JP5130884B2

JP5130884B2 - 入力装置

Info

Publication number: JP5130884B2
Application number: JP2007312106A
Authority: JP
Inventors: 剛田中; 仁和下中; 宏一三戸
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2027-12-03
Also published as: JP2009135059A; US8531407B2; US20090140994A1

Description

本発明は、主に自動車内の各種電子機器の操作に用いられる入力装置に関するものである。

近年、自動車において、ステアリングホイール近傍に所謂ステアリングスイッチ等を装着し、ハンドルを握ったまま指でこのスイッチを操作して、オーディオ機器やエアコン等の電子機器を操作することが広く行われており、誤操作がなく操作の行い易いものが求められている。

このような従来の入力装置について、図８及び図９を用いて説明する。

図８は従来の入力装置の断面図であり、同図において、１は略箱状で絶縁樹脂製のケース、２は絶縁樹脂製の操作体で、操作体２上面にはレーザ加工や二色成形等によって、黒色等の不透光部２Ａから、透明や明色等の透光部２Ｂが文字や記号、絵柄等の所定形状に露出した表示部２Ｃが形成されると共に、複数の操作体２がケース１上面の開口孔内に上下動可能に装着されている。

また、３はプッシュスイッチ等のスイッチ接点で、上方へ突出した操作軸３Ａの上下動によって、電気的接離が行われるように形成されると共に、操作軸３Ａには操作体２下面の突出部２Ｄが当接している。

さらに、４は上下面に複数の配線パターン（図示せず）が形成された配線基板で、この上面に複数のスイッチ接点３や、発光ダイオード等の複数の発光素子５、マイコン等の制御手段６が実装されると共に、スイッチ接点３や発光素子５が配線パターンを介して制御手段６に接続され、これらをケース１が覆って入力装置７が構成されている。

そして、このように構成された入力装置７が、図９の正面図に示すように、複数の操作体２を手前にして、ステアリングホイール９と中央のエアーバッグ等を内蔵したパッド９Ａの間の、左右のスポーク９Ｂに取付けられて自動車に装着されると共に、制御手段６がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、車両の電子回路や電子機器（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、ステアリングホイール９を握りながら例えば親指を伸ばして、操作する機能が表示された操作体２を押圧操作すると、この背面の突出部２Ｄが操作軸３Ａを押圧してスイッチ接点３の電気的接離が行われ、この電気信号が制御手段６から車両の電子回路や電子機器に出力されて、自動車に搭載された様々な機器の制御が行われ、例えば、オーディオ機器の音量やエアコンの温度等の増減が行われる。

また、夜間等の周囲が暗い場合に、前照灯等を点灯すると、制御手段６が複数の発光素子５を発光させ、この光が操作体２を下面から照光し、透光部２Ｂを通過した光が上面の表示部２Ｃを照光するため、周囲が暗い場合でも、表示部２Ｃの文字や記号、絵柄等の視認が可能となり、操作体２の識別や操作を容易に行うことができるように構成されている。

つまり、ステアリングホイール９に入力装置７を装着し、ステアリングホイール９から手を離すことなく、例えば親指のみを伸ばし、複数の操作体２のいずれかを操作して車両内の機器を制御することによって、特に運転中の機器の操作が容易に行えるようになっているものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００５−３４７１９３号公報

しかしながら、上記従来の入力装置においては、複数の操作体２には各々操作する機能が表示部２Ｃによって表示され、また、周囲が暗い場合には、これらの表示部２Ｃが発光素子５によって照光されるようになってはいるが、類似した形状の複数の操作体２が配列されているため、押し間違い等の誤操作が生じ易いという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、誤操作が生じづらく、操作の行い易い入力装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、複数の操作する機能を表示した一方の表示部と、この一方の表示部に対応させて並べて配列された複数の他方の表示部が形成された表示板と、この表示板の下面に配設された静電タッチパネルと、この表示板と静電タッチパネルを載置した操作体と、表示板の複数の表示部を下方から照光する複数の発光素子と、操作体の上下動によって電気的接離を行うスイッチ接点と、静電タッチパネルとスイッチ接点と発光素子に接続された制御手段からなり、制御手段が静電タッチパネルの接触操作とスイッチ接点の電気的接離の両方を検出すると共に、静電タッチパネルの接触操作に応じて、上記複数の操作する機能を表示した一方の表示部が触れられた位置に関係なく全ての一方の表示部を照光させ、さらに、触れている位置の上記複数の他方の表示部が触れられた位置の他方の表示部のみを照光させるように発光素子の発光を制御するようにして入力装置を構成したものであり、例えば、表示板に指を触れた状態では、文字や記号、絵柄等の複数の一方の表示部を照光すると共に、指の移動に伴って照光する他方の表示部を変化させることによって、操作を行おうとしている機能が明確に判別できるため、誤操作が生じづらく、操作の行い易い入力装置を得ることができるという作用を有する。
さらに、制御手段が静電タッチパネルの接触箇所とスイッチ接点の電気的接離を検出することによって、スイッチ接点を一つで構成できるため、入力装置を簡易な構成で、安価なものとすることができるという作用も有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、表示板と、静電タッチパネルを略円弧状に形成するものであり、入力装置を車両のステアリングホイールに装着し、ステアリングホイールを握りながら、例えば親指を伸ばして操作を行う際、親指の根元を支点として指を略円弧状に動かし、表示板をなぞるように指先を上下に移動して、容易に接触操作や押圧操作が行えることができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、誤操作が生じづらく、操作の行い易い入力装置を実現することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施の形態による入力装置の断面図、図２は同分解斜視図であり、同図において、１１は略円弧状でアクリルやＡＢＳ等の絶縁樹脂製の表示板で、褐色や黒色等の暗色ではあるが透光性のスモーク状に形成され、下面には同じく暗色で不透光性の遮光部１１Ａが印刷等によって設けられると共に、この遮光部１１Ａが所定形状に除去された複数の表示部１２と、複数の表示部１３が各々形成されている。

なお、この表示板１１の表示部は、図３の斜視図に示すように、操作する機能を表す文字や記号、絵柄等の複数の表示部１２と、これらの外方に複数の表示部１２に対応させて各々並べて配列された、略円形ドット状の複数の表示部１３から形成されている。

そして、１４はこの表示板１１下面に配設された略円弧状の静電タッチパネルで、上面に帯状の複数の下導電層１５Ａが配列されたフィルム状の下基板１５と、上面に同じく帯状で下導電層１５Ａとは直交方向に複数の上導電層１６Ａが配列された上基板１６、フィルム状のカバーシート１７が、アクリルやゴム等の接着剤（図示せず）等によって各々貼り合わされて形成されている。

また、１８はポリカーボネートやＡＢＳ等の絶縁樹脂製のカバー、１９は同じく絶縁樹脂製の操作体で、カバー１８端部の略円弧状の開口孔１８Ａ内に操作体１９端部が上下動可能に装着されると共に、この略円弧状の操作体１９端部には複数の透光孔１９Ａが設けられ、この上面に表示板１１と静電タッチパネル１４が重ねて載置され、接着剤等によって貼り合わされている。

さらに、２０はポリカーボネートやＡＢＳ等の絶縁樹脂製の導光体、２１は紙フェノールやガラス入りエポキシ等の配線基板で、導光体２０には上下に挿通する複数の導光孔２０Ａが設けられると共に、配線基板２１の上下面には銅箔等によって複数の配線パターン（図示せず）が形成され、この上面にはプッシュスイッチ等のスイッチ接点２２や、発光ダイオード等の複数の発光素子２３、マイコン等の制御手段２４が実装されている。

そして、静電タッチパネル１４の下導電層１５Ａと上導電層１６Ａの端部がコネクタ（図示せず）等を介して、スイッチ接点２２や複数の発光素子２３が配線パターンを介して、制御手段２４に各々接続されると共に、スイッチ接点２２の上方へ突出した操作軸２２Ａには操作体１９端部下面の突出部１９Ｂが当接している。

また、２５はポリカーボネートやＡＢＳ等の絶縁樹脂製のケースで、この上面に導光体２０と配線基板２１が重ねて載置されると共に、支持孔２５Ａに操作体１９端部がピン２６によって回転可能に保持され、ケース２５上面をカバー１８が覆い、複数のねじ２７によって固着されて入力装置３０が構成されている。

そして、このように構成された入力装置３０が、図４の正面図に示すように、表示板１１上面を手前にして、ステアリングホイール３１と中央のエアーバッグ等を内蔵したパッド３１Ａの間の、左右のスポーク３１Ｂに取付けられて自動車に装着されると共に、制御手段２４がコネクタやリード線（図示せず）等を介して、車両の電子回路や電子機器（図示せず）に電気的に接続される。

以上の構成において、ステアリングホイール３１を握りながら、例えば親指を伸ばして表示板１１に触れると、この接触操作した箇所の表示板１１下面の、静電タッチパネル１４の下導電層１５Ａと上導電層１６Ａの電圧が、指の静電容量によって変化して、制御手段２４がこの接触した位置を検出する。

また、同時に、複数の発光素子２３を発光させ、この光が導光体２０の導光孔２０Ａや操作体１９の透光孔１９Ａを通って、表示板１１の複数の表示部１２や１３を下方から照光するが、この時、制御手段２４が複数の発光素子２３のうち、所定の発光素子２３のみを発光させて、図５の斜視図に示すように、文字や記号、絵柄等によって操作する機能を表示した表示部１２については、現在指を触れている位置の表示部１２Ａだけでなく、全ての表示部１２を照光する。

これに対し、表示部１２の外方に並べて配列された略円形ドット状の表示部１３については、制御手段２４が発光素子２３の発光を制御して、現在指を触れている位置の表示部１３Ａのみを照光し、他の表示部１３は照光しない。

そして、表示板１１に触れたままで、図６の斜視図に示すように、指をなぞるように、例えば上方へ移動し表示部１２Ｂに触れると、上記と同様に制御手段２４がこの指の接触位置の変化を検出すると共に、表示部１２については全てを照光したままで、表示部１３については指が離れた表示部１３Ａは消灯し、移動した後に接触している表示部１３Ｂのみを照光する。

つまり、表示板１１に指を触れ接触操作した場合、操作する機能を表示した表示部１２については、どの位置に触れたかにかかわりなく全ての表示部１２が照光されて、操作しようとする全ての機能表示が視認できると共に、表示部１３については、指を触れている位置の表示部１３のみが照光されて、現在指がどの機能表示の位置にあるのかが容易に判別できるようになっている。

すなわち、接触操作した際、制御手段２４が発光素子２３の発光を制御し、全ての表示部１２を照光することで、周囲が多少暗い場合でも、全ての機能表示を容易に確認できると共に、並べて配列された表示部１３は照光する箇所を変化させ、現在指を触れている位置のみを照光することで、操作する機能の選択が行い易くなり、誤操作を防ぎ、容易に操作が行えるように構成されている。

さらに、操作しようとする機能表示、例えば表示部１２Ｂに指を触れたまま、表示板１１を押圧操作すると、図７の断面図に示すように、上面に表示板１１と静電タッチパネル１４を載置した操作体１９が、ケース２５の支持孔２５Ａを支点として揺動し、下面の突出部１９Ｂがスイッチ接点２２の操作軸２２Ａを押圧して、スイッチ接点２２の電気的接離が行われる。

そして、このスイッチ接点２２の電気的接離を制御手段２４が検出し、この電気信号が接触した表示部１２Ｂの接触信号と共に、制御手段２４から車両の電子回路や電子機器に出力されて、自動車に搭載された様々な機器の制御が行われ、例えば、車両に接続された電話による通話が可能な状態となる。

なお、指を他の表示部１２に触れたまま押圧操作した場合にも、上記と同様に操作体１９が揺動してスイッチ接点２２の電気的接離が行われ、この電気信号が制御手段２４から出力されるが、この場合には接触操作している箇所が異なるため、上記とは異なる接触位置の信号が出力されて、他の機器、例えばオーディオ機器の音量、エアコンの温度等の増減が行われる。

つまり、表示板１１に指を触れ、そのまま押圧操作した場合、制御手段２４が先ず静電タッチパネル１４によって接触操作された位置を検出すると共に、スイッチ接点２２の電気的接離を検出し、これらの信号を出力することによって、車両に搭載された様々な機器の制御が行われるように構成されている。

すなわち、制御手段２４が静電タッチパネル１４の接触箇所と、スイッチ接点２２の電気的接離の両方を検出することによって、複数のスイッチ接点を設ける必要がなく、一つのスイッチ接点２２で入力装置３０を構成でき、簡易な構成で、安価に装置を構成できるようになっている。

また、上記のように表示板１１や静電タッチパネル１４等を略円弧状に形成することによって、入力装置を車両に装着し、上述したようにステアリングホイール３１を握りながら、例えば親指を伸ばして操作を行う際、親指の根元を支点として指を略円弧状に動かし、表示板１１をなぞるように指先を上下に移動して、容易に接触操作や押圧操作が行えるように構成されている。

このように本実施の形態によれば、複数の表示部１２や１３が形成された表示板１１と、静電タッチパネル１４を操作体１９に載置すると共に、制御手段２４が静電タッチパネル１４の接触操作に応じて、発光素子２３の発光を制御することによって、例えば、表示板１１に指を触れた状態では、操作する機能を表す複数の表示部１２の全てを照光すると共に、指の移動に伴って表示部１３の照光する位置を変化させることで、操作を行おうとしている機能が明確に判別できるため、誤操作が生じづらく、操作の行い易い入力装置３０を得ることができるものである。

なお、以上の説明では、スイッチ接点２２として、単品のプッシュスイッチを用いた構成について説明したが、配線基板２１上面にカーボン等によって固定接点を形成し、この上方に略ドーム状で導電金属薄板製の可動接点を載置したものや、あるいは、下面に可動接点が形成された略ドーム状の可撓性のゴム接点を用いたもの等、様々なスイッチ接点を用いても本発明の実施は可能である。

また、以上の説明では、制御手段２４を入力装置３０に一体に形成した構成について説明したが、これを車両の電子回路内に設け、車両の電子回路が静電タッチパネル１４の接触操作やスイッチ接点２２の電気的接離を検出し、発光素子２３の発光を制御する構成としても、本発明の実施は可能である。

本発明による入力装置は、誤操作が生じづらく、操作の行い易いものを実現でき、主に自動車の各種電子機器の制御用として有用である。

本発明の一実施の形態による入力装置の断面図同分解斜視図同斜視図同ステアリングホイールの正面図同接触操作時の斜視図同接触操作時の斜視図同押圧操作時の断面図従来の入力装置の断面図同ステアリングホイールの正面図

符号の説明

１１表示板
１１Ａ遮光部
１２、１２Ａ、１２Ｂ表示部
１３、１３Ａ、１３Ｂ表示部
１４静電タッチパネル
１５下基板
１５Ａ下導電層
１６上基板
１６Ａ上導電層
１７カバーシート
１８カバー
１８Ａ開口孔
１９操作体
１９Ａ透光孔
１９Ｂ突出部
２０導光体
２０Ａ導光孔
２１配線基板
２２スイッチ接点
２２Ａ操作軸
２３発光素子
２４制御手段
２５ケース
２５Ａ支持孔
２６ピン
２７ねじ
３０入力装置
３１ステアリングホイール
３１Ａパッド
３１Ｂスポーク

Claims

複数の操作する機能を表示した一方の表示部と、この一方の表示部に対応させて並べて配列された複数の他方の表示部が形成された表示板と、この表示板の下面に配設された静電タッチパネルと、この表示板と静電タッチパネルを載置した操作体と、上記表示板の複数の表示部を下方から照光する複数の発光素子と、上記操作体の上下動によって電気的接離を行うスイッチ接点と、上記静電タッチパネルと上記スイッチ接点と上記発光素子に接続された制御手段からなり、上記制御手段が上記静電タッチパネルの接触操作と上記スイッチ接点の電気的接離の両方を検出すると共に、上記静電タッチパネルの接触操作に応じて、上記複数の操作する機能を表示した一方の表示部が触れられた位置に関係なく全ての一方の表示部を照光させ、さらに、触れている位置の上記複数の他方の表示部が触れられた位置の他方の表示部のみを照光させるように上記発光素子の発光を制御する入力装置。
表示板と、静電タッチパネルを略円弧状に形成する請求項１記載の入力装置。