JP5798437B2 - Touch switch - Google Patents

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  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Description

本発明は、使用者の指先での入力を検出するためのタッチスイッチに関するものである。   The present invention relates to a touch switch for detecting an input at a fingertip of a user.

従来から、ナビゲーションシステムやオーディオ装置、空調装置等を操作するための入力インターフェイスとして、タッチスイッチの採用が検討されている。このタッチスイッチは、操作面に対する手指の接触の有無や、接触位置、指先を操作面に接触させながら移動させるスライド入力等を検出するようになっており、電気抵抗の変化に基づいて検出する抵抗検出型や、静電容量の変化に基づいて検出する静電容量検出型等がある。なお、特開2006−7920号公報(特許文献1)の図2に示されているのが、それである。   Conventionally, the use of a touch switch has been studied as an input interface for operating a navigation system, an audio device, an air conditioner, and the like. This touch switch detects the presence or absence of a finger touching the operation surface, the contact position, a slide input for moving the fingertip while making contact with the operation surface, and the like. There are a detection type and a capacitance detection type for detecting based on a change in capacitance. This is shown in FIG. 2 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-7920 (Patent Document 1).

ところで、タッチスイッチは、特許文献1の図2にも示されているように、一般的に手指による接触の有無や接触の位置等を検出するようになっている。具体的には、例えば抵抗検出型のタッチスイッチでは、タッチスイッチを構成する導電部材に対して複数箇所から直流電圧が印加されており、導電部材の表面に設けられた操作面に手指が接触することによって、接触部分が手指および人体を介して接地されることから、電流が流れる。このときの電圧を計測することによって、手指の操作面に対する接触位置や接触の強さ等が検出される。   Incidentally, as shown in FIG. 2 of Patent Document 1, the touch switch generally detects the presence / absence of contact with a finger, the position of contact, and the like. Specifically, in a resistance detection type touch switch, for example, a direct current voltage is applied to a conductive member constituting the touch switch from a plurality of locations, and a finger comes into contact with an operation surface provided on the surface of the conductive member. As a result, the contact portion is grounded through the fingers and the human body, so that a current flows. By measuring the voltage at this time, the contact position of the finger with respect to the operation surface, the strength of contact, and the like are detected.

しかし、このようなタッチスイッチでは、指先の操作面に対する当接面積の変化によって、検出の精度が低下するおそれがある。即ち、電圧の計測による接触位置等の検出では、複数箇所の電圧を同時に計測することは難しく、複数箇所の電圧を順次に計測して、その計測結果に基づいて接触位置等を検出する。それ故、指先の操作面に対する当接圧が大きく変化する等して、指先の操作面に対する当接面積が急激に変化すると、手指および人体を通じて流れる電流が増減して、接触位置等の検出結果が実際の接触位置等に対してずれを生じるおそれがあった。   However, in such a touch switch, there is a possibility that the detection accuracy may be reduced due to a change in the contact area of the fingertip with the operation surface. In other words, it is difficult to measure the voltage at a plurality of locations at the same time by detecting the contact position or the like by measuring the voltage. The voltage at a plurality of locations is measured sequentially, and the contact location or the like is detected based on the measurement result. Therefore, if the contact area of the fingertip with respect to the operation surface changes drastically, for example, if the contact area of the fingertip with the operation surface changes abruptly, the current flowing through the fingers and the human body increases or decreases, and the detection result of the contact position etc. However, there is a risk that the actual contact position and the like may be displaced.

特開2006−7920号公報JP 2006-7920 A

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、指先の操作面に対する当接面積の変化に対して、検出精度の低下が抑制されるようにした、新規な構造のタッチスイッチを提供することにある。   The present invention has been made in the background of the above-described circumstances, and its solution is a novel configuration in which a decrease in detection accuracy is suppressed with respect to a change in contact area with the operation surface of the fingertip. It is to provide a touch switch having a simple structure.

すなわち、本発明の第1の態様は、導電部材に対して電圧が印加されており、該導電部材における通電状態に基づいて手指の該導電部材上での接触の有無および接触しながらの移動を検出するタッチスイッチにおいて、前記導電部材には前記手指の先端部分よりも幅広の操作凹所が形成されていると共に、該操作凹所の底面から開口側に向かって突出する突出部が形成されており、該突出部の突出先端面が、該手指の先端部分よりも狭幅の所定幅寸法で延びる帯状とされて、該手指が接触する導電部材の操作面とされていることを、特徴とする。 That is, according to the first aspect of the present invention, a voltage is applied to the conductive member, and the presence or absence of contact with the finger on the conductive member and the movement while contacting the finger based on the energized state of the conductive member. In the touch switch to be detected, the conductive member has an operation recess that is wider than the tip of the finger, and a protrusion that protrudes from the bottom surface of the operation recess toward the opening. cage, and the projecting distal end face of the projecting portion is, is a band shape extending in a predetermined width of the narrow width than the tip portion of the該手finger, there is a operating surface of the conductive member to which the finger is in contact, characterized And

このような第1の態様に従う構造とされたタッチスイッチによれば、操作面が手指の先端部分よりも狭幅の帯状とされていることにより、手指の操作面に対する当接面積が当接圧に関わらず略一定とされる。それ故、導電部材に電圧を印加して手指の接触位置等を通電状態に基づいて検出する際に、手指の操作面に対する当接面積の変化に起因した検出精度の低下が抑えられて、高精度な検出が可能となる。   According to the touch switch having the structure according to the first aspect as described above, the contact surface of the finger with respect to the operation surface is reduced by the contact pressure because the operation surface has a band shape narrower than the tip portion of the finger. Regardless, it is almost constant. Therefore, when a voltage is applied to the conductive member to detect the contact position of the finger based on the energized state, a decrease in detection accuracy due to a change in the contact area with the operation surface of the finger is suppressed, and a high Accurate detection is possible.

また、の態様によれば、操作凹所の底面から突出する突出部の先端面に操作面が設けられていることによって、操作面に触れる際に手指が導電部材の他の部分に誤って触れて、意図しない接触が検出されるのを防ぐことができる。 Further , according to the first aspect, since the operation surface is provided on the distal end surface of the protruding portion that protrudes from the bottom surface of the operation recess, the finger may mistakenly touch the other part of the conductive member when touching the operation surface. Touching to prevent unintended contact from being detected.

本発明の第の態様は、第1の態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記操作面が平面視で長さ方向に直線的に延びる帯状とされているものである。 According to a second aspect of the present invention, in the touch switch described in the first aspect, the operation surface has a strip shape extending linearly in the length direction in plan view.

の態様によれば、操作面が平面視において長さ方向で直線的に延びていることにより、スライド入力が関節の屈伸による指先の直線的な動きによって実現される。それ故、スライド入力時に、視認しながらの操作を要することなく、手指の先端を操作面に触れながら移動させることができる。 According to the second aspect, since the operation surface extends linearly in the length direction in plan view, the slide input is realized by the linear movement of the fingertip caused by the bending and stretching of the joint. Therefore, at the time of slide input, the tip of the finger can be moved while touching the operation surface without requiring an operation while visually recognizing.

本発明の第の態様は、第1又は第2の態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記操作面の幅寸法:wが、2mm≦w≦7mmの範囲に設定されているものである。 According to a third aspect of the present invention, in the touch switch described in the first or second aspect, the width dimension w of the operation surface is set in a range of 2 mm ≦ w ≦ 7 mm.

の態様によれば、操作面の幅寸法が上記の数値範囲内に設定されることによって、人の手指の先端部分の幅寸法よりも小さくされることから、手指と操作面との当接圧の変化に起因した当接面積の変化が低減されて、手指による入力の検出精度が高められ得る。 According to the third aspect, since the width dimension of the operation surface is set within the above numerical range, it is made smaller than the width dimension of the tip portion of the human finger. The change in the contact area due to the change in the contact pressure can be reduced, and the detection accuracy of the input by the finger can be improved.

本発明によれば、導電部材の操作面が、操作面に接触する手指の先端部分の幅寸法よりも狭幅の幅寸法で延びる帯状とされている。これにより、手指の先端部分を操作面に当接させて入力操作する際に、手指の操作面に対する当接面積が幅方向で一定とされる。それ故、手指の操作面に対する当接面積の変化量が低減されて、安定して優れた検出精度を実現することができる。   According to the present invention, the operation surface of the conductive member is in the form of a band extending with a width that is narrower than the width of the tip of the finger that contacts the operation surface. Thereby, when the input operation is performed with the tip of the finger in contact with the operation surface, the contact area of the finger with respect to the operation surface is constant in the width direction. Therefore, the amount of change in the contact area with the operation surface of the finger is reduced, and stable and excellent detection accuracy can be realized.

本発明の第1の実施形態としてのタッチスイッチが自動車のドアアームレストに設けられた状態を示す図。The figure which shows the state by which the touch switch as the 1st Embodiment of this invention was provided in the door armrest of the motor vehicle. 図1に示されたタッチスイッチを説明する図。The figure explaining the touch switch shown by FIG. 図1に示されたタッチスイッチの導電部材を示す平面図。The top view which shows the electrically-conductive member of the touch switch shown by FIG. 図3のIV−IV断面図。IV-IV sectional drawing of FIG. 図3のV−V断面図。VV sectional drawing of FIG. 図2に示されたタッチスイッチの検出機構を説明する図。The figure explaining the detection mechanism of the touch switch shown by FIG. 図6に示されたタッチスイッチの電気回路図。FIG. 7 is an electric circuit diagram of the touch switch shown in FIG. 6. 図5に示された導電部材の使用状態を説明する図。The figure explaining the use condition of the electrically-conductive member shown by FIG. 本発明の第2の実施形態としてのタッチスイッチを構成する導電部材の斜視図。The perspective view of the electrically-conductive member which comprises the touch switch as the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態としてのタッチスイッチを構成する導電部材および絶縁部材の斜視図。The perspective view of the electrically-conductive member and insulation member which comprise the touch switch as the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1,図2には、本発明の1実施形態としてのタッチスイッチ10が示されている。タッチスイッチ10は、図1に示されているように、自動車のドア部に設けられたアームレスト12に配設されており、車窓開閉用の入力インターフェイスとされている。   1 and 2 show a touch switch 10 as an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the touch switch 10 is disposed on an armrest 12 provided on a door portion of the automobile, and serves as an input interface for opening and closing the vehicle window.

より詳細には、タッチスイッチ10は、図3〜図5に示された導電部材14を含んで構成されている。導電部材14は、電気伝導率の大きい導電性材料で形成されており、本実施形態では、合成樹脂材料にカーボンブラック等の導電性フィラーを混合した導電性樹脂材料で形成されている。そして、導電部材14は、例えば電気絶縁性を有する基体(図示せず)の上面に重ね合わされて固着されている。なお、導電部材14は、調製されたゴムコンパウンドに有機溶剤を添加したものに導電性フィラーとしてのカーボンブラックを混合し、更に印刷用溶剤を添加したゴム系の導電性塗料が、スクリーン印刷やインクジェット印刷,フレキソ印刷,グラビア印刷,パッド印刷,リソグラフィー等の方法で、基体の上面に所定の形状で印刷されることによって形成されていても良い。更に、金属板等の導電体によって導電部材14を形成することも可能である。   More specifically, the touch switch 10 includes the conductive member 14 shown in FIGS. 3 to 5. The conductive member 14 is formed of a conductive material having a high electrical conductivity. In this embodiment, the conductive member 14 is formed of a conductive resin material obtained by mixing a conductive filler such as carbon black with a synthetic resin material. Then, the conductive member 14 is superposed and fixed on the upper surface of a base (not shown) having electrical insulation, for example. The conductive member 14 is made of a rubber-based conductive paint in which an organic solvent is added to a prepared rubber compound and carbon black as a conductive filler is mixed, and a printing solvent is further added. It may be formed by printing in a predetermined shape on the upper surface of the substrate by a method such as printing, flexographic printing, gravure printing, pad printing, or lithography. Furthermore, the conductive member 14 can be formed of a conductor such as a metal plate.

また、導電部材14の下面が図示しない基体の上面に重ね合わされて固着されていると共に、導電部材14の上面には操作面16が設けられている。操作面16は、平面視で前後方向(図3中、右左)に直線的に延びる帯状の平坦面とされている。そして、後述する手指44の操作面16への接触の有無および接触しながらの移動が、通電状態の変化に基づいて検出されるようになっている。   In addition, the lower surface of the conductive member 14 is superimposed and fixed on the upper surface of a base (not shown), and an operation surface 16 is provided on the upper surface of the conductive member 14. The operation surface 16 is a belt-like flat surface extending linearly in the front-rear direction (right and left in FIG. 3) in plan view. And the presence or absence of the contact with the operation surface 16 of the finger 44 mentioned later and the movement while contacting are detected based on the change of an energization state.

また、導電部材14の一端には、第1の直流電源20が接続されており、第1の直流電源20から導電部材14の一端に直流電圧が印加されている。一方、導電部材14の他端には、第2の直流電源22が接続されており、第2の直流電源22から導電部材14の他端に直流電圧が印加されている。これら第1,第2の直流電源20,22によって、導電部材14には、同相且つ同電位の電圧が2箇所から印加されており、後述する手指44が接触していない状態では導電部材14には電流が流れない。   A first DC power supply 20 is connected to one end of the conductive member 14, and a DC voltage is applied from the first DC power supply 20 to one end of the conductive member 14. On the other hand, a second DC power source 22 is connected to the other end of the conductive member 14, and a DC voltage is applied from the second DC power source 22 to the other end of the conductive member 14. The first and second DC power supplies 20 and 22 apply in-phase and same-potential voltages to the conductive member 14 from two locations, and the conductive member 14 is not contacted with a finger 44 described later. No current flows.

また、導電部材14の一端には、第1の検出用抵抗体24が接続されている。第1の検出用抵抗体24は、導電部材14の一端と第1の直流電源20との接続経路上に配設されて、それら導電部材14および第1の直流電源20と電気的に接続されている。一方、導電部材14の他端には、第2の検出用抵抗体26が接続されている。第2の検出用抵抗体26は、導電部材14の他端と第2の直流電源22との接続経路上に配設されて、それら導電部材14および第2の直流電源22と電気的に接続されている。なお、第1,第2の検出用抵抗体24,26は、抵抗値が同じ(R’)とされている。   The first detection resistor 24 is connected to one end of the conductive member 14. The first detection resistor 24 is disposed on a connection path between the one end of the conductive member 14 and the first DC power supply 20 and is electrically connected to the conductive member 14 and the first DC power supply 20. ing. On the other hand, the second detection resistor 26 is connected to the other end of the conductive member 14. The second detection resistor 26 is disposed on a connection path between the other end of the conductive member 14 and the second DC power supply 22, and is electrically connected to the conductive member 14 and the second DC power supply 22. Has been. The first and second detection resistors 24 and 26 have the same resistance value (R ′).

また、第1の検出用抵抗体24への印加電圧を計測するための第1の電圧計28が設けられていると共に、第2の検出用抵抗体26への印加電圧を計測するための第2の電圧計30が設けられている。そして、第1,第2の電圧計28,30の計測値に基づいて導電部材14における通電状態を確認することにより、後述する手指44の導電部材14への接触の有無や接触位置等が検出されるようになっている。   Further, a first voltmeter 28 for measuring the voltage applied to the first detection resistor 24 is provided, and a first voltage meter for measuring the voltage applied to the second detection resistor 26 is provided. Two voltmeters 30 are provided. Then, by confirming the energization state of the conductive member 14 based on the measured values of the first and second voltmeters 28 and 30, the presence / absence of contact of the finger 44 to the conductive member 14 described later and the contact position are detected. It has come to be.

さらに、第1,第2の電圧計28,30は、有線乃至は無線によって、処理装置32に接続されている。処理装置32は、第1,第2の電圧計28,30の計測結果に基づいて後述する手指44の導電部材14への接触の有無を判定する接触確認手段34と、接触確認手段34によって手指44の導電部材14への接触が確認された場合に接触位置および接触位置の変化(スライド入力)を特定する操作特定手段36と、操作特定手段36によって特定された操作に応じた制御信号を図示しない車窓の開閉装置に出力する制御信号出力手段38とを有している。   Further, the first and second voltmeters 28 and 30 are connected to the processing device 32 by wire or wirelessly. The processing device 32 includes a contact confirmation unit 34 that determines whether or not the finger 44 is in contact with the conductive member 14, which will be described later, based on the measurement results of the first and second voltmeters 28 and 30. The operation specifying means 36 for specifying the contact position and the change of the contact position (slide input) when contact with the conductive member 14 is confirmed, and the control signal corresponding to the operation specified by the operation specifying means 36 are illustrated. Control signal output means 38 for outputting to a vehicle window opening and closing device.

このような構造とされたタッチスイッチ10では、導電部材14の操作面16が操作凹所40内に設けられている。操作凹所40は、導電部材14の上面に開口して形成されており、平面視において前後方向に長手の長円形状を呈している。また、操作凹所40は、左右方向の幅寸法が手指44の先端部分の幅寸法よりも大きくされており、手指44の先端部分が操作凹所40に容易に挿入可能とされている。なお、操作凹所40の底面は、図4に示されているように、前後方向の中央部分が前後方向に直線的に延びていると共に、前後方向の両端部分が前後方向外側に向かって上傾する湾曲形状とされている。また、操作凹所40の底面は、図5に示されているように、左右方向の両側に向かって上傾する湾曲形状とされている。   In the touch switch 10 having such a structure, the operation surface 16 of the conductive member 14 is provided in the operation recess 40. The operation recess 40 is formed as an opening on the upper surface of the conductive member 14 and has an oblong shape that is long in the front-rear direction in plan view. Further, the operation recess 40 has a width dimension in the left-right direction larger than the width dimension of the distal end portion of the finger 44, and the distal end portion of the finger 44 can be easily inserted into the operation recess 40. As shown in FIG. 4, the bottom of the operation recess 40 has a central portion in the front-rear direction extending linearly in the front-rear direction, and both end portions in the front-rear direction are directed upward in the front-rear direction. The curved shape is inclined. Further, as shown in FIG. 5, the bottom surface of the operation recess 40 has a curved shape that is inclined upward toward both sides in the left-right direction.

また、操作凹所40には、突出部42が設けられている。突出部42は、操作凹所40よりも狭い左右方向の幅寸法で、前後方向に直線的に延びる突条であって、操作凹所40の底面から開口側に向かって突出している。また、突出部42の突出高さ寸法は、操作凹所40の最大深さ寸法よりも小さくされており、突出部42が操作凹所40の開口部までは至らない高さで形成されている。なお、本実施形態では、突出部42が操作凹所40の前後方向全長に亘って連続的に形成されている。   The operation recess 40 is provided with a protrusion 42. The projecting portion 42 is a ridge having a width dimension in the left-right direction narrower than that of the operation recess 40 and linearly extending in the front-rear direction, and projects from the bottom surface of the operation recess 40 toward the opening side. Moreover, the protrusion height dimension of the protrusion part 42 is made smaller than the maximum depth dimension of the operation recess 40, and the protrusion part 42 is formed at a height that does not reach the opening of the operation recess 40. . In the present embodiment, the protrusion 42 is continuously formed over the entire length of the operation recess 40 in the front-rear direction.

さらに、突出部42の突出先端面は所定の幅寸法で前後方向に延びる平坦面とされており、かかる突出部42の突出先端面によって前後方向に延びる帯状の操作面16が形成されている。要するに、操作面16は、操作凹所40内に設けられており、手指44の先端部分よりも狭幅の帯状とされていると共に、操作凹所40の開口部を通じて外部に露出している。   Further, the projecting tip surface of the projecting portion 42 is a flat surface extending in the front-rear direction with a predetermined width dimension, and the strip-like operation surface 16 extending in the front-rear direction is formed by the projecting tip surface of the projecting portion 42. In short, the operation surface 16 is provided in the operation recess 40, has a band shape narrower than the distal end portion of the finger 44, and is exposed to the outside through the opening of the operation recess 40.

この操作面16は、後述する手指44の先端部分の幅寸法に比して狭幅の所定幅寸法:wで前後方向に直線的に延びている(図3参照)。好適には、操作面16の幅寸法:wは、2mm≦w≦7mmの範囲に設定されており、より好適には、3mm≦w≦6mmの範囲に設定される。特に本実施形態では、w=5mmに設定されている。上記の範囲で操作面16の幅寸法:wを設定すれば、主たる使用者である一般的な成人の手指44の先端部分の幅寸法に対して、操作面16を狭幅とすることができる。尤も、この操作面16の幅寸法:wは、主たる使用者の手指44の先端部分の幅寸法を考慮して設定されるものであって、例えば使用者が手指44の細い子供に限定される場合等には、より狭幅の操作面16が採用され得る。   The operation surface 16 linearly extends in the front-rear direction with a predetermined width dimension: w that is narrower than the width dimension of the distal end portion of the finger 44 described later (see FIG. 3). Preferably, the width dimension w of the operation surface 16 is set in a range of 2 mm ≦ w ≦ 7 mm, and more preferably in a range of 3 mm ≦ w ≦ 6 mm. Particularly in this embodiment, w = 5 mm is set. If the width dimension: w of the operation surface 16 is set in the above range, the operation surface 16 can be made narrower than the width dimension of the distal end portion of the general adult finger 44 that is the main user. . However, the width dimension w of the operation surface 16 is set in consideration of the width dimension of the front end portion of the finger 44 of the main user, and the user is limited to a child whose finger 44 is thin, for example. In some cases, a narrower operation surface 16 may be employed.

そして、図7に示されているように、手指44が導電部材14の操作凹所40に挿入されて指先が操作面16に接触すると、導電部材14が手指44を含む人体を通じて接地されることから、導電部材14および第1,第2の検出用抵抗体24,26に電流:I1 ,I2 が流れる。 As shown in FIG. 7, when the finger 44 is inserted into the operation recess 40 of the conductive member 14 and the fingertip contacts the operation surface 16, the conductive member 14 is grounded through the human body including the finger 44. Currents I 1 and I 2 flow through the conductive member 14 and the first and second detection resistors 24 and 26.

第1,第2の検出用抵抗体24,26に電流:I1 ,I2 が流れると、第1,第2の電圧計28,30において第1,第2の検出用抵抗体24,26に流れる電流に応じた電圧値:Vm1 ,Vm2 が計測される。そして、処理装置32の接触確認手段34は、第1,第2の電圧計28,30の各計測値:Vm1 ,Vm2 が所定の数値以上である場合に、導電部材14に対する手指44(被検出導電体)の接触を検出する。なお、接触確認手段34は、例えば第1,第2の電圧計28,30の計測値が予め設定された閾値以上であるか否かを判定するものであって、計測値が閾値以上であると判定された場合に導電部材14の操作面16に対する手指44の接触が検知される。また、第1の電圧計28による電圧値:Vm1 の計測と、第2の電圧計30による電圧値:Vm2 の計測は、同時ではなく、順次に実行されており、計測のタイミングに僅かな時差が生じている。 When currents I 1 and I 2 flow through the first and second detection resistors 24 and 26, the first and second detection resistors 24 and 26 in the first and second voltmeters 28 and 30. The voltage values Vm 1 and Vm 2 corresponding to the current flowing through are measured. And the contact confirmation means 34 of the processing apparatus 32 is the finger 44 (with respect to the electrically-conductive member 14) when each measured value: Vm1, Vm2 of the 1st , 2nd voltmeters 28 and 30 is more than a predetermined numerical value. The contact of the detected conductor) is detected. In addition, the contact confirmation means 34 determines whether the measured value of the 1st, 2nd voltmeters 28 and 30 is more than a preset threshold value, for example, Comprising: A measured value is more than a threshold value. Is determined, the contact of the finger 44 with the operation surface 16 of the conductive member 14 is detected. Further, the measurement of the voltage value: Vm 1 by the first voltmeter 28 and the measurement of the voltage value: Vm 2 by the second voltmeter 30 are executed sequentially, not simultaneously, and the measurement timing is slightly There is a great time difference.

そして、導電部材14の操作面16に対する手指44の接触が検知されると、処理装置32の操作特定手段36が、第1,第2の電圧計28,30の計測値に基づいて手指44の操作面16に対する当接位置を特定する。即ち、図7に示されているように、全体の抵抗値をRとされた導電部材14の中間部分に手指44が接触すると、抵抗体としての導電部材14は、一方の端(図7中、左端)から手指44の接触位置までの第1の抵抗体46(抵抗値はR1 )と、他方の端(図7中、右端)から手指44の接触位置までの第2の抵抗体48(抵抗値はR2 )とに実質的に分割される。これら第1の抵抗体46の抵抗値:R1 と、第2の抵抗体48の抵抗値:R2 の比は、導電部材14の一方の端から手指44の接触位置までの距離と、導電部材14の他方の端から手指44の接触位置までの距離との比と略同じになることから、R1 とR2 の比を求めることによって、手指44の導電部材14に対する接触位置が特定される。なお、導電部材14に手指44が接触した状態を電気回路図として示したのが、図8である。 When the contact of the finger 44 with the operation surface 16 of the conductive member 14 is detected, the operation specifying unit 36 of the processing device 32 causes the finger 44 to move based on the measurement values of the first and second voltmeters 28 and 30. The contact position with respect to the operation surface 16 is specified. That is, as shown in FIG. 7, when the finger 44 comes into contact with the intermediate portion of the conductive member 14 whose overall resistance value is R, the conductive member 14 as the resistor has one end (in FIG. 7). , The left end) to the contact position of the finger 44 (the resistance value is R 1 ), and the second resistor 48 from the other end (the right end in FIG. 7) to the contact position of the finger 44. (The resistance value is substantially R 2 ). These resistance value of the first resistor 46: the R 1, the resistance value of the second resistor 48: the ratio of R 2 is, the distance from one end of the conductive member 14 to the contact position of the finger 44, the conductive Since the ratio of the distance from the other end of the member 14 to the contact position of the finger 44 is substantially the same, the contact position of the finger 44 with respect to the conductive member 14 is specified by determining the ratio of R 1 and R 2. The FIG. 8 shows an electrical circuit diagram of the state in which the finger 44 is in contact with the conductive member 14.

なお、第1,第2の電圧計28,30による電圧値の計測は所定の時間間隔で繰り返されており、操作特定手段36が手指44の導電部材14に対する接触位置の変化を連続的に検出している。これにより、手指44の先端部分(指先)を導電部材14の表面(操作面16)に接触させながら移動させた場合に、手指44の変位方向と変位量が特定されるようになっている。   Note that the measurement of voltage values by the first and second voltmeters 28 and 30 is repeated at predetermined time intervals, and the operation specifying means 36 continuously detects changes in the contact position of the finger 44 with respect to the conductive member 14. doing. Thereby, when the tip part (fingertip) of the finger 44 is moved while being in contact with the surface (operation surface 16) of the conductive member 14, the displacement direction and the displacement amount of the finger 44 are specified.

操作特定手段36によって手指44の接触位置や接触しながらの移動(スライド入力)が検知されると、処理装置32の制御信号出力手段38は、手指44の操作面16に対する接触位置や操作面16に接触しながらの移動量および移動方向等に応じた制御信号を、車両の装置に出力する。タッチスイッチ10の操作によって制御される装置は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、例えば、図示しない車窓の開閉装置が制御されるようになっており、タッチスイッチ10への指先によるスライド入力に応じて車窓の開閉動作が実行される。なお、本実施形態では、手指44を操作面16に接触させながら操作凹所40の長手方向で移動させることにより、移動方向(図2中、左方向又は右方向)に応じて開作動と閉作動が識別されると共に、移動量に応じて車窓の開閉動作量が設定されて、制御信号出力手段38から車窓の開閉装置に制御信号として出力される。   When the operation specifying unit 36 detects the contact position of the finger 44 or the movement while moving (slide input), the control signal output unit 38 of the processing device 32 detects the contact position of the finger 44 with respect to the operation surface 16 or the operation surface 16. A control signal corresponding to the amount of movement and the direction of movement while contacting the vehicle is output to the vehicle device. The device controlled by the operation of the touch switch 10 is not particularly limited, but in the present embodiment, for example, a vehicle window opening / closing device (not shown) is controlled, and the fingertip to the touch switch 10 is controlled. The opening / closing operation of the car window is executed in response to the slide input. In the present embodiment, by moving the finger 44 in the longitudinal direction of the operation recess 40 while making contact with the operation surface 16, the opening operation and the closing operation are performed according to the movement direction (left direction or right direction in FIG. 2). The operation is identified, and the opening / closing operation amount of the vehicle window is set according to the movement amount, and is output as a control signal from the control signal output means 38 to the opening / closing device of the vehicle window.

このような手指44の先端部分の接触位置やスライド入力の検出において、タッチスイッチ10では、手指44の操作面16に対する当接面積の変化が抑えられている。   In detecting the contact position of the tip of the finger 44 and the slide input, the touch switch 10 suppresses a change in the contact area of the finger 44 with respect to the operation surface 16.

すなわち、操作面16が手指44の先端部分よりも狭幅で前後方向に延びる帯状とされている。これにより、図8に実線で示された手指44aのように、操作面16に対して弱く押し当てられた場合の指先の操作面16に対する当接面積と、図8に二点鎖線で示された手指44bのように、操作面16に対して強く押し当てられた場合の指先の操作面16に対する当接面積とが、略同じとされる。それ故、手指44による入力時に、手指44の操作面16に対する当接圧のばらつきに起因した当接面積の変化が抑えられる。その結果、第1の電圧計28の測定時と、第2の電圧計30の測定時とで、当接面積の変化が抑えられて測定結果のばらつきが低減されることから、検出精度の向上が図られる。   That is, the operation surface 16 has a band shape that is narrower than the tip portion of the finger 44 and extends in the front-rear direction. As a result, like the finger 44a indicated by the solid line in FIG. 8, the contact area of the fingertip with the operation surface 16 when pressed weakly against the operation surface 16, and the two-dot chain line in FIG. Like the finger 44b, the contact area of the fingertip with the operation surface 16 when it is strongly pressed against the operation surface 16 is substantially the same. Therefore, the change in the contact area due to the variation in the contact pressure of the finger 44 against the operation surface 16 at the time of input by the finger 44 can be suppressed. As a result, the variation in the contact area is suppressed and the variation in the measurement result is reduced when the first voltmeter 28 is measured and when the second voltmeter 30 is measured. Is planned.

特に、操作面16の幅寸法:wが、5mmに設定されており、2mm≦w≦7mmの範囲に設定されている。それ故、一般的な成人の手指44の先端部分の幅寸法に対して操作面16の幅寸法が小さくされて、手指44の操作面16に対する当接面積の変化が低減されることから、優れた検出精度が実現される。   In particular, the width dimension w of the operation surface 16 is set to 5 mm, and is set to a range of 2 mm ≦ w ≦ 7 mm. Therefore, since the width dimension of the operation surface 16 is reduced with respect to the width dimension of the tip portion of a general adult finger 44, the change in the contact area of the finger 44 with the operation surface 16 is reduced. Detection accuracy is achieved.

また、操作面16が操作凹所40の底面から上方に突出した突出部42の突出先端面に設けられている。それ故、手指44の操作面16に対する当接圧が大きくなって、手指44が操作面16から幅方向外側に食み出すように膨出した場合にも、手指44が導電部材14の操作面16以外の部分に接触するのが防止されて、誤操作が回避される。   Further, the operation surface 16 is provided on the projecting tip surface of the projecting portion 42 projecting upward from the bottom surface of the operation recess 40. Therefore, even when the contact pressure of the finger 44 against the operation surface 16 increases and the finger 44 bulges out from the operation surface 16 to the outside in the width direction, the finger 44 moves to the operation surface of the conductive member 14. Contact with parts other than 16 is prevented, and erroneous operation is avoided.

また、操作面16は、平面視において、前後方向に直線的に延びている。それ故、スライド入力を容易に行うことができて、スライド入力時に手指44の先端が操作面16から外れるのを回避することができる。   Further, the operation surface 16 extends linearly in the front-rear direction in plan view. Therefore, the slide input can be easily performed, and the tip of the finger 44 can be prevented from being detached from the operation surface 16 during the slide input.

図9には、本発明の第2の実施形態としてのタッチスイッチを構成する導電部材50が示されている。導電部材50は、第1の実施形態に示された導電部材14と同様に導電性の合成樹脂等で形成されている。なお、以下の説明において、第1の実施形態のタッチスイッチ10と実質的に同一の部材および部位については、図中に同一の符号を付すことで説明を省略する。また、本実施形態のタッチスイッチにおいて図中に図示されていない部分については、第1の実施形態のタッチスイッチ10と実質的に同一の構造とされている。   FIG. 9 shows a conductive member 50 constituting a touch switch as a second embodiment of the present invention. The conductive member 50 is formed of a conductive synthetic resin or the like, similar to the conductive member 14 shown in the first embodiment. In addition, in the following description, about the member and site | part substantially the same as the touch switch 10 of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol in a figure. In the touch switch of the present embodiment, portions not shown in the figure have substantially the same structure as the touch switch 10 of the first embodiment.

すなわち、導電部材50は、略矩形板状を呈しており、その前後方向(図9中、右左方向)の中間部分には突出部52が設けられている。突出部52は、略一定の矩形断面で前後方向に湾曲しながら左右方向(図9中、上下方向)に延びており、導電部材50と一体的に形成されている。また、突出部52は、前後方向において手指44の先端部分に比して狭幅とされており、その突出先端面が操作面54とされている。   That is, the conductive member 50 has a substantially rectangular plate shape, and a protrusion 52 is provided at an intermediate portion in the front-rear direction (the right-left direction in FIG. 9). The protruding portion 52 extends in the left-right direction (vertical direction in FIG. 9) while being curved in the front-rear direction with a substantially constant rectangular cross section, and is formed integrally with the conductive member 50. Further, the protruding portion 52 is narrower than the distal end portion of the finger 44 in the front-rear direction, and the protruding distal end surface is an operation surface 54.

このような本実施形態に従う構造とされたタッチスイッチにおいても、手指44の先端部分による操作面54に対する当接入力に際して、手指44の操作面54に対する当接面積の変化に起因した検出精度のばらつきを防ぐことができて、入力を高精度に検出することができる。   Even in the touch switch having the structure according to the present embodiment, the detection accuracy variation due to the change in the contact area of the finger 44 with respect to the operation surface 54 when the contact of the tip of the finger 44 with the operation surface 54 is input. And the input can be detected with high accuracy.

また、操作面54が導電部材50に突出形成された突出部52の先端面を利用して形成されていることによって、入力時に導電部材50の他の部分に手指44が接触することによる誤入力が防止される。それ故、使用者が意図する入力操作が精度よく検出されて、目的とする動作が実行される。   In addition, since the operation surface 54 is formed using the tip end surface of the protruding portion 52 formed to protrude from the conductive member 50, an erroneous input due to the finger 44 coming into contact with another portion of the conductive member 50 during input. Is prevented. Therefore, the input operation intended by the user is accurately detected, and the intended operation is executed.

なお、本実施形態のタッチスイッチからも明らかなように、操作面は必ずしも車両の前後方向に延びるものに限定されず、左右方向等、前後方向以外の方向で延びるように設けられていても良い。また、操作面は直線的に延びる形状に限定されるものではなく、本実施形態に示された全体が湾曲しながら延びる形状や、部分的に屈曲乃至は湾曲して延びる形状等も、採用され得る。   As is clear from the touch switch of the present embodiment, the operation surface is not necessarily limited to the one extending in the front-rear direction of the vehicle, and may be provided so as to extend in a direction other than the front-rear direction such as the left-right direction. . In addition, the operation surface is not limited to a shape that extends linearly, and the shape shown in the present embodiment that extends while being curved, a shape that extends partially curved or curved, and the like are also employed. obtain.

図10には、本発明の第3の実施形態としてのタッチスイッチを構成する導電部材60および絶縁部材62が示されている。導電部材60は、第1の実施形態に示された導電部材14と同様に導電性の合成樹脂等で形成されており、上方に突出して前後方向で延びる突出部64を備えている。突出部64は、左右方向で手指44の先端部分に比して狭幅とされており、その突出先端面が前後方向に延びる平坦な操作面66とされている。   FIG. 10 shows a conductive member 60 and an insulating member 62 constituting a touch switch as a third embodiment of the present invention. The conductive member 60 is made of a conductive synthetic resin or the like, similar to the conductive member 14 shown in the first embodiment, and includes a protruding portion 64 that protrudes upward and extends in the front-rear direction. The protruding portion 64 is narrower than the tip end portion of the finger 44 in the left-right direction, and the protruding tip end surface is a flat operation surface 66 extending in the front-rear direction.

また、導電部材60には、絶縁部材62が重ね合わされている。絶縁部材62は、ゴム弾性体や合成樹脂等の絶縁体で形成された部材であって、シート状乃至は板状とされている。また、絶縁部材62には、突出部64に対応する切欠き68が上下に貫通して形成されている。   An insulating member 62 is superimposed on the conductive member 60. The insulating member 62 is a member formed of an insulator such as a rubber elastic body or a synthetic resin, and has a sheet shape or a plate shape. Further, a cutout 68 corresponding to the protruding portion 64 is formed in the insulating member 62 so as to penetrate vertically.

そして、絶縁部材62は、導電部材60の突出部64を外れた部分に対して重ね合わされており、導電部材60の上面が絶縁部材62によって覆われていると共に、操作面66が絶縁部材62の切欠き68を通じて露出している。これにより、手指44が導電部材60の操作面66に対する接触を許容されていると共に、導電部材60の他の部分(操作面66以外の上面)に対する手指44の接触が絶縁部材62によって阻止されて、導電部材60の他の部分と手指44との導通が防止されている。なお、本実施形態では、絶縁部材62の厚さ寸法が突出部64の突出高さ寸法と略同じとされており、操作面66と絶縁部材62の上面が略同一平面上に位置している。   The insulating member 62 is overlapped with the portion of the conductive member 60 that is out of the projecting portion 64, the upper surface of the conductive member 60 is covered with the insulating member 62, and the operation surface 66 is the insulating member 62. It is exposed through the notch 68. As a result, the finger 44 is allowed to contact the operation surface 66 of the conductive member 60, and the insulation member 62 prevents the finger 44 from contacting other parts of the conductive member 60 (upper surface other than the operation surface 66). Further, conduction between the other part of the conductive member 60 and the finger 44 is prevented. In the present embodiment, the thickness dimension of the insulating member 62 is substantially the same as the projecting height dimension of the projecting portion 64, and the operation surface 66 and the upper surface of the insulating member 62 are located on substantially the same plane. .

このような本実施形態に従う構造とされたタッチスイッチによれば、導電部材60の上面における操作面66以外の部分が、絶縁部材62で被覆されており、手指44の接触が絶縁部材62によって防止されている。これにより、導電部材60の操作面66以外の部分に手指44が誤って触れることによる誤入力がより効果的に回避されて、使用者が意図した入力操作だけを検出することが可能となる。   According to the touch switch having the structure according to this embodiment, the insulating member 62 covers the portion other than the operation surface 66 on the upper surface of the conductive member 60, and the insulating member 62 prevents contact with the finger 44. Has been. Thereby, an erroneous input caused by erroneously touching the finger 44 with a portion other than the operation surface 66 of the conductive member 60 is more effectively avoided, and only an input operation intended by the user can be detected.

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、絶縁体で形成された板状の基体(絶縁部材)上に、指先よりも狭幅の帯状とされた導電部材を配設した構造を採用して、その導電部材の上面全体で操作面が構成されていても良い。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, this invention is not limited by the specific description. For example, a structure in which a conductive member in a band shape narrower than a fingertip is disposed on a plate-like base (insulating member) formed of an insulator, and the entire upper surface of the conductive member is operated. May be configured.

また、操作面は、各部が長手帯状とされていれば、平面視で十字形状や放射形状等のものも採用され得る。   Further, the operation surface may be a cross shape, a radial shape, or the like in a plan view as long as each part has a long band shape.

また、本発明のタッチスイッチでは、操作面が長さ方向の少なくとも一方の端部が長さ方向外側に向かって次第に上傾する湾曲形状とされていても良い。これによれば、スライド入力時に操作面の端部を触感の変化によって容易に把握することができることから、目視による確認を省略することができて、入力操作を容易に行うことができる。なお、操作面の長さ方向の両側に、長さ方向の外方に向かって上傾する湾曲形状の部分を操作面とは別に設けても良く、例えば操作凹所40の底面を利用して湾曲形状の部分が設けられていても良い。   In the touch switch of the present invention, the operation surface may have a curved shape in which at least one end portion in the length direction is gradually inclined upward toward the outside in the length direction. According to this, since the end portion of the operation surface can be easily grasped by a change in tactile sensation at the time of slide input, visual confirmation can be omitted, and an input operation can be easily performed. It should be noted that curved portions inclined upward in the length direction may be provided on both sides of the operation surface in the length direction separately from the operation surface, for example, using the bottom surface of the operation recess 40. A curved portion may be provided.

また、本発明に係るタッチスイッチでは、入力時の当接面積の変化に起因した検出精度の低下が、指先が操作面上を長さ方向に移動するスライド入力時だけでなく、指先が操作面の一点に接触するタッチ入力時にも、有効に回避され得る。   Further, in the touch switch according to the present invention, the decrease in detection accuracy due to the change in the contact area at the time of input is not only at the time of slide input in which the fingertip moves in the length direction on the operation surface, but also at the fingertip. Even when a touch input touches one point, it can be effectively avoided.

また、導電部材14の表面に薄肉の絶縁体層が被着形成されて、操作面16が絶縁体で被覆されていても良い。この場合には、手指44と導電部材14の直接的な接触が生じ得ないが、交流電圧を印加することで、絶縁体層を誘電体とすると共に手指44および導電部材14を一対の電極とするコンデンサが構成されることから、静電容量の変化を検出することによって、手指44の動作を入力として検出することができる。要するに、本発明に係るタッチスイッチにおいて、入力の検出方法は特に限定されない。なお、絶縁体層を持たない構造のタッチスイッチに交流電圧を印加しても良く、その場合にも目的とするスライド入力の検出が実現され得る。   Further, a thin insulator layer may be formed on the surface of the conductive member 14 and the operation surface 16 may be covered with the insulator. In this case, direct contact between the finger 44 and the conductive member 14 cannot occur, but by applying an alternating voltage, the insulator layer is made a dielectric and the finger 44 and the conductive member 14 are paired with a pair of electrodes. Therefore, by detecting a change in capacitance, the operation of the finger 44 can be detected as an input. In short, in the touch switch according to the present invention, the input detection method is not particularly limited. Note that an AC voltage may be applied to a touch switch having a structure having no insulator layer, and in that case, detection of a target slide input can be realized.

また、前記実施形態では、導電部材14に対して複数箇所(2箇所)から電圧が印加された構造が示されているが、例えば導電部材14に対して1箇所に電圧が印加されていても良く、電圧の印加部分と指先の接触部分との間の抵抗変化に基づいて、指先の接触位置の変化を検出することができる。なお、電圧が3箇所以上の複数箇所から印加されていても良いことは言うまでもない。   Moreover, in the said embodiment, although the structure where the voltage was applied from two or more places (2 places) with respect to the electrically-conductive member 14 is shown, even if a voltage is applied to one place with respect to the electrically-conductive member 14, for example The change in the contact position of the fingertip can be detected based on the resistance change between the voltage application portion and the fingertip contact portion. Needless to say, the voltage may be applied from a plurality of three or more locations.

また、例えば、アームレスト12に接地された導電部が設けられて、導電部を親指で触りながら人差指で導電部材14の操作面16に触れてスライド入力することにより、入力が検出されるようになっていても良い。これにより、電気抵抗が低減されて、検出精度の向上と安定化が図られ得る。   In addition, for example, a conductive part that is grounded is provided on the armrest 12, and the input is detected by touching the operation surface 16 of the conductive member 14 with the index finger and performing sliding input while touching the conductive part with the thumb. May be. Thereby, the electrical resistance is reduced, and the detection accuracy can be improved and stabilized.

また、本発明のタッチスイッチは、必ずしもドアのアームレスト12に配設されるものに限定されない。更に、本発明のタッチスイッチは、窓の開閉用スイッチとして採用される他にも、例えばオーディオの操作用スイッチやエアコンディショナの操作用スイッチ等としても適用され得るものであって、操作対象となる装置は特に限定されない。更にまた、本発明に係るタッチスイッチの適用範囲は、自動車用に限定されるものではなく、例えば自動二輪車や鉄道用車両、産業用車両等にも好適に適用され得る。   Further, the touch switch of the present invention is not necessarily limited to the one provided on the armrest 12 of the door. Further, the touch switch of the present invention can be applied as an operation switch for audio, an air conditioner, etc., in addition to being employed as a window opening / closing switch. The apparatus which becomes is not specifically limited. Furthermore, the application range of the touch switch according to the present invention is not limited to automobiles, and can be suitably applied to, for example, motorcycles, railway vehicles, industrial vehicles, and the like.

10:タッチスイッチ、14,50,60:導電部材、16,54,66:操作面、40:操作凹所、42,52,64:突出部、44:手指 10: Touch switch, 14, 50, 60: Conductive member, 16, 54, 66: Operation surface, 40: Operation recess, 42, 52, 64: Projection, 44: Finger

Claims (3)

導電部材に対して電圧が印加されており、該導電部材における通電状態に基づいて手指の該導電部材上での接触の有無および接触しながらの移動を検出するタッチスイッチにおいて、
前記導電部材には前記手指の先端部分よりも幅広の操作凹所が形成されていると共に、該操作凹所の底面から開口側に向かって突出する突出部が形成されており、該突出部の突出先端面が、該手指の先端部分よりも狭幅の所定幅寸法で延びる帯状とされて、該手指が接触する導電部材の操作面とされていることを特徴とするタッチスイッチ。
In the touch switch that is applied with a voltage to the conductive member and detects the presence or absence of contact of the finger on the conductive member and the movement while in contact with the conductive member based on the energized state of the conductive member,
The conductive member has an operation recess that is wider than the tip of the finger, and a protrusion that protrudes from the bottom surface of the operation recess toward the opening. touch switch projecting distal end face, is a band shape extending in a predetermined width of the narrow width than the tip portion of the該手finger, characterized in that said finger is the operating surface of the conductive member contacting.
前記操作面が平面視で長さ方向に直線的に延びる帯状とされている請求項1に記載のタッチスイッチ。 The touch switch according to claim 1, wherein the operation surface has a strip shape extending linearly in a length direction in a plan view. 前記操作面の幅寸法:wが、2mm≦w≦7mmの範囲に設定されている請求項1又は2に記載のタッチスイッチ。 The touch switch according to claim 1 or 2 , wherein a width dimension w of the operation surface is set in a range of 2 mm ≤ w ≤ 7 mm.
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US8674951B2 (en) * 2009-06-16 2014-03-18 Intel Corporation Contoured thumb touch sensor apparatus

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