JP4930719B2

JP4930719B2 - 車載用電子機器操作装置

Info

Publication number: JP4930719B2
Application number: JP2007243979A
Authority: JP
Inventors: 英樹奥山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: JP2009076306A

Description

本発明は、車載用電子機器操作装置に関する。

特開平２００６−２３２１２８号公報

自動車等の車両においては、搭載される電子機器、例えば空調装置やカーオーディオシステム、さらにはカーナビゲーションシステムを操作するための操作ユニットが、例えば車両インパネ部分に設けられる。操作ユニットには、車両の搭乗者が必要に応じて操作するための操作ノブが設けられている（特許文献１）。

ところで、こうした操作ノブの前端面には、意匠面が形成されることが多い。こうした意匠面は、夜間時においても容易に視認されるように、各設定値・各設定状態の表示部に透光部を設け、これを装置内部の光源により照らして明るく表示する形態のものが多く見られる。さらに近年では、表示内容を任意に変更できるよう、バックライト光源により発光表示される液晶画像を意匠面にて視認させる形態のものもある。

しかしながら、液晶画像による発光形態を意匠面にて視認させる場合、表示内容が小さくなるという課題がある。つまり、図１に示すように、操作ノブ前端面７０をできるだけ広く使い、表示内容をより見易く表示したいところではあるが、操作ノブ内部に設けられる各種機構（例えばセンサ類や投射機構、操作ガイド部等）の存在により光の通過経路が制限され、現状では、図２に示すように、操作ノブ前端面７０の中央領域にしか表示を行なうことができない。

本発明の課題は、操作ノブ前端面を広く使った表示が可能な車載用電子機器操作装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明は、車載用電子機器の操作を行なうために車両内に取り付けて使用される車載用電子機器操作装置に係り、上記課題を解決するために、
装置前面を形成する筐体と、
筐体前面部を貫通する装着孔内に配置されるとともに、透過型スクリーンを有して形成されるノブ前端部と、該ノブ前端部から後方に筒状に延出するノブ本体とを有する操作ノブであって、ノブ前端部の前端面が意匠面兼押圧操作面とされ、該前端面への押圧操作により前後方向に進退可能なプッシュスイッチノブと、
プッシュスイッチノブの外周を取り囲む形で配置され、かつ該プッシュスイッチノブの押圧操作方向を操作軸線として該操作軸線周りに回転操作可能に配置された筒状のダイアルスイッチノブと、
ノブ前端部の後方に配置されるとともに、ノブ本体内に出射光の光路が形成される形で、自身の表示情報を前方の透過型スクリーンに向けて投射する表示情報投射部と、
表示情報投射部とノブ前端部との間の光路上に配置され、該表示情報投射部から投射された表示情報を透過型スクリーンに拡大して投影し、ノブ前端部の前端面が押圧操作されてプッシュスイッチノブが後方に移動する場合にも、ノブ前端部と非接触となるよう空隙を介して配置される拡大レンズ部と、
を備えるとともに、表示情報投射部及び拡大レンズ部は、ダイアルスイッチノブの回転操作の有無に関わらず該ダイアルスイッチノブに対し非接触となるよう設けられていることを特徴とする。

上記本発明の構成によると、液晶表示装置のように投影表示すべき表示内容を自身において表示出力する表示情報投射部は、その出力光を拡大レンズ部を介してノブ前端部に拡大して投射し、それをそのままノブ前端部の表面に表示することができる。これにより、ノブ前端部を広く使った表示が可能となり、視認し易くなる。

本発明において、操作ノブは、ノブ前端部の前端面が意匠面兼押圧操作面とされ、該前端面への押圧操作により前後方向に進退可能なプッシュスイッチノブとすることができる。この場合、拡大レンズ部は、ノブ前端部の前端面が押圧操作されてプッシュスイッチノブが後方に移動する場合にも、ノブ前端部と非接触となるよう空隙を介して配置することができる。この構成によると、ノブ前端部と表示情報投射部との間に、プッシュスイッチノブの操作ストロークを許容する空隙が設けられるので、投影形態を有する表示機構とプッシュ操作とを同時に実現することが可能となる。

また、拡大レンズ部を、表示情報投射部までの距離がプッシュスイッチノブへの押圧操作の有無に関わらず一定に保持されるよう設けることができる。表示情報投射部が投射する表示内容を透過型スクリーン上にぼけることなく投影表示するためには、例えば、表示情報投射部から拡大レンズまでの距離をレンズの焦点距離よりも長く取る等の条件を満たす必要がある。さらには、プッシュ操作された場合にも、この条件が満たされることが望ましい。上記構成によると、拡大レンズ部と表示情報投射部との距離が固定的に保たれる構造であるから、上記条件が満たされる距離を予め設定して設けておくだけでよい。

また、本発明は、プッシュスイッチノブの外周を取り囲む形で配置され、かつ該プッシュスイッチノブの押圧操作方向を操作軸線として該操作軸線周りに回転操作可能に配置された筒状のダイアルスイッチノブを備えて構成することができる。そして、表示情報投射部及び拡大レンズ部は、ダイアルスイッチノブの回転操作の有無に関わらず該ダイアルスイッチノブに対し非接触となるよう設けることができる。この構成によると、ダイアル操作、プッシュ操作、投影表示の全ての機能を問題なく実現することができる。

ところで、プッシュスイッチノブは、ノブ前端部と拡大レンズ部との間に介在する空隙が、該プッシュスイッチノブの押圧操作状態に応じて、押圧操作方向に伸縮するように構成されるとともに、その伸縮ストロークが最小となった場合においても、ノブ前端部と拡大レンズ部とが非接触となるよう配置することができる。これにより、プッシュスイッチノブが押圧操作されても、レンズに接触傷が生じないので、透過型スクリーン上の投影表示が見辛くなる心配がない。

プッシュスイッチノブと拡大レンズ部と表示情報投射部とが互いの位置関係を固定した状態で一体に組み付けられた可動体として構成され、ノブ前端面への押圧操作に伴い該可動体は、互いの位置関係を保持した状態で前後方向に進退移動するように構成できる。プッシュスイッチノブと拡大レンズ部と表示情報投射部との距離関係が変化すると、透過型スクリーン上の投影表示が拡大されたり縮小されたりして見辛くなる懸念がある。特に、透過型スクリーンがプッシュスイッチノブの前端に形成される本発明の構成においては、プッシュスイッチの操作によりスクリーンの位置は変更を余儀なくされる。上記構成によると、プッシュスイッチノブと拡大レンズ部と表示情報投射部とが一体の可動体となっているので、プッシュスイッチノブが操作されてもそれらの位置関係に変化が生じず、スクリーン上の表示内容を暗転して表示することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一適用対象であるエアコン操作ユニットＵの正面外観の一例を示すものである。この車内操作ユニットＵは、車両のインパネ部に設けられた右座席用エアコン吹き出し口（図示せず）と左座席用エアコン吹き出し口（図示せず）との各吹き出し制御を独立して行なうためのものである。該エアコン操作ユニットＵは、右側エアコン温度設定ユニット１００Ｒ（１００）及び左側エアコン温度設定ユニット１００Ｌ（１００）が左右に振り分けて配置されている。いずれのユニットも、ダイアルスイッチノブ（ダイアル操作部）６とプッシュスイッチノブ（プッシュ操作部）７とを有する本発明の車載用電子機器操作装置１００として各々構成されており、各ダイアルスイッチノブ６は、対応する座席側のエアコン吹き出し口の設定温度調整を行なうための温度設定ダイアルとされてなる。また、右側エアコン温度設定ユニット１００Ｒ及び左側エアコン温度設定ユニット１００Ｌの間には、設定温度調整以外のエアコン調整操作を行なうための操作パネル部２００が配置されている。

操作パネル部２００は、タッチパネルにより構成されており、吹き出し風量の切り替え設定部をなすソフトボタン２０７ａ，２０７ｂ、及び吹き出し口切り替え設定部をなすソフトボタン２０８ａ，２０８ｂが形成されている。また、このほか、左右の温度設定ユニット１００Ｌ，１００Ｒの連動モード選択ボタン２０１、オートモード選択ボタン２０２、内気／外気切り替えボタン２０３、ＯＦＦボタン２０４、Ａ／Ｃボタン２０５、デフモード選択ボタ２０６も同様のソフトボタンとして形成されている。

また、操作パネル部２００の背後には、各ソフトボタン２０１〜２０６に対応する位置に、ＬＥＤからなるボタン指示用発光部（図示無し）が個別に配置されている。この指示用発光部が、各ソフトボタン２０１〜２０６の操作内容を指示する透光図形部を裏面側から照らすことで、これら透光図形部を点灯表示状態とすることが可能となっている。また、同様に風量及び吹き出しモードの表示用発光部も配置されている。この表示用発光部が、ソフトボタン２０７ａ，２０７ｂ及びソフトボタン２０８ａ，２０８ｂにより設定された各設定状態を指示する透光図形部を、裏面側に配置したＬＥＤ（図示無し）から照らすことで、これら透光図形部を点灯表示状態とすることが可能となっている。

次に、エアコン温度設定ユニット１００（１００Ｒ，１００Ｌ）について説明する。なお、右側エアコン温度設定ユニット１００Ｒ及び左側エアコン温度設定ユニット１００Ｌを構成する車載用電子機器操作装置は全く同一の構造を有しており、以下、その一方で代表させて「車載用電子機器操作装置１００」と称するものとする。

車載用電子機器操作装置１００は、装置前面８Ｆを形成する樹脂製のフロントケース（筐体）８と、装置前面８Ｆに開口する形でフロントケース８に形成された装着孔８ｈの内側に配置され、装置前面８Ｆと交差する操作軸線ＯＡ周りに回転操作可能なダイアルスイッチノブ６とを有する。

ダイアルスイッチノブ６は、図３に示すように、装着孔８ｈ内にて当該ダイアルスイッチノブ６の外周面を操作者が手で把持して操作可能となる予め定められた高さだけ装置前面８Ｆから突出した形で設けられている。また、ダイアルスイッチノブ６は、操作軸線ＯＡ周りに筒状に形成されており、装着孔８ｈからの前方への抜け防止のために後端部６Ｂが外側に突出するフランジ状に形成されている。このフランジ状の後端部６Ｂは、装置前面８Ｆに形成された装着孔８ｈの外周部に対し、その裏面と対向して配置されている。また、ダイアルスイッチノブ６の後端部には、その回転操作方向にダイアル側ギア９Ｇを有したダイアル側ギア部９が組み付けられている。

ダイアルスイッチノブ６に加えられる回転操作変位は、回転操作変位検知機構１２により検知される。回転操作変位検知機構１２は、フロントケース８側に固定される形で設けられており、本実施形態においては、ダイアルスイッチノブ６のダイアル側ギア９Ｇと噛合する検知部側ギア１０Ｇと、検知部側ギア１０Ｇと一体に回転する軸部をなす回転操作被検知部１０Ａと、該回転操作被検知部１０Ａの回転操作変位を検知する回転操作変位検知部１１と、を有して構成されている。つまり、本実施形態においては、検知部側ギア部１０Ｇと回転操作被検知部１０Ａとからなる被検知用回転体１０がダイアルスイッチノブ６の回転に伴い回転し、その回転変位を回転操作変位検知部１１が検知するように構成されている。回転操作変位検知部１１は、フロントケース８の後方に配置される回路基板４に実装されており、被検知用回転体１０の回転変位を示すパルス信号を図示しないマイコンに入力し、該マイコンがこれをダイアルスイッチノブ６の回転操作変位に換算する。

ダイアルスイッチノブ６の内部には、プッシュスイッチノブ７が操作軸線ＯＡ方向に進退可能に配置されている。プッシュスイッチノブ７の操作軸線ＯＡ方向の進退移動は、操作軸線ＯＡ周りに形成される操作ガイド部１７によりガイドされる。本実施形態における操作ガイド部１７は、プッシュスイッチノブ７の外周側を被う筒状をなして形成されており、プッシュスイッチノブ７は、その筒状内部に前側から挿入された形で配置されている。一方で、筒状の操作ガイド部１７の外側には、同じく筒状のダイアルスイッチノブ６が配置されており、ダイアルスイッチノブ６の操作軸線ＯＡ周りの回転操作もガイドしている。この操作ガイド部１７は、フロントケース８に対し一体に組み付けられるとともに、その後端側には、フロントケース８と平行に広がる板状部１８を有している。板状部１８には、回転操作被検知部１０Ａを挿通する貫通孔１８ｈが形成されており、該回転操作被検知部１０Ａの回転をガイドしている。また、板状部１８には、ダイアルスイッチノブ６の後端部が摺動回転する摺動面を溝内面（本実施形態では底面：側面であってもよい）として有し、その摺動回転をガイドする溝部１８ｇが形成されている。

プッシュスイッチノブ７の後端側は、筒状の本体部（ノブ本体）７Ｔを形成しており、プッシュスイッチノブ７へのプッシュ操作（押圧操作）により、該筒状本体部７Ｔの後端部が、基板４上に実装されるタクトスイッチ１２のスイッチ面１２ａを押圧付勢する形で、当該スイッチ１２をスイッチングする。タクトスイッチ１２は、このスイッチング付勢に伴う信号を図示しないマイコンに入力し、その入力に基づいてマイコンがプッシュスイッチノブ７へのプッシュ操作の有無を認識する。

プッシュスイッチノブ７のノブ前端部７Ｆの中央部（前端中央部）７Ｓは、裏面に投影された表示内容を表面側にて視認可能な透光性スクリーンが、樹脂成形品により構成されている。この透光性スクリーン（前端中央部）７Ｓは円形状を成し、筒状本体部（ノブ本体）７Ｔの前端側開口に嵌め込まれる形で配置され、その表面が車載用電子機器操作装置１００の意匠面とされている。また、透光性スクリーン部材（前端中央部）７Ｓの後方には、該筒状本体部７Ｔ内を出射光の光路とする形で、自身が出力する表示情報を前方の透過型スクリーン７Ｓに向けて投射する表示情報投射部１が設けられている。

表示情報投射部１は、本実施形態においては液晶パネル１である。液晶パネル１は、バックライト光源５とともに液晶ディスプレイ（液晶表示部）１５を構成している。液晶パネル１は、例えば電圧を印加する単位が所定の小さな領域に分割されたセグメント表示タイプのもので、表示すべき設定状態に応じた絵柄または数字等を、表示可能とされている。液晶パネル１は、背面から照明するバックライト光源（例えばＬＥＤ）５による透過光を視認可能な透過型の液晶パネルが用いられている。表示情報投射部１は、少なくとも前方の透光堅スクリーンＳに投影可能な発光強度で点灯する表示形態を有するものであればよく、例えば、セグメント表示タイプに代えて、各画素が格子状に均等に配列されたドットマトリクスタイプの液晶パネルを用いてもよい。

バックライト光源５に後方から照らされる形で液晶パネル１の表側の表示面１ａに点灯表示される表示情報は、筒状本体部７Ｔ内を出射光の光路とする形で前方の透過型スクリーン７Ｓに向けて投射されるが、その光路上には、投射された表示情報を透過型スクリーンに拡大して投影するための拡大レンズ部２が配置されている。本実施形態において、拡大レンズ部２は非変動の焦点距離を有しており、該焦点距離よりも遠方（後方）の位置に表示情報投射部１の表示面１ａが位置するよう配置されている。さらに言えば、その距離関係が一定となるように、表示面１ａを有する表示情報投射部１と拡大レンズ部２とがフロントケース（筐体）８に対し固定的に配置されている。

表示情報投射部１と拡大レンズ部２とは、筒状のリフレクター部３の内側にて、上記距離関係を有する形で位置固定されている。リフレクター部３は、樹脂成形品により構成され、フロントケース（筐体）８に対し固定的に配置されている基板４に固定されている。なお、基板４上に実装されるバックライト光源５も、このリフレクター部３内に位置しており、その出射光を効率的に液晶パネル１の裏面へと導いている。つまり、リフレクター部３と、該リフレクター部３により固定される表示情報投射部１及び拡大レンズ部２とは、フロントケース８に対し固定的に配置されており、回転操作により回転するダイアルスイッチノブ６及びプッシュ操作により前後方向に進退移動するプッシュスイッチノブ７に対し非接触・非干渉となるように設けられている。

特に、プッシュスイッチノブ７は、プッシュ操作に伴いノブ前端部７Ｆが拡大レンズ部２に対し接近してくるので、ノブ前端部７Ｆと拡大レンズ部２との間には所定距離を隔てる空隙１３が設けられている。この空隙１３は、プッシュスイッチノブ７のプッシュ操作状態に応じてプッシュ操作方向（前後方向：図３の上下方向）に伸縮するが、その伸縮ストロークが最小となった場合においても、ノブ前端部７Ｆと拡大レンズ部２とは接触しないように配置されている。かつ、少なくともこの空隙１３は、プッシュスイッチノブ７が非操作状態において、表示情報投射部１に点灯表示される表示情報を透過型スクリーン７Ｓ上にて所定の拡大率で、ぼけることなく表示するために必要な距離を有している。

このように構成されることで、従来までは、図２に示すように、意匠面７０の中央部分にしか表示できなかったのに対し、図１に示すように、意匠面７０をなす透光性スクリーン７Ｓに目一杯の大きさで表示することができる。また、従来までは、意匠面７０の中央部分が透光部７２とされ、かつその周囲が、表示面７２以外の内部構造が見えないよう透光性の低い遮光部７１とされており、意匠面７０に透光部７２と遮光部７１の境界が視認されてしまう意匠とならざるを得なかったが、本実施形態においては、スクリーンに投影表示する形態を有するので、意匠面に余計な境界線が表れることが無いので、意匠性の向上を図ることもできる。

なお、図２は、従来のエアコン操作ユニットＵ´の正面外観の一例を示すものであり、この車内操作ユニットＵ´には、図１のエアコン操作ユニットＵと同様、右側エアコン温度設定ユニット１０１Ｒ（１０１）及び左側エアコン温度設定ユニット１０１Ｌ（１０１）が左右に振り分けて配置されている。いずれのユニットも、ダイアルスイッチノブ（ダイアル操作部）６とプッシュスイッチノブ（プッシュ操作部）７とを有する車載用電子機器操作装置１０１として各々構成されており、内部に設けられた点灯表示部の表示内容がガラス等の透光部７２を介して視認可能に設けられている。

以上、本発明の様々な実施形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、本発明の車載用電子機器操作装置は、図４に示すような構造とすることもできる。以下、本発明の一実施形態である図４の車載用電子機器操作装置１００について説明する。なお、図３と同じ構造部分については、図３と同じ符号を付することで説明を略する。

図４の車載用電子機器操作装置１００は、表示情報投射部１と拡大レンズ部２とがプッシュスイッチノブ７と一体に組み付けられている点で、図３と異なる構造となっている。即ち、図４においては、プッシュスイッチノブ７と拡大レンズ部２と表示情報投射部１とが互いの位置関係を固定した状態で一体に組み付けられた可動体として構成されており、プッシュスイッチノブ７のノブ前端面へのプッシュ操作（押圧操作）に伴い当該可動体が、上記各パーツ１，２，７Ｓの位置関係を保持した状態で前後方向に進退移動するように構成されている。この構成によると、透過型スクリーン７Ｓの投影表示形状が、プッシュスイッチノブ７のプッシュ操作の影響を受けて変化することがない。ノブ前端部７Ｆと拡大レンズ部２との間の空隙１４は、上記実施形態の空隙１３とは異なり、プッシュスイッチノブ７のプッシュ操作状態に応じて伸縮せず、距離が一定に保持される。

なお、この実施形態では、リフレクター部３が筒状の前側リフレクター部３１と同じく筒状の後側リフレクター部３２とを有して構成されており、前側リフレクター部３１は、その内側に表示情報投射部１と拡大レンズ部２とを固定的に配置され、プッシュスイッチノブ７に固定されており、後側リフレクター部３２は、その内側に基板４上に実装されるバックライト光源５を配置した形で基板４に固定されている。そして、前側リフレクター部３１は、後側リフレクター部３２に対し前後方向に摺動可能な形で配置されている。なお、本実施形態においても、バックライト光源５から拡大レンズ部２にかけての光路の外周側には、プッシュスイッチノブ７にプッシュ操作の有無に関わらず、常にリフレクター部３が存在するように構成されている。

なお、図４の実施形態において、バックライト光源５も上記可動体に加える構成としてもよい。この場合、プッシュスイッチノブ７へのプッシュ操作に伴い、ノブ前端部７Ｆと表示情報投射部１と拡大レンズ部２とバックライト光源５とが互いの位置関係を保持した状態で前後方向に進退移動するようになる。

本発明の適用対象の一つであるエアコン操作ユニットの一例を示す正面図。従来のエアコン操作ユニットの一例を示す正面図。本発明の第一実施形態である車載用電子機器操作装置の中央断面図。本発明の第二実施形態である車載用電子機器操作装置の中央断面図。

符号の説明

Ｕエアコン操作ユニット
１００車載用電子機器操作装置
２００操作パネル部
１表示情報投射部
２拡大レンズ部
３リフレクター部
４基板
５バックライト光源（ＬＥＤ）
６ダイアルスイッチノブ（ダイアル操作部）
７プッシュスイッチノブ（プッシュ操作部）
７Ｔ筒状本体部（ノブ本体）
７Ｆノブ前端部
７Ｓ透過型スクリーン
８フロントケース（筐体）
１１回転操作変位検知部
１２タクトスイッチ
１３，１４空隙
１７操作ガイド部
ＯＡ操作軸線

Claims

車載用電子機器の操作を行なうために車両内に取り付けて使用される車載用電子機器操作装置であって、
装置前面を形成する筐体と、
筐体前面部を貫通する装着孔内に配置されるとともに、透過型スクリーンを有して形成されるノブ前端部と、該ノブ前端部から後方に筒状に延出するノブ本体とを有する操作ノブであって、前記ノブ前端部の前端面が意匠面兼押圧操作面とされ、該前端面への押圧操作により前後方向に進退可能なプッシュスイッチノブと、
前記プッシュスイッチノブの外周を取り囲む形で配置され、かつ該プッシュスイッチノブの押圧操作方向を操作軸線として該操作軸線周りに回転操作可能に配置された筒状のダイアルスイッチノブと、
前記ノブ前端部の後方に配置されるとともに、前記ノブ本体内に出射光の光路が形成される形で、自身の表示情報を前方の前記透過型スクリーンに向けて投射する表示情報投射部と、
前記表示情報投射部と前記ノブ前端部との間の前記光路上に配置され、該表示情報投射部から投射された前記表示情報を前記透過型スクリーンに拡大して投影し、前記ノブ前端部の前端面が押圧操作されて前記プッシュスイッチノブが後方に移動する場合にも、前記ノブ前端部と非接触となるよう空隙を介して配置される拡大レンズ部と、
を備えるとともに、前記表示情報投射部及び前記拡大レンズ部は、前記ダイアルスイッチノブの回転操作の有無に関わらず該ダイアルスイッチノブに対し非接触となるよう設けられていることを特徴とする車載用電子機器操作装置。
前記プッシュスイッチノブは、前記ノブ前端部と前記拡大レンズ部との間に介在する前記空隙が、該プッシュスイッチノブの押圧操作状態に応じて、押圧操作方向に伸縮するように構成されるとともに、その伸縮ストロークが最小となった場合においても、前記ノブ前端部と前記拡大レンズ部とが非接触となるよう配置されている請求項１に記載の車載用電子機器操作装置。
前記プッシュスイッチノブと前記拡大レンズ部と前記表示情報投射部とが互いの位置関係を固定した状態で一体に組み付けられた可動体として構成され、前記ノブ前端面への押圧操作に伴い該可動体は、前記位置関係を保持した状態で前記前後方向に進退移動するものである請求項１に記載の車載用電子機器操作装置。