JP5986558B2 - 滑らかな上面を有するマンマシンインターフェイス - Google Patents

Description

本発明は、フレームに面して配置されているビューイングデバイスを備えるヒューマンマシンインターフェイスに関する。このようなインターフェイスは、例えば、ホームオートメーションの分野やコンピュータツールの操作など、機器の接触制御を含む多くのビジネス分野において、広く利用されている。本発明は、さらに具体的には、限定的ではないが、自動車の様々なシステム（ナビゲーション、オーディオ又はマルチメディア、エアコン）を制御するのに使用しうるインターフェイスを対象としており、このインターフェイスは、車の車室、及びタッチインタラクションデバイスであるビューイングデバイスに組み込むことができる。

機器の接触制御のためのヒューマンマシンインターフェイスは、絶縁スペーサを介して離間した、２つの非平行なネットワークの導電トラックを備える少なくとも部分的に透明であるタッチセンサからなるタッチインタラクションデバイスを備えており、これにより、ユーザがセンサを押圧した場合、これらの２つのネットワークの特定のトラックが接触し、これにより、電気信号が一方のネットワークのトラックの端部から発せられると、この信号は、他方のネットワークのトラックの端部によって検出され、これら２つのネットワークのトラックの交点での接触の有無が検出されるようになっている。このタッチセンサは、操作しうる複数の図形を示しているディスプレイの上方に配置されており、その操作は、タッチセンサとリンクされている電子制御回路と、ディスプレイ、及びタッチインタラクション装置により制御される電子制御回路によって管理される。

インターフェイスは、客室又はその他の支持体に組み込むためのフレームを備えており、フレームには、ユーザが見ることができるように、開口部が設けられている。このため、タッチインタラクションデバイスは、フレームの上面に対するインタラクションデバイスの上面の関係位置について、特別な配慮を払うことなく、フレームに面して配置されているが、フレームは、一般に上方に位置している。

フレームの上面が、インタラクションデバイスの上面の上方に位置しているため、ヒューマンマシンインターフェイス全体としての上面が不揃いとなる欠点を有しているが、この部分は、ユーザに面する面である。この不揃いにより、上部は、滑らかではない不均一な外見を呈し、これは、インターフェイス全体としての美観を損なわせることとなる。

この欠点を克服するために、タッチインタラクションデバイスは、その上面がフレームの上面と同じ水平面となるように調整することができ、かつ全体は、フィルムで覆われている。このフィルムの機能は、インターフェイスの上部を、滑らかで均一にするためである。

しかしながら、ここでもまた、ユーザが見る画像が乱れるという問題とともに、審美性の問題が生じてくる。これは、インターフェイスの製造時、上述した２つの面の関係位置に対する公差により、これによりインタラクションデバイスの位置がフレームより下となるからである。この不連続性は、位置決め上の公差を小とすることによって小さくすることができるとしても、装置の端部に、空気領域が出現することとなる。この領域は、平滑層により上方が、インタラクションデバイスにより下方が、またフレームにより側方が定められており、かつこの空気の領域は、透明であるため、光線のインデックスの変化の結果として、不適当な反射を生じさせ、このデバイスの端部に審美的に不快感を抱かせ、かつ空気の領域が、視覚的にはっきりと分かるようになる。ユーザに見える画像は、スプリアス反射、又はぼやけによって部分的に劣化しており、かつ不連続性により、あらゆる場合に反射される。

本発明の目的は、これらの欠点を改消することであり、フレームに面して配置されており、例えばスクリーン又はタッチインタラクションデバイスなどのビューイングデバイスを備えるヒューマンマシンインターフェイスにおいて、インタラクションデバイスやフレームを、インターフェイスの上部が、滑らかで、均一、かつ視覚的欠陥のない審美的外観を呈するようにしている。

この目的を達成するために、本発明による、上述タイプのヒューマンマシンインターフェイスは、ビューイングデバイス上面が、インタラクションデバイス又はスクリーンにより形成され、かつフレームの上面の上方に配置されており、かつこれらの装置やフレームは、平滑なフィルムにより覆われていることを特徴としている。

本発明は、インターフェイス内の異なる要素の統合後、それを維持するために、すなわち、これら２つの面の相対的位置が許容範囲内となるように、フレームの上面が、装置の上面よりも、十分下に配置されている。このようにして、上記空気の領域は、まだ存在しているが、それらは、平滑層により上方、フレームにより下方、かつ、インタラクションデバイスにより側部が定められている。このように、これらの空気の領域は、審美的に不快な外見を呈したり、あるいは視覚的不快感を与えるようなタッチインタラクションデバイスの端部には配置されておらず、またフレームの端部においては、その外観は不透明とされ、したがって、これらの空気の領域は、目に見えないものとなる。

換言すれば、本発明は、審美的に不快であると考えられる領域を無くしたり、減少させたりすることではなく、反対に、これらの領域を、審美的に不快な感じを与えることなく、またユーザにぼやけた視覚を生じさせないような場所へ移動させることを提案するものである。

ある実施形態においては、ビューイングデバイス、特に、タッチインタラクションデバイスは、このデバイス上面の位置を、フレームの上面に対して調整するための調整層で覆われている。従って、本発明によると、この調整層の上面は、フレーム上面の上方に位置しており、平滑層は、装置、フレーム、及び調整層のすべてを同時に覆っている。

フレームは、マスキング層で覆われているか、あるいは平滑用フィルムは、マスキング層を備えているのが好ましく、これにより、領域が審美的に不快な効果を呈するか、あるいはぼやけが移動して、フレームの端部を隠すことができ、したがって、これらの空気の領域を完全に隠すことができる。

後者の場合、マスキング層はまた、ビューイングデバイス、特に、タッチインタラクションデバイス上面の少なくとも一部を覆い、これにより、フレームの上方に移動されるべき空気の領域の範囲を確かにするための安全域を提供しているので有利である。

デバイスとフレーム上面の位置を完全に調節するために、ビューイングデバイス、特にタッチインタラクションデバイスの上面と、フレームの上面との間に有利な空間が設けられている。
−平滑フィルムを過度に変形させないように、平滑フィルムの厚さを越えることなく、及び／又は
−後者が、フレームに対するデバイスの実際の位置との誤差により支障をきたすという事実を考慮し、面の位置決めを確実にするために、互いの面の関係位置に関する公差よりも大きくする。

ビューイングデバイス、特に、タッチインタラクションデバイスは、ディスプレイの上方に配置され、かつ少なくとも一部が透明のタッチセンサを備えているのが好ましい。

本発明の好ましい実施形態においては、ビューングデバイスは、タッチインタラクションデバイスである。

特に有利な実施形態においては、インタラクションデバイスは、少なくとも一部がフレームの下面に面しており、この部分は、フレームの下面に固定されている。こうしてフレームは、タッチインタラクションデバイスを追加的に支持しており、（一般にデバイスは主にガラスでできており、フレームはプラスチックでできているため）、それらは全く異なる膨張係数を有しているが、デバイスはフレームから吊り下げられており、これにより、デバイスを、フレームに対して動かなくすることができ、総ての状況において、それらの間に一定の間隙を維持することができる。

ある実施形態においては、インタラクションデバイスは、ケースに組み込まれており、このケースの上部には、フレームを支えるショルダが設けられている。

本発明の他の形態及び利点は、非限定的な例として示す、添付の図面に関する、以下の記載から、明らかとなると思う。

本発明の一実施形態であるヒューマンマシンインターフェイスの断面図である。 図１のインターフェイスに組み込まれているフレームと、タッチインタラクションデバイスの端部の断面図である。 図１のインターフェイスの平面図である。 比較目的のための、従来技術によるヒューマンマシンインターフェイスに組み込まれているフレームと、タッチインタラクションデバイスの端部の断面図である。 図４のインターフェイスの略平面図である。

これらの図は、本発明がどのようにして製造されるかを示し、かつ必要に応じ、本発明をより良く定義するためのものである。

読み易くするために、各図における同一の符号は、同一または類似の要素を示すものとする。

図１のヒューマンマシンインターフェイスは、ケース３を備え、その中には、タッチインタラクションデバイスの構成要素、特にビューイングデバイス、中でもタッチセンサ１、ディスプレイ１３、及び電子制御回路を有する電子カード１６が組み込まれているタッチインタラクションデバイスからなるビューイングデバイスが収容されている。

以下の記載は、ビューイングデバイスの非限定的な例としての、タッチインタラクションデバイスに関するものであるが、ディスプレイ又はスクリーンであることもある。

ディスプレイ１３は、ケース３に形成されている内方へ突出するショルダ１５に押圧することにより、ケース３内に収容されている。このディスプレイに用いられている技術は、例えば、バックライト付のスクリーン、ＬＣＤスクリーン、プラズマスクリーンタイプ、あるいは通常の多機能スクリーンタイプのディスプレイ、すなわち、ナビゲーション、（車の客室のための）オーディオ管理、及び／又は温度管理のような多様の情報を表示するスクリーンに関する技術である。

ショルダ１５の内方には、ヒューマンマシンインターフェイスを自動車のネットワークに接続するようになっている電気コネクタ１７が設けられているプリント配線、又は電子基板１６が設けられている。底板１８は、ケース３の裏面を閉じている。この底板１８には、電気コネクタ１７を通すための孔があけられている。底板１８は、ヒューマンマシンインターフェイスの下面に設けられている。すなわち、この下面は、インターフェイスの技術部分に接近している。反対側は上部であり、ユーザの方を向いている。すなわち、この部分は、インターフェイスのユーザに面している。

ディスプレイ１３は、タッチセンサ１によって覆われている。気密及び水密シール２０が、ディスプレイ１３とタッチセンサ１との間に形成されている。より具体的には、ディスプレイ１３の表面１９は、ユーザ及びタッチサンサ１の裏面に向いている。シール２０は、表面１９の周囲に枠状に配置されている。

タッチセンサ１は、抵抗型又は容量型であり、本発明においては、抵抗型センサに用いられる極めて一般的なものである。このタッチセンサ１は、主プレート１０と第２プレート１１からなっている。これら２つのプレートは、ガラスからなり、第２プレート１１は、主プレート１０よりも薄い。第２プレート１１は、ユーザの指による押圧により、変形して、接触面の働きをするのに対して、主プレート１０は、あまり変形することはなく、支持体の働きをする。

こうして、センサは、例えば、水平及び垂直の配置において、主プレート１０及び第２プレート１１の間に置かれた導体のネットワークにより、ユーザの指の位置を検出することができる。タッチセンサ１は、マルチコアの可撓ケーブル２５により、電子基板１６に電気的に接続されており、後者は、取り外し可能な電気的カプリング２６により、電子基板１６に接続されている。このように、タッチセンサ１は、ユーザに向かって配置されている接触に敏感な上面２１と、ディスプレイ１３に面している下面２２とを有する。

タッチセンサ１は、フレーム２に固定されており、フレーム２は、タッチインタラクションデバイスのためのサポートとして働き、平らで硬い要素であり、０．２０〜０．５０ｍｍの厚さを有している。タッチセンサ１は、例えば、ステンレス鋼板からなる薄い金属板である。

フレーム２は、上面４と下面５の２つの大きな面を有する。上面４は、ユーザに面しており、ユーザがアクセス可能である。下面５は、タッチセンサ１の敏感な上面２１と実質的に平行である。下面５は、タッチセンサ１に面している。一般に、上面４は、車両の客室に面しているが、下面５は、ダッシュボードの内側に面している。

ケース３は、フレーム２を受ける肩部２３を備えている。この肩部２３により、フレーム２の長さと幅と実質的に等しい支持部が形成されている。

タッチセンサ１は、フレーム２の下面５の下方に固定されている。この固定は、２つの部分を共にしっかりと固定するための好適な任意のタイプの手段により行われている。接着剤２４からなるビード又はスポットにより、タッチセンサの敏感な上面２１と、フレームの下面５とは、確実に接着されている。接着剤２４のスポットを、接着剤のストリップとしてもよい。

フレーム２は、縁片７で囲まれた開口部６を有する。この開口部６をフレーム２の中央部に形成すると、縁片７は、開口部６の周囲を囲むこととなる。この縁片７は、タッチセンサの周囲を覆っている。

この実施形態において、タッチセンサ１のレベルで開口部６によって形成された空間は、調整層９で満たされているか、あるいはフレーム２の縁片７及び上面４に配置されている埋め込み層で満たされている。前記調整層９は、ポリカーボネート又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のストリップからなる透明かつ可撓性のフィルムからなっている。

フィルム８が、開口部６及び端片７を覆うために、フレーム２の上面４に配置されている。フィルム８は、フレーム２の全面にわたって延び、フィルム８の寸法及びフレーム２の寸法と、実質的に等しい。このフィルム８は、開口６を覆っているので、調整層９に当接し、ユーザの接触に対して、完全に滑らかで均一な面を形成している。

この実施形態において、肩部２３の深さは、少なくともフィルム８の厚さとフレーム２の厚さとの合計と等しく、破れる危険性をなくすために、（深さ＝フィルム８の厚さとフレーム２の厚さとの合計プラス０．２ｍｍ）よりわずかに大きい。

フィルム８は、単一の性質又は複合の性質を有する透明なフィルムであり、次の特性を備えている。
−装飾特性、ユーザは容易に特定の形態を認識することができる。
−傷防止特性、ヒューマンマシンインターフェイスの表面にいかなる傷も出現させない。
−反射防止特性。
−拡散防止特性、ヒューマンマシンインターフェイスをつや消しの外観を有するものとし、かつ、ユーザにとって不快なミラー効果を避ける。
−偏光特性。

次に、図２及び図３を参照して、本発明による、フレーム２の上面に関する調整層９の上面（タッチインタラクションデバイスの部分を形成している）について述べる。

タッチインタラクションデバイスは、調整層９を備え、かつ、フレーム２から（タッチセンサ１を介して）吊り下げられている。しかし当業者は、別の形態をもって、デバイスをケースに固定したり、調整層をなくして、デバイスの上部が、ビューイングデバイス又はタッチインタラクションデバイスからなるものに適合させることができると思う。調整層９は、取付け後、その上面が、フレーム２の上面よりも上方に位置するようになっている。さらに、フレーム２の端部、及び調整層９は、互いに接着されてはおらず、それらの間に空間が存在している。このアセンブリは、インターフェイスの上部の不連続性をなくして、滑らかにするために、平滑なフィルム８で覆われており、この部分を滑らかで均一とされている。

次いで図２は、空気の領域２７を示しており、平滑フィルム８により上方を、調整層９により側部を、フレーム２により下方を定めている。この空気の領域２７は、したがって、調整層９上ではなく、（タッチセンサ１及びディスプレイ１３の上方、かつタッチインタラクションデバイスの上部を形成している）フレーム２上に配置されており、審美的な不快感、又は視覚障害は排除されている。このため、スクリーン印刷又は塗料吹き付けにより（透明であってもよい）フレーム２、及び調整層９の端部、及び、空気の領域２７の総てを覆うために、フレーム２及びフィルム８の間に、フィルム又はマスキング層２８が設けられている。

この特定の構成から生じる審美性については、図３に示されており、調整層９と平滑なフィルム８の重ね合わせに対応する（左側の）第１の透明な領域と、マスキング層２８と平滑なフィルム８の重ね合わせによる第２の不透明な領域とを有する。従って本発明によると、欠点や不連続性のない２つの完全に異なる領域を観察することができる。

本発明を、図４及び図５に示されている、調整層９及びフレーム２の上面の関連する位置に全く関心が払われない場合に生じうる、反対のケースと比較してみる。

図４は、空気の領域２７を示し、フィルム８により上方が、調整層９により下方が、またフレーム２により側部が仕切られている。空気の領域２７は、（タッチセンサ１及びディスプレイ１３の上方で垂直に）調整層９上に配置されており、審美的に不快な感じ又は乱れが視認される。調整層９とフレーム２の各々の上面の間の間隔（高さの差）が大きい場合、それ（審美的に不快な感じ又は乱れ）が調整層９にいっそう広がることとなる。

マスキング層２８を用いることができる。これは、フレーム２だけでなく、層９の端部をも覆うこの解決法は、少なくとも空気の領域２７の一部が、調整層９に沿って広がりすぎている場合には満足ではない。利用可能な表面領域の最適化のために、タッチインタラクションデバイスの表面が大きすぎると、マスキング層２８は、これを覆うことができないことを理解されたい。

図５に示す従来技術によるヒューマンマシンインターフェイスで生成されうる構成から生じる審美性の提供、及び光学性能レベルは、図３に示したものと同じであるが、調整層９、空気の層２７及び平滑なフィルム８の重ね合わせに対応している審美的に不快な、又はぼやけている中間領域２９は、調整層９（及び、したがって、タッチインタラクションデバイス又はスクリーン）の周囲に沿って、ランダムに広がる傾向にあり、インターフェイスの一般的な審美的外観及び光学性能レベルを著しく損なうこととなる。

１ タッチセンサ
２ フレーム
３ ケース
４ 上面
５ 下面
６ 開口部
７ 縁片
８ フィルム
９ 調整層
１０ 主プレート
１１ 第２プレート
１３ ディスプレイ
１５ ショルダ
１６ 電子基板
１７ 電気コネクタ
１８ 底板
１９ 表面
２０ シール
２１ 上面
２２ 下面
２３ 肩部
２４ 接着剤
２５ 可撓ケーブル
２６ 電気的カプリング
２７ 空気の領域
２８ マスキング層
２９ 中間領域

Claims (10)

1. フレーム（２）の内縁部に、外縁部の一部が面するように配置されているビューイングデバイス（１、９、１３、１６、２５、２６）を備えるヒューマンマシンインターフェイスであって、前記ビューイングデバイスはタッチインタラクションデバイスからなり、前記タッチインタラクションデバイスは、ユーザに近い側から順に配置されたタッチセンサ（１）、ディスプレイ（１３）及び電子カード（１６）を有し、前記タッチセンサ（１）及び電子カード（１６）を電気的に接続する可撓ケーブル（２５）及び電気的カプリング（２６）を有し、かつ前記フレーム（２）の上面（４）に対する前記タッチインタラクションデバイスの上面の位置を調整するための調整層（９）を有しており、前記タッチインタラクションデバイスの前記調整層（９）の上面（９Ａ）は、前記フレーム（２）の上面（４）より上方に配置されており、前記調整層（９）の外縁部は、前記フレーム（２）の内縁部に面して配置されており、かつ、前記タッチインタラクションデバイス及び前記フレーム（２）は、平滑なフィルム（８）により覆われていることを特徴とするヒューマンマシンインターフェイス。
2. 前記フレーム（２）は、マスキング層（２８）で覆われている請求項１に記載のインターフェイス。
3. 前記平滑フィルム（８）は、マスキング層（２８）を備えている請求項１又は２に記載のインターフェイス。
4. 前記マスキング層（２８）は、前記タッチインタラクションデバイス（１、９、１３、１６、２５、２６）の前記調整層（９）の上面（９Ａ）の少なくとも一部を覆っている請求項２又は３に記載のインターフェイス。
5. 前記タッチインタラクションデバイス（１、９、１３、１６、２５、２６）の上面（９Ａ）の高さ、及び前記フレーム（２）の上面（４）の高さの間の間隔は、前記平滑フィルム（８）の厚さを超えない請求項１〜４のいずれかに記載のインターフェイス。
6. 前記タッチインタラクションデバイス（１、９、１３、１６、２５、２６）の上面（９Ａ）の高さと、前記フレーム（２）の上面（４）の高さとの間隔は、前記調整層（９）の上面（９Ａ）及び前記フレーム（２）の上面（４）の位置決め公差より大きい請求項１〜５のいずれかに記載のインターフェイス。
7. 前記タッチインタラクションデバイス（１、９、１３、１６、２５、２６）の周端部は、調整層（９）で覆われており、前記フレーム（２）の内周端部（７）と接触している請求項１〜６のいずれかに記載のインターフェイス。
8. 前記タッチインタラクションデバイス（１、９、１３、１６、２５、２６）のタッチセンサ（１）は、少なくとも部分的に透明である請求項１〜７のいずれか１項に記載のインターフェイス。
9. 前記タッチインタラクションデバイス（１、９、１３、１６、２５、２６）は、少なくとも前記フレーム（２）の下面（５）に面している部分を有しており、前記部分は、前記フレーム（２）の下面に固定されている請求項１〜８のいずれか１項に記載のインターフェイス。
10. 前記タッチインタラクションデバイス（１、９、１３、１６、２５、２６）は、ケース（３）に組み込まれており、前記ケース（３）は、その上部に、前記フレーム（２）を支持するための肩部（２３）を備えている請求項１〜９のいずれか１項に記載のインターフェイス。

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