JP7320735B2 - 操作装置、車載装置 - Google Patents

Description

本開示は、操作装置に関し、特に操作者に操作される操作装置、車載装置に関する。

カーオーディオ装置、カーナビゲーション装置等の車載装置では、タッチパネルに表示されたタッチボタンを操作スイッチとして使用することがある。しかしながら、音量調節等の特定の調節操作にタッチボタンを使用した場合、操作性が悪くなる。これに対応するために、タッチパネルに配置される回転式操作子が従来より提案されている。例えば特許文献１に示される回転操作子の端子の先端はタッチパネルに当接し、操作部材の回転操作にともなってタッチパネル上で移動する。

特開２０１２－３５７８２号公報

室内が暗い場合におけるユーザの操作性を考慮すると、操作子のノブを点灯させることが望まれる。

本開示はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノブを点灯させる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示のある態様の操作装置は、円環形状の第１面と円環形状の第２面とを両端部に有する筒形状の固定部材と、固定部材の内周に沿って回転可能な筒形状の回転部材とを含むエンコーダと、エンコーダを第１面側から覆うとともに、回転部材に接続されて回転部材とともに回転可能なノブと、ノブとエンコーダとの間において、第１面に配置される円環形状のホルダと、ホルダに保持される光源と、光源に接続されるとともに、ホルダに保持される導光材とを備える。ホルダは、円環形状の第１部分領域においてノブ側に開口した溝形状を有する第１保持部と、円環形状の第２部分領域において第１面側に開口した溝形状を有する第２保持部とを含む。光源は第２保持部に配置され、導光材は第１保持部と第２保持部に配置される。

本開示の別の態様もまた、操作装置である。この装置は、円環形状の第１面と円環形状の第２面とを両端部に有する筒形状の固定部材と、固定部材の内周に沿って回転可能な筒形状の回転部材とを含むエンコーダと、エンコーダを第１面側から覆うとともに、回転部材に接続されて回転部材とともに回転可能なノブと、ノブとエンコーダとの間において、第１面に配置される円環形状のホルダと、ホルダに保持される光源と、光源に接続されるとともに、ホルダに保持される円環形状の導光材とを備える。導光材は、ホルダにおいて光源よりもノブ側に配置されるとともに、光源が配置される部分に切り欠き部を有する。光源は、第１面に沿った方向に発光する。

本開示のさらに別の態様は、車載装置である。この装置は、操作装置を有する。

本開示によれば、ノブを点灯させることができる。

実施例１に係る表示装置が搭載される車室内を後方から見た外観図である。 図２（ａ）－（ｂ）は、図１の表示装置の外観図である。 図２（ａ）－（ｂ）の操作装置の構造を示す分解斜視図である。 図４（ａ）－（ｃ）は、図２（ａ）－（ｂ）の操作装置の構造を示す図である。 図４（ａ）－（ｃ）のホルダの構造を示す図である。 図４（ａ）－（ｃ）のホルダの構造を示す図である。 図７（ａ）－（ｃ）は、実施例２に係る操作装置の構造を示す図である。

（実施例１）
本実施例を具体的に説明する前に、基礎となった知見を説明する。本実施例は、表示装置に備えられた回転可能な操作装置に関する。表示装置の一例は、カーオーディオ装置、カーナビゲーション装置等の車載装置である。操作装置は表示装置以外の装置に備えられてもよい。これまでの操作装置では、一般的に、表示装置の内部に配置された基板に軸付きエンコーダとＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とが実装されており、軸付きエンコーダの軸にノブが嵌合されている。また、このノブを点灯させるために、エンコーダの軸の周りに筒状に導光板が配置されており、ＬＥＤからの光を導光板が導光する構造が採用されている。しかしながら、操作装置として、表示装置の表示パネルに貼り付けるタイプの軸なしエンコーダを採用する場合、エンコーダ自体が表示パネル上に配置されるので、これまでの構造ではノブを点灯させることができない。

本実施例に係る操作装置では、ＬＥＤを実装した基板と導光ケーブルとを軸なしエンコーダの天面部に配置し、それらを覆うようにノブを配置することによって、ノブを照光させる。ここで、軸なしエンコーダからのフレキシブルプリント基板は、表示パネルに設けられた貫通孔を通って、車載装置の内部の基板に接続されており、ＬＥＤを実装した基板からのケーブルは、フレキシブルプリント基板と同一の経路を通って、車載装置の内部の基板に接続される。また、エンコーダの天面部は回転しないので、ここに基板と導光ケーブルを配置しても、これらはエンコーダの回転による影響を受けない。さらに、ノブの表面には微細孔加工が施してあり、ＬＥＤが点灯した場合に微細孔を介してノブが照光される。

図１は、表示装置１００が搭載される車室内を後方から見た外観図である。車室内の前方において、右側に運転席６が配置され、左側に助手席８が配置され、運転席６の前方にはハンドル４が配置されている。なお、図１においてはハンドル４および運転席６が右側に配置されているが、これらは左側に配置されてもよい。さらに、ハンドル４の前方には、フロントガラス２が配置される。

また、ハンドル４の側方、例えば左方のセンターコンソールには、表示装置１００が嵌め込まれる。表示装置１００は、前述のごとく、車載装置である。ここでは、カーオーディオ装置あるいはカーナビゲーション装置の機能に加えて、エアーコンディショナにおける温度調節のインターフェイスの機能を備えていてもよい。表示装置１００は、図示しないケーブルを介してスピーカ１０を接続する。スピーカ１０は、左右のドアの内部に配置される。

図２（ａ）－（ｂ）は、表示装置１００の外観図である。図２（ａ）は、表示装置１００の外観を示す正面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の一部を拡大した斜視図である。図２（ａ）－（ｂ）に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直交座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、表示装置１００の高さ方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図２（ａ）－（ｂ）における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。ｚ軸の正方向を「上方」、「上側」ということもあり、ｚ軸の負方向を「下方」、「下側」ということもある。ｘ軸の正方向を「前方」、「前側」ということもあり、ｘ軸の負方向を「後方」、「後側」ということもある。ｙ軸の正方向を「右方」、「右側」ということもあり、ｙ軸の負方向を「左方」、「左側」ということもある。そのため、ｚ軸は上下方向に延びる軸であり、ｘ軸は前後方向に延びる軸であり、ｙ軸は左右方向に延びる軸である。

表示装置１００の前側の面には、矩形状の表示パネル２００が配置される。表示パネル２００には、カーオーディオの曲名の選択画面、カーナビゲーションの地図画面、映像等が表示される。表示パネル２００には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。表示パネル２００の右下側には操作装置３００が配置される。操作装置３００は図２（ｂ）に示すように筒形状を有する。

図３は、操作装置３００の構造を示す分解斜視図である。操作装置３００は、エンコーダ４００、フレキシブルプリント基板４１０、第１両面テープ４２０、第２両面テープ４３０、プリント基板４４０、フレキブル基板４５０、第３両面テープ４６０、ホルダ４７０、導光材４８０、ノブ４９０を含む。

エンコーダ４００は、入力軸の回転の変位を内蔵した格子円盤を基準としてデジタル信号として出力する角位置センサである。ここでは、エンコーダ４００として軸なしタイプの角位置センサが使用される。エンコーダ４００から延びるフレキシブルプリント基板４１０は、表示パネル２００に設けられた貫通孔（図示せず）を通って、表示装置１００の内部の基板に接続される。フレキシブルプリント基板４１０は、エンコーダ４００において検出された角位置を基板に伝送する。

エンコーダ４００の後側の面は、円環形状の第１両面テープ４２０により表示パネル２００の表面に貼り付けられる。エンコーダ４００の前側の面には、円環形状の第２両面テープ４３０によりホルダ４７０が貼り付けられる。ホルダ４７０は、円環形状を有しており、後側から第３両面テープ４６０によりプリント基板４４０が貼り付けられる。プリント基板４４０には、図示しない光源が設けられており、光源は点灯可能である。プリント基板４４０から延びるフレキブル基板４５０は、フレキシブルプリント基板４１０とともに、表示パネル２００に設けられた貫通孔（図示せず）を通って、表示装置１００の内部の基板に接続される。フレキブル基板４５０を介した基板からの電源供給および制御により、光源は点灯したり、消灯したりする。ホルダ４７０の前側には導光材４８０、例えば導光ケーブルが配置される。導光材４８０は、光源の点灯により点灯する。

ノブ４９０は、中空の筒形状を有し、フレキシブルプリント基板４１０から導光材４８０を前側から覆う。ノブ４９０はｙ－ｚ平面内において回転可能であり、ノブ４９０が回転すると、エンコーダ４００のうちの回転可能な回転部分（図示せず）が回転し、その角位置の情報がフレキシブルプリント基板４１０を介して基板に伝送される。また、光源の点灯により導光材４８０が点灯することによって、ノブ４９０の前側の面も点灯する。

図４（ａ）－（ｃ）は、操作装置３００の構造を示す。図４（ａ）は、ノブ４９０を取り外した操作装置３００を前側から見た場合の構造を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ－Ａ’線の断面図を示し、図４（ｃ）は、図４（ａ）のＢ－Ｂ’線の断面図を示す。図４（ｂ）－（ｃ）においては、ノブ４９０が取り付けられている。エンコーダ４００は、固定部材５００と回転部材５０２を含む。固定部材５００は、前側を向いた円環形状の第１面５１０と、後側を向いた円環形状の第２面５１２とを両端部に有する筒形状の部材である。第２面５１２は、第１両面テープ４２０により表示パネル２００に貼り付けられる。回転部材５０２は、固定部材５００の内周に沿って回転可能な筒形状の部材である。回転部材５０２が回転可能に固定部材５００に支持される構造には公知の技術が使用されればよいので、ここでは説明を省略する。なお、回転部材５０２は、固定部材５００の外周に沿って回転可能な筒形状の部材でもよい。

ノブ４９０は、エンコーダ４００を第１面５１０側から覆うことが可能な形状、つまり後側に開口した中空の筒形状を有する。また、ノブ４９０は、内部において回転部材５０２に接続されて回転部材５０２とともに回転可能である。そのため、ユーザがノブ４９０をつまんで回転させることによって回転部材５０２も回転する。ノブ４９０の前側の全周の面には微細孔５２０が加工されている。

ホルダ４７０は、円環形状を有しており、固定部材５００とノブ４９０との間において、第２両面テープ４３０により第１面５１０に配置される。ホルダ４７０は、固定部材５００とともに回転しないので、ノブ４９０に接触しないように配置される。ホルダ４７０の構造をさらに詳細に説明するために、ここでは、図５、図６も使用する。図５は、ホルダ４７０を前側から見た場合の構造を示し、図６は、ホルダ４７０を後側から見た場合の一部を拡大した構造を示す。ホルダ４７０の円環形状は、第１部分領域５４０、第２部分領域５４２、第３部分領域５４４に分類される。具体的に説明すると、第１部分領域５４０の両端と、第２部分領域５４２の両端との間に２つの第３部分領域５４４が配置される。また、第１部分領域５４０は第２部分領域５４２よりも広く、第２部分領域５４２は１つの第３部分領域５４４よりも広い。

第１部分領域５４０には第１保持部５５０が配置されており、第１保持部５５０は、ノブ４９０側に開口した溝形状を有する。また、第２部分領域５４２には第２保持部５５２が配置されており、第２保持部５５２は、第１面５１０側に開口した溝形状を有する。つまり、第１保持部５５０と第２保持部５５２は、溝形状を有する点で共通するが、反対側に向かって開口する。各第３部分領域５４４には第３保持部５５４が配置されており、第３保持部５５４は、トンネル形状を有しており、第３保持部５５４を境界として第１保持部５５０と第２保持部５５２の開口の方向が変わる。

第１保持部５５０と第３保持部５５４の境界から、トンネル形状の第３保持部５５４の中にチューブ形状の導光材４８０の一端が挿入され、さらに、導光材４８０が挿入されていないもう一つの第１保持部５５０と第３保持部５５４の境界から、チューブ形状の導光材４８０の他端を挿入して、チューブ形状の導光材４８０の端部の位置を第２保持部５５２内で決め、導光材４８０を第１保持部５５０のノブの４９０側に開口した溝に圧入する。

別の挿入方法として、チューブ形状の導光材４８０は第１保持部５５０と第３保持部５５４の境界から、トンネル形状の第３保持部５５４の中にチューブ形状の導光材４８０が挿入され、挿入された導光材４８０は、第１保持部５５０に沿って進み、反対側の第３保持部５５４と第２保持部５５２の境界から出てくる。そのため、導光材４８０は、第１保持部５５０と第３保持部５５４に圧入されることによって、第１保持部５５０と第３保持部５５４に配置される。その際、第３保持部５５４は、内部において導光材４８０を保持する。なお、導光材４８０の挿入については、この方法に限定されない。

また、第２保持部５５２の溝内には、突起である光源固定部５６０が設けられる。一方、プリント基板４４０には凹部が設けられる。第２保持部５５２の溝内に入れられたプリント基板４４０の凹部に光源固定部５６０が嵌め込まれることによって、プリント基板４４０は第２保持部５５２に固定される。プリント基板４４０には第１光源５３０と第２光源５３２とが搭載されているので、これは、第１光源５３０と第２光源５３２が、第２保持部５５２に固定して配置されることに相当する。第１光源５３０と第２光源５３２は、例えば、ＬＥＤである。プリント基板４４０に搭載される光源の数は「２」に限定されない。光源固定部５６０が使用されることによって、第１光源５３０と第２光源５３２の位置精度が向上する。

また、第２保持部５５２の溝内には、複数の導光材固定部５６２が設けられる。導光材固定部５６２は、第１光源５３０と第２光源５３２とに導光材４８０を接続しながら、導光材４８０を固定する。固定の際に接着がなされてもよい。そのため、導光材４８０は、第１保持部５５０、第２保持部５５２、第３保持部５５４に配置される。

このような構造において、第１光源５３０と第２光源５３２が点灯した場合、導光材４８０の両端部から進入した光によって導光材４８０の全体が点灯する。その際、第１光源５３０と第２光源５３２の近傍と、導光材４８０の両端部分では、輝度ムラが大きいので、前側への点灯は第２保持部５５２によって遮光される。また、導光材４８０の点灯による輝度を確保するために、ホルダ４７０は白色に着色されることが好ましい。ホルダ４７０は白色に着色することによって、第１光源５３０と第２光源５３２の位置が仮にずれても反射により集光がなされる。

本開示の実施例によれば、ノブ側に開口した溝形状を有する第１保持部と、エンコーダ側に開口した溝形状を有する第２保持部とを含むホルダにおいて、光源を第２保持部に配置し、導光材を第１保持部と第２保持部に配置するので、ノブを点灯させることができる。また、光源と導光材を保持するホルダをエンコーダの固定部材に接続するので、ノブを点灯させることができる。また、光源固定部と導光材固定部とを含むので、光源と導光材の位置決めを容易にできる。また、トンネル形状の第３保持部を有するので、導光材の保持力を向上できる。また、ノブに微細孔が設けられるので、ノブの内部において導光材を点灯させることによって、ノブを点灯させることができる。

（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、表示装置に備えられた回転可能な操作装置に関する。実施例２に係る操作装置は、実施例１と同様に軸なしエンコーダを採用するが、実施例１とは異なった形状のホルダと導光材とを含む。実施例２に係る表示装置１００の構造は、図２（ａ）－（ｂ）と同様のタイプである。ここでは、実施例１との差異を中心に説明する。

図７（ａ）－（ｃ）は、操作装置３００の構造を示す。図７（ａ）は、ノブ４９０を取り外した操作装置３００を前側から見た場合の構造を示し、図４（ａ）と同様に示される。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ－Ｃ’線の断面図を示し、図７（ｃ）は、図７（ａ）のＤ－Ｄ’線の断面図を示す。図７（ｂ）－（ｃ）においては、ノブ４９０が取り付けられている。

ホルダ６００は、円環形状を有しており、固定部材５００とノブ４９０との間において、ホルダ４７０と同様に第１面５１０に配置される。ホルダ６００は、外周縁部に沿って延びる立壁を有する。ホルダ６００は、例えば、黒系の色で着色される。ホルダ６００には、円環形状のプリント基板６１０が固定されており、プリント基板６１０には第１光源５３０と第２光源５３２と第３光源５３４と第４光源５３６が離間して搭載されている。そのため、第１光源５３０と第２光源５３２と第３光源５３４と第４光源５３６がホルダ６００に保持されることに相当する。第１光源５３０と第２光源５３２と第３光源５３４と第４光源５３６は、例えば、ＬＥＤである。プリント基板６１０に搭載される光源の数は「４」に限定されない。

ホルダ６００には、プリント基板６１０の前側に導光材６２０が固定される。つまり、導光材６２０は、ホルダ６００において第１光源５３０と第２光源５３２と第３光源５３４と第４光源５３６よりもノブ４９０側に配置される。導光材６２０は円環形状を有するとともに、各光源が配置される部分、つまり各光源と対向する部分に切り欠き部（図示せず）を有する。これは、導光材６２０の前後方向の厚さが、各光源と対向しない部分よりも各光源と対向する部分において薄くなっていることに相当する。各光源から照射された光は、切り欠き部で導光材６２０に進入する。

本開示の実施例によれば、ホルダに光源を保持させるとともに、ホルダにおいて光源よりもノブ側に導光材を配置させるので、ノブを点灯させることができる。また、ホルダに光源と導光材を順に配置させるので、構造を簡易にできる。

本開示の一態様の概要は、次の通りである。本開示のある態様の操作装置は、反対側を向いた円環形状の第１面と円環形状の第２面とを両端部に有する筒形状の固定部材と、固定部材の内周に沿って回転可能な筒形状の回転部材とを含むエンコーダと、エンコーダを第１面側から覆うとともに、回転部材に接続されて回転部材とともに回転可能なノブと、ノブとエンコーダとの間において、第１面に配置される円環形状のホルダと、ホルダに保持される光源と、光源に接続されるとともに、ホルダに保持される導光材とを備える。

この態様によると、ホルダに光源を保持させるとともに、ホルダにおいて光源よりもノブ側に導光材を配置させるので、ノブを点灯させることができる。

ノブ４９０の材料は光を透過するものであり、ノブにおいて導光材に対向する部分、導光材からの光を通すノブの表面部分には塗料は塗布されていない（未塗布）。このことによりノブの内部において導光材を点灯させることによって、ノブを点灯させることができる。ノブ４９０表面が塗装されている場合は、レーザー加工でノブ４９０表面に塗装されている塗料をはがすことで、ノブの内部において導光材を点灯させることによって、ノブを点灯させることができる。また、ノブにおいて導光材に対抗する部分には複数の微細孔が設けられてもよい。この場合、ノブに微細孔が設けられるので、ノブの内部において導光材を点灯させることによって、ノブを点灯させることができる。この場合、ノブ４９０の材料は光を透過するものに限定しない。

本開示の別の態様は、車載装置である。この装置は、操作装置を有する。

以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施例において、表示装置１００は車載装置として構成される。しかしながらこれに限らず例えば、表示装置１００は、車載装置に限定されず、家庭用電子機器、事業用電子機器として構成されてもよい。その際、カーオーディオ機能、カーナビゲーション機能、温度調節のインターフェイスの機能以外の機能が実行されてもよい。本変形例によれば、適用範囲を拡大できる。

２ フロントガラス、 ４ ハンドル、 ６ 運転席、 ８ 助手席、 １０ スピーカ、 １００ 表示装置、 ２００ 表示パネル、 ３００ 操作装置、 ４００ エンコーダ、 ４１０ フレキシブルプリント基板、 ４２０ 第１両面テープ、 ４３０ 第２両面テープ、 ４４０ プリント基板、 ４５０ フレキブル基板、 ４６０ 第３両面テープ、 ４７０ ホルダ、 ４８０ 導光材、 ４９０ ノブ、 ５００ 固定部材、 ５０２ 回転部材、 ５１０ 第１面、 ５１２ 第２面、 ５１４ 内周面、 ５２０ 微細孔、 ５３０ 第１光源、 ５３２ 第２光源、 ５３４ 第３光源、 ５３６ 第４光源、 ５４０ 第１部分領域、 ５４２ 第２部分領域、 ５４４ 第３部分領域、 ５５０ 第１保持部、 ５５２ 第２保持部、 ５５４ 第３保持部、 ５６０ 光源固定部、 ５６２ 導光材固定部、 ６００ ホルダ 、 ６２０ 導光材。

Claims (6)

1. 円環形状の第１面と円環形状の第２面とを両端部に有する筒形状の固定部材と、前記固定部材の内周に沿って回転可能な筒形状の回転部材とを含むエンコーダと、
   前記エンコーダを前記第１面側から覆うとともに、前記回転部材に接続されて前記回転部材とともに回転可能なノブと、
   前記ノブと前記エンコーダとの間において、前記第１面に配置される円環形状のホルダと、
   前記ホルダに保持される光源と、
   前記光源に接続されるとともに、前記ホルダに保持される導光材とを備え、
   前記ホルダは、前記円環形状の第１部分領域において前記ノブ側に開口した溝形状を有する第１保持部と、前記円環形状の第２部分領域において前記第１面側に開口した溝形状を有する第２保持部とを含み、
   前記光源は前記第２保持部に配置され、
   前記導光材は前記第１保持部と前記第２保持部に配置されることを特徴とする操作装置。
2. 前記第２保持部は、
   前記光源を固定する光源固定部と、
   前記導光材を固定する導光材固定部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の操作装置。
3. 前記ホルダは、前記第１保持部と前記第２保持部との間に配置される第３保持部をさらに含み、
   前記第３保持部は、トンネル形状を有し、内部において前記導光材を保持する請求項１または２に記載の操作装置。
4. 前記ノブにおいて前記導光材に対向する部分には、複数の微細孔が設けられ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装置。
5. 円環形状の第１面と円環形状の第２面とを両端部に有する筒形状の固定部材と、前記固定部材の内周に沿って回転可能な筒形状の回転部材とを含むエンコーダと、
   前記エンコーダを前記第１面側から覆うとともに、前記回転部材に接続されて前記回転部材とともに回転可能なノブと、
   前記ノブと前記エンコーダとの間において、前記第１面に配置される円環形状のホルダと、
   前記ホルダに保持される光源と、
   前記光源に接続されるとともに、前記ホルダに保持される円環形状の導光材とを備え、
   前記導光材は、前記ホルダにおいて前記光源よりも前記ノブ側に配置されるとともに、前記光源が配置される部分に切り欠き部を有し、
   前記光源は、前記第１面に沿った方向に発光することを特徴とする操作装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の操作装置を備える車載装置。

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