JP6902635B2 - 車載入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載入力装置に関し、特に、ステアリングホイールに配置されたタッチパネルで操作することのできる車載入力装置に関する。

近年、車載入力装置として、スイッチ操作領域をステアリングホイール上に設け、そのスイッチ操作領域を、レイアウトの柔軟性やフラットな外観を生かすため、機械式からタッチパネル式へ置き換えたものが開発されてきている。タッチパネル式の入力装置は、主に携帯機器用途で普及しており、携帯機器の操作者の手指が操作面に近づいたときの静電容量の変化によって操作入力を検知するものである。

しかしながら、携帯機器用のタッチパネル式の入力装置をそのまま車載機器用に転用すると、運転操作時の運転者の動きで誤操作する恐れがあった。例えば、タッチパネル式の入力装置を備えたステアリングホイールでは、車両の旋回時にステアリングホイールを回転させる動作でタッチパネルの操作面の直上を運転者の手指が通過するため、運転者が意図しない操作が実行される恐れがあり、安全性の問題が生じてしまうことがあった。

このような誤操作を生じにくくしたタッチパネル式の車載入力装置として、特許文献１に記載された車載機器の操作装置９００が知られている。以下、図１０を用いて、操作装置９００について説明する。

車載機器の操作装置９００は、車両を操舵するステアリングホイール９０１と、車両のインストルメントパネル９０２上でステアリングホイール９０１との対向部に配置され、車載機器の操作モード画像９１３を表示するディスプレイ９０４と、ステアリングホイール９０１上に配置され、運転者が操作モード画像９１３を目視可能な透光性窓９１６を成すと共に、タッチすることで入力操作可能なタッチパネル９０７と、ステアリングホイール９０１が直進位置あるいはその近傍に保持された場合にのみタッチパネル９０７が入力操作されると車載機器に操作情報を出力する、表示／負荷コントローラ（制御手段）９０９と、を具備している。

このような構成によって、運転者がステアリングホイールを旋回操作している間は、タッチパネルによる入力操作がほぼ排除されるようになり、運転時の誤操作を未然に防止して安全性を確保できると共に、透光性のタッチパネルによってディスプレイを目視することができ視認性を保持できる、という効果を奏する。

特開２００２−２２５７２４号公報

しかしながら、車載機器の操作装置９００では、ステアリングホイールの旋回操作時に入力操作が行なえないという問題があると共に、ステアリングホイールが直進位置にあったとしても、運転者が前傾姿勢で運転したり、ステアリングホイールの上側を片手で把持して運転したりする場合など、運転操作時に無意識な動作によってタッチパネルの直上に運転者の身体の一部を通過させることはあり得るため、タッチパネルを誤操作する恐れは残っている。また、寒冷地等で車両を運転する運転者が手袋を着用することがあり、手袋によって手指とタッチパネル電極とが絶縁状態となり、手指をタッチパネルの操作面に近づけても手指とタッチパネル電極との間に静電容量が形成されず、タッチパネルの操作が行えないという問題もある。

本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、ステアリングホイールの操作状態及び手袋の着用の有無に関わらずに入力操作することが可能となると共に、誤操作が生じにくい車載入力装置を提供する。

上記課題を解決するために本発明の車載入力装置は、下部電極と、前記下部電極に対向するように設けられた上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に設けられたスペーサ部と、を有したタッチパネルを備え、前記下部電極と前記上部電極との間の静電容量を検知可能な車載入力装置であって、前記上部電極の上側には複数の操作領域を有する操作面が設けられていて、前記スペーサ部には、平面視で前記操作領域と重なる部分に開口部が形成されており、前記操作面と前記上部電極との間、又は前記操作面の上面に、操作者と前記上部電極との間に静電容量が形成されることを抑制する層であって前記上部電極と別個の抑制層が設けられ、前記操作領域が操作者によって押圧された時にのみ、前記下部電極と前記上部電極との間の距離の変化に基づいて入力操作を検知する、という特徴を有する。

このように構成された車載入力装置は、操作者の手指によるタッチパネルへの接触ではなく、操作者の手指によって操作領域が押圧された時にのみ入力操作を検知するので、操作者が手袋を着用していても操作が可能となると共に、操作者と上部電極との間に形成される静電容量を抑制する抑制層を設けたため、運転操作時の無意識な手指の動作による誤操作を防止することができる。また、ステアリングホイールの旋回操作時でもタッチパネルの操作領域を押圧することができるため、ステアリングホイールの操作状態に関わらずに入力操作することが可能となる。

また、上記の構成において、前記操作領域が操作者によって押圧され、前記下部電極と前記上部電極とが接触した時に入力操作を検知する第１検知手段と、前記操作領域が操作者によって押圧された時に、前記下部電極と前記上部電極との間の距離の変化に伴う静電容量の変化に基づいて入力操作を検知する第２検知手段と、を用いることが可能である、という特徴を有する。

このように構成された車載入力装置は、下部電極と上部電極との接触による第１検知手段と、下部電極と上部電極との間の静電容量の変化による第２検知手段と、の２つの異なる検知手段を、操作領域への押圧力の違いによって使い分けることができる。

また、上記の構成において、前記第１検知手段によって前記操作領域のスイッチ操作を検知し、前記第２検知手段によって前記操作領域のスライド操作を検知するという特徴を有する。

このように構成された車載入力装置は、第１検知手段によるスイッチ操作と第２検知手段によるスライド操作とを組み合わせることができるため、種々の操作が容易に可能となる。

また、上記の構成において、前記操作面に第１操作領域と第２操作領域とを設けると共に、前記スペーサ部に、前記第１操作領域に対応した第１開口部と前記第２操作領域に対応した第２開口部とを設け、前記第１操作領域が操作された後の所定時間内に前記第２操作領域が操作された時に、フリック操作されたと判定する、という特徴を有する。

このように構成された車載入力装置は、フリック操作を容易に行うことができる。

また、上記の構成において、前記操作面に複数の第３操作領域を設けると共に、前記スペーサ部に、複数の前記第３操作領域それぞれに対応した第３開口部を設け、複数の前記第３開口部それぞれに弾性部材を充填すると共に、複数の前記第３操作領域それぞれを、前記操作面から上方向に突出する凸部とした、という特徴を有する。

このように構成された車載入力装置は、複数の第３開口部それぞれの、操作する方向の幅をより小さくすることができるため、経年変化によって操作シートがだれることによる操作への影響を小さくすることができる。また、第３操作領域を操作面から上方向に突出する凸部としたことによって、操作する方向の第３操作領域の幅が小さくても操作が可能となると共に、操作者がタッチパネルを目視する必要が無いため、操作の安全性が向上する。

また、上記の構成において、前記下部電極と前記上部電極との対向する面の少なくとも１つの面に、前記開口部へ突出する導電性を有する接点部材を設けた、という特徴を有する。

このように構成された車載入力装置は、接点部材を設けたことによって、操作領域を軽く押圧しても操作することが可能となる。特に、押圧力をより必要とする第１検知手段を用いる際に、より有効となる。

本発明の車載入力装置は、操作者の手指によるタッチパネルへの接触ではなく、操作者の手指によって操作領域が押圧された時にのみ入力操作を検知するので、操作者が手袋を着用していても操作が可能となると共に、操作者と上部電極との間に形成される静電容量を抑制する抑制層を設けたため、運転操作時の無意識な手指の動作による誤操作を防止することができる。また、ステアリングホイールの旋回操作時でもタッチパネルの操作領域を押圧することができるため、ステアリングホイールの操作状態に関わらずに入力操作することが可能となる。

第１実施形態の車載入力装置の外観を示す斜視図である。 ステアリングホイールに取り付けられた車載入力装置を示す平面図である。 第１実施形態の車載入力装置の部分平面図である。 第１実施形態の車載入力装置の部分断面図である。 第１実施形態の変形例の車載入力装置の部分断面図である。 第２実施形態の車載入力装置の部分平面図である。 第２実施形態の車載入力装置の部分断面図である。 第３実施形態の車載入力装置の部分平面図である。 第３実施形態の車載入力装置の部分断面図である。 従来例に係る車載機器の操作装置を示す模式図である。

以下、本発明の車載入力装置について図面を参照しながら説明する。本発明の車載入力装置は、車両内におけるエアコン、クルーズコントロール、車載オーディオ等種々の操作を行うための車載入力装置である。本発明の車載入力装置の用途については、以下説明する各実施形態に限定されるものではなく適宜変更が可能である。尚、本明細書では、特に断りの無い限り、各図面の＋Ｘ側を右側、−Ｘ側を左側、＋Ｙ側を奥側、−Ｙ側を手前側、＋Ｚ側を上側、−Ｚ側を下側として説明する。

［第１実施形態］
最初に、図１乃至図４を参照して、本発明の第１実施形態に係る車載入力装置１００の構造について説明する。図１は、車載入力装置１００の外観を示す斜視図であり、図２は、車両のステアリングホイール６０に取り付けられた車載入力装置１００を示す平面図である。また、図３は、車載入力装置１００の一部を拡大して示す部分平面図であり、図４は、車載入力装置１００の一部を拡大して示す部分断面図であり、図４（ａ）は、車載入力装置１００の一部を第１検知手段として使用した場合の部分断面図であり、図４（ｂ）は、車載入力装置１００の一部を第２検知手段として使用した場合の部分断面図である。尚、図４（ａ）及び図４（ｂ）は、図３に示すＡ−Ａ線から見た断面図である。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）において、操作領域１５ｂを操作者の手指６５が押圧操作した際の状態を２点鎖線で示している。これは、今後説明する、車載入力装置１１０、車載入力装置２００、及び車載入力装置３００においても同様である。

車載入力装置１００は、図１に示すように、薄型シート状のタッチパネル１０として形成されており、図２に示すように、車両のステアリングホイール６０の中央部６０ａにおけるハンドル部６０ｂに近い左側及び右側の、車載入力装置１００の操作者が操作しやすい位置に取り付けられる。

図１に示すように、車載入力装置１００の上側、即ちタッチパネル１０の上面には操作面１５ａが設けられていると共に、操作面１５ａ上には、図１及び図３に示すように、複数の操作領域１５ｂが設けられている。車載入力装置１００の操作者は、操作領域１５ｂに手指を置き、置いた指で操作領域１５ｂを押下した時にのみ、所定の入力操作を行うことが可能とされる。言い換えれば、手指が操作領域１５ｂの表面を触るだけでは、入力操作を行うことができないように構成されている。

タッチパネル１０は、図１に示すように、上側から操作シート１５、抑制層１４、上部シート１３、スペーサ部１２、下部シート１１、及び下側抑制層１６によって構成されている。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、下部シート１１の上側には下部電極１１ａが形成されている。また、上部シート１３は、上部電極１３ａと絶縁層１３ｂとから構成されており、上部電極１３ａは、下部電極１１ａと対向するように形成されている。下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間には、図４（ｂ）に示すように、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の距離の大きさに対応した静電容量Ｃ０が形成される。

下部シート１１の下部電極１１ａを除く部分及び上部シート１３の絶縁層１３ｂは、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）等の絶縁性を有する合成樹脂で形成されており、下部電極１１ａ及び上部電極１３ａは導電性を有する金属で形成されている。

車載入力装置１００は、タッチパネル１０以外に、タッチパネル１０に電気的に接続された入力検出回路（図示せず）を有しており、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の静電容量Ｃ０、及び下部電極１１ａと上部電極１３ａとの接触が検知可能となるように構成されている。

スペーサ部１２は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、下部シート１１と上部電極１３ａとの間に設けられている。スペーサ部１２は、下部シート１１と上部電極１３ａとの間に挟まれるように形成された絶縁材部１２ｂと、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間に設けられると共に、平面視で操作領域１５ｂと重なる部分に形成された開口部１２ａと、によって構成されている。絶縁材部１２ｂは、例えば下部シート１１の表面にレジスト液を塗布し、フォトレジストを用いてレジスト液を硬化させることにより形成することができる。開口部１２ａは、例えばフォトレジストを用いて形成された絶縁材部１２ｂ上に所定形状の開口を有するマスクを載せた状態で露光し、且つ現像することにより形成することが可能である。また、レーザによって形成することも可能である。

前述したように、操作面１５ａは操作シート１５の上側に形成されている。即ち、上部電極１３ａの上方に複数の操作領域１５ｂを有する操作面１５ａが設けられている。複数の操作領域１５ｂは、図３に示すように、互いに所定の距離を隔てて設けられており、それぞれが独立した操作を行えるように設定されている。尚、操作領域１５ｂは、本実施形態では円形状をしているが、その形状は、矩形形状等であっても良い。

操作領域１５ｂは、平坦な面を持つ操作面１５ａの表面で、且つ前述した複数の開口部１２ａと上下方向に対向する位置に、例えば「＋」、「−」、「＞」、「＜」、「ＴＥＭＰ」、「ＭＯＤＥ」、等の各種の文字や記号からなるマークが印字又は刻印等されている。各マークがしるされた操作領域１５ｂを押下（押圧操作）することにより上記文字や記号等に対応する情報を入力することができるようになっている。尚、マークを印字する面は操作面１５ａに限らず、操作シート１５の裏面や抑制層１４に印字しても良い。また、操作シート１５とは別に、マークが印字されたフィルム状部材を操作シート１５や抑制層１４の表面もしくは裏面に貼り合わせるようにしても良い。

前述したように、上部シート１３と操作シート１５との間には、銀等の導電性を有する金属を印刷や塗布等によって形成された抑制層１４が設けられている。そのため、抑制層１４は、上部シート１３に形成されている上部電極１３ａと操作シート１５の上面の操作面１５ａとの間を遮蔽するシールド層１４ａとなっている。そのため、抑制層１４は、操作者と上部電極１３ａとの間に静電容量が形成されることを抑制する。従って、操作者の手指６５が操作領域１５ｂを含む操作面１５ａに接触したとしても、抑制層１４が上部電極１３ａと操作者との間を遮蔽する。そのため、操作者の手指６５が操作面１５ａ上にあるだけでは、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の静電容量Ｃ０を変化させることがない。

尚、抑制層１４は、上部シート１３と操作シート１５との間ではなくて、操作シート１５の上側、即ち操作面１５ａの上面に設けられても良い。その場合でも、操作者の手指６５が、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の静電容量Ｃ０を変化させることがない。

抑制層１４即ちシールド層１４ａは、上部シート１３内で、絶縁層１３ｂの上側に設けられても良いし、操作シート１５の下側に設けられても良い。尚、本発明の各実施形態では、上部シート１３と操作シート１５とを別のシートとしているが、上部電極１３ａから操作面１５ａまでを同一のシート内に形成しても良い。

また、抑制層１４が上部電極１３ａの上方だけに設けられる実施形態であっても良いが、本実施形態では、前述したように、下部シート１１の下側にも下側シールド層１６ａを形成する下側抑制層１６が設けられている。そのため、タッチパネル１０の下方側に操作者の手指６５が回り込むようなことがあっても、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の静電容量Ｃ０を変化させる状態にはならない。下側抑制層１６即ち下側シールド層１６ａは、下部シート１１の下側に設けられる。尚、抑制層１４は、操作者と上部電極１３ａとの間を完全に遮蔽し、その間の静電容量が形成されることを完全に防止する層であることが好ましい。しかし、抑制層１４が操作者と上部電極１３ａとの間を完全に遮蔽しない場合、操作者が操作面１５ａを押下しない程度に触れたときに発生するある程度抑制された大きさの静電容量では操作を検出しないように閾値を設ける必要がある。また、操作者が操作面１５ａを押下しても反応しない不感領域ができてしまい反応が悪くなることがある。これに対して、抑制層１４が操作者と上部電極１３ａとの間を完全に遮蔽し、その間の静電容量が形成されることを完全に防止する層であれば、不感領域が発生しないため操作性が良くなる。

次に、図３及び図４を参照して、車載入力装置１００の操作内容について説明する。

操作者の手指６５が、操作面１５ａ上の操作領域１５ｂを押圧操作した時には、図４（ａ）及び図４（ｂ）の２点鎖線で示すように、上部シート１３が下側方向に湾曲変形し、開口部１２ａ内の、上部電極１３ａと下部電極１１ａとの間の距離が変化する。

図４（ａ）に示すように、操作領域１５ｂを操作者の手指６５によって押圧し、更に深く押圧すると下部電極１１ａと上部電極１３ａとが接触する。即ち、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の距離がゼロになる。この時の入力操作を検知する手段を第１検知手段とする。尚、このように、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の距離がゼロの時には、当然静電容量は発生しない。

また、図４（ｂ）に示すように、操作領域１５ｂを操作者の手指６５によって浅く押圧すると共に、その操作者の手指６５をスライドさせる。その場合は、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の距離が変化すると共に、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の距離の変化に伴ってその間の静電容量Ｃ０が変化する。この静電容量Ｃ０の変化に基づいて入力操作を検知する手段を第２検知手段とする。従って、操作領域１５ｂを押圧する操作者の手指６５の押圧力の大きさ、及び操作者の手指６５をスライドさせるかどうかの違いによって、第１検知手段又は第２検知手段を使い分けることができる。

図４（ａ）に示す第１検知手段は、下部電極１１ａと上部電極１３ａとが接触するため、操作領域１５ｂによるスイッチ操作として用いることができる。例えば、図３に示す複数の操作領域１５ｂのうち、奥側（＋Ｙ側）の操作領域１５ｂを車載オーディオのスイッチ操作用として用い、この操作領域１５ｂを最初に押下することでラジオ放送のＡＭ放送を受信し、更に操作領域１５ｂを押下することでＦＭ放送を受信する等の切り換え操作を行うことが可能となる。

図４（ｂ）に示す第２検知手段は、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の距離の変化に伴ってその間の静電容量Ｃ０が変化するため、操作領域１５ｂによるスライド操作として用いることができる。例えば、図３に示す複数の操作領域１５ｂのうち、手前側（−Ｙ側）の操作領域１５ｂを車載オーディオのスライド操作用として用い、この操作領域１５ｂを押下し、スライドさせることで、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の距離の変化に応じて、ＡＭ放送又はＦＭ放送の受信周波数の変更を行う等の操作を行うことが可能となる。

上述した車載入力装置１００の実施形態の説明では、図３に示す複数の操作領域１５ｂのうちの奥側（＋Ｙ側）の操作領域１５ｂを第１検知手段として用い、手前側（−Ｙ側）の操作領域１５ｂを第２検知手段として用いた例を示したが、それぞれの操作領域１５ｂは互いに独立しており、どちらも第１検知手段として用いたり、どちらも第２検知手段として用いたりすることも可能であり、それぞれの操作領域１５ｂに対して様々な使用方法が考えられる。

［第１実施形態の変形例］
次に、図２及び図５を参照して、本発明の第１実施形態の変形例の車載入力装置１１０の構造及び操作内容について説明する。図５は、車載入力装置１１０の一部を拡大して示す部分断面図である。

車載入力装置１１０も、図２に示すように、車両のステアリングホイール６０の中央部６０ａにおけるハンドル部６０ｂに近い左側及び右側の、車載入力装置１１０の操作者が操作しやすい位置に取り付けられる。

車載入力装置１１０と車載入力装置１００との相違点は、図５に示すように、タッチパネル１８が接点部材１９を有している点だけであり、車載入力装置１１０の接点部材１９以外の構造は、車載入力装置１００の構造と同一である。そのため、上記相違点以外に関する構造については、その説明を省略する。また、タッチパネル１８及び接点部材１９以外の構成要素の符号としては、車載入力装置１００に用いた符号を用いる。

図５に示すように、車載入力装置１１０のタッチパネル１８に設けられた下部電極１１ａの上側の面には、開口部１２ａの方向（＋Ｚ方向）へ突出する接点部材１９が設けられている。接点部材１９は、導電性を有する材料で形成されており、例えば、導電ゴムによって形成されている。接点部材１９は、本実施形態では下部電極１１ａの上側の面に設けられているが、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの対向する面の少なくとも１つの面に設けられていれば良い。従って、上部電極１３ａの下側の面に設けられていても良い。

操作者の手指６５が、操作面１５ａ上の操作領域１５ｂを押圧操作した時には、図５の２点鎖線で示すように、上部シート１３が下側方向に湾曲変形し、開口部１２ａ内の、上部電極１３ａと下部電極１１ａとの間の距離が変化する。

車載入力装置１１０では、下部電極１１ａの上側の面に接点部材１９が設けられていることによって、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の距離が、前述した車載入力装置１００の場合に比べて狭くなっている。

そのため、操作領域１５ｂを操作者の手指６５によって深く押圧し、下部電極１１ａと上部電極１３ａとが接触した時に入力操作を検知するように用いた場合、即ち、車載入力装置１１０を第１検知手段として用いた場合、下部電極１１ａと上部電極１３ａとを接触させるための押圧力が小さくても、容易にスイッチ操作を行うことができる。

また、操作領域１５ｂを操作者の手指６５によって浅く押圧すると共に、その操作者の手指６５をスライドさせて、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の距離を変化させて、静電容量Ｃ１の変化に基づいて入力操作を検知するように用いた場合、即ち、車載入力装置１１０を第２検知手段として用いた場合、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の静電容量Ｃ１が、車載入力装置１００の場合の静電容量Ｃ０に比べて大きくなる。そのため、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の距離の変化に伴う静電容量Ｃ１の変化量も大きくなる。その結果、押圧力が小さくても、容易に押圧操作を行うことができる。

ところで、車載入力装置１００又は車載入力装置１１０において操作領域１５ｂを第１検知手段として用いた場合、即ち、スイッチ操作として用いた場合には、操作領域１５ｂを押圧するだけであるため、その検出範囲は比較的狭くても良い。言い換えれば、スペーサ部１２における開口部１２ａの面積は比較的狭くても良い。しかし、操作領域１５ｂを第２検知手段として用いた場合、即ち、スライド操作として用いた場合には、比較的広い検出範囲が必要となる。言い換えれば、スペーサ部１２における開口部１２ａの、操作者の手指６５をスライドさせる方向の長さを比較的長く設定する必要がある。

しかしながら、開口部１２ａの、操作者の手指６５をスライドさせる方向の長さを長くすると、操作面１５ａが設けられている操作シート１５が経年変化によってだれてきてしまう。その結果、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の距離が変化してしまい、操作領域１５ｂを操作していない場合であっても、入力操作が行なわれたかのように判定されてしまう危険性がある。

そこで、以下に説明する本発明の第２実施形態及び第３実施形態では、操作シート１５の経年変化による影響を軽減させる構成とした。

［第２実施形態］
次に、図２、図６及び図７を参照して、本発明の第２実施形態の車載入力装置２００の構造及び操作内容について説明する。図６は、車載入力装置２００の一部を拡大して示す部分平面図である。また、図７は、車載入力装置２００の一部を拡大して示す部分断面図であり、図７（ａ）は、第１操作領域２５ｂを含む車載入力装置２００の一部の部分断面図であり、図７（ｂ）は、車載入力装置２００の第１操作領域２５ｂを第１検知手段として使用し、第２操作領域２５ｃを第２検知手段として使用した場合の部分断面図である。尚、図７（ａ）は、図６に示すＢ−Ｂ線から見た断面図であり、図７（ｂ）は、図６に示すＣ−Ｃ線から見た断面図である。

尚、車載入力装置２００の構成要素で、車載入力装置１００の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を用いる。また、同一の符号を用いている構成要素については詳細な説明を省略する。

車載入力装置２００も、図２に示すように、車両のステアリングホイール６０の中央部６０ａにおけるハンドル部６０ｂに近い左側又は右側の、操作者が操作しやすい位置に取り付けられる。車載入力装置２００は、タッチパネル２０によって構成されている。

車載入力装置２００は、車載入力装置１００に対し、図６に示す、操作面２５ａに設けられている第１操作領域２５ｂ及び第２操作領域２５ｃの配置以外、基本的な構造に相違点はない。

図６に示すように、タッチパネル２０の操作シート２５の上面は、操作面２５ａとなっており、操作面２５ａには、第１操作領域２５ｂと第２操作領域２５ｃとが設けられている。本実施形態では、図６で示す操作面２５ａの中央に第１操作領域２５ｂが設けられており、この第１操作領域２５ｂの周囲に複数の第２操作領域２５ｃが設けられている。複数の第２操作領域２５ｃは、第１操作領域２５ｂに対してそれぞれ比較的近い距離を隔てて設けられている。複数の第２操作領域２５ｃは、第１操作領域２５ｂに対し、それぞれ９０°の角度で隔てられた状態で右側、左側、手前側、及び奥側に設けられている。尚、第１操作領域２５ｂ及び複数の第２操作領域２５ｃは、本実施形態では円形状をしているが、その形状は、矩形形状等であっても良い。

タッチパネル２０の第１操作領域２５ｂの近傍は、図７（ａ）に示すように、上側から操作シート２５、抑制層１４、上部電極１３ａ及び絶縁層１３ｂを有した上部シート１３、スペーサ部２２、下部電極１１ａを有した下部シート１１、及び下側抑制層１６によって構成されている。尚、第２操作領域２５ｃの近傍についても、その構造は同様である。

スペーサ部２２は、図７（ａ）に示すように、下部シート１１と上部電極１３ａとの間に設けられている。スペーサ部２２は、下部シート１１と上部電極１３ａとの間に挟まれるように形成された絶縁材部２２ｃと、図７（ｂ）に示すように、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間に設けられると共に、平面視で操作領域２５ｂと重なる部分に形成された第１開口部２２ａ及び平面視で操作領域２５ｃと重なる部分に形成された第２開口部２２ｂと、によって構成されている。第１開口部２２ａと第２開口部２２ｂとは絶縁材部２２ｃによって区画されている。尚、スペーサ部２２の絶縁材部２２ｃと第１開口部２２ａ及び第２開口部２２ｂの製造方法については、車載入力装置１００のスペーサ部１２の絶縁材部１２ｂと開口部１２ａの製造方法と同様である。

車載入力装置２００では、第１操作領域２５ｂを第１検知手段として用い、第２操作領域２５ｃを第２検知手段として用いると共に、第１操作領域２５ｂが第１検知手段として操作された後の、例えば０．５秒以内等の比較的短い所定時間内に、複数の第２操作領域２５ｃのうちの１つの第２操作領域２５ｃを第２検知手段として操作する。（本実施形態では、複数の第２操作領域２５ｃのうちの奥側（＋Ｙ側）の第２操作領域２５ｃを用いる。）即ち、図７（ｂ）に示すように、最初に、操作者の手指６５によって操作面２５ａ上の第１操作領域２５ｂを押圧操作して、上部電極１３ａを下部電極１１ａに接触させてスイッチ操作する。その後、例えば０．５秒以内に操作者の手指６５を、操作面２５ａ上で奥側（＋Ｙ側）にスライドさせて、操作面２５ａ上の奥側（＋Ｙ側）の第２操作領域２５ｃを押圧操作し、下部電極１１ａと上部電極１３ａ間の静電容量Ｃ２を変化させる。

車載入力装置２００では、このように操作することによって、車載入力装置２００でフリック操作が行なわれたと判定する。フリック操作とは、日本語入力時等に用いられる操作方法であり、目的とする文字や記号を瞬時に入力することができる。尚、もしも、第１操作領域２５ｂの押圧操作後、０．５秒を超えて、例えば１秒後に第２操作領域２５ｃを押圧操作した場合には、フリック操作が行なわれたとは判定せず、第１操作領域２５ｂと第２操作領域２５ｃとが、それぞれ個別に操作されたと判定する。

複数の第２操作領域２５ｃそれぞれは、異なる操作を行えるようになっており、第１操作領域２５ｂを第１検知手段として操作した後に、複数の第２操作領域２５ｃのうちのどの１つの第２操作領域２５ｃに対しても、上述の操作を行うことによって、それぞれに対応したフリック操作を行うことができる。

［第３実施形態］
次に、図２、図８及び図９を参照して、本発明の第３実施形態の車載入力装置３００の構造及び操作内容について説明する。図８は、車載入力装置３００の一部を拡大して示す部分平面図であり、図９は、車載入力装置３００の一部を拡大して示す部分断面図である。尚、図９は、図８に示すＤ−Ｄ線から見た断面図である。

尚、車載入力装置３００の構成要素で、車載入力装置１００の構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を用いる。また、同一の符号を用いている構成要素については詳細な説明を省略する。

車載入力装置３００も、図２に示すように、車両のステアリングホイール６０の中央部６０ａにおけるハンドル部６０ｂに近い左側又は右側の、操作者が操作しやすい位置に取り付けられる。車載入力装置３００は、タッチパネル３０によって構成されている。

タッチパネル３０は、図９に示すように、上側から操作シート３５、抑制層１４、上部電極１３ａ及び絶縁層１３ｂを有した上部シート１３、スペーサ部３２、下部電極１１ａを有した下部シート１１、及び下側抑制層１６によって構成されている。

図８に示すように、タッチパネル３０の操作シート３５の上面は操作面３５ａとなっており、操作面３５ａには、複数の第３操作領域３５ｂが手前側から奥側の方向（Ｙ方向）に並んで設けられている。複数の第３操作領域３５ｂは、互いにそれぞれ比較的近い距離を隔てて設けられている。本実施形態では、複数の第３操作領域３５ｂは、互いの間の距離を狭めるため、平面視で、手前側から奥側に向かう辺（Ｙ方向の辺）が短い長方形形状をしている。

車載入力装置３００では、図９に示すように、複数の第３操作領域３５ｂそれぞれを、操作面３５ａから上方向に突出する凸部３５ｃとしている。従って、第３操作領域３５ｂを押圧操作する際には、操作面３５ａより高い位置にある凸部３５ｃの上面を押圧することになる。凸部３５ｃは、シリコーン樹脂等の柔らかい樹脂を操作面上に印刷や塗布等で形成したものであってもよいし、開口部内に流体を充填して操作シート１５が凸状に盛り上げられたことで形成したものであってもよい。

スペーサ部３２は、図９に示すように、下部シート１１と上部電極１３ａとの間に設けられている。スペーサ部３２は、下部シート１１と上部電極１３ａとの間に挟まれるように形成された絶縁材部３２ｂと、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間に設けられると共に、平面視で操作領域２５ｂと重なる部分に形成された第３開口部３２ａと、によって構成されている。従って、各第３開口部３２ａそれぞれの間は絶縁材部３２ｂによって区画される。尚、スペーサ部３２の絶縁材部３２ｂと各第３開口部３２ａそれぞれの製造方法については、車載入力装置１００のスペーサ部１２の絶縁材部１２ｂと開口部１２ａの製造方法と同様である。

スペーサ部３２の、車載入力装置１００におけるスペーサ部１２に対し基本的に異なる点は、図９に示すように、複数の第３開口部３２ａそれぞれの内部に弾性部材３９が充填されていることである。弾性部材３９は、柔らかい樹脂で構成されており、第３操作領域３５ｂを押圧した際に、押圧力が、操作シート３５、抑制層１４及び上部シート１３に伝わって上部電極１３ａを適度に湾曲変形させるように、その材料の粘度が設定されている。尚、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間には、弾性部材３９を介して静電容量Ｃ３が形成される。弾性部材３９は誘電体として働くため、弾性部材３９が無い場合に比べて、静電容量Ｃ３の容量値を大きくすることができる。従って、静電容量Ｃ３の容量値の変化量も、弾性部材３９が無い場合に比べて大きくすることができる。

車載入力装置３００では、例えば、最初に、図８に示す複数の第３操作領域３５ｂのうちの、中央にある第３操作領域３５ｂ、即ち中央の凸部３５ｃを操作者の手指６５によって押圧し、その後、操作者の手指６５を奥側の方向（＋Ｙ方向）へスライドさせながら、その他の複数の第３操作領域３５ｂを押圧していく。逆に、最初に、複数の第３操作領域３５ｂのうちの、中央にある第３操作領域３５ｂを操作者の手指６５によって押圧し、その後、操作者の手指６５を手前の方向（−Ｙ方向）へスライドさせながら、その他の複数の第３操作領域３５ｂを押圧していくこともできる。

このように操作することによって、操作者の手指６５による押圧力が、複数の第３操作領域３５ｂそれぞれに移動するので、複数の第３操作領域３５ｂを、移動スピードの速いスライド操作用に用いることができる。例えば、車載オーディオの音量ボリュームを連続的に素早く可変させることができる。

また、スペーサ部３２の複数の第３開口部３２ａそれぞれに弾性部材３９を充填させることによって、複数の第３開口部３２ａそれぞれの幅、即ち長方形形状をした第３開口部３２ａそれぞれの短辺の寸法をより小さくすることを可能にしている。その結果、第３操作領域３５ｂの幅をより小さくすることができる。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

車載入力装置１００は、操作者の手指６５によるタッチパネル１０への接触ではなく、
操作者の手指６５によって操作領域１５ｂが押圧された時にのみ入力操作を検知するので、操作者が手袋を着用していても操作が可能となると共に、操作者と上部電極１３ａとの間に形成される静電容量Ｃ０を抑制する抑制層１４を設けたため、運転操作時の無意識な手指の動作による誤操作を防止することができる。また、ステアリングホイール６０の旋回操作時でもタッチパネル１０の操作領域１５ｂを押圧することができるため、ステアリングホイール６０の操作状態に関わらずに入力操作することが可能となる。

また、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの接触による第１検知手段と、下部電極１１ａと上部電極１３ａとの間の静電容量Ｃ０の変化による第２検知手段と、の２つの異なる検知手段を、操作領域１５ｂへの押圧力の違いによって使い分けることができる。

また、第１検知手段によるスイッチ操作と第２検知手段によるスライド操作とを組み合わせることができるため、種々の操作が容易に可能となる。

また、車載入力装置２００は、第１操作領域２５ｂが第１検知手段として操作された後の所定時間内に第２操作領域２５ｃが第２検知手段として操作された時に、フリック操作されたと判定するので、フリック操作を容易に行うことができる。

また、車載入力装置３００は、複数の第３開口部３２ａそれぞれの、操作する方向の幅をより小さくすることができるため、経年変化によって操作シート３５がだれることによる操作への影響を小さくすることができる。また、第３操作領域３５ｂを操作面３５ａから上方向に突出する凸部３５ｃとしたことによって、操作する方向の第３操作領域３５ｂの幅が小さくても操作が可能となると共に、操作者がタッチパネル３０を目視する必要が無いため、操作の安全性が向上する。

また、車載入力装置１１０は、接点部材１９を設けたことによって、操作領域１５を軽く押圧しても操作することが可能となる。特に、押圧力をより必要とする第１検知手段を用いる際に、より有効となる。

以上説明したように、本発明の車載入力装置は、操作者の手指によるタッチパネルへの接触ではなく、操作者の手指によって操作領域が押圧された時にのみ入力操作を検知するので、操作者が手袋を着用していても操作が可能となると共に、操作者と上部電極との間に形成される静電容量を抑制する抑制層を設けたため、運転操作時の無意識な手指の動作による誤操作を防止することができる。また、ステアリングホイールの旋回操作時でもタッチパネルの操作領域を押圧することができるため、ステアリングホイールの操作状態に関わらずに入力操作することが可能となる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば、接点部材１９を第１実施形態の車載入力装置１００の変形例として適用したが、接点部材１９を車載入力装置２００及び車載入力装置３００に適用しても良い。

１０ タッチパネル
１１ 下部シート
１１ａ 下部電極
１２ スペーサ部
１２ａ 開口部
１２ｂ 絶縁材部
１３ 上部シート
１３ａ 上部電極
１３ｂ 絶縁層
１４ 抑制層
１４ａ シールド層
１５ 操作シート
１５ａ 操作面
１５ｂ 操作領域
１６ 下側抑制層
１６ａ 下側シールド層
１８ タッチパネル
１９ 接点部材
２０ タッチパネル
２２ スペーサ部
２２ａ 第１開口部
２２ｂ 第２開口部
２２ｃ 絶縁材部
２５ 操作シート
２５ａ 操作面
２５ｂ 第１操作領域
２５ｃ 第２操作領域
３０ タッチパネル
３２ スペーサ部
３２ａ 第３開口部
３２ｂ 絶縁材部
３５ 操作シート
３５ａ 操作面
３５ｂ 第３操作領域
３５ｃ 凸部
３９ 弾性部材
６０ ステアリングホイール
６０ａ 中央部
６０ｂ ハンドル部
６５ 操作者の手指
１００ 車載入力装置
１１０ 車載入力装置
２００ 車載入力装置
３００ 車載入力装置
Ｃ０ 静電容量
Ｃ１ 静電容量
Ｃ２ 静電容量
Ｃ３ 静電容量

Claims (6)

1. 下部電極と、前記下部電極に対向するように設けられた上部電極と、前記下部電極と前記上部電極との間に設けられたスペーサ部材と、を有したタッチパネルを備え、前記下部電極と前記上部電極との間の静電容量を検知可能な車載入力装置であって、
   前記上部電極の上側には複数の操作領域を有する操作面が設けられていて、
   前記スペーサ部材には、平面視で前記操作領域と重なる部分に開口部が形成されており、前記操作面と前記上部電極との間、又は前記操作面の上面に、操作者と前記上部電極との間に静電容量が形成されることを抑制する層であって前記上部電極と別個の抑制層が設けられ、
   前記操作領域が操作者によって押圧された時にのみ、前記下部電極と前記上部電極との間の距離の変化に基づいて入力操作を検知する、
   ことを特徴とする車載入力装置。
2. 前記操作領域が操作者によって押圧され、前記下部電極と前記上部電極とが接触した時に入力操作を検知する第１検知手段と、
   前記操作領域が操作者によって押圧された時に、前記下部電極と前記上部電極との間の距離の変化に伴う静電容量の変化に基づいて入力操作を検知する第２検知手段と、を用いることが可能である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の車載入力装置。
3. 前記第１検知手段によって前記操作領域のスイッチ操作を検知し、前記第２検知手段によって前記操作領域のスライド操作を検知する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の車載入力装置。
4. 前記操作面に第１操作領域と第２操作領域とを設けると共に、前記スペーサ部材に、前記第１操作領域に対応した第１開口部と前記第２操作領域に対応した第２開口部とを設け、
   前記第１操作領域が操作された後の所定時間内に前記第２操作領域が操作された時に、フリック操作されたと判定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の車載入力装置。
5. 前記操作面に複数の第３操作領域を設けると共に、前記スペーサ部材に、複数の前記第３操作領域それぞれに対応した第３開口部を設け、
   複数の前記第３開口部それぞれに弾性部材を充填すると共に、複数の前記第３操作領域それぞれを、前記操作面から上方向に突出する凸部とした、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車載入力装置。
6. 前記下部電極と前記上部電極との対向する面の少なくとも１つの面に、前記開口部へ突出する導電性を有する接点部材を設けた、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の車載入力装置。

Images