JP6198582B2

JP6198582B2 - 操作パネル及び操作装置

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Publication number: JP6198582B2
Application number: JP2013239140A
Authority: JP
Inventors: 秋枝　真一郎; 真一郎秋枝; 毅奥山; 昭夫中村; 浩二飯塚; 光洋関沢
Original assignee: Fujitsu Component Ltd
Current assignee: Fujitsu Component Ltd
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2033-11-19
Also published as: JP2015099499A; EP2874046B1; EP2874046A1; US20150138111A1; US10007373B2

Description

本発明は、操作パネル及び操作装置に関する。

操作装置として、指等により押すことにより、操作することのできるスイッチがある。また、操作パネルとして、表示されている画面を指等により押すことにより、情報を入力するタッチパネルがある。一般的には、タッチパネルは、画像等を表示する表示画面があり、表示画面に指等が接触することにより、所定の情報を入力することができる。

特開２０１０−２１８０６６号公報特開２０１３−４５１７３号公報特開２０１３−５４７２５号公報

上述した操作パネルにおいては、操作部分にタクトスイッチが設けられており、操作する際には、指等により押すことにより、その部分が凹む。このため、この凹みの分の厚さを考慮する必要があり、その分操作パネルの厚さが厚くなる。また、このようなタクトスイッチには、指等により押される力の強弱により、複数の操作をすることが可能なものであって、多段階入力することができるものがある。しかしながら、このようなタクトスイッチの場合、指等により押すことにより凹む段階が２段階となるため、ストロークを確保する必要があり、更に操作パネルが厚くなる。

また、操作する際に指等により押すことにより凹むタクトスイッチ等を用いたものよりも、指等により押しても凹むことなく、操作をすることのできるものの方が、一般的には、高級感があり、付加価値が高い。

よって、指等により押しても、凹むことなく操作することのできる操作パネル及び操作装置が求められている。

本実施の形態の一観点によれば、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に設置されている荷重センサと、前記第１の基板と前記第２の基板とを挟むクリップと、を有し、前記荷重センサは、前記第１の基板に加えられている力の大きさを検出するものであって、前記クリップは、コの字状に形成されており、前記荷重センサは、前記第１の基板と前記第２の基板との間の前記クリップにより挟まれている部分に設けられており、前記クリップには、前記第１の基板、前記荷重センサ、前記第２の基板が積層されたものを固定する調整ネジが設けられており、前記調整ネジにより、前記第１の基板と前記第２の基板が重なったものの厚さを調整することができることを特徴とする。

本発明によれば、指等により押しても、凹むことなく操作することのできる操作パネル及び操作装置を提供することができる。

本実施の形態における操作パネルの分解斜視図本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（１）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（２）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（３）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（４）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（５）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（６）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（７）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（８）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（９）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（１０）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（１１）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（１２）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（１３）本実施の形態における操作パネルの製造方法の説明図（１４）本実施の形態における操作パネルの外観図本実施の形態における操作パネルの外観斜視図

本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態における操作パネルは、表示画面等を有するものであって、表示画面等に指等を接触させることにより、情報を入力することのできるものである。

図１に基づき本実施の形態における操作パネルについて説明する。本実施の形態における操作パネルは、ハウジング１０、防塵シール２０、表示板３０、導光板ユニット４０、第１の回路基板５０、第１の基板６０、第２の回路基板７０、第２の基板８０、シャーシ９０等を有している。更に、本実施の形態における操作パネルは、偏心モーター（ＥＲＭ：Eccentric Rotating Mass）１１０、クリップ１２０、荷重センサ１３０、クッション１４０、サスペンション１５０等を有している。

ハウジング１０は、本実施の形態における操作パネルの筐体の一部であり、ＡＢＳ樹脂により形成されており、表面が塗装されている。尚、ハウジング１０には、中心部分に開口部１０ａが設けられており、開口部１０ａにおいて、後述する表示板３０における表示を視認することができる。また、防塵シール２０は、樹脂材料、例えば、ウレタンフォームにより形成されている。

表示板３０は、操作する領域等を示すものであり、操作する領域等を表示することができるものであればよく、例えば、液晶パネルであってもよい。導光板ユニット４０は、表示板３０の裏面より光を供給し、表示板３０において表示されている内容の視認性を高めるために設けられている。

第１の回路基板５０には、偏心モーター１１０の回転を制御するための静電スイッチ及び配線等が形成されている。第１の基板６０は、ＰＢＴ（polybutylene terephthalate）又はＰＣ（polycarbonate）等により形成されており、偏心モーター１１０を設置するための偏心モーター設置領域６１が設けられている。尚、偏心モーター１１０は振動発生素子の一例であり、偏心モーター１１０に代えて、リニアバイブレータや圧電素子等の振動発生素子を用いてもよい。これらの振動発生素子も、偏心モーター１１０と同様に、振動を発生させることができる。第２の回路基板７０には、荷重センサ１３０が４ヶ所に設置されている。

第２の基板８０は、ＰＢＴ又はＰＣ等により形成されている。シャーシ９０は、本実施の形態における操作パネルの筐体の一部であり、ＡＢＳ樹脂等により形成されている。

本実施の形態における操作パネルの作製方法について、図２から図１５に基づき説明する。

最初に、図２に示すように、偏心モーター本体１１０ａの回転部分に偏心モータークッション１１０ｂを取り付け、本実施の形態に用いられる偏心モーター１１０を作製する。尚、偏心モータークッション１１０ｂはウレタンゴム等により形成されている。

次に、図３に示すように、第１の基板６０の一方の面（図３図示上面）に設けられた偏心モーター設置領域６１に偏心モーター１１０を設置し、更に、第１の基板６０の一方の面に第１の回路基板５０を貼り付ける。具体的には、第１の基板６０における偏心モーター設置領域６１には、不図示の両面テープが貼り付けられており、偏心モーター設置領域６１に貼り付けられている両面テープに偏心モーター１１０を貼り付ける。これにより、図３（ｂ）に示すように、偏心モーター１１０を偏心モーター設置領域６１に設置することができる。更に、第１の基板６０の一方の面において、第１の回路基板５０が貼り付けられる領域には、不図示の両面テープが貼り付けられており、第１の基板６０に貼り付けられている両面テープに第１の回路基板５０の一方の面（図３図示下面）を貼り付ける。これにより、図３（ｃ）に示すように、第１の基板６０の一方の面に、第１の回路基板５０を貼り付けることができる。尚、第１の基板６０の一方の面の周辺部分には、溝部６２が４ヶ所設けられている。溝部６２における第１の基板６０の厚さは、第１の基板６０における他の部分の厚さよりも薄くなっている。

次に、図４に示すように、偏心モーター１１０に設けられた配線１１３を第１の回路基板５０の一方の面に形成されている不図示の電極端子にハンダ付け等により接続する。

次に、図５に示すように、第１の回路基板５０の他方の面（図５図示上面）に、導光板ユニット４０を不図示の両面テープ等により貼り付ける。尚、図５（ａ）は、第１の回路基板５０に、導光板ユニット４０が貼り付けられる前の状態を示し、図５（ｂ）は、第１の回路基板５０に、導光板ユニット４０が貼り付けられたものの状態を示す。

次に、図６に示すように、第１の基板６０の他方の面の周辺部の１０ヶ所に、クッション１４０を貼り付ける。クッション１４０は、樹脂材料、例えば、ウレタンフォームにより形成されており、不図示の両面テープにより、第１の基板６０の他方の面に貼り付ける。尚、図６（ａ）は、第１の基板６０の他方の面に、クッション１４０が貼り付けられる前の状態を示し、図６（ｂ）は、第１の基板６０の他方の面に、クッション１４０が貼り付けられたものの状態を示す。

次に、図７に示すように、第２の基板８０の一方の面（図７図示上面）に、第２の回路基板７０の一方の面（図７図示下面）を不図示の両面テープ等により貼り付ける。尚、図７（ａ）は、第２の基板８０に、第２の回路基板７０が貼り付けられる前の状態を示し、図７（ｂ）は、第２の基板８０に、第２の回路基板７０が貼り付けられた状態を示す。尚、第２の回路基板７０の中央部分には、偏心モーター１１０の形状に対応した形状の開口部７１が設けられており、第２の回路基板７０の他方の面（図７図示上面）の周辺部分には、荷重センサ１３０が計４つ設置されている。また、第２の基板８０の他方の面（図７図示下面）には、周辺部分に溝部８１が４ヶ所設けられている。溝部８１では、第２の基板８０における他の部分よりも厚さが薄くなっている。

次に、図８に示すように、第２の基板８０の他方の面の両端にサスペンション１５０を貼り付ける。サスペンション１５０は、樹脂材料、例えば、ウレタンフォームにより形成されており、不図示の両面テープにより、第２の基板８０の他方の面に貼り付ける。尚、図８（ａ）は、第２の基板８０の他方の面に、サスペンション１５０が貼り付けられる前の状態を示し、図８（ｂ）は、第２の基板８０の他方の面に、サスペンション１５０が貼り付けられたものの状態を示す。

次に、図９に示すように、第１の基板６０に貼り付けられている第１の回路基板５０の一方の面における不図示の電極端子と、第２の基板８０に貼り付けられている第２の回路基板７０の他方の面における不図示の電極端子とをフレキシブル基板１６１により接続する。この後、第１の基板６０に第１の回路基板５０等が貼り付けられているものと、第２の基板８０に第２の回路基板７０が貼り付けられているものとを重ねる。尚、図９（ａ）は、第１の基板６０に貼り付けられている第１の回路基板５０と、第２の基板８０に貼り付けられている第２の回路基板７０とをフレキシブル基板１６１により接続されている状態を示す。また、図９（ｂ）は、第１の基板６０に第１の回路基板５０等が貼り付けられているものと、第２の基板８０に第２の回路基板７０が貼り付けられているものとが重ねられている状態を示す。

次に、図１０及び図１１に示すように、第１の基板６０と第２の基板８０とをクリップ１２０により挟む。前述したように、第１の基板６０の一方の面の周辺部分には溝部６２が設けられており、第２の基板８０の他方の面の周辺部分に溝部８１が設けられている。尚、第１の基板６０における溝部６２と、第２の基板８０における溝部８１は、荷重センサ１３０の上下両側に位置するようにそれぞれ形成されている。即ち、荷重センサ１３０が設置されている位置に対応する第１の基板６０の一方の面には溝部６２が形成されており、荷重センサ１３０が設置されている位置に対応する第２の基板８０の他方の面には溝部８１が形成されている。荷重センサ１３０は、第１の基板６０の他方の面と第２の基板８０の一方の面との間の、クリップ１２０により挟まれている部分に挟まれている。尚、図１１（ａ）は、第１の基板６０と第２の基板８０とがクリップ１２０により挟まれる前の状態を示し、図１１（ｂ）は、第１の基板６０と第２の基板８０とがクリップ１２０により挟まれている状態を示すものであり、図１０の拡大図である。

荷重センサ１３０は、圧電体等により形成されており、殆ど変形することはなく、加えられた力である加重を検出することができる。尚、荷重センサ１３０の図１１に図示の左右両側には、クッション１４０が各々設けられている。

クリップ１２０は、図１２に示すように、コの字状に形成されており、コの字状に形成された一方の端部の近傍には、厚さ調整ネジ１２１を設置するためのネジ穴１２０ａが設けられている。厚さ調整ネジ１２１は、クリップ１２０に設けられたネジ穴１２０ａに入れられており、厚さ調整ネジ１２１により、クリップ１２０により挟まれる第１の基板６０及び第２の基板８０が重なったものの厚さを調節することができる。即ち、クリップ１２０により挟まれている第１の基板６０、荷重センサ１３０、第２の基板８０が積層されたものの厚さに対応して、厚さ調整ネジ１２１により調整することにより、第１の基板６０と第２の基板８０とを確実に固定することができる。尚、図１２（ａ）は、クリップ１２０に設けられたネジ穴１２０ａに、厚さ調整ネジ１２１が入れられる前の状態を示し、図１２（ｂ）は、クリップ１２０に設けられたネジ穴１２０ａに、厚さ調整ネジ１２１が入れられている状態を示す。

即ち、厚さ調整ネジ１２１を締めることで、第１の基板６０と第２の基板８０とを確実に固定することができる。また、厚さ調整ネジ１２１の締め付け度合いで、第２の基板８０に対する第１の基板６０の高さ（厚さ）を調整することができる。また、最終的な高さ調整は後述するシャーシ９０等を取付けた後、荷重センサ１３０の出力を確認しながら行ってもよい。

本実施の形態においては、図１１（ｂ）に示すように、コの字状に形成されたクリップ１２０により、第１の基板６０の一方の面に形成された溝部６２と、第２の基板８０の他方の面に形成された溝部８１とが挟まれている。このように、第１の基板６０の一方の面に溝部６２を形成し、第２の基板８０の他方の面に溝部８１を形成することにより、第１の基板６０と第２の基板８０の相対的な位置ズレを防止することができる。

また、本実施の形態においては、第１の基板６０と第２の基板８０とは、クリップ１２０により挟まれているため一体に動く。このため、タッチパネルを押す力の強弱によって、タッチパネルが変形することはない。

次に、図１３（ａ）に示すように、図１０に示す第１の基板６０と第２の基板８０とがクリップ１２０により挟まれたものとシャーシ９０とをフレキシブル基板１６２により接続する。この後、図１３（ｂ）に示すように、第１の基板６０と第２の基板８０とがクリップ１２０により挟まれたものをシャーシ９０の上に重ね、不図示のネジによりネジ止めして固定する。

次に、図１４に示すように、ハウジング１０の内側に防塵シール２０を不図示の両面テープ等により貼り付ける。尚、図１４（ａ）は、ハウジング１０の内側に防塵シール２０が貼り付けられる前の状態を示し、図１４（ｂ）は、ハウジング１０の内側に防塵シール２０が貼り付けられた後の状態を示す。

次に、図１５に示すように、シャーシ９０の上に、第１の基板６０と第２の基板８０とがクリップ１２０により挟まれたものの上に、表示板３０を載せ、更に、これらの上に、ハウジング１０を被せる。尚、図１５（ａ）は、ハウジング１０が被せられる前の状態を示し、図１５（ｂ）は、ハウジング１０が被せられている状態を示す。この後、ハウジング１０とシャーシ９０とを不図示のネジ等により固定することにより、本実施の形態における操作パネルを作製することができる。

このように作製された操作パネルを図１６及び図１７に示す。尚、図１６（ａ）は、本実施の形態における操作パネルの上面図であり、図１６（ｂ）は、上側の側面図であり、図１６（ｃ）は、右側の側面図である。また、図１７は、本実施の形態における操作パネルの斜視図である。

本実施の形態における操作パネルは、表示板３０に表示されている操作領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅのうちのいずれかを指等により押すことにより操作することができる。具体的には、表示板３０がタッチパネルの場合、操作領域３１ａを指等により押すことにより、操作領域３１ａが指等により押されていることが検出される。この際、第２の回路基板７０に設置されている荷重センサ１３０により、指等により押されている力の大きさが検出される。

本実施の形態においては一例として、指等により押されている力が所定の大きさの力以上である場合には、偏心モーター１１０を回転させて、振動を発生させる。このような動作により、操作パネルを操作している操作者は、操作パネルを操作しているか否かを認識することができる。

また、指等により押されている力の強弱により操作を変えるように操作パネルを制御し、これに伴い、偏心モーター１１０に生じさせる振動パターンを変化させ、表示板３０と接触している指等を介して、タッチパネルを操作しているユーザに操作内容を伝えることができる。この場合、荷重センサ１３０は指等により押されている力の大きさを２以上の段階で検出することができるものとし、荷重センサ１３０が検出した力の大きさの段階に応じて、操作の内容を変えるように操作パネルを制御することができる。これに伴い、荷重センサ１３０が検出した力の大きさに応じて、偏心モーター１１０に生じさせる振動パターンを変える。これにより、操作パネルを操作しているユーザは、どのような操作をしているかを振動のパターンの違いにより認識することができる。

このことは、表示板３０に表示されている他の操作領域３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅを操作した場合についても同様であり、各々の操作領域に対応して異なる操作を行なうことができる。

よって、本実施の形態における操作パネルは、指等により押しても、凹むことなく操作することができるため、高級感を高めることができ、また、操作パネルの厚さを薄くすることができるため、小型にすることができる。

尚、本実施の形態は、操作される部分が１ヶ所または複数箇所であって、操作される部分において、指等により押される加重を変えることにより、複数の異なる操作を行なうことのできる操作装置においても適用することができる。

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。

１０ハウジング
２０防塵シール
３０表示板
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ操作領域
４０導光板ユニット
５０第１の回路基板
６０第１の基板
７０第２の回路基板
８０第２の基板
９０シャーシ
１１０偏心モーター
１１０ａ偏心モーター本体
１１０ｂ偏心モータークッション
１２０クリップ
１２０ａネジ穴
１２１厚さ調整ネジ
１３０荷重センサ
１４０クッション
１５０サスペンション
１６１フレキシブル基板
１６２フレキシブル基板

Claims

第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に設置されている荷重センサと、
前記第１の基板と前記第２の基板とを挟むクリップと、
を有し、
前記荷重センサは、前記第１の基板に加えられている力の大きさを検出するものであって、
前記クリップは、コの字状に形成されており、
前記荷重センサは、前記第１の基板と前記第２の基板との間の前記クリップにより挟まれている部分に設けられており、
前記クリップには、前記第１の基板、前記荷重センサ、前記第２の基板が積層されたものを固定する調整ネジが設けられており、
前記調整ネジにより、前記第１の基板と前記第２の基板が重なったものの厚さを調整することができることを特徴とする操作パネル。
前記第１の基板または前記第２の基板には、振動を発生させる振動発生素子が設けられており、
前記第１の基板に所定の力が加えられたときに前記振動発生素子が振動することを特徴とする請求項１に記載の操作パネル。
前記荷重センサにおいて検出される前記第１の基板に加えられている力の大きさは、２以上の段階で検出されるものであって、
前記荷重センサが検出した力の大きさに応じて、前記振動発生素子が異なる振動パターンで振動することを特徴とする請求項２に記載の操作パネル。
前記第１の基板の上には、表示板が設けられており、
前記表示板には、指等により押すことにより操作を行なうことのできる操作領域が表示されており、
前記表示板における操作領域を指等により押すことにより、前記第１の基板に力が加わるものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の操作パネル。
前記第１の基板の面の周辺部分には溝部が設けられており、
前記第２の基板の面の周辺部分には溝部が設けられており、
前記第１の基板及び前記第２の基板の側面より、前記クリップを前記第１の基板の溝部と前記第２の基板の溝部に入れることにより、前記第１の基板と前記第２の基板とが挟まれることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の操作パネル。
第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に設置されている荷重センサと、
前記第１の基板と前記第２の基板とを挟むクリップと、
を有し、
前記荷重センサは、前記第１の基板に加えられている力の大きさを検出するものであって、
前記クリップは、コの字状に形成されており、
前記荷重センサは、前記第１の基板と前記第２の基板との間の前記クリップにより挟まれている部分に設けられており、
前記クリップには、前記第１の基板、前記荷重センサ、前記第２の基板が積層されたものを固定する調整ネジが設けられており、
前記調整ネジにより、前記第１の基板と前記第２の基板が重なったものの厚さを調整することができることを特徴とする操作装置。