなる感圧層を採用することにより、孔の開いた絶縁層や弾性層を省略することができるため、スイッチマトリックスの構造を簡素化することができる。
【００１７】
前記目的を達成するため請求項３に記載の発明は、車載機器等を操作するスイッチ装置であって、複数のスイッチが配列され、かつ各スイッチの操作部下方に振動発生手段が設けられたスイッチマトリックスと、振動発生手段を選択的に振動させ、かつ操作部が操作されたことを検出するスイッチマトリックス制御手段と、ディスプレイ上にメニュー画面を表示させ、かつスイッチマトリックス制御手段より入力される動作情報を基にディスプレイ上に表示されたメニュー画面の該当個所の表示を変化させる全体制御手段と、スイッチマトリックスを操作する手を撮影する画像取得手段と、画像取得手段が撮影した画像と全体制御手段の出力を合成してディスプレイ上に表示する画像合成手段とを有し、片持ち構造の舌片部が複数形成された金属基板と、舌片部に設けられた圧電体よりなる振動発生手段と、舌片部上に絶縁層を介して積層された導電層と、舌片部と合致する位置に孔が形成された絶縁層と、絶縁層の孔の上方に上部金属配線を位置させて絶縁層上に積層された弾性層と、弾性層の舌片部と合致する位置に設けられた操作部とを具備して構成している。
【００１８】
前記構成により、平面的に設けられた操作部を手探りすることにより、振動の加えられた操作部を触感的に検出することができるため、スイッチマトリックスを見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になり、また操作が可能なスイッチの操作部を駆動手段により出没させる必要がないため、電磁ソレノイド等の駆動手段を各操作部毎に設ける必要がなく、これによって多数のスイッチが設けられたスイッチ装置であっても、小型化及び低価格化が図れると共に、ディスプレイ上に表示されたメニューに重ねて表示される手の画像を見ることにより、ディスプレイ上で操作しているスイッチが確認できるため、表示されたメニューの選択や、目的とするスイッチの操作を容易かつ確実に行えるようになり、更に、スイッチの数が多いスイッチ装置であっても容易に製造することができる上、操作部のストローク調整や反発力の調整を必要としないため、組立や調整に要する工数の大幅な削減が図れるようになり、更にまた積層構造を採用したことにより、スイッチマトリックスを薄型に構成でき、これによってスペースの少ない場所にも容易に設置することができる上、スイッチ数の増減が容易なため、システムを設計する際、種々の機器に柔軟に対応することができると共に、振動発生手段に印加する電圧や周波数、波形等のパラメータを変えることにより、触感的な表現力を増すこともできる。
【００１９】
前記目的を達成するため請求項４に記載の発明は、車載機器等を操作するスイッチ装置であって、複数のスイッチが配列され、かつ各スイッチの操作部下方に振動発生手段が設けられたスイッチマトリックスと、振動発生手段を選択的に振動させ、かつ操作部が操作されたことを検出するスイッチマトリックス制御手段と、ディスプレイ上にメニュー画面を表示させ、かつスイッチマトリックス制御手段より入力される動作情報を基にディスプレイ上に表示されたメニュー画面の該当個所の表示を変化させる全体制御手段と、スイッチマトリックスを操作する手を撮影する画像取得手段と、画像取得手段が撮影した画像と全体制御手段の出力を合成してディスプレイ上に表示する画像合成手段とを有し、片持ち構造の舌片部が複数形成された金属基板と、舌片部に設けられた圧電体よりなる振動発生手段と、舌片部上に絶縁層を介して積層された導電層と、感圧性ゴムより成る感圧層と、舌片部の上方に上部金属配線を位置させて感圧層上に積層された表面保護層と、表面保護層の舌片部と合致する位置に設けられた操作部とを具備したものである。
【００２０】
前記構成により、平面的に設けられた操作部を手探りすることにより、振動の加えられた操作部を触感的に検出することができるため、スイッチマトリックスを見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になり、また操作が可能なスイッチの操作部を駆動手段により出没させる必要がないため、電磁ソレノイド等の駆動手段を各操作部毎に設ける必要がなく、これによって多数のスイッチが設けられたスイッチ装置であっても、小型化及び低価格化が図れると共に、ディスプレイ上に表示されたメニューに重ねて表示される手の画像を見ることにより、ディスプレイ上で操作しているスイッチが確認できるため、表示されたメニューの選択や、目的とするスイッチの操作を容易かつ確実に行えるようになり、更にスイッチの数が多いスイッチ装置であっても容易に製造することができる上、操作部のストローク調整や反発力の調整を必要としないため、組立や調整に要する工数の大幅な削減が図れるようになり、更にまた積層構造を採用したことにより、スイッチマトリックスを薄型に構成でき、これによってスペースの少ない場所にも容易に設置することができる上、スイッチ数の増減が容易なため、システムを設計する際、種々の機器に柔軟に対応することができると共に、振動発生手段に印加する電圧や周波数、波形等のパラメータを変えることにより、触感的な表現力を増すこともできる。
【００２１】
前記目的を達成するため請求項５に記載の発明は、車載機器等を操作するスイッチ装置であって、複数のスイッチが配列され、かつ各スイッチの操作部下方に振動発生手段がそれぞれ設けられたスイッチマトリックスと、複数の振動発生手段を選択的に振動させる振動制御部と、操作部が操作されたことを検出するスイッチマトリックス制御手段とからなり、かつ複数の振動発生手段のうち、操作可能な操作部に対応する部分のみを振動させて、振動している操作部が操作された際、操作された操作階層が最下位層でない場合、次の階層へ操作部を移動して操作部の再選択を行うと共に、操作された操作階層が最下位層の場合、その操作部の操作内容を前記車載機器等へ動作信号として送るように構成し、且つ、片持ち構造の舌片部が複数形成された金属基板と、舌片部に設けられた圧電体よりなる振動発生手段と、舌片部上に絶縁層を介して積層された導電層と、舌片部と合致する位置に孔が形成された絶縁層と、絶縁層の孔の上方に上部金属配線を位置させて絶縁層上に積層された弾性層と、弾性層の舌片部と合致する位置に設けられた操作部とを具備するようにしたものである。
【００２２】
前記構成により、平面的に設けられた操作部を手探りすることにより、振動の加えられた操作部を触感的に検出することができるため、スイッチマトリックスを見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になると共に、操作部の操作階層を多段にして操作部により階層を順次選択し、最終階層が選択されたときに操作部の操作内容を実行するようにしたことにより、多数のスイッチが設けられたスイッチ装置であっても、小型化及び低価格化が図れるようになり、またスイッチの数が多いスイッチ装置であっても容易に製造することができる上、操作部のストローク調整や反発力の調整を必要としないため、組立や調整に要する工数の大幅な削減が図れるようになり、更にまた積層構造を採用したことにより、スイッチマトリックスを薄型に構成でき、これによってスペースの少ない場所にも容易に設置することができる上、スイッチ数の増減が容易なため、システムを設計する際、種々の機器に柔軟に対応することができると共に、振動発生手段に印加する電圧や周波数、波形等のパラメータを変えることにより、触感的な表現力を増すこともできる。
【００２３】
前記目的を達成するため請求項６に記載の発明は、車載機器等を操作するスイッチ装置であって、複数のスイッチが配列され、かつ各スイッチの操作部下方に振動発生手段がそれぞれ設けられたスイッチマトリックスと、複数の振動発生手段を選択的に振動させる振動制御部と、操作部が操作されたことを検出するスイッチマトリックス制御手段とからなり、かつ複数の振動発生手段のうち、操作可能な操作部に対応する部分のみを振動させて、振動している操作部が操作された際、操作された操作階層が最下位層でない場合、次の階層へ操作部を移動して操作部の再選択を行うと共に、操作された操作階層が最下位層の場合、その操作部の操作内容を車載機器等へ動作信号として送るように構成し、且つ、片持ち構造の舌片部が複数形成された金属基板と、舌片部に設けられた圧電体よりなる振動発生手段と、舌片部上に絶縁層を介して積層された導電層と、感圧性ゴムより成る感圧層と、舌片部の上方に上部金属配線を位置させて感圧層上に積層された表面保護層と、表面保護層の舌片部と合致する位置に設けられた操作部とを具備したものである。
【００２４】
前記構成により、平面的に設けられた操作部を手探りすることにより、振動の加えられた操作部を触感的に検出することができるため、スイッチマトリックスを見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になると共に、操作部の操作階層を多段にして操作部により階層を順次選択し、最終階層が選択されたときに操作部の操作内容を実行するようにしたことにより、多数のスイッチが設けられたスイッチ装置であっても、小型化及び低価格化が図れるようになり、スイッチの数が多いスイッチ装置であっても容易に製造することができる上、操作部のストローク調整や反発力の調整を必要としないため、組立や調整に要する工数の大幅な削減が図れるようになり、また積層構造を採用したことにより、スイッチマトリックスを薄型に構成でき、これによってスペースの少ない場所にも容易に設置することができる上、スイッチ数の増減が容易なため、システムを設計する際、種々の機器に柔軟に対応することができると共に、振動発生手段に印加する電圧や周波数、波形等のパラメータを変えることにより、触感的な表現力を増すこともでき、さらに感圧性ゴムよりなる感圧層を採用することにより、孔の開いた絶縁層や弾性層を省略することができるため、スイッチマトリックスの構造を簡素化することができる。
【００２５】
前記目的を達成するために請求項７に記載の発明は、車載機器等を操作するスイッチ装置であって、複数のスイッチが配列され、かつ各スイッチの操作部下方に振動発生手段がそれぞれ設けられたスイッチマトリックスと、複数の振動発生手段を選択的に振動させる振動制御部と、操作部が操作されたことを検出するスイッチマトリックス制御手段とからなり、かつ有効な操作部が軽く押圧された場合、振動制御部が振動発生手段を駆動して、振動とともに音声で操作部の機能を案内し、また有効でない操作部が押圧された場合は、操作不可を音声で案内すると共に、振動している操作部がさらに強く押圧された場合、その操作部の操作内容を車載機器等へ動作信号として送るようにしたものである。
【００２６】
前記構成により、有効な操作部を軽く押圧した場合、振動と音声で操作部の機能を案内し、また有効でない操作部を押圧した場合は、操作不可を音声やビープ音等で案内することができるため、スイッチマトリックスを見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になる。
【００２７】
前記目的を達成するため請求項８に記載の発明は、片持ち構造の舌片部が複数形成された金属基板と、舌片部に設けられた圧電体よりなる振動発生手段と、舌片部上に絶縁層を介して積層された導電層と、舌片部と合致する位置に孔が形成された絶縁層と、絶縁層の孔の上方に上部金属配線を位置させて絶縁層上に積層された弾性層と、弾性層の舌片部と合致する位置に設けられた操作部とから構成したものである。
【００２８】
前記構成により、スイッチの数が多いスイッチ装置であっても容易に製造することができる上、操作部のストローク調整や反発力の調整を必要としないため、組立や調整に要する工数の大幅な削減が図れるようになり、また積層構造を採用したことにより、スイッチマトリックスを薄型に構成でき、これによってスペースの少ない場所にも容易に設置することができる上、スイッチ数の増減が容易なため、システムを設計する際、種々の機器に柔軟に対応することができると共に、振動発生手段に印加する電圧や周波数、波形等のパラメータを変えることにより、触感的な表現力を増すこともできる。
【００２９】
前記目的を達成するため請求項９に記載の発明は、片持ち構造の舌片部が複数形成された金属基板と、舌片部に設けられた圧電体よりなる振動発生手段と、舌片部上に絶縁層を介して積層された導電層と、感圧ゴムよりなる感圧層と、舌片部の上方に上部金属配線を位置させて感圧層上に積層された表面保護層と、表面保護層の舌片部と合致する位置に設けられた操作部とから構成したものである。
【００３０】
前記構成により、スイッチの数が多いスイッチ装置であっても容易に製造することができる上、操作部のストローク調整や反発力の調整を必要としないため、組立や調整に要する工数の大幅な削減が図れるようになり、また積層構造を採用したことにより、スイッチマトリックスを薄型に構成でき、これによってスペースの少ない場所にも容易に設置することができる上、スイッチ数の増減が容易なため、システムを設計する際、種々の機器に柔軟に対応することができると共に、振動発生手段に印加する電圧や周波数、波形等のパラメータを変えることにより、触感的な表現力を増すこともでき、さらに感圧性ゴムよりなる感圧層を採用することにより、孔の開いた絶縁層や弾性層を省略することができるため、スイッチマトリックスの構造を簡素化することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。図１はスイッチ装置の全体的な構成図、図２はスイッチマトリックスの構成図、図３はスイッチマトリックスの拡大断面図、図４はスイッチマトリックスの変形例を示す断面図、図５はスイッチマトリックスの製造工程を示す説明図、図６はスイッチ装置の作用を示すフローチャートである。
【００３２】
スイッチ装置は図１に示すように、スイッチマトリックス１と、スイッチマトリックス１を制御するスイッチマトリックス制御手段２と、スイッチ装置全体を制御する全体制御手段３と、全体制御手段３より出力される情報を、ビデオカメラ等の画像取得手段５より出力される画像情報と合成してディスプレイ６上に表示する画像合成手段４とより構成されている。
【００３３】
スイッチマトリックス１は図２及び図３に示すように、縦横に所定の間隔で配列された後述する複数のスイッチ１６の操作部１６ａを有しており、各操作部１６ａの下側は図３に示すように多層構造となっている。
【００３４】
すなわちグランドとなる金属基板８は、金属板をコ字状に打ち抜くことにより、片持ち構造の舌片部８ａが各操作部１６ａ毎に形成されており、これら舌片部８ａの下面に、蒸着やスパッタリング、塗布などの手段で圧電材料を付着することにより、各操作部１６ａ毎に分離した島状の圧電体よりなる振動発生手段９が形成されている。
【００３５】
金属基板８の下面には、絶縁層１０を介して下部金属配線１１が形成されていて、各下部金属配線１１は各振動発生手段９にそれぞれ接続されており、これら下部金属配線１１を介して外部より各振動発生手段９に選択的に交流電圧（ＮＲＺ）を印加することにより、ＮＲＺが印加された振動発生手段９の上下面が伸縮して舌片部８ａを上下方向に振動させるようになっている。
【００３６】
また金属基板８の上面には、絶縁層１２及びグランドとなる導電層１３が順次積層され、導電層１３の上面には、絶縁シートよりなる絶縁層１４が積層されている。
【００３７】
絶縁層１４は、各操作部１６ａ毎に孔１４ａが開口されていて、これら孔１４ａの上側に上部金属配線１５が設けられており、これら上部金属配線１５と導電層１３の間でスイッチ１６が構成されている。
【００３８】
絶縁層１４の上面には、上部金属配線１５を覆うように、ゴムなどの弾性体よりなる弾性層１７が積層された表面保護層１８に、印刷などの手段で前記操作部１６ａが表示されている。
【００３９】
なお操作部１６ａを押圧すると、弾性層１７及び絶縁層１４が弾性変形して、絶縁層１４の孔１４ａ上に設けられた上部金属配線１５が孔１４ａを介して導電層１３に接触することによりスイッチ１６として機能するが、スイッチ１６の操作ストロークや反発力は、絶縁層１４の厚みｔを選択することにより任意に設定することができる。
【００４０】
一方図４はスイッチマトリックス１の変形例を示すもので、この変形例では、孔１４ａを開口した絶縁層１４の代わりに感圧性ゴム材料よりなる感圧層２０を設けることにより弾性層１７を省略したもので、この変形例では、操作部１６ａを押圧すると、押された部分の感圧層２０が圧縮されて、導電層１３と上部金属配線１５間の抵抗値が変化するので、予め両者間に電圧を印加しておくことにより、電流値の変化を検出することで、スイッチ１６としての機能が得られるようになる。
【００４１】
また図５はスイッチマトリックス１の製造工程を示すもので、次にこの製造工程を基にスイッチマトリックス１の製造方法を説明する。
【００４２】
まず所定の大きさの金属板を用意し、操作部１６ａと合致する部分をコ字形に打ち抜いて金属基板８を製作する。
【００４３】
次に金属基板８全体に圧電材料を塗布したら、振動発生手段９を形成する部分に透孔を有する圧電体パターンを金属基板８に重ねて露光した後現像することにより、金属基板８の舌片部８ａを除く部分に付着した圧電材料を除去して、舌片部８ａに所定形状の振動発生手段９を島状に形成する。
【００４４】
次に金属基板８全体に絶縁膜よりなる絶縁層１０,１２を形成したら、再び感光性材料を塗布した後、下部金属配線形状部分をパターンで覆って、露出した部分の絶縁層１０を露光し、下部金属配線形成部分以外の絶縁層１０を除去する。
【００４５】
その後金属基板８全体に、金属配線材料を塗布した後、下部金属配線パターンを重ねて露光し、絶縁層１０上に下部金属配線１１を形成したら、金属基板８上の絶縁層１２にグランドとなる導電層１３を形成した後、操作部１６ａと合致した位置に孔１４ａを開口した絶縁シートを重ねて絶縁層１４を形成する。
【００４６】
そしてこの絶縁層１４の上に上部金属配線パターンのプリントされたシートを重ねて上部金属配線１５を形成したら、弾性層１７及び表面保護層１８を順次積層し、最後に上下部金属配線１１，１５を外部へ引き出すことによりスイッチマトリックス１を完成するもので、得られたスイッチマトリックス１は図１に示すように、スイッチマトリックス制御手段２に接続して使用する。
【００４７】
マトリックス制御手段２は、全体制御手段３より送られる操作すべきスイッチ１６の操作部１６ａの位置情報を基に、スイッチマトリックス１の該当する振動発生手段９にＮＲＺを印加して、振動発生手段９の設けられた舌片部８ａにより操作部１６ａを振動させると同時に、各操作部１６ａのスイッチ１６からの出力をモニタして、予め所定された閾値と比較し、閾値を越えた場合スイッチ１６が操作されたものとして、動作信号を全体制御手段３へ出力するようになっている。
【００４８】
全体制御手段３は、予め設定されたシステムシーケンスに従ってメニュー画像を作成し、そのメニュー画像に基づいて操作に必要な位置情報をスイッチマトリックス制御手段２へ送ると共に、スイッチマトリックス制御手段２より得られたスイッチ動作情報を基に、ディスプレイ６上に表示されたメニュー画像に、操作されたスイッチ１６を色や形を変えるなどの手段で表示すると同時に、システムシーケンスに従って次の状態に推移させるようになっている。
【００４９】
また画像取得手段５は、スイッチマトリックス１の例えば上方に設置されていて、スイッチマトリックス１を操作する手の部分の画像のみを投影して画像合成手段４へ送るようになっているが、手で操作するスイッチマトリックス１は平面であることから、特定の色、例えば黒を表面色として、黒を除いた手の部分を画像として抽出し、画像合成手段４へ出力するようになっている。
【００５０】
画像合成手段４は、全体制御手段３により作成されたメニュー画像に、画像取得手段５より送られてくる画像をスーパーインポーズしてディスプレイ６上に表示するようになっている。
【００５１】
なお車載機器等を操作するスイッチ装置として使用する場合は、ディスプレイ６は運転席前方のインストルメントパネルに、またスイッチマトリックス１は運転席近傍のコンソールボックスに、そして画像取得手段５は天井等に設置すればよい。
【００５２】
次に前記構成されたスイッチ装置の作用を図６に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５３】
全体制御手段３は、図６に示すフローチャートのステップＳ１でメニュー内容を決定したら、ステップＳ２でディスプレイにメニューを表示すると共に、ステップＳ２でディスプレイ６に表示されたメニューを実行するのに必要なスイッチ１６に該当する振動発生手段９にＮＲＺを印加して、振動発生手段９により舌片部８ａを振動させる。
【００５４】
運転者はインストルメントパネル等に設置したディスプレイ６を見て、スイッチマトリックス１の操作しようとする操作部１６ａを指で触れながら探すことになるが、操作に必要な操作部１６ａには、ステップＳ５で振動発生手段９により振動が加えられているため、スイッチマトリックス１を見ることなく所望の操作部１６ａが探し出せると共に、スイッチマトリックス１を操作する手は、画像取得手段５で撮影されて、ステップＳ４で画像合成手段４により合成され、ディスプレイ６上に表示されるため、どの指がどの操作部１６ａを操作しているかをディスプレイ６上で確認することができる。
【００５５】
次にステップＳ６で所望とする操作部１６ａを押圧すると、ステップＳ７でスイッチ１６の動作が検出されて動作情報がスイッチマトリックス制御手段２へ送られ、スイッチマトリックス制御手段２はステップＳ８でスイッチ１６が動作されたと判定し、ステップＳ９で全体制御手段３へスイッチ１６が動作されたのを通知する。
【００５６】
全体制御手段３は、スイッチマトリックス制御手段２より入力された動作情報を基にステップＳ１１で、ディスプレイ６に表示されたメニュー画像の操作された個所に該当する操作部１６ａの色や形を変えることにより、操作結果を画像表示すると共に、ステップＳ１０でシステムシーケンスに従って次のメニューに進む。
【００５７】
以下前記動作を繰り返すことにより機器の操作を、スイッチマトリックス１を見ずに可能にするもので、車載機器を操作するスイッチ装置の場合、スイッチマトリックス１を見ずに車載機器の操作が行えるため、安全性が向上する。
【００５８】
なお前記実施の形態では、振動する操作部１６ａを指で触れながら探すことにより、スイッチマトリックス１を見ることなく所望の操作部１６ａが探し出せるようにしているが、操作部１６ａの操作階層を多段にし、かつ複数の振動発生手段９のうち、操作可能な操作部１６ａに対応する部分のみを振動させて、振動している操作部１６ａが操作された際、操作された操作階層が最下位層でない場合、次の階層へ操作部１６ａを移動して操作部１６ａの再選択を行うと共に、操作された操作階層が最下位層の場合、その操作内容を車載機器等へ動作信号として送ることにより、操作内容を実行するようにしてもよい。
【００５９】
また有効な操作部１６ａが軽く押圧された場合、振動制御部が振動発生手段９を駆動して、振動とともに音声で操作部１６ａの機能を案内し、また有効でない操作部１６ａが押圧された場合は、操作不可を音声やビープ音等で案内すると共に、振動している操作部１６ａがさらに強く押圧された場合、その操作部１６ａの操作内容を車載機器等へ動作信号として送ることにより、振動と音声で操作部１６ａの機能を案内し、また有効でない操作部１６ａを押圧した場合は、操作不可を音声やビープ音で案内することができるため、スイッチマトリックス１を見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になる。
【００６０】
なお図３に示すスイッチ１６は、オン、オフ動作を直接検出することが可能であるが、図４に示すスイッチ１６は感圧性ゴムよりなる感圧層２０の変形に伴う物性値の変化により動作を検出している。
【００６１】
このため圧電体９により舌片部８ａを振動させると、物性値の変化が出力値の変化に重畳されて出力されることになるが、振動発生手段９による振動の周波数は一定かつ既知であることから、この周波数成分をフィルタや積分回路等により除去することにより、何等支障なくスイッチ１６の動作を検出することが可能である。
【００６２】
また振動発生手段９に印加する電圧や周波数、波形等を各操作部１６ａ毎に変えることにより、どの操作部１６ａに触れたかが触覚的に検知できるため、操作性がさらに向上する。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１又は２に記載の発明によれば、車載機器等を操作するスイッチ装置であって、複数のスイッチが配列され、かつ各スイッチの操作部下方に振動発生手段が設けられたスイッチマトリックスと、振動発生手段を選択的に振動させ、かつ操作部が操作されたことを検出するスイッチマトリックス制御手段と、ディスプレイ上にメニュー画面を表示させ、かつスイッチマトリックス制御手段より入力される動作情報を基にディスプレイ上に表示されたメニュー画面の該当個所の表示を変化させる全体制御手段とから構成したことから、平面的に設けられた操作部を手探りすることにより、振動の加えられた操作部を触感的に検出することができるため、スイッチマトリックスを見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になる。
【００６４】
また操作が可能なスイッチの操作部を駆動手段により出没させる必要がないため、電磁ソレノイド等の駆動手段を各操作部毎に設ける必要がなく、これによって多数のスイッチが設けられたスイッチ装置であっても、小型化及び低価格化が図れるようになる。
【００６５】
請求項３又は４に記載の発明によれば、車載機器等を操作するスイッチ装置であって、複数のスイッチが配列され、かつ各スイッチの操作部下方に振動発生手段が設けられたスイッチマトリックスと、振動発生手段を選択的に振動させ、かつ操作部が操作されたことを検出するスイッチマトリックス制御手段と、ディスプレイ上にメニュー画面を表示させ、かつスイッチマトリックス制御手段より入力される動作情報を基にディスプレイ上に表示されたメニュー画面の該当個所の表示を変化させる全体制御手段と、スイッチマトリックスを操作する手を撮影する画像取得手段と、画像取得手段が撮影した画像と全体制御手段の出力を合成してディスプレイ上に表示する画像合成手段とから構成したことから、平面的に設けられた操作部を手探りすることにより、振動の加えられた操作部を触感的に検出することができるため、スイッチマトリックスを見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になる。
【００６６】
また操作が可能なスイッチの操作部を駆動手段により出没させる必要がないため、電磁ソレノイド等の駆動手段を各操作部毎に設ける必要がなく、これによって多数のスイッチが設けられたスイッチ装置であっても、小型化及び低価格化が図れると共に、ディスプレイ上に表示されたメニューに重ねて表示される手の画像を見ることにより、ディスプレイ上で操作しているスイッチが確認できるため、表示されたメニューの選択や、目的とするスイッチの操作を容易かつ確実に行えるようになる。
【００６７】
請求項５又は６に記載の発明によれば、車載機器等を操作するスイッチ装置であって、複数のスイッチが配列され、かつ各スイッチの操作部下方に振動発生手段がそれぞれ設けられたスイッチマトリックスと、複数の振動発生手段を選択的に振動させる振動制御部と、操作部が操作されたことを検出するスイッチマトリックス制御手段とからなり、かつ複数の振動発生手段のうち、操作可能な操作部に対応する部分のみを振動させて、振動している操作部が操作された際、操作された操作階層が最下位層でない場合、次の階層へ操作部を移動して操作部の再選択を行うと共に、操作された操作階層が最下位層の場合、その操作内容を車載機器等へ動作信号として送るようにしたことから、平面的に設けられた操作部を手探りすることにより、振動の加えられた操作部を触感的に検出することができるため、スイッチマトリックスを見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になると共に、操作部の操作階層を多段にして操作部により階層を順次選択し、最終階層が選択されたときに操作部の操作内容を実行するようにしたことにより、多数のスイッチが設けられたスイッチ装置であっても、小型化及び低価格化が図れるようになる。
【００６８】
請求項７に記載の発明によれば、車載機器等を操作するスイッチ装置であって、複数のスイッチが配列され、かつ各スイッチの操作部下方に振動発生手段がそれぞれ設けられたスイッチマトリックスと、複数の振動発生手段を選択的に振動させる振動制御部と、操作部が操作されたことを検出するスイッチマトリックス制御手段とからなり、かつ有効な操作部が軽く押圧された場合、振動制御部が振動発生手段を駆動して、振動とともに音声で操作部の機能を案内し、また有効でない操作部が押圧された場合は、操作不可を音声で案内すると共に、振動している操作部がさらに強く押圧された場合、その操作部の操作内容を前記車載機器等へ動作信号として送るようにしたことから、有効な操作部を軽く押圧した場合、振動と音声で操作部の機能を案内し、また有効でない操作部を押圧した場合は、操作不可を音声やビープ音等で案内することができるため、スイッチマトリックスを見ずに目的とするスイッチを操作することができ、これによって車載機器等のスイッチ装置に採用することにより、安全運転を確保しつつ車載機器等の操作が可能になる。
【００６９】
請求項１、３、５又は８に記載の発明によれば、片持ち構造の舌片部が複数形成された金属基板と、舌片部に設けられた圧電体よりなる振動発生手段と、舌片部上に絶縁層を介して積層された導電層と、舌片部と合致する位置に孔が形成された絶縁層と、絶縁層の孔の上方に上部金属配線を位置させて絶縁層上に積層された弾性層と、弾性層の前記舌片部と合致する位置に設けられた操作部とから構成したことから、スイッチの数が多いスイッチ装置であっても容易に製造することができる上、操作部のストローク調整や反発力の調整を必要としないため、組立や調整に要する工数の大幅な削減が図れるようになる。
【００７０】
また積層構造を採用したことにより、スイッチマトリックスを薄型に構成でき、これによってスペースの少ない場所にも容易に設置することができる上、スイッチ数の増減が容易なため、システムを設計する際、種々の機器に柔軟に対応することができると共に、振動発生手段に印加する電圧や周波数、波形等のパラメータを変えることにより、触感的な表現力を増すこともできる。
【００７１】
請求項２、４、６又は９に記載の発明によれば、片持ち構造の舌片部が複数形成された金属基板と、舌片部に設けられた圧電体よりなる振動発生手段と、舌片部上に絶縁層を介して積層された導電層と、感圧ゴムよりなる感圧層と、舌片部の上方に上部金属配線を位置させて感圧層上に積層された表面保護層と、表面保護層の舌片部と合致する位置に設けられた操作部とから構成したことから、スイッチの数が多いスイッチ装置であっても容易に製造することができる上、操作部のストローク調整や反発力の調整を必要としないため、組立や調整に要する工数の大幅な削減が図れるようになる。
【００７２】
また積層構造を採用したことにより、スイッチマトリックスを薄型に構成でき、これによってスペースの少ない場所にも容易に設置することができる上、スイッチ数の増減が容易なため、システムを設計する際、種々の機器に柔軟に対応することができると共に、振動発生手段に印加する電圧や周波数、波形等のパラメータを変えることにより、触感的な表現力を増すこともできる。
【００７３】
さらに感圧ゴムよりなる感圧層を採用することにより、孔の開いた絶縁層や弾性層を省略することができるため、スイッチマトリックスの構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態になるスイッチ装置の構成図を示すブロック図である。
【図２】（イ）は本発明の実施の形態になるスイッチ装置を構成するスイッチマトリックスの上面図である。
（ロ）は本発明の実施の形態になるスイッチ装置を構成するスイッチマトリックスの下面図である。
（ハ）は本発明の実施の形態になるスイッチ装置を構成するスイッチマトリックスの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態になるスイッチ装置のスイッチマトリックスを構成するスイッチの拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態になるスイッチ装置のスイッチマトリックスを構成するスイッチの変形例を示す拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態になるスイッチ装置を構成するスイッチマトリックスの製造方法を示す工程図である。
【図６】本発明の実施の形態になるスイッチ装置の作用を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１スイッチマトリックス
２スイッチマトリックス制御手段
３全体制御手段
４画像合成手段
５画像取得手段
６ディスプレイ
８金属基板
９振動発生手段
１２絶縁層
１３導電層
１４絶縁層
１４ａ孔
１５上部金属配線
１６スイッチ
１６ａ操作部
１８表面保護層
２０感圧層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a switch device capable of visually and tactilely operating a switch by a menu displayed on a display and a hand touch received from an operation unit.
[0002]
[Prior art]
When operating various devices mounted on a vehicle such as a conventional automobile or operating a ticket vending machine or a cash dispenser (CD), it is operated by a plurality of switch buttons provided on each device. The device cannot be operated as intended.
[0003]
For this reason, switch devices used for this type of equipment must have a structure that can be operated easily and accurately even by those who do not have knowledge of the equipment. For this purpose, various switch devices have been proposed and put into practical use.
[0004]
For example, in JP-A-9-106319, a plurality of operation units are provided in a panel-like layout pattern, braille is provided in the vicinity of these operation units, and a vibrator is provided in a portion corresponding to the operation unit. A face-to-face automatic operation device that can be easily operated by a visually impaired person by selectively vibrating a child according to an operation step is described.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-335330 discloses that the convex state of the switch matrix located at a position away from the menu is programmable according to the switch on the menu displayed on the display, so that the touch of the hand can be controlled. There is described an in-vehicle switch operating device that can detect the position of a switch, and at the same time, captures the operation state of the switch with a camera and superimposes the shape of the hand operating the switch on the display.
[0006]
Furthermore, in Japanese Utility Model Publication No. 7-32241, a driver is displayed in the viewpoint area by projecting the viewpoint area in front of the driver's seat by using the reflective surface of the operation surface of the panel switch installed in the vicinity of the driver's seat. A vehicle operation switch is described in which the panel switch can be operated by viewing the displayed pattern.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, like the switch device described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-106319, a bar-like vibrator is protruded for each of a plurality of operation portions provided in the layout pattern, and these vibrating hands are vibrated by a piezoelectric element. However, since non-vibrating vibrators are also in a protruding state, in order to detect vibrating vibrators by hand, you must search for vibrators that vibrate by touching many vibrators. There is a problem that it takes time to reach the operation section and the operability is poor.
[0008]
In the switch device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-335330, when a switch provided on the switch panel is operated, the switch needs to be projected to an operable position by a driving means such as an electromagnetic solenoid.
[0009]
For this reason, if the number of switches is large, the switch device becomes large due to the driving means provided for each switch, so that there is a problem that a large amount of space is required for installation and the switch device is expensive. .
[0010]
Furthermore, in order to operate the switch, an appropriate stroke and repulsive force are required, so in the case of a switch device provided with a driving means for each switch, it takes a lot of time to adjust the stroke and the repulsive force. Therefore, there is a problem that a lot of man-hours are required for assembling and adjusting the switch device.
[0011]
On the other hand, in the switch device described in Japanese Utility Model Publication No. 7-32241, a switch that does not require an operation is also projected onto the viewpoint area. Therefore, when there are a large number of switches, the front view and the switch display overlap, causing confusion. There are problems such as.
[0012]
The present invention has been made in order to improve such conventional problems, and it is an object of the present invention to provide a switch device capable of visually and tactilely detecting a switch that needs to be operated to improve operability. Is.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a switch device for operating an in-vehicle device or the like, wherein a plurality of switches are arranged, and a vibration generating means is provided below the operation part of each switch. The matrix, the switch matrix control means for selectively vibrating the vibration generating means and detecting that the operation unit has been operated, and the operation information that is displayed from the switch matrix control means for displaying the menu screen on the display Control means to change the display of the corresponding part of the menu screen displayed on the display based onA metal substrate having a plurality of cantilevered tongue pieces, a vibration generating means comprising a piezoelectric body provided on the tongue piece, and a conductive layer laminated on the tongue piece via an insulating layer. An insulating layer having a hole formed at a position matching the tongue portion, an elastic layer laminated on the insulating layer with the upper metal wiring positioned above the hole of the insulating layer, and a tongue piece of the elastic layer An operation unit provided at a position that matches the unitIt is composed.
[0014]
  With the above-described configuration, it is possible to tactilely detect a vibration-added operation unit by searching for a planar operation unit, so that the target switch can be operated without looking at the switch matrix. This makes it possible to operate in-vehicle devices while ensuring safe driving.In addition, since there is no need to cause the operating part of the switch that can be operated to be raised and lowered by the driving means, there is no need to provide a driving means such as an electromagnetic solenoid for each operating part, and thus a switch device provided with a large number of switches. However, it is possible to reduce the size and price, and even a switch device with a large number of switches can be easily manufactured, and the stroke of the operation unit and the adjustment of the repulsive force are required. Therefore, the number of man-hours required for assembly and adjustment can be greatly reduced, and the switch matrix can be made thin by adopting a laminated structure, so that it can be easily installed in places with little space. In addition, since the number of switches can be easily increased or decreased, it is possible to flexibly support various devices when designing a system and to generate vibration. Voltage and frequency applied to the means, by changing the parameters of the waveform equalization, it can also increase the tactile expressiveThe
[0015]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is a switch device for operating a vehicle-mounted device or the like, in which a plurality of switches are arranged, and a vibration generating means is provided below the operation portion of each switch. The matrix, the switch matrix control means for selectively vibrating the vibration generating means and detecting that the operation unit has been operated, and the operation information that is displayed from the switch matrix control means for displaying the menu screen on the display And a whole control means for changing the display of the corresponding part of the menu screen displayed on the display, and a metal substrate on which a plurality of cantilever tongue pieces are formed, and provided on the tongue piece Vibration generating means comprising a piezoelectric body, a conductive layer laminated on the tongue piece via an insulating layer, a pressure sensitive layer comprising pressure sensitive rubber, and an upper metal above the tongue piece Der those configured by including a surface protective layer laminated on the pressure sensitive layer by positioning the line, and an operation portion provided at a position matching the tongue portion of the surface protective layerThe
[0016]
  With the above-described configuration, it is possible to tactilely detect a vibration-added operation unit by searching for a planar operation unit, so that the target switch can be operated without looking at the switch matrix. By adopting it for switch devices such as in-vehicle devices, it is possible to operate the in-vehicle devices while ensuring safe driving, and it is necessary to make the operation part of the switch that can be operated appear and disappear by the drive means Therefore, it is not necessary to provide a driving means such as an electromagnetic solenoid for each operation unit, and thus even a switch device provided with a large number of switches can be reduced in size and price, and can be displayed.UpBy viewing the hand image that is displayed over the menu displayed on the screen, you can check the switch that is being operated on the display, making it easy and reliable to select the displayed menu and to operate the desired switch. In addition, it is easy to manufacture even a switch device with a large number of switches, and it is not necessary to adjust the stroke of the operating unit or adjust the repulsive force. By adopting a laminated structure, the switch matrix can be configured to be thin, so that it can be easily installed in places with little space, and the number of switches can be easily increased or decreased. Therefore, when designing a system, it is possible to flexibly deal with various devices, and the voltage, frequency, and wave applied to the vibration generating means. The tactile expressive power can be increased by changing the parameters such as, and the insulating layer and the elastic layer with holes can be omitted by adopting the pressure-sensitive layer made of pressure-sensitive rubber. Therefore, the structure of the switch matrix can be simplified.
[0017]
  In order to achieve the above object, a third aspect of the present invention is a switch device for operating a vehicle-mounted device or the like, in which a plurality of switches are arranged, and a vibration generating means is provided below the operation portion of each switch. The matrix, the switch matrix control means for selectively vibrating the vibration generating means and detecting that the operation unit has been operated, and the operation information that is displayed from the switch matrix control means for displaying the menu screen on the display The overall control means for changing the display of the corresponding part of the menu screen displayed on the display, the image acquisition means for photographing the hand operating the switch matrix, the image captured by the image acquisition means and the overall control means Image synthesizing means for synthesizing the output and displaying it on the display, and a plurality of cantilever tongue pieces are formed A hole is formed at a position that matches the tongue piece portion, a vibration generating means made of a piezoelectric material provided on the tongue piece portion, a conductive layer laminated on the tongue piece portion via an insulating layer, and the tongue piece portion. An insulating layer; an elastic layer that is stacked on the insulating layer with the upper metal wiring positioned above the hole of the insulating layer; and an operation unit that is provided at a position that matches the tongue piece of the elastic layer. ComposingThe
[0018]
  With the above-described configuration, it is possible to tactilely detect a vibration-added operation unit by searching for a planar operation unit, so that the target switch can be operated without looking at the switch matrix. By adopting it for switch devices such as in-vehicle devices, it is possible to operate the in-vehicle devices while ensuring safe driving, and it is necessary to make the operation part of the switch that can be operated appear and disappear by the drive means Therefore, it is not necessary to provide a driving means such as an electromagnetic solenoid for each operation unit, and even this makes it possible to reduce the size and price of a switch device provided with a large number of switches and display it on the display. By viewing the hand image superimposed on the displayed menu, you can see which switch is operating on the display. Menu selection and target switch operation can be performed easily and reliably, and even a switch device with a large number of switches can be easily manufactured, and stroke adjustment and repulsion of the operation unit can be performed. Since no force adjustment is required, the number of man-hours required for assembly and adjustment can be greatly reduced, and the switch matrix can be made thin by adopting a laminated structure, which makes it possible to reduce the space. Since the number of switches can be easily increased and decreased, it is possible to flexibly deal with various devices when designing the system, and the voltage, frequency, waveform, etc. applied to the vibration generating means By changing the parameters, you can increase the tactile expressionThe
[0019]
  Claims to achieve the object4The invention described in 1 is a switch device for operating a vehicle-mounted device or the like, wherein a plurality of switches are arranged, and vibration generating means is provided below the operation unit of each switch.SettingA switch matrix,Based on the switch matrix control means for selectively vibrating the vibration generating means and detecting that the operation unit has been operated, and the operation information input from the switch matrix control means for displaying the menu screen on the display The overall control means for changing the display of the corresponding part of the menu screen displayed on the display, the image acquisition means for photographing the hand operating the switch matrix, and the image captured by the image acquisition means and the output of the overall control means are combined. A metal substrate on which a plurality of tongue pieces having a cantilever structure are formed, a vibration generating means comprising a piezoelectric body provided on the tongue pieces, and a tongue piece The conductive layer laminated on the insulating layer, the pressure-sensitive layer made of pressure-sensitive rubber, and the upper metal wiring positioned above the tongue piece were laminated on the pressure-sensitive layer. Comprising: a surface protective layer, and an operation portion provided at a position matching the tongue portion of the surface protective layerIt is what.
[0020]
  With the above-described configuration, it is possible to tactilely detect a vibration-added operation unit by searching for a planar operation unit, so that the target switch can be operated without looking at the switch matrix. This makes it possible to operate in-vehicle devices while ensuring safe driving.In addition, since there is no need to cause the operating part of the switch that can be operated to be raised and lowered by the driving means, it is not necessary to provide a driving means such as an electromagnetic solenoid for each operating part.Even a switch device provided with a large number of switches can be reduced in size and price.At the same time, by looking at the image of the hand overlaid on the menu displayed on the display, you can see which switch is operating on the display, so you can select the displayed menu and operate the desired switch. Can be easily and reliably performed, and even a switch device with a large number of switches can be easily manufactured, and it is not necessary to adjust the stroke or repulsive force of the operating unit. The number of man-hours required for installation can be greatly reduced, and by adopting a laminated structure, the switch matrix can be configured to be thin, so that it can be easily installed in places with little space, and the number of switches Because it is easy to increase or decrease, it is possible to flexibly deal with various devices when designing a system and Voltage and frequency, by varying the parameters of the waveform equalization, can also increase the tactile expressiveThe
[0021]
  Claims to achieve the object5The switch device for operating an in-vehicle device or the like includes a switch matrix in which a plurality of switches are arranged and a vibration generating unit is provided below the operation unit of each switch, and a plurality of vibration generating units And a switch matrix control means for detecting that the operation unit has been operated, andOf the plurality of vibration generating means, only the part corresponding to the operable operation unit is vibrated, and when the operated operation unit is operated, if the operated operation layer is not the lowest layer, the next layer Move the operation part to, and reselect the operation part.In this case, the operation content of the operation unit is sent as an operation signal to the in-vehicle device etc.And a metal substrate on which a plurality of cantilever tongue pieces are formed, a vibration generating means comprising a piezoelectric body provided on the tongue piece, and an insulating layer on the tongue piece. An insulating layer having a hole formed at a position matching the tongue piece, an elastic layer laminated on the insulating layer with the upper metal wiring positioned above the hole in the insulating layer, and an elastic layer And an operation part provided at a position matching the tongue piece part ofIt is what I did.
[0022]
  With the above configuration,By searching for the operation section provided in a plane, it is possible to tactilely detect the operation section to which vibration is applied, so that the target switch can be operated without looking at the switch matrix. By adopting it for switch devices such as in-vehicle devices, it becomes possible to operate on-vehicle devices while ensuring safe driving. Since the operation content of the operation unit is executed when is selected, even a switch device provided with a large number of switches can be reduced in size and price, and the number of switches can be reduced. Even a switch device with a large amount can be manufactured easily, and it does not require adjustment of the stroke of the operating part or adjustment of the repulsive force, which greatly increases the man-hours required for assembly and adjustment. By adopting a laminated structure, the switch matrix can be made thin, which allows it to be easily installed in places with little space, and the number of switches can be easily increased or decreased. When designing a system, it can flexibly deal with various devices, and it can also increase tactile expressive power by changing parameters such as voltage, frequency, waveform, etc. applied to vibration generating means.The
[0023]
  Claims to achieve the object6The invention described inA switch device for operating an in-vehicle device or the like, in which a plurality of switches are arranged, and a switch matrix provided with vibration generating means below the operation portion of each switch, and the plurality of vibration generating means are selectively vibrated It consists of a vibration control unit and a switch matrix control unit that detects that the operation unit is operated, and among the plurality of vibration generation units, only the part corresponding to the operable operation unit is vibrated and vibrated. When the operated operation layer is not the lowest layer when the operated operation unit is operated, the operation unit is moved to the next layer and the operation unit is reselected, and the operated operation layer is the lowest layer. In this case, the operation content of the operation unit is configured to be sent as an operation signal to an in-vehicle device or the like, and a metal substrate on which a plurality of cantilevered tongue pieces are formed and a piezoelectric body provided on the tongue piece Na The vibration generating means, the conductive layer laminated on the tongue piece part via the insulating layer, the pressure sensitive layer made of pressure-sensitive rubber, and the upper metal wiring positioned above the tongue piece part are placed on the pressure sensitive layer. Provided with a laminated surface protective layer and an operation part provided at a position matching the tongue piece of the surface protective layerIt is what.
[0024]
  With the above configuration,By searching for the operation section provided in a plane, it is possible to tactilely detect the operation section to which vibration is applied, so that the target switch can be operated without looking at the switch matrix. By adopting it for switch devices such as in-vehicle devices, it becomes possible to operate on-vehicle devices while ensuring safe driving. Since the operation content of the operation unit is executed when is selected, even a switch device provided with a large number of switches can be reduced in size and price, and the number of switches can be reduced. Even a large number of switch devices can be manufactured easily, and it is not necessary to adjust the stroke or repulsion force of the operating unit. By adopting a laminated structure, the switch matrix can be configured to be thin, so that it can be easily installed in places with little space, and the number of switches can be easily increased or decreased. When designing the design, it is possible to flexibly deal with various devices, and the tactile expressive power can be increased by changing the parameters such as voltage, frequency, and waveform applied to the vibration generating means. By adopting a pressure-sensitive layer made of pressure rubber, the insulating layer and elastic layer with holes can be omitted, so the switch matrix structure can be simplified.The
[0025]
  In order to achieve the above object, the invention according to claim 7 is a switch device for operating an in-vehicle device or the like, wherein a plurality of switches are arranged, and a vibration generating means is provided below the operation part of each switch. A switch matrix, a vibration control unit that selectively vibrates a plurality of vibration generating means, and a switch matrix control means that detects that the operation unit has been operated, and the effective operation unit is lightly pressed The vibration control unit drives the vibration generating means to guide the function of the operation unit by voice along with the vibration, and when an invalid operation unit is pressed, the vibration control unit guides the operation impossible by voice and vibrates. When the operation unit is pressed more strongly, the operation content of the operation unit is sent as an operation signal to the in-vehicle device or the like..
[0026]
  SaidAccording to the configuration, when the effective operation unit is lightly pressed, the function of the operation unit is guided by vibration and voice, and when the invalid operation unit is pressed, the operation impossible can be guided by voice, beep sound, or the like. Therefore, the target switch can be operated without looking at the switch matrix, and by adopting it in a switch device for on-vehicle equipment etc., it becomes possible to operate on-vehicle equipment etc. while ensuring safe driving.The
[0027]
  SaidIn order to achieve the object, the invention according to claim 8 is directed to a metal substrate having a plurality of cantilevered tongue pieces, a vibration generating means comprising a piezoelectric body provided on the tongue pieces, A conductive layer laminated through an insulating layer, an insulating layer with a hole formed at a position matching the tongue piece, and an upper metal wiring positioned above the hole in the insulating layer and laminated on the insulating layer. The elastic layer and an operation portion provided at a position that matches the tongue piece of the elastic layer.The
[0028]
  With the above configuration, even a switch device with a large number of switches can be easily manufactured, and it is not necessary to adjust the stroke of the operating unit or adjust the repulsive force, greatly reducing the man-hours required for assembly and adjustment. Can be planned,In addition, by adopting a laminated structure, the switch matrix can be configured to be thin, which allows it to be easily installed in places with little space, and the number of switches can be easily increased or decreased. In addition, the tactile expressive power can be increased by changing parameters such as voltage, frequency, and waveform applied to the vibration generating means.
[0029]
  In order to achieve the above object, an invention according to claim 9 is directed to a metal substrate on which a plurality of tongue pieces of a cantilever structure are formed, a vibration generating means comprising a piezoelectric body provided on the tongue pieces, and a tongue piece. A conductive layer laminated via an insulating layer, a pressure sensitive layer made of pressure sensitive rubber, a surface protective layer laminated on the pressure sensitive layer with the upper metal wiring positioned above the tongue piece, It consists of an operation part provided at a position that matches the tongue part of the surface protective layer.The
[0030]
  With the above configuration, even a switch device with a large number of switches can be easily manufactured, and it is not necessary to adjust the stroke of the operating unit or adjust the repulsive force, greatly reducing the man-hours required for assembly and adjustment. By adopting a laminated structure, the switch matrix can be configured to be thin, so that it can be easily installed in places with little space, and the number of switches can be easily increased or decreased. When designing the design, it is possible to flexibly deal with various devices, and the tactile expressive power can be increased by changing the parameters such as voltage, frequency, and waveform applied to the vibration generating means. By adopting a pressure-sensitive layer made of pressure rubber, it is possible to omit the insulating layer and elastic layer with holes. It is possible to simplify theThe
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.1 is an overall configuration diagram of the switch device, FIG. 2 is a configuration diagram of a switch matrix, FIG. 3 is an enlarged sectional view of the switch matrix, FIG. 4 is a sectional view showing a modification of the switch matrix, and FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the switch device.
[0032]
As shown in FIG. 1, the switch device includes a switch matrix 1, a switch matrix control means 2 for controlling the switch matrix 1, an overall control means 3 for controlling the entire switch device, and information output from the overall control means 3. The image composition means 4 is composed of the image information output from the image acquisition means 5 such as a video camera and displayed on the display 6.
[0033]
As shown in FIGS. 2 and 3, the switch matrix 1 has operation portions 16a of a plurality of switches 16 which will be described later arranged in the vertical and horizontal directions at predetermined intervals, and the lower side of each operation portion 16a is shown in FIG. As shown, it has a multilayer structure.
[0034]
That is, the metal substrate 8 serving as a ground is formed by punching a metal plate in a U-shape, whereby a tongue piece portion 8a having a cantilever structure is formed for each operation portion 16a, and vapor deposition is performed on the lower surface of the tongue piece portion 8a. By attaching a piezoelectric material by means such as sputtering, coating, etc., vibration generating means 9 made of island-shaped piezoelectric bodies separated for each operation portion 16a is formed.
[0035]
A lower metal wiring 11 is formed on the lower surface of the metal substrate 8 via an insulating layer 10, and each lower metal wiring 11 is connected to each vibration generating means 9. By selectively applying an alternating voltage (NRZ) to each vibration generating means 9 from the outside, the upper and lower surfaces of the vibration generating means 9 to which NRZ is applied expands and contracts so that the tongue piece 8a is vibrated in the vertical direction. It has become.
[0036]
An insulating layer 12 and a conductive layer 13 serving as a ground are sequentially stacked on the upper surface of the metal substrate 8, and an insulating layer 14 made of an insulating sheet is stacked on the upper surface of the conductive layer 13.
[0037]
The insulating layer 14 is provided with holes 14 a for each operation portion 16 a, and upper metal wiring 15 is provided above the holes 14 a, and the switch 16 is provided between the upper metal wiring 15 and the conductive layer 13. It is configured.
[0038]
On the upper surface of the insulating layer 14, the operation portion 16 a is displayed by means such as printing on a surface protective layer 18 in which an elastic layer 17 made of an elastic material such as rubber is laminated so as to cover the upper metal wiring 15. Yes.
[0039]
When the operation portion 16a is pressed, the elastic layer 17 and the insulating layer 14 are elastically deformed, and the upper metal wiring 15 provided on the hole 14a of the insulating layer 14 comes into contact with the conductive layer 13 through the hole 14a. Although functioning as the switch 16, the operation stroke and repulsive force of the switch 16 can be arbitrarily set by selecting the thickness t of the insulating layer 14.
[0040]
On the other hand, FIG. 4 shows a modified example of the switch matrix 1. In this modified example, the elastic layer 17 is omitted by providing a pressure-sensitive layer 20 made of a pressure-sensitive rubber material instead of the insulating layer 14 having the holes 14a. In this modification, when the operation portion 16a is pressed, the pressed portion of the pressure-sensitive layer 20 is compressed, and the resistance value between the conductive layer 13 and the upper metal wiring 15 changes. By applying a voltage to, it is possible to obtain the function as the switch 16 by detecting a change in the current value.
[0041]
FIG. 5 shows a manufacturing process of the switch matrix 1. Next, a manufacturing method of the switch matrix 1 will be described based on the manufacturing process.
[0042]
First, a metal plate of a predetermined size is prepared, and a metal substrate 8 is manufactured by punching a portion that matches the operation portion 16a into a U-shape.
[0043]
Next, when a piezoelectric material is applied to the entire metal substrate 8, a piezoelectric pattern having a through hole in a portion where the vibration generating means 9 is formed is superimposed on the metal substrate 8, and then developed, thereby developing a tongue piece of the metal substrate 8. The piezoelectric material adhering to the portion excluding the portion 8a is removed, and the vibration generating means 9 having a predetermined shape is formed in an island shape on the tongue piece portion 8a.
[0044]
Next, when the insulating layers 10 and 12 made of an insulating film are formed on the entire metal substrate 8, a photosensitive material is applied again, the lower metal wiring shape portion is covered with a pattern, and the exposed insulating layer 10 is exposed. Then, the insulating layer 10 other than the lower metal wiring forming portion is removed.
[0045]
Thereafter, a metal wiring material is applied to the entire metal substrate 8, and then a lower metal wiring pattern is overlaid and exposed to form a lower metal wiring 11 on the insulating layer 10. Then, the insulating layer 12 on the metal substrate 8 becomes a ground. After the conductive layer 13 is formed, the insulating layer 14 is formed by overlapping an insulating sheet having a hole 14a at a position matching the operation portion 16a.
[0046]
Then, when the upper metal wiring 15 is formed by overlapping the sheet printed with the upper metal wiring pattern on the insulating layer 14, the elastic layer 17 and the surface protective layer 18 are sequentially laminated, and finally the upper and lower metal wirings 11, 15 are stacked. As shown in FIG. 1, the obtained switch matrix 1 is connected to the switch matrix control means 2 and used.
[0047]
The matrix control means 2 applies NRZ to the corresponding vibration generating means 9 of the switch matrix 1 based on the positional information of the operation part 16a of the switch 16 to be operated sent from the overall control means 3, and the vibration generating means 9 The operation portion 16a is vibrated by the tongue piece portion 8a provided with the same, and at the same time, the output from the switch 16 of each operation portion 16a is monitored and compared with a predetermined threshold value. As an operation, an operation signal is output to the overall control means 3.
[0048]
The overall control means 3 creates a menu image according to a preset system sequence, sends position information necessary for operation to the switch matrix control means 2 based on the menu image, and is obtained from the switch matrix control means 2 Based on the switch operation information, the operated switch 16 is displayed on the menu image displayed on the display 6 by means such as changing the color or shape, and at the same time, it is shifted to the next state according to the system sequence. Yes.
[0049]
Further, the image acquisition means 5 is installed, for example, above the switch matrix 1 and projects only the image of the part of the hand that operates the switch matrix 1 and sends it to the image composition means 4. Since the switch matrix 1 to be operated is a plane, a specific color, for example, black is used as a surface color, and a hand portion excluding black is extracted as an image and output to the image composition means 4.
[0050]
The image composition means 4 superimposes the image sent from the image acquisition means 5 on the menu image created by the overall control means 3 and displays it on the display 6.
[0051]
When used as a switch device for operating on-vehicle equipment, the display 6 is installed on the instrument panel in front of the driver's seat, the switch matrix 1 is installed on the console box near the driver's seat, and the image acquisition means 5 is installed on the ceiling or the like. do it.
[0052]
Next, the operation of the thus configured switch device will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0053]
After determining the menu contents in step S1 of the flowchart shown in FIG. 6, the overall control means 3 displays the menu on the display in step S2 and switches necessary for executing the menu displayed on the display 6 in step S2. NRZ is applied to the vibration generating means 9 corresponding to 16, and the tongue piece 8a is vibrated by the vibration generating means 9.
[0054]
The driver looks at the display 6 installed on the instrument panel or the like and looks for the operation unit 16a to be operated on the switch matrix 1 with his / her finger, but the operation unit 16a necessary for the operation includes step S5. Since the vibration is generated by the vibration generating means 9, the desired operation unit 16a can be found without looking at the switch matrix 1, and the hand operating the switch matrix 1 is photographed by the image acquisition means 5, and step S4 is performed. Since the image is synthesized by the image synthesizing unit 4 and displayed on the display 6, it is possible to confirm on the display 6 which finger is operating which operating unit 16a.
[0055]
Next, when the desired operation unit 16a is pressed in step S6, the operation of the switch 16 is detected in step S7, and the operation information is sent to the switch matrix control means 2, and the switch matrix control means 2 detects that the switch 16 is in step S8. In step S9, it is determined that the switch 16 has been operated.
[0056]
The overall control means 3 changes the color and shape of the operation unit 16a corresponding to the operated part of the menu image displayed on the display 6 in step S11 based on the operation information input from the switch matrix control means 2. Thus, the operation result is displayed as an image, and the process proceeds to the next menu according to the system sequence in step S10.
[0057]
By repeating the above operation, the device can be operated without looking at the switch matrix 1, and in the case of a switch device that operates the vehicle-mounted device, the vehicle-mounted device can be operated without looking at the switch matrix 1. Safety is improved.
[0058]
In the above-described embodiment, the desired operation unit 16a can be found without looking at the switch matrix 1 by searching for the vibrating operation unit 16a while touching it with a finger. However, the operation hierarchy of the operation unit 16a is multi-staged. In addition, when the vibrating operation unit 16a is operated by vibrating only the portion corresponding to the operable operation unit 16a among the plurality of vibration generating means 9, the operated operation layer is not the lowest layer. In this case, the operation unit 16a is moved to the next layer and the operation unit 16a is reselected, and when the operated operation layer is the lowest layer, the operation content is sent as an operation signal to an in-vehicle device or the like. The operation content may be executed.
[0059]
Further, when the effective operation unit 16a is lightly pressed, the vibration control unit drives the vibration generating means 9, and guides the function of the operation unit 16a by voice together with vibration, and when the invalid operation unit 16a is pressed The operation is guided by voice or beep sound, etc., and when the vibrating operation unit 16a is further strongly pressed, the operation content of the operation unit 16a is transmitted as an operation signal to the in-vehicle device or the like. The function of the operation unit 16a is guided by voice, and when the invalid operation unit 16a is pressed, the operation impossible can be guided by voice or beep sound. By adopting this for a switch device of an in-vehicle device or the like, it becomes possible to operate the in-vehicle device or the like while ensuring safe driving.
[0060]
Note that the switch 16 shown in FIG. 3 can directly detect the on / off operation, but the switch 16 shown in FIG. 4 operates according to a change in physical property value accompanying deformation of the pressure-sensitive layer 20 made of pressure-sensitive rubber. Is detected.
[0061]
For this reason, when the tongue piece 8a is vibrated by the piezoelectric body 9, the change in the physical property value is superimposed on the change in the output value, but the vibration frequency by the vibration generating means 9 is constant and known. Therefore, the operation of the switch 16 can be detected without any trouble by removing this frequency component with a filter, an integration circuit, or the like.
[0062]
Further, by changing the voltage, frequency, waveform, and the like applied to the vibration generating means 9 for each operation unit 16a, it is possible to tactilely detect which operation unit 16a is touched, so that the operability is further improved.
[0063]
【The invention's effect】
  Claim 1Or 2According to the invention described in the above, a switch device for operating an in-vehicle device or the like, wherein a switch matrix in which a plurality of switches are arranged and a vibration generating means is provided below the operation portion of each switch, and the vibration generating means are provided. Switch matrix control means for selectively vibrating and detecting that the operation unit has been operated, and displaying a menu screen on the display and displaying on the display based on operation information input from the switch matrix control means Since it is composed of the overall control means for changing the display of the corresponding part of the menu screen, the vibration-controlled operation part can be detected tactilely by searching for the planar operation part. Therefore, you can operate the target switch without looking at the switch matrix. By employing the switch apparatus, allowing the operation of such vehicle equipment while ensuring safe driving.
[0064]
In addition, since there is no need to cause the operating part of the switch that can be operated to be raised and lowered by the driving means, it is not necessary to provide a driving means such as an electromagnetic solenoid for each operating part, and this is a switch device provided with a large number of switches. However, downsizing and cost reduction can be achieved.
[0065]
  Claim3 or 4According to the invention described in the above, a switch device for operating an in-vehicle device or the like, wherein a switch matrix in which a plurality of switches are arranged and a vibration generating means is provided below the operation portion of each switch, and the vibration generating means are provided. Switch matrix control means for selectively vibrating and detecting that the operation unit has been operated, and displaying a menu screen on the display and displaying on the display based on operation information input from the switch matrix control means The overall control means for changing the display of the corresponding portion of the menu screen displayed, the image acquisition means for photographing the hand operating the switch matrix, the image captured by the image acquisition means and the output of the overall control means on the display Because it is composed of the image composition means to display on the screen, In addition, since it is possible to tactilely detect the operation part to which vibration is applied, it is possible to operate the target switch without looking at the switch matrix, and by adopting it in a switch device such as an in-vehicle device, In-vehicle equipment can be operated while ensuring safe driving.
[0066]
In addition, since there is no need to cause the operating part of the switch that can be operated to be raised and lowered by the driving means, it is not necessary to provide a driving means such as an electromagnetic solenoid for each operating part, and this is a switch device provided with a large number of switches. However, it is possible to reduce the size and price, and by viewing the hand image superimposed on the menu displayed on the display, the switch operated on the display can be confirmed. Menu selection and target switch operation can be performed easily and reliably.
[0067]
  Claim5 or 6According to the invention described in the above, a switch device for operating an in-vehicle device or the like, in which a plurality of switches are arranged and a vibration generating means is provided below the operation unit of each switch, and a plurality of vibrations The vibration control unit that selectively vibrates the generation unit and the switch matrix control unit that detects that the operation unit is operated, and only the portion corresponding to the operable operation unit among the plurality of vibration generation units If the operated operation layer is not the lowest layer when the vibrating operation unit is operated, the operation unit is moved to the next layer and the operation unit is reselected and operated. When the operation layer is the lowest layer, the operation content is sent to the in-vehicle device as an operation signal, so vibration is added by searching for the operation unit provided in a plane. Because the operation part can be detected tactilely, the target switch can be operated without looking at the switch matrix, and by adopting it in switch devices such as in-vehicle devices, while ensuring safe driving By enabling operation of in-vehicle devices, etc., and by making the operation hierarchy of the operation section multi-stage, selecting the hierarchy sequentially by the operation section, and executing the operation content of the operation section when the final hierarchy is selected Even a switch device provided with a large number of switches can be reduced in size and price.
[0068]
  Claim7According to the invention described in the above, a switch device for operating an in-vehicle device or the like, in which a plurality of switches are arranged and a vibration generating means is provided below the operation unit of each switch, and a plurality of vibrations The vibration control unit that selectively vibrates the generation unit and the switch matrix control unit that detects that the operation unit is operated, and when the effective operation unit is lightly pressed, the vibration control unit is the vibration generation unit. When the operation unit that is not effective is pressed, the operation not being performed is guided by voice and the vibrating operation unit is pressed more strongly. In this case, since the operation content of the operation unit is sent as an operation signal to the in-vehicle device or the like, when the effective operation unit is lightly pressed, the function of the operation unit is proposed by vibration and voice. In addition, when an operation unit that is not effective is pressed, it is possible to guide the inoperability by voice or beep sound, so that the target switch can be operated without looking at the switch matrix. By adopting such a switch device, it is possible to operate on-vehicle equipment while ensuring safe driving.
[0069]
  Claim1, 3,5Or 8According to the invention, the metal substrate on which a plurality of cantilever tongue pieces are formed, the vibration generating means made of a piezoelectric body provided on the tongue piece, and the insulating layer on the tongue piece. A laminated conductive layer, an insulating layer having a hole formed at a position matching the tongue piece, an elastic layer laminated on the insulating layer with the upper metal wiring positioned above the hole in the insulating layer, and an elastic layer Since it is composed of an operation part provided at a position that matches the tongue piece part of the layer, even a switch device having a large number of switches can be easily manufactured, and stroke adjustment and repulsion of the operation part can be performed. Since no force adjustment is required, the number of man-hours required for assembly and adjustment can be greatly reduced.
[0070]
In addition, by adopting a laminated structure, the switch matrix can be configured to be thin, which allows it to be easily installed in places with little space, and the number of switches can be easily increased or decreased. In addition, the tactile expressive power can be increased by changing parameters such as voltage, frequency, and waveform applied to the vibration generating means.
[0071]
  Claim2, 4,6Or 9According to the invention, the metal substrate on which a plurality of cantilever tongue pieces are formed, the vibration generating means made of a piezoelectric body provided on the tongue piece, and the insulating layer on the tongue piece. A laminated conductive layer, a pressure-sensitive layer made of pressure-sensitive rubber, a surface protective layer laminated on the pressure-sensitive layer with the upper metal wiring positioned above the tongue piece, and a tongue piece of the surface protective layer Therefore, even a switch device with a large number of switches can be easily manufactured, and it is necessary to adjust the stroke and repulsive force of the operation unit. Therefore, the man-hours required for assembly and adjustment can be greatly reduced.
[0072]
In addition, by adopting a laminated structure, the switch matrix can be configured to be thin, which allows it to be easily installed in places with little space, and the number of switches can be easily increased or decreased. In addition, the tactile expressive power can be increased by changing parameters such as voltage, frequency, and waveform applied to the vibration generating means.
[0073]
Furthermore, by adopting a pressure-sensitive layer made of pressure-sensitive rubber, the insulating layer and the elastic layer with holes can be omitted, so that the structure of the switch matrix can be simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration diagram of a switch device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a top view of a switch matrix constituting the switch device according to the embodiment of the present invention.
(B) is a bottom view of a switch matrix constituting the switch device according to the embodiment of the present invention.
(C) is sectional drawing of the switch matrix which comprises the switch apparatus which becomes embodiment of this invention.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of switches constituting a switch matrix of the switch device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a modification of the switch constituting the switch matrix of the switch device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a process diagram showing a method of manufacturing a switch matrix constituting the switch device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the switch device according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Switch matrix
2 Switch matrix control means
3 Overall control means
4 Image composition means
5 Image acquisition means
6 Display
8 Metal substrate
9 Vibration generation means
12 Insulation layer
13 Conductive layer
14 Insulating layer
14a hole
15 Upper metal wiring
16 switches
16a operation unit
18 Surface protective layer
20 Pressure sensitive layer

Claims

A switch device for operating an in-vehicle device or the like, wherein a plurality of switches are arranged, and a switch matrix provided with vibration generating means below the operation portion of each switch, and the vibration generating means is selectively vibrated, And a switch matrix control means for detecting that the operation unit has been operated, a menu screen displayed on the display, and a menu displayed on the display based on operation information input from the switch matrix control means An overall control means for changing the display of the corresponding part of the screen, a metal substrate on which a plurality of tongue pieces of a cantilever structure are formed, and a vibration generating means comprising a piezoelectric body provided on the tongue pieces, A conductive layer laminated on the tongue piece portion via an insulating layer; an insulating layer having a hole formed at a position matching the tongue piece portion; Switching device comprising an elastic layer laminated on the insulating layer by positioning the upper metal interconnect, by comprising an operation section provided at a position consistent with the tongue portion of the elastic layer.

A switch device for operating an in-vehicle device or the like, wherein a plurality of switches are arranged, and a switch matrix provided with vibration generating means below the operation portion of each switch, and the vibration generating means is selectively vibrated, And a switch matrix control means for detecting that the operation unit has been operated, a menu screen displayed on the display, and a menu displayed on the display based on operation information input from the switch matrix control means An overall control means for changing the display of the corresponding part of the screen, a metal substrate on which a plurality of tongue pieces of a cantilever structure are formed, and a vibration generating means comprising a piezoelectric body provided on the tongue pieces, A conductive layer laminated on the tongue piece via an insulating layer, a pressure-sensitive layer made of pressure-sensitive rubber, and an upper metal wiring located above the tongue piece. Switch device being characterized in that comprising a surface protective layer laminated on the sense of pressure layer, and an operation portion provided at a position consistent with the tongue portion of the surface protective layer.

A switch device for operating an in-vehicle device or the like, wherein a plurality of switches are arranged, and a switch matrix provided with vibration generating means below the operation portion of each switch, and the vibration generating means is selectively vibrated, And a switch matrix control means for detecting that the operation unit has been operated, a menu screen displayed on the display, and a menu displayed on the display based on operation information input from the switch matrix control means An overall control means for changing the display of the relevant part of the screen; an image acquisition means for photographing a hand operating the switch matrix; and an image captured by the image acquisition means and an output of the overall control means for combining the display and an image synthesizing means for displaying on a metal substrate tongue of cantilever structure is formed with a plurality A vibration generating means made of a piezoelectric material provided on the tongue piece, a conductive layer laminated on the tongue piece via an insulating layer, and an insulation having a hole formed at a position matching the tongue piece An elastic layer stacked on the insulating layer with an upper metal wiring positioned above the hole of the insulating layer, and an operation portion provided at a position matching the tongue piece of the elastic layer. A switch device comprising the switch device.

A switching device for operating a vehicle device or the like, a plurality of switches are arranged, and wherein a switch matrix operation unit vibration generating means below each switch is kicked set selectively to vibrate said vibration generating means And a switch matrix control means for detecting that the operation unit has been operated, and a menu screen is displayed on the display, and is displayed on the display based on operation information input from the switch matrix control means. The overall control means for changing the display of the corresponding part of the menu screen, the image acquisition means for photographing the hand operating the switch matrix, the image captured by the image acquisition means and the output of the overall control means are combined to produce the A metal substrate having an image composition means for displaying on a display and having a plurality of cantilever tongue portions formed thereon; Vibration generating means made of a piezoelectric body provided on the tongue piece, a conductive layer laminated on the tongue piece via an insulating layer, a pressure-sensitive layer made of pressure-sensitive rubber, and the tongue piece A surface protective layer that is laminated on the pressure-sensitive layer with an upper metal wiring positioned above, and an operation portion provided at a position that matches the tongue piece of the surface protective layer. Switch device to do.

A switch device for operating an in-vehicle device or the like, wherein a plurality of switches are arranged, and a switch matrix provided with vibration generating means below the operation portion of each switch, and the plurality of vibration generating means are selectively It comprises a vibration control unit that vibrates, and a switch matrix control unit that detects that the operation unit has been operated, and among the plurality of vibration generation units, only a portion corresponding to the operable operation unit is vibrated. If the operated operation layer is not the lowest layer when the vibrating operation unit is operated, the operation unit is moved to the next layer, the operation unit is reselected, and the operated operation is performed. If the hierarchy is the lowest layer, and configured to send the operation contents of the operation portion as an operation signal to the vehicle device or the like, and a metal substrate tongue of cantilever structure is formed with a plurality of, before Vibration generating means made of a piezoelectric body provided on the tongue piece, a conductive layer laminated on the tongue piece via an insulating layer, and an insulating layer having a hole formed at a position matching the tongue piece And an elastic layer that is laminated on the insulating layer with the upper metal wiring positioned above the hole of the insulating layer, and an operation portion provided at a position that matches the tongue piece of the elastic layer. A switch device characterized by that.

A switch device for operating an in-vehicle device or the like, wherein a plurality of switches are arranged, and a switch matrix provided with vibration generating means below the operation portion of each switch, and the plurality of vibration generating means are selectively It comprises a vibration control unit that vibrates, and a switch matrix control unit that detects that the operation unit has been operated, and among the plurality of vibration generation units, only a portion corresponding to the operable operation unit is vibrated. If the operated operation layer is not the lowest layer when the vibrating operation unit is operated, the operation unit is moved to the next layer, the operation unit is reselected, and the operated operation is performed. If the hierarchy is the lowest layer, and configured to send the operation contents of the operation portion as an operation signal to the vehicle device or the like, and a metal substrate tongue of cantilever structure is formed with a plurality of, before Vibration generating means made of a piezoelectric material provided on the tongue piece, a conductive layer laminated on the tongue piece via an insulating layer, a pressure-sensitive layer made of pressure-sensitive rubber, and above the tongue piece A surface protective layer laminated on the pressure-sensitive layer with an upper metal wiring positioned thereon, and an operation portion provided at a position matching the tongue piece portion of the surface protective layer. Switch device.

A switch device for operating an in-vehicle device or the like, wherein a plurality of switches are arranged, and a switch matrix provided with vibration generating means below the operation portion of each switch, and the plurality of vibration generating means are selectively When the effective operation unit is lightly pressed, the vibration control unit drives the vibration generating unit when the effective operation unit is lightly pressed. If the operation unit is guided by voice with vibration, and the operation unit that is not effective is pressed, the operation impossible is guided by voice, and the vibrating operation unit is pressed more strongly, A switch device, wherein the operation content of the operation unit is sent as an operation signal to the in-vehicle device or the like.

8. The switch device according to claim 7, wherein a metal substrate on which a plurality of cantilever tongue pieces are formed, vibration generating means comprising a piezoelectric body provided on the tongue piece, and the tongue piece A conductive layer laminated via an insulating layer on the insulating layer, an insulating layer having a hole formed at a position matching the tongue piece, and an upper metal wiring positioned above the hole in the insulating layer. A switch device comprising: an elastic layer stacked on the elastic layer; and an operation unit provided at a position matching the tongue piece of the elastic layer.

8. The switch device according to claim 7, wherein a metal substrate on which a plurality of cantilever tongue pieces are formed, vibration generating means comprising a piezoelectric body provided on the tongue piece, and the tongue piece A conductive layer laminated via an insulating layer, a pressure-sensitive layer made of pressure-sensitive rubber, and a surface protective layer laminated on the pressure-sensitive layer with an upper metal wiring positioned above the tongue piece A switch device comprising: an operation portion provided at a position matching the tongue piece portion of the surface protective layer.