JP7286655B2 - 操作装置 - Google Patents
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Description
本発明は、操作装置および操作部に関する。
従来、例えば、ゲーム機や自動車等において、操作レバーによる傾倒操作を行うことが可能な操作装置が用いられている（例えば、下記特許文献１参照）。
しかしながら、上記特許文献１の技術は、操作レバー部にスティックと指などの操作体の近接を検出するセンサが配置されているが、可動部に近接回路が配置されているので部材配置の自由度や長寿命化が損なう恐れがあった。
一実施形態の操作装置は、操作装置は、表面に導電部を有する筐体と、操作体による操作に基づいて移動可能に前記筐体によって支持され、前記操作体および前記導電部の各々に対して容量結合可能な操作部と、前記導電部における静電容量の変化に基づいて、前記操作部に対する前記操作体の近接状態を検出する検出部とを備える。
一実施形態によれば、スティックなどの可動部に指近接回路を配置しないため、部材配置の自由度向上や長寿命化を図ることができる。
以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。なお、以降の説明では、便宜上、図中Ｚ軸方向を、上下方向とし、図中Ｘ軸方向を、前後方向とし、図中Ｙ軸方向を、左右方向とする。
（操作装置１００の概要）
図１は、一実施形態に係る操作装置１００の外観斜視図である。図１に示す操作装置１００は、操作体１０による操作レバー１２０（「操作部」の一例）の傾倒操作が可能な装置である。例えば、操作装置１００は、ゲーム機、車載機等の操作対象装置２０に搭載され、当該操作対象装置２０に対する各種アプリケーション操作を行うために用いられる。図１に示すように、操作装置１００は、筐体１１０の上部に操作レバー１２０が設けられている。操作レバー１２０は、操作体１０により、前後方向（Ｘ軸方向）および左右方向（Ｙ軸方向）に傾倒操作可能である。なお、図１では、操作体１０として操作者の指を示しているが、これに限らない。
図１は、一実施形態に係る操作装置１００の外観斜視図である。図１に示す操作装置１００は、操作体１０による操作レバー１２０（「操作部」の一例）の傾倒操作が可能な装置である。例えば、操作装置１００は、ゲーム機、車載機等の操作対象装置２０に搭載され、当該操作対象装置２０に対する各種アプリケーション操作を行うために用いられる。図１に示すように、操作装置１００は、筐体１１０の上部に操作レバー１２０が設けられている。操作レバー１２０は、操作体１０により、前後方向（Ｘ軸方向）および左右方向（Ｙ軸方向）に傾倒操作可能である。なお、図１では、操作体１０として操作者の指を示しているが、これに限らない。
（操作装置１００の構成）
図２は、一実施形態に係る操作装置１００の分解斜視図である。図３Ａおよび図３Ｂは、一実施形態に係る操作装置１００のＹＺ平面による断面図（第１例および第２例）である。図２および図３に示すように、操作装置１００は、筐体１１０、操作レバー１２０、エンコーダ１３２、エンコーダ１３４、基板１３５、および制御回路１４０を備えている。
図２は、一実施形態に係る操作装置１００の分解斜視図である。図３Ａおよび図３Ｂは、一実施形態に係る操作装置１００のＹＺ平面による断面図（第１例および第２例）である。図２および図３に示すように、操作装置１００は、筐体１１０、操作レバー１２０、エンコーダ１３２、エンコーダ１３４、基板１３５、および制御回路１４０を備えている。
筐体１１０は、概ね直方体をなす箱状の部材である。筐体１１０は、操作レバー１２０を傾倒操作可能に支持する。筐体１１０は、その表面（フレーム部）が、導電性を有する素材（例えば、金属板）から形成される。これにより、筐体１１０は、その表面の全体が「導電部」として機能する。筐体１１０は、操作レバー１２０の操作ノブ１２４によって外周が取り囲まれる。これにより、筐体１１０は、その表面において、操作ノブ１２４と容量結合できるようになっている。
操作レバー１２０は、前後方向（Ｘ軸方向）および左右方向（Ｙ軸方向）に傾倒操作可能であり、軸部１２２および操作ノブ１２４を備えている。軸部１２２は、筐体１１０の上面に形成された開口１１０Ａ内において上方に立設された棒状の部材である。軸部１２２は、筐体１１０によって、前後方向（Ｘ軸方向）および左右方向（Ｙ軸方向）に傾倒操作可能に支持されている。なお、軸部１２２は、操作体１０による操作から解放されると、バネ等の復帰手段により、自動的に中立位置に復帰するようになっている。操作ノブ１２４は、軸部１２２の先端に取り付けられる。
操作ノブ１２４は、軸部１２２に取り付けられることにより、操作体１０による接触面積を拡大し、操作容易性を高めることができる部材である。操作ノブ１２４は、比較的硬質な素材（例えば、樹脂、シリコン、ゴム等）が用いられる。
操作ノブ１２４は、操作部１２４Ａおよび傘状部１２４Ｂを有している。操作部１２４Ａは、軸部１２２の先端に取り付けられて、操作体１０による接触操作がなされる部分である。操作部１２４Ａは、概ね楕円体をなしているが、その他の形状（例えば、球状、平板状等）であってもよい。傘状部１２４Ｂは、操作部１２４Ａの下部の外周に沿って、操作部１２４Ａから外側且つ下方に湾曲して延在する部分である。傘状部１２４Ｂは、筐体１１０の表面と近接して、筐体１１０の外周を取り囲む形状を有している。
図３Ａに示すように、操作ノブ１２４の表面には、導電層１２４Ｃが形成されている。例えば、導電層１２４Ｃは、操作ノブ１２４の表面に導電性を有する塗料（例えば、カーボンを含有する塗料）を塗装することにより形成することができる。これにより、操作ノブ１２４は、表面の全体が導電性を有するものとなり、操作体１０および筐体１１０の各々と容量結合できるようになる。具体的には、操作ノブ１２４は、操作部１２４Ａ（「第１の容量結合部」）において、当該操作部１２４Ａに近接した操作体１０と容量結合することができる。また、操作ノブ１２４は、傘状部１２４Ｂ（「第２の容量結合部」）において、当該傘状部１２４Ｂと近接する筐体１１０の表面と容量結合することができる。
また、図３Ｂに示すように、操作ノブ１２４の表面に形成された導電層１２４Ｃの上に絶縁層１２４Ｄ（例えば、エラストマー等）が重ねて形成されていてもよい。または、操作ノブ１２４自体が導電体であり、操作ノブ１２４の表面に絶縁層１２４Ｄが形成されていてもよい。この場合、操作ノブ１２４は、導電層１２４Ｃを有しなくてもよい。これにより、操作ノブ１２４は、操作体１０および筐体１１０の各々と容量結合できるようになるとともに、操作ノブ１２４の表面に形成された絶縁層１２４Ｄにより容量結合の検出安定性が図れる。なお、絶縁層１２４Ｄは導電層１２４Ｃを全て覆うものであってもよく、導電層１２４Ｃのうち操作体によって操作される領域のみを覆うものであってもよい。
エンコーダ１３２およびエンコーダ１３４は、筐体１１０の側面に取り付けられる。エンコーダ１３２は、操作レバー１２０のＸ軸方向の操作量（Ｘ軸方向に回転する回転軸１１２の回転量）を検出し、当該Ｘ軸方向の操作量に応じた操作信号（アナログ信号）を出力する。エンコーダ１３４は、操作レバー１２０のＹ軸方向の操作量（Ｙ軸方向に回転する回転軸１１４の回転量）を検出し、当該Ｙ軸方向の操作量に応じた操作信号（アナログ信号）を出力する。エンコーダ１３２，エンコーダ１３４としては、例えば、光学式のロータリエンコーダが用いられる。
基板１３５は、その上面において、筐体１１０および制御回路１４０が実装される平板状の部材である。基板１３５としては、例えば、ＰＷＢ（Printed Wired Board）、ＰＣＢ（Printed Circuit Board）等のリジッド基板が用いられる。
制御回路１４０は、配線、金属端子等（図示省略）を介して、筐体１１０の表面およびエンコーダ１３２，１３４の各々と電気的に接続される。制御回路１４０は、操作装置１００の各種制御（例えば、筐体１１０の表面の駆動、筐体１１０の表面における静電容量検出、エンコーダ１３２，１３４からの操作信号の取得、操作対象装置２０への操作信号の出力、操作信号の処理等）を行う。制御回路１４０は、図４で後述する各機能を実現するため、ＩＣ（Integrated Circuit）、駆動回路、ＡＤ（Analog Digital）コンバータ等を備えて構成される。
（操作装置１００の電気的接続構成）
図４は、一実施形態に係る操作装置１００の電気的接続構成を示すブロック図である。図４に示すように、操作ノブ１２４は、表面に導電層１２４Ｃを有することにより、筐体１１０の表面および操作体１０の各々と容量結合することができる。これにより、筐体１１０の表面における静電容量は、操作ノブ１２４に対する操作体１０の近接状態に応じて変化するようになっている。制御回路１４０は、筐体１１０の表面と配線等を介して電気的に接続されている。これにより、制御回路１４０は、筐体１１０の表面に交流電圧を印加することによって、筐体１１０の表面を検出電極として駆動することができる。そして、制御回路１４０は、筐体１１０の表面における静電容量の変化に応じた電流値を検出し、この電流値に基づいて操作体１０の近接状態を判定することができる。また、制御回路１４０は、エンコーダ１３２，１３４および操作対象装置２０と配線等を介して電気的に接続されている。これにより、制御回路１４０は、エンコーダ１３２，１３４から出力された操作信号を受信し、当該操作信号に対する各種処理（例えば、アナログ－デジタル変換処理、操作位置の補正処理等）を行った後、当該操作信号を操作対象装置２０へ出力することができる。
図４は、一実施形態に係る操作装置１００の電気的接続構成を示すブロック図である。図４に示すように、操作ノブ１２４は、表面に導電層１２４Ｃを有することにより、筐体１１０の表面および操作体１０の各々と容量結合することができる。これにより、筐体１１０の表面における静電容量は、操作ノブ１２４に対する操作体１０の近接状態に応じて変化するようになっている。制御回路１４０は、筐体１１０の表面と配線等を介して電気的に接続されている。これにより、制御回路１４０は、筐体１１０の表面に交流電圧を印加することによって、筐体１１０の表面を検出電極として駆動することができる。そして、制御回路１４０は、筐体１１０の表面における静電容量の変化に応じた電流値を検出し、この電流値に基づいて操作体１０の近接状態を判定することができる。また、制御回路１４０は、エンコーダ１３２，１３４および操作対象装置２０と配線等を介して電気的に接続されている。これにより、制御回路１４０は、エンコーダ１３２，１３４から出力された操作信号を受信し、当該操作信号に対する各種処理（例えば、アナログ－デジタル変換処理、操作位置の補正処理等）を行った後、当該操作信号を操作対象装置２０へ出力することができる。
（制御回路１４０の機能構成）
図５は、一実施形態に係る制御回路１４０の機能構成を示すブロック図である。図５に示すように、制御回路１４０は、駆動部１４２、ＡＤ変換部１４３、検出部１４４、取得部１４６、ＡＤ変換部１４７、および出力部１５４を備える。
図５は、一実施形態に係る制御回路１４０の機能構成を示すブロック図である。図５に示すように、制御回路１４０は、駆動部１４２、ＡＤ変換部１４３、検出部１４４、取得部１４６、ＡＤ変換部１４７、および出力部１５４を備える。
駆動部１４２は、筐体１１０の表面に交流電圧を印加することにより、筐体１１０の表面を検出電極として駆動する。ＡＤ変換部１４３は、駆動部１４２によって駆動された筐体１１０の表面における電流値を示すアナログ信号を、デジタル信号へ変換する。
検出部１４４は、駆動部１４２によって駆動された筐体１１０の表面における電流値（ＡＤ変換部１４３によるＡＤ変換後の電流値）の変化に基づいて、操作ノブ１２４に対する操作体１０の近接状態を検出する。筐体１１０の表面における静電容量は、操作ノブ１２４に対する操作体１０の近接状態が変化すると、筐体１１０の表面における静電容量が変化し、よって、筐体１１０の表面における電流値が変化する。具体的には、操作体１０が操作ノブ１２４に近づくにつれて、筐体１１０の表面における電流値が高まる。したがって、検出部１４４は、筐体１１０の表面における電流値に基づいて、操作ノブ１２４に対する操作体１０の近接状態を検出することができる。例えば、検出部１４４は、筐体１１０の表面における電流値が所定の閾値ｔｈ１未満の場合、操作体１０が近接していないと判断し、筐体１１０の表面における電流値が所定の閾値ｔｈ１以上の場合、操作体１０が近接していると判断する。なお、所定の閾値ｔｈ１としては、例えば、操作体１０の近接状態を判別可能な好適な値が、メモリに予め格納されている。所定の閾値ｔｈ１は、外部の情報処理装置から値の変更が可能であってもよい。
取得部１４６は、操作レバー１２０の操作に応じた操作信号（アナログ信号）を、エンコーダ１３２，１３４から取得する。具体的には、取得部１４６は、操作レバー１２０のＸ軸方向の操作量に応じた操作信号を、エンコーダ１３２から取得する。また、取得部１４６は、操作レバー１２０のＹ軸方向の操作量に応じた操作信号を、エンコーダ１３４から取得する。ＡＤ変換部１４７は、取得部１４６によって取得された操作信号（アナログ信号）を、デジタル信号へ変換する。
出力部１５４は、操作信号を、操作対象装置２０へ出力する。操作対象装置２０は、出力部１５４から出力された操作信号により、操作対象のアプリケーションの操作を高精度に行うことができる。
以上説明したように、本実施形態の操作装置１００は、可動部分である操作レバー１２０ではなく、固定部分である筐体１１０の表面に対し、静電容量検出のための電気的接続を行う構成とした。これにより、本実施形態の操作装置１００によれば、製造過程における電気的接続を比較的容易に行うことができるうえに、電気的接続部分の耐久性を高めることができる。また、配線等の電気的接続部材が操作レバー１２０の動きに干渉しないため、操作レバー１２０の操作性を向上することができる。
また、本実施形態の操作装置１００は、操作レバー１２０の表面に導電層１２４Ｃを形成することにより、操作レバー１２０を操作体１０および筐体１１０に容量結合できるようにした。これにより、本実施形態の操作装置１００は、例えば、操作レバー１２０の形状や素材を問わず、また、操作レバー１２０の形状や素材を設計変更することなく、操作レバー１２０を容易に操作体１０および筐体１１０に容量結合可能とすることができる。
また、本実施形態の操作装置１００は、操作ノブ１２４を、操作体１０による操作がなされる操作部１２４Ａと、操作部１２４Ａから下方に延在し、筐体１１０の外周を取り囲む傘状部１２４Ｂとを有するものとした。これにより、本実施形態の操作装置１００は、操作ノブ１２４の部品点数を増加させることなく、操作ノブ１２４を操作体１０および筐体１１０の双方に効率的に容量結合させることができる。
また、本実施形態の操作装置１００は、筐体１１０の表面を構成するフレーム部を、静電容量を検出するための導電部として用いるようにした。これにより、本実施形態の操作装置１００は、筐体１１０の部品点数を増加させることなく、筐体１１０における静電容量の変化を検出することができる。
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。
例えば、操作レバーは、少なくとも操作体および筐体と容量結合可能であればよく、実施形態で説明した構成に限らない。
例えば、操作レバーは、操作ノブと軸部とが一体的に形成されたものであってもよい。また、操作ノブにおいて、導電層の代わりに、導電性を有する部材（例えば、電線等）を表面または内部に設けるようにしてもよい。
また、操作ノブを、導電性を有する素材を用いて形成するようにしてもよい。この場合、操作ノブは、全体的に導電性を有するものとなるため、表面に導電層を有しなくともよい。
また、実施形態では、操作レバーの表面の全部に導電性を形成するようにしているが、これに限らず、操作体および筐体と容量結合可能であれば、操作レバーの表面の一部に導電層を形成するようにしてもよい。
また、実施形態では、筐体の表面の全体を、導電性を有する素材を用いて「導電部」としているが、これに限らず、筐体の表面の一部を、導電性を有する素材を用いて「導電部」としてもよい。例えば、筐体の表面に金属板を取り付け、これを「導電部」としてもよい。
また、実施形態では、本発明をＸ軸方向およびＹ軸方向の双方に傾倒操作可能な操作レバーに適用したが、これに限らず、発明は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向のいずれか一方に傾倒操作可能な操作レバーにも適用可能である。
〔第２実施形態〕
次に、図６を参照して、第２実施形態を説明する。第２実施形態では、本発明をプッシュスイッチに適用する例を説明する。図６は、第２実施形態に係るプッシュスイッチ２００の断面図である。
次に、図６を参照して、第２実施形態を説明する。第２実施形態では、本発明をプッシュスイッチに適用する例を説明する。図６は、第２実施形態に係るプッシュスイッチ２００の断面図である。
図６に示すように、プッシュスイッチ２００は、筐体２０１、押圧操作部材２０２、ラバーコンタクト２０３、固定接点２０４Ａ，２０４Ｂ、および可動接点２０５を備える。
筐体２０１は、各構成部品（ラバーコンタクト２０３および固定接点２０４Ａ，２０４Ｂ）を保持する。筐体２０１の表面は、導電性素材（例えば、金属板）が用いられて形成される導電部２０１Ａによって覆われている。筐体２０１の上面における中央部には、固定接点２０４Ａ，２０４Ｂが並べて設けられている。
押圧操作部材２０２は、操作者による押圧操作がなされる部材である。押圧操作部材２０２は、操作部２０２Ａ、フランジ部２０２Ｂ、および側壁部２０２Ｃを有する。操作部２０２Ａは、操作者による押圧操作がなされる円柱状の部分である。操作部２０２Ａは、その底面において、ラバーコンタクト２０３（中央部２０３Ａの上面）に固定される。フランジ部２０２Ｂは、操作部２０２Ａの外周側面に沿って、当該外周側面の下端部から外側に拡大して設けられた水平部分である。側壁部２０２Ｃは、フランジ部２０２Ｂの外周縁部に沿って、当該外周縁部から下方に垂下して設けられた壁状の部分である。
ラバーコンタクト２０３は、筐体２０１の上面に設けられている。ラバーコンタクト２０３は、中央部２０３Ａおよび脚部２０３Ｂを有する。ラバーコンタクト２０３は、ゴム、シリコン等の弾性素材が用いられて形成される。中央部２０３Ａは、その上面に押圧操作部材２０２が固定されることにより、押圧操作部材２０２とともに上下移動する部分である。中央部２０３Ａの底面には、可動接点２０５が設けられている。中央部２０３Ａは、その外周側面において、脚部２０３Ｂによって支持されている。中央部２０３Ａは、押圧操作部材２０２の押圧操作がなされたとき、脚部２０３Ｂが弾性変形することによって下方へ移動する。これにより、中央部２０３Ａは、可動接点２０５を固定接点２０４Ａ，２０４Ｂの各々と導通させることができる。
このように構成されたプッシュスイッチ２００は、操作者による押圧操作がなされていないとき、図６に示すように、押圧操作部材２０２が初期位置に位置している。このとき、可動接点２０５が、固定接点２０４Ａ，２０４Ｂから離間している。このため、プッシュスイッチ２００は、固定接点２０４Ａと固定接点２０４Ｂとが互いに導通していないオフ状態となる。
一方、プッシュスイッチ２００は、操作者による押圧操作がなされたとき、押圧操作部材２０２が下方へ移動するとともに、ラバーコンタクト２０３の脚部２０３Ｂが弾性変形することにより、ラバーコンタクト２０３の中央部２０３Ａが下方へ移動する。これにより、可動接点２０５が、固定接点２０４Ａ，２０４Ｂと接触する。その結果、プッシュスイッチ２００は、固定接点２０４Ａと固定接点２０４Ｂとが互いに導通したオン状態となる。
さらに、プッシュスイッチ２００は、操作者による押圧操作が解除されたとき、脚部２０３Ｂの弾性復帰力により、押圧操作部材２０２が初期位置に復帰する。これにより、プッシュスイッチ２００は、図６に示すように、固定接点２０４Ａと固定接点２０４Ｂとが互いに導通していないオフ状態となる。
ここで、押圧操作部材２０２は、筐体２０１の側面から一定距離離間し、且つ、筐体３０１の側面と並行に設けられた、側壁部２０２Ｃを有する。側壁部２０２Ｃは、押圧操作部材２０２の押圧操作に伴って、筐体３０１の側面の側方で、上下移動する。また、押圧操作部材２０２は、側壁部２０２Ｃを含めて、導電性素材（例えば、導電性樹脂）が用いられて形成されている。そして、筐体２０１の側面は、導電性を有する素材が用いられて形成される導電部２０１Ａによって覆われている。これにより、第２実施形態に係るプッシュスイッチ２００は、押圧操作部材２０２を、操作体（例えば、ユーザの指）および筐体２０１の側面の各々と容量結合させることができる。ここで、押圧操作部材２０２では、操作部２０２Ａが、「操作体と容量結合可能な第１の容量結合部」に相当し、側壁部２０２Ｃが、「筐体が有する導電部と容量結合可能な第２の容量結合部」に相当する。このため、第２実施形態に係るプッシュスイッチ２００は、第１実施形態と同様に、筐体２０１の側面（導電部２０１Ａ）を検出電極として駆動して、筐体２０１の側面における静電容量の変化に応じた電流値を検出することにより、この電流値に基づいて操作体の近接状態を判定することができる。したがって、第２実施形態に係るプッシュスイッチ２００によれば、可動部である押圧操作部材２０２に指近接回路を配置しないため、部材配置の自由度向上や長寿命化を図ることができる。
なお、プッシュスイッチ２００は、押圧操作部材２０２の操作量に応じて、側壁部２０２Ｃと、導電部２０１Ａとの重なる面積が変化する。これにより、プッシュスイッチ２００は、押圧操作部材２０２の操作量に応じて、導電部２０１Ａにおける静電容量が変化する構成となっている。
〔第３実施形態〕
次に、図７Ａおよび図７Ｂを参照して、第３実施形態を説明する。第３実施形態では、本発明をスライドスイッチに適用する例を説明する。図７Ａおよび図７Ｂは、第３実施形態に係るスライドスイッチ３００の平面図である。
次に、図７Ａおよび図７Ｂを参照して、第３実施形態を説明する。第３実施形態では、本発明をスライドスイッチに適用する例を説明する。図７Ａおよび図７Ｂは、第３実施形態に係るスライドスイッチ３００の平面図である。
図７Ａおよび図７Ｂに示すスライドスイッチ３００は、いわゆるセルフリターン型スライドスイッチである。図７Ａおよび図７Ｂに示すように、スライドスイッチ３００は、筐体３０１、固定接点３０２Ａ，３０２Ｂ、接続端子３０３Ａ，３０３Ｂ、コイルばね３０４、可動接点３０５、保持部材３０７、およびスライド操作部材３０８を備える。なお、スライドスイッチ３００は、筐体３０１の収容空間３０１Ａの上部開口を覆う蓋部材（図示省略）を備えているが、図７Ａおよび図７Ｂでは、蓋部材が取り外された状態のスライドスイッチ３００を示している。
筐体３０１は、各構成部品（固定接点３０２Ａ，３０２Ｂ、接続端子３０３Ａ，３０３Ｂ、コイルばね３０４、可動接点３０５、保持部材３０７、およびスライド操作部材３０８）を収容および保持する。
スライド操作部材３０８は、筐体３０１に対し、操作者によるスライド操作に伴って、Ｘ軸方向にスライド移動可能に設けられている。
保持部材３０７は、筐体３０１の収容空間３０１Ａ内に設けられており、可動接点３０５を保持する。保持部材３０７は、スライド操作部材３０８とともに、Ｘ軸方向にスライド移動する。
コイルばね３０４は、保持部材３０７のＸ軸正側において、Ｘ軸方向に弾性変形可能に設けられている。コイルばね３０４は、保持部材３０７およびスライド操作部材３０８をＸ軸負側に付勢する。これにより、コイルばね３０４は、操作者によるスライド操作が解除されたとき、スライド操作部材３０８を、初期位置に復帰させることができる。コイルばね３０４のＸ軸正側の端部は、固定接点３０２Ａに当接している。コイルばね３０４のＸ軸負側の端部は、可動接点３０５に当接している。
可動接点３０５は、保持部材３０７によって保持されており、保持部材３０７とともに、Ｘ軸方向にスライド移動する。可動接点３０５は、導電性を有する素材が用いられて形成される。可動接点３０５は、コイルばね３０４のＸ軸負側の端部に当接しており、コイルばね３０４を介して、固定接点３０２Ａに導通している。可動接点３０５は、保持部材３０７の下側に接点部３０５Ａを有する。可動接点３０５は、操作者によるスライド操作に伴って、Ｘ軸正方向にスライド移動することにより、その接点部３０５Ａが、固定接点３０２Ｂと導通する（図７Ｂ参照）。これにより、スライドスイッチ３００は、オン状態となる。一方、可動接点３０５は、操作者によるスライド操作の解除に伴って、Ｘ軸負方向にスライド移動することにより、その接点部３０５Ａと固定接点３０２Ｂとの導通が解除される（図７Ａ参照）。これにより、スライドスイッチ３００は、オフ状態となる。
接続端子３０３Ａ，３０３Ｂは、筐体３０１の側面に設けられており、外部（スライドスイッチ３００によるスイッチ操作の対象）に接続される。接続端子３０３Ａ，３０３Ｂは、導電性を有する素材が用いられて形成される。接続端子３０３Ａは、固定接点３０２Ａと導通している。接続端子３０３Ｂは、固定接点３０２Ｂと導通している。
固定接点３０２Ａは、筐体３０１の収容空間３０１Ａ内において、コイルばね３０４のＸ軸正側の端部に当接して設けられている。固定接点３０２Ｂは、筐体３０１の収容空間３０１Ａ内において、保持部材３０７の下側に設けられている。固定接点３０２Ａ，３０２Ｂは、導電性を有する素材が用いられて形成される。
このように構成されたスライドスイッチ３００は、操作者によるスライド操作がなされていないとき、図７Ａに示すように、コイルばね３０４の付勢力により、スライド操作部材３０８が初期位置に位置している。このとき、可動接点３０５の接点部３０５Ａと、固定接点３０２Ｂとが互いに導通してなく、よって、固定接点３０２Ａと固定接点３０２Ｂとが、互いに導通していない状態（すなわち、オフ状態）となる。
一方、スライドスイッチ３００は、操作者によるスライド操作がなされたとき、図７Ｂに示すように、スライド操作部材３０８とともに、可動接点３０５がＸ軸正方向へスライド移動する。これにより、可動接点３０５の接点部３０５Ａと、固定接点３０２Ｂとが互いに導通し、よって、固定接点３０２Ａと固定接点３０２Ｂとが、可動接点３０５およびコイルばね３０４を介して、互いに導通した状態（すなわち、オン状態）となる。
さらに、操作者によるスライド操作が解除されたとき、コイルばね３０４の付勢力により、スライド操作部材３０８が初期位置に復帰する。これにより、スライドスイッチ３００は、図７Ａに示すように、固定接点３０２Ａと固定接点３０２Ｂとが、互いに導通していない状態（すなわち、オフ状態）となる。
ここで、スライド操作部材３０８は、筐体３０１の側面から一定距離離間し、且つ、筐体３０１の側面と並行に設けられた、平板状の容量結合部３０８Ａを有する。また、スライド操作部材３０８は、容量結合部３０８Ａを含めて、導電性素材（例えば、導電性樹脂）が用いられて形成されている。そして、筐体３０１の少なくとも容量結合部３０８Ａと対向する側面には、導電性を有する導電部３０１Ｂを有する。これにより、第３実施形態に係るスライドスイッチ３００は、スライド操作部材３０８を、操作体（例えば、ユーザの指）および筐体３０１の表面の各々と容量結合させることができる。ここで、スライド操作部材３０８では、筐体３０１の側面から突出している部分が、「操作体と容量結合可能な第１の容量結合部」に相当し、容量結合部３０８Ａが、「筐体が有する導電部と容量結合可能な第２の容量結合部」に相当する。このため、第３実施形態に係るスライドスイッチ３００は、第１実施形態と同様に、筐体３０１の表面（導電部３０１Ｂ）を検出電極として駆動して、筐体３０１の表面における静電容量の変化に応じた電流値を検出することにより、この電流値に基づいて操作体の近接状態を判定することができる。したがって、第３実施形態に係るスライドスイッチ３００によれば、可動部であるスライド操作部材３０８に指近接回路を配置しないため、部材配置の自由度向上や長寿命化を図ることができる。
なお、スライドスイッチ３００は、スライド操作部材３０８の操作量に応じて、容量結合部３０８Ａと導電部３０１Ｂとの重なる面積が変化する構成とすることができる。これにより、スライドスイッチ３００は、スライド操作部材３０８の操作量に応じて、導電部３０１Ｂにおける静電容量が変化する構成とすることができる。
〔第４実施形態〕
次に、図８を参照して、第４実施形態を説明する。第４実施形態では、本発明をロータリースイッチに適用する例を説明する。図８は、第４実施形態に係るロータリースイッチ４００の断面図である。
次に、図８を参照して、第４実施形態を説明する。第４実施形態では、本発明をロータリースイッチに適用する例を説明する。図８は、第４実施形態に係るロータリースイッチ４００の断面図である。
図８に示すように、ロータリースイッチ４００は、筐体４０１、固定接点４０４、接続端子４０５、支持軸４０６、クリック板４０７、可動接点４０８、および回転操作部材４０９を備える。
筐体４０１は、各構成部品（固定接点４０４、接続端子４０５、支持軸４０６、クリック板４０７、可動接点４０８、および回転操作部材４０９）を収容および保持する。筐体４０１の内部には、収容空間４０１Ａが形成されている。収容空間４０１Ａは、内周領域４０１Ａａおよび外周領域４０１Ａｂを有する。内周領域４０１Ａａと外周領域４０１Ａｂとの境界には、平面視において円環状の防塵壁４０１Ｂが設けられている。収容空間４０１の上部開口は、平板状の保持部材４１１によって閉塞されている。保持部材４１１は、導電性素材が用いられて形成される。
固定接点４０４は、内周領域４０１Ａａの底部に設けられている。固定接点４０４は、環状の共通接点と、共通接点の外側において同一円周上に並べて設けられた複数の個別接点とを有して構成されている。共通接点および複数の個別接点の各々は、筐体４０１の外部に露出して設けられた複数の接続端子４０５のうち、対応する一の接続端子４０５に接続されている。
支持軸４０６は、内周領域４０１Ａａの底部における中心部に立設されている。支持軸４０６は、回転操作部材４０９の基部４０９Ａを回転可能に軸支する。
クリック板４０７は、外周領域４０１Ａｂの底部に設けられている、平面視において環状且つ平板状の部材である。例えば、クリック板４０７は、金属板が用いられて形成される。クリック板４０７は、同一円周上に並べて形成された、複数のクリック発生部を有する。複数のクリック発生部は、いずれも開口形状を有する。
回転操作部材４０９は、収容空間４０１の中心部に配置される基部４０９Ａと、基部４０９Ａの中心部から上方に突出して設けられた円柱状の把持部４０９Ｂとを有する。基部４０９Ａは、支持軸４０６によって回転可能に軸支されている。把持部４０９Ｂは、筐体４０１の上面（保持部材４１１の開口部）から突出し、操作者による回転操作が可能な部分である。例えば、回転操作部材４０９は、樹脂素材が用いられて形成される。
可動接点４０８は、内周領域４０１Ａａに配置され、回転操作部材４０９（基部４０９Ａ）の底面に固定される環状の部材である。可動接点４０８は、固定接点４０４の共通接点に当接しつつ摺動可能な第１摺動子と、固定接点４０４の複数の個別接点に順次当接しつつ摺動可能な第２摺動子とを有して構成されている。
弾性部材４１０は、回転操作部材４０９によって保持されており、ステンレス板等の弾性を有する金属板からなる環状の部材である。弾性部材４１０は、クリック板４０７に向って下方に突出した係脱部を有する。弾性部材４１０は、回転操作部材４０９とともに回転する。その際、弾性部材４１０の係脱部は、クリック板４０７の円周上を移動することにより、クリック板４０７に並べて形成された複数のクリック発生部に順次係脱する。これにより、弾性部材４１０は、回転操作部材４０９の回転操作に対して、クリック感を与えることができる。
このように構成されたロータリースイッチ４００は、操作者による回転操作部材４０９の回転操作がなされたとき、回転操作部材４０９とともに、可動接点４０８および弾性部材４１０が回転する。これにより、固定接点４０４が有する共通接点が、可動接点４０８を介して、固定接点４０４が有する複数の個別接点と順次導通する。その際、ロータリースイッチ４００は、弾性部材４１０の係脱部が、クリック板４０７に同一円周上に並べて形成された複数のクリック発生部に順次係脱することにより、回転操作部材４０９の回転操作に対して、クリック感を与えることができる。
ここで、回転操作部材４０９は、容量結合部４０９Ｃを有する。容量結合部４０９Ｃは、把持部４０９Ｂの外周側面に沿って、当該外周側面から外側に拡大して設けられた水平且つ平板状の部分である。容量結合部４０９Ｃは、筐体４０１の上面を構成する保持部材４１１から一定距離離間し、且つ、保持部材４１１と平行である。また、回転操作部材４０９は、容量結合部４０９Ｃを含めて、導電性素材（例えば、導電性樹脂）が用いられて形成される。そして、筐体４０１の上面を構成する保持部材４１１は、導電性を有する素材（例えば、金属板）が用いられて形成される。これにより、第４実施形態に係るロータリースイッチ４００は、回転操作部材４０９を、操作体（例えば、ユーザの指）および筐体４０１の上面を構成する保持部材４１１の各々と容量結合させることができる。ここで、回転操作部材４０９では、把持部４０９Ｂが、「操作体と容量結合可能な第１の容量結合部」に相当し、容量結合部４０９Ｃが、「筐体が有する導電部と容量結合可能な第２の容量結合部」に相当する。このため、第４実施形態に係るロータリースイッチ４００は、第１実施形態と同様に、筐体４０１の上面（保持部材４１１）を検出電極として駆動して、筐体４０１の上面における静電容量の変化に応じた電流値を検出することにより、この電流値に基づいて操作体の近接状態を判定することができる。したがって、第４実施形態に係るロータリースイッチ４００によれば、可動部である回転操作部材４０９に指近接回路を配置しないため、部材配置の自由度向上や長寿命化を図ることができる。
なお、ロータリースイッチ４００は、回転操作部材４０９の操作量に応じて、容量結合部４０９Ｃと保持部材４１１との重なる面積が変化する構成とすることができる。これにより、ロータリースイッチ４００は、回転操作部材４０９の操作量に応じて、保持部材４１１における静電容量が変化する構成とすることができる。
本国際出願は、２０１８年８月８日に出願した日本国特許出願第２０１８－１４９５７２号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
１０ 操作体
２０ 操作対象装置
１００ 操作装置
１１０ 筐体
１２０ 操作レバー
１２２ 軸部
１２４ 操作ノブ
１２４Ａ 操作部（第１の容量結合部）
１２４Ｂ 傘状部（第２の容量結合部）
１２４Ｃ 導電層
１２４Ｄ 絶縁層
１３２，１３４ エンコーダ
１３５ 基板
１４０ 制御回路
１４２ 駆動部
１４３ ＡＤ変換部
１４４ 検出部
１４６ 取得部
１４７ ＡＤ変換部
１５４ 出力部
２００ プッシュスイッチ
２０１ 筐体
２０２ 押圧操作部材
３００ スライドスイッチ
３０１ 筐体
３０８ スライド操作部材
４００ ロータリースイッチ
４０１ 筐体
４０９ 回転操作部材
２０ 操作対象装置
１００ 操作装置
１１０ 筐体
１２０ 操作レバー
１２２ 軸部
１２４ 操作ノブ
１２４Ａ 操作部（第１の容量結合部）
１２４Ｂ 傘状部（第２の容量結合部）
１２４Ｃ 導電層
１２４Ｄ 絶縁層
１３２，１３４ エンコーダ
１３５ 基板
１４０ 制御回路
１４２ 駆動部
１４３ ＡＤ変換部
１４４ 検出部
１４６ 取得部
１４７ ＡＤ変換部
１５４ 出力部
２００ プッシュスイッチ
２０１ 筐体
２０２ 押圧操作部材
３００ スライドスイッチ
３０１ 筐体
３０８ スライド操作部材
４００ ロータリースイッチ
４０１ 筐体
４０９ 回転操作部材
Claims (10)
- 表面に導電部を有する筐体と、
操作体による操作に基づいて移動可能に前記筐体によって支持され、前記操作体および前記導電部の各々に対して容量結合可能な操作部と、
前記導電部における静電容量の変化に基づいて、前記操作部に対する前記操作体の近接状態を検出する検出部と
を備え、
前記導電部は、前記筐体の表面を構成するフレーム部である
ことを特徴とする操作装置。 - 前記操作部は、前記操作体による傾倒操作可能に前記筐体によって支持され、前記操作体および前記導電部の各々に対して容量結合可能な操作レバーである
請求項１に記載の操作装置。 - 前記操作部は、前記操作体による押圧操作可能に前記筐体によって支持され、前記操作体および前記導電部の各々に対して容量結合可能なプッシュスイッチ用の押圧操作部材である
請求項１に記載の操作装置。 - 前記操作部は、前記操作体による平面移動操作可能に前記筐体によって支持され、前記操作体および前記導電部の各々に対して容量結合可能なスライドスイッチ用のスライド操作部材である
請求項１に記載の操作装置。 - 前記操作部は、前記操作体による回転操作可能に前記筐体によって支持され、前記操作体および前記導電部の各々に対して容量結合可能なロータリースイッチ用の回転操作部材である
請求項１に記載の操作装置。 - 前記操作部の操作量に応じて、前記操作部と前記導電部との重なる面積が変化する
ことを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の操作装置。 - 前記操作部は、表面に導電層を有する
ことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の操作装置。 - 前記操作部は導電体であり、表面に絶縁層を有する
ことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の操作装置。 - 前記操作部は、
前記筐体から上方に立設された軸部と、
前記軸部に取り付けられた操作ノブと
を有し、
前記操作ノブは、
前記操作体による操作がなされる操作部と、
前記操作部から下方に延在し、前記筐体の外周を取り囲む傘状部と
を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の操作装置。 - 表面に導電部を有する筐体と、
操作体による操作に基づいて移動可能に前記筐体によって支持され、前記操作体および前記導電部の各々に対して容量結合可能な操作部と、
前記導電部における静電容量の変化に基づいて、前記操作部に対する前記操作体の近接状態を検出する検出部と
を備え、
前記操作部は、前記操作体による傾倒操作可能に前記筐体によって支持され、前記操作体および前記導電部の各々に対して容量結合可能な操作レバーであり、
前記操作部は、表面に導電層を有し、
前記操作部は、
前記筐体から上方に立設された軸部と、
前記軸部に取り付けられた操作ノブとを有し、
前記操作ノブは、
前記操作体による操作がなされる操作部と、
前記操作部から下方に延在し、前記筐体の外周を取り囲む傘状部とを有し、
前記操作レバーは、操作体により、前後方向および左右方向に傾倒操作可能であり、
前記傘状部は、前記操作部の下部の外周に沿って、前記操作部から外側且つ下方に湾曲して延在し、
前記操作ノブの表面には、導電層が形成されており、
前記操作ノブは、表面の全体が導電性を有する
ることを特徴とする操作装置。
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