JPWO2019026504A1 - 操作検出装置 - Google Patents

操作検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2019026504A1
JPWO2019026504A1 JP2019533983A JP2019533983A JPWO2019026504A1 JP WO2019026504 A1 JPWO2019026504 A1 JP WO2019026504A1 JP 2019533983 A JP2019533983 A JP 2019533983A JP 2019533983 A JP2019533983 A JP 2019533983A JP WO2019026504 A1 JPWO2019026504 A1 JP WO2019026504A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load
sensor
predetermined
detection device
load sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019533983A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6837555B2 (ja
Inventor
敏仁 ▲高▼井
敏仁 ▲高▼井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokai Rika Co Ltd
Original Assignee
Tokai Rika Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Rika Co Ltd filed Critical Tokai Rika Co Ltd
Publication of JPWO2019026504A1 publication Critical patent/JPWO2019026504A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6837555B2 publication Critical patent/JP6837555B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03547—Touch pads, in which fingers can move on a surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04104—Multi-touch detection in digitiser, i.e. details about the simultaneous detection of a plurality of touching locations, e.g. multiple fingers or pen and finger
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04111—Cross over in capacitive digitiser, i.e. details of structures for connecting electrodes of the sensing pattern where the connections cross each other, e.g. bridge structures comprising an insulating layer, or vias through substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Input From Keyboards Or The Like (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)

Abstract

操作検出装置としてのタッチパッド１は、操作がなされる操作面７ａを有する操作部７と、操作部７の下面７ｂに配置され、操作面７ａに付加された荷重を検出する荷重センサ６と、荷重センサ６に対する予め定められた第１の荷重以下の荷重の付加を許容すると共に、荷重センサ６に対する予め定められた第１の荷重より大きい荷重の付加を操作部７の下面７ｂの接触によって制限して荷重センサ６を保護するリミッタ機構部４と、を有する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年８月３日に出願された日本国特許出願２０１７−１５０６９８号の優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０１７−１５０６９８号の全内容を本出願に参照により援用する。
本発明は、操作検出装置に関する。
ベースの上に配置されたタッチパッドと、タッチパッドとベースの間におけるタッチパッドの四隅に配置された４つの荷重センサと、荷重センサの出力電圧に基づいてタッチ位置を検出するマイクロコンピュータと、を備えたタッチパネル表示器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１２−６８８３６号公報
特許文献１に開示されたタッチパネル表示器は、過大な荷重（過荷重）がタッチパッドに付加された場合、荷重センサが故障する可能性がある。
本発明の目的は、過荷重から荷重センサを保護することができる操作検出装置を提供することにある。
本発明の一実施形態による操作検出装置は、操作がなされる操作面を有する操作部と、操作部の下面に配置され、操作面に付加された荷重を検出する荷重センサと、荷重センサに対する予め定められた第１の荷重以下の荷重の付加を許容すると共に、荷重センサに対する予め定められた第１の荷重より大きい荷重の付加を操作部の下面の接触によって制限して荷重センサを保護する保護部と、を有する。
本発明の一実施形態によれば、過荷重から荷重センサを保護する操作検出装置を提供することができる。
図１は、実施の形態に係るタッチパッドの一例を示す分解斜視図である。 図２Ａは、実施の形態に係るタッチパッドを示す斜視図である。 図２Ｂは、図２ＡのII（ｂ）-II（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た模式的な断面図である。 図２Ｃは、タッチパッドのブロック図である。 図３Ａは、実施の形態に係るタッチパッドのリミッタ機構部における、予め定められた第１の荷重より小さい第２の荷重以下の荷重が付加された場合の作用を説明するための断面図である。 図３Ｂは、実施の形態に係るタッチパッドのリミッタ機構部おける、予め定められた第１の荷重より小さい第２の荷重以上、第１の荷重以下の荷重が付加された場合の作用を説明するための断面図である。 図３Ｃは実施の形態に係るタッチパッドのリミッタ機構部における、予め定められた第１の荷重以上の荷重が付加された場合の作用を説明するための断面図である。 図４Ａは、他の実施の形態に係る操作検出装置を示す説明図である。 図４Ｂは、図４ＡのIV（ｂ）-IV（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る操作検出装置は、操作がなされる操作面を有する操作部と、操作部の下面に配置され、操作面に付加された荷重を検出する荷重センサと、荷重センサに対する予め定められた第１の荷重以下の荷重の付加を許容すると共に、荷重センサに対する予め定められた第１の荷重より大きい荷重の付加を操作部の下面の接触によって制限して荷重センサを保護する保護部と、を有する。
この操作検出装置は、予め定められた第１の荷重以上の荷重が操作部に付加された場合、保護部が当該荷重の付加方向の操作部の移動を制限して荷重センサを保護するので、この構成を採用しない場合と比べて、過荷重から荷重センサを保護することができる。
[実施の形態]
（タッチパッド１の概要）
図１は、実施の形態に係るタッチパッドを示す分解斜視図である。図２Ａは、実施の形態に係るタッチパッドを示す斜視図であり、図２Ｂは、図２ＡのII（ｂ）-II（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た模式的な断面図であり、図２Ｃは、タッチパッドのブロック図の一例である。図３Ａ〜図３Ｃは、実施の形態に係るタッチパッドのリミッタ機構部の作用を説明するための断面図である。
本実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図２Ｂに示す矢印は、操作指９によって操作面７ａになされた操作に伴って下向きに作用する荷重Ｆを示している。また図２Ｃでは、主な信号や情報の流れを矢印で示している。また図３Ａ〜図３Ｃに示す上向きの矢印は、スプリング４４の弾性力を示している。そして下向きの矢印は、操作面７ａを押し下げる方向（荷重の付加方向）に作用する荷重を示している。さらに数値範囲を示す「Ａ〜Ｂ」は、Ａ以上Ｂ以下の意味で用いるものとする。
操作検出装置としてのタッチパッド１は、一例として、車両の運転席と助手席の間のフロアコンソールに配置されている。このタッチパッド１は、一例として、図１の紙面左側が車両の後方側であり、右側が前方側に位置するように配置される。そしてタッチパッド１は、一例として、車両に搭載された電子機器を操作するように構成されている。このタッチパッド１は、例えば、操作面７ａになされたなぞり操作、タップ操作、ピンチ操作及びプッシュ操作などを検出するように構成されている。
タッチパッド１は、例えば、図１〜図２Ｃに示すように、操作がなされる操作面７ａを有する操作部７と、操作部７の下面７ｂに配置され、操作面７ａに付加された荷重を検出する荷重センサ６と、荷重センサ６に対する予め定められた第１の荷重以下の荷重の付加を許容すると共に、荷重センサ６に対する予め定められた第１の荷重より大きい荷重の付加を操作部７の下面７ｂの接触によって制限して荷重センサ６を保護する保護部としてのリミッタ機構部４と、を有する。
またタッチパッド１は、例えば、図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、アクチュエータ８と、タッチセンサ７０、発光素子７１、荷重センサ６及びアクチュエータ８を制御する制御部１００と、を備えている。
このタッチパッド１は、一例として、図１に示すように、操作面７ａの四隅の下方に、荷重センサ６がそれぞれ配置されている。なお荷重センサ６の数は、これに限定されない。
リミッタ機構部４と操作部７は、例えば、図１及び図２Ａに示すように、筐体２に取り付けられている。この筐体２は、一例として、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの樹脂材料を用いて形成されている。この筐体２と後述するベース４０との間には、例えば、図１及び図２Ａに示すように、樹脂材料によって形成された４つのクッション３が配置されている。このクッション３は、筐体２の嵌込部２０に取り付けられている。
（リミッタ機構部４の構成）
リミッタ機構部４は、例えば、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、荷重センサ６と接触するプレート４６と、プレート４６に対して操作部７の方向に弾性力を付加する弾性体としてのスプリング４４と、プレート４６とスプリング４４とを収容する収容部４００、及び収容部４００と繋がって荷重センサ６の一部が侵入する開口４０１を有するベース４０と、開口４０１の反対側の収容部４００の端部を塞ぐようにベース４０に取り付けられたキャップ４２と、を有する。
このキャップ４２、スプリング４４及びプレート４６は、荷重センサ６の数に応じて４つのセットがベース４０に取り付けられる。従ってベース４０には、荷重センサ６の設置位置に応じて４つの収容部４００及び開口４０１が設けられている。この収容部４００は、例えば、矩形状を有するプレート４６が移動可能な形状となっている。
ベース４０は、一例として、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）などの樹脂材料を用いて形成されている。このベース４０の上面４０ａ側には、操作部７が配置される。
またベース４０には、例えば、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、収容部４００を挟むように凹部４０５が形成されている。この凹部４０５には、爪４０６が形成されている。
筐体２とベース４０との間には、例えば、図２Ｂに示すように、下面４０ｂに接触するようにアクチュエータ８が配置されている。
キャップ４２は、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）などの樹脂材料を用いて形成されている。このキャップ４２は、例えば、細長い板を両端が向かい合うように直角に折り曲げたような形状を有している。従ってキャップ４２は、例えば、図１に示すように、底部４２ａと、底部４２ａの両端に位置して対向する側部４２ｃと、を有している。
底部４２ａには、凸形状を有する支持部４２ｂが設けられている。この支持部４２ｂには、スプリング４４の一方端部が挿入される。
側部４２ｃには、開口４２ｄが設けられている。この開口４２ｄは、例えば、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、ベース４０の凹部４０５の爪４０６が嵌り込むように構成されている。つまりキャップ４２は、凹部４０５に側部４２ｃが挿入され、爪４０６が開口４２ｄに嵌り込むことによってベース４０と一体となる。
スプリング４４は、一例として、炭素鋼（ピアノ線）を用いたコイルばねである。なお弾性体としては、コイルばねに限定されず、プレート４６に必要な弾性力を付加すると共に元の形状に復帰するものであれば良い。
プレート４６は、一例として、ＰＯＭ（ポリアセタール）などの樹脂材料を用いて板状に形成されている。このプレート４６の表面４６ａは、例えば、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、荷重センサ６と接触すると共に、収容部４００の上内面４００ａと接触している。そして裏面４６ｂには、凸形状を有する支持部４６ｃが設けられている。この支持部４６ｃには、スプリング４４の他方端部が挿入される。従ってスプリング４４は、キャップ４２とプレート４６によって支持されている。
ここでスプリング４４は、ベース４０に収容された状態において、上述の予め定められた第１の荷重（一例として、１０Ｎ）より小さい第２の荷重（一例として、８Ｎ）以上、予め定められた第１の荷重以下の荷重範囲で弾性変形を行うように構成されている。つまりスプリング４４は、ベース４０に収容された状態において、プレート４６に対して第２の荷重に等しい弾性力（一例として、８Ｎ）を付加している。
またリミッタ機構部４は、この荷重範囲内の荷重の付加では、プレート４６を介してスプリング４４が弾性変形して荷重センサ６の移動を許容し、荷重センサ６によるゼロから予め定められた第１の荷重までの荷重の検出を可能とし、予め定められた第１の荷重より大きい荷重の付加では、ベース４０の上面４０ａが操作部７の下面７ｂと接触して荷重センサ６の移動を規制し、荷重センサ６による予め定められた第１の荷重より大きい荷重の検出を制限するように構成されている。
スプリング４４は、キャップ４２がベース４０に取り付けられると、圧縮した状態で収容部４００に収納される。この圧縮した状態のスプリング４４は、例えば、図３Ａに示すように、プレート４６に対して弾性力Ｆ１を付加する。この弾性力Ｆ１は、一例として、予め定められた第１の荷重が１０Ｎの場合、８Ｎである。
ここで荷重Ｆが操作面７ａの中央に付加され、また荷重センサ６が操作面７ａの四隅に配置されている場合、それぞれの荷重センサ６には、理想的にはＦ／４の荷重が付加される。以下では、図３Ａ〜図３Ｃに図示された荷重センサ６の直上に荷重Ｆが付加され、当該荷重Ｆがこの荷重センサ６及びリミッタ機構部４に作用する場合について説明する。
図３Ａに示すように、例えば、操作面７ａに対してスプリング４４の弾性力Ｆ１以下の荷重Ｆが付加された場合、プレート４６は、ベース４０に固定されているように動かない。この際、荷重センサ６は、荷重Ｆを検出する。
図３Ｂに示すように、例えば、操作面７ａに対してスプリング４４の弾性力Ｆ１より大きい荷重Ｆが付加された場合、スプリング４４は、操作面７ａ、荷重センサ６及びプレート４６を介して荷重Ｆを受けて圧縮される。この際、荷重センサ６は、荷重Ｆを検出する。なお図３Ｂに示すスプリング４４の弾性力Ｆ２は、例えば、圧縮されている分、弾性力Ｆ１よりも大きくなる。そして操作面７ａは、荷重Ｆと弾性力Ｆ２の釣り合いの位置まで筐体２に向かって移動する。
図３Ｃに示すように、さらに荷重Ｆが大きくなると、操作面７ａが荷重Ｆの付加方向に移動して操作部７の下面７ｂとベース４０の上面４０ａが接触してプレート４６の移動が規制されるので、スプリング４４の弾性力Ｆ３が最大値となる。そしてこの弾性力Ｆ３を生じさせる荷重、つまり操作部７の下面７ｂとベース４０の上面４０ａが接触する際の荷重が予め定められた第１の荷重である。
図３Ｃに示す荷重センサ６は、この弾性力Ｆ３を生じさせる荷重を検出する。また当該荷重よりも大きい荷重が操作面７ａに付加された場合、スプリング４４の弾性力Ｆ３を生じさせる荷重以外の荷重は、ベース４０によって受けることになるので、荷重センサ６には、弾性力Ｆ３を生じさせる荷重のみを検出する。なおスプリング４４の弾性力Ｆ３の最大値は、一例として、予め定められた第１の荷重が１０Ｎの場合、１０Ｎである。
例えば、荷重Ｆが６００Ｎであった場合、荷重センサ６には、予め定められた第１の荷重として１０Ｎのみが付加され、ベース４０が残りの荷重（５９０Ｎ）を受けるので、想定外の過荷重が荷重センサ６に付加されることを避けることができる。
本実施の形態のリミッタ機構部４は、一例として、１つの荷重センサ６に対して０〜１０Ｎまでの荷重が作用するように規制している。つまり１つの荷重センサ６の検出範囲は、一例として、０〜１０Ｎである。
（荷重センサ６の構成）
荷重センサ６は、例えば、ピエゾ抵抗方式や静電容量方式のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）である。本実施の形態の荷重センサ６は、一例といて、静電容量方式のセンサであり、４つのゲージによってブリッジ回路が組まれている。
この荷重センサ６は、例えば、本体６０からロードボタン６１が突出している。荷重センサ６は、ロードボタン６１に荷重が付加されることにより、内部のゲージの抵抗値が変わってブリッジ回路の出力が変化するように構成されている。
４つの荷重センサ６は、例えば、図２Ｃに示すように、荷重信号Ｓ２〜荷重信号Ｓ５を制御部１００に出力する。制御部１００は、例えば、この荷重信号Ｓ２〜荷重信号Ｓ５を荷重に変換し、プッシュ操作の有無を判定する。
（操作部７の構成）
操作部７は、一例として、図１に示すように、タッチセンサ７０と、ライトガイド７２と、パネル７４と、を有する。
タッチセンサ７０は、例えば、静電容量方式のタッチセンサであり、マルチタッチを検出するように構成されている。具体的にはタッチセンサ７０は、複数の駆動電極及び検出電極が絶縁性を保ちながら交差して基板上に設けられている。
この基板は、一例として、図１に示すように、プリント配線基板であり、対向する端部に複数の発光素子７１が配置されている。この発光素子７１は、例えば、制御部１００から出力される照明信号Ｓ７に基づいて発光する。
タッチセンサ７０は、複数の駆動電極と複数の検出電極の全ての組み合わせの静電容量を読み出し、１周期分の静電容量を静電容量Ｓ１として制御部１００に出力する。
ライトガイド７２は、例えば、アクリルなどの透明度が高い樹脂材料を用いてシート状に形成されている。このライトガイド７２は、例えば、接着剤によってパネル７４に取り付けられている。
またライトガイド７２は、上述の発光素子７１の光を操作面７ａ方向に案内して操作面７ａを照明する。よってライトガイド７２には、発光素子７１の光を拡散する拡散粒子などが含まれていても良い。
パネル７４は、例えば、ＰＣなどの透明な樹脂材料を用いて形成されている。そしてパネル７４は、例えば、光が透過する透光領域と、光を遮光する遮光領域と、を印刷などによって形成することによって操作面７ａに意匠が形成されている。
このパネル７４は、例えば、図２Ａに示すように、上部が操作面７ａとなり、下部が解放された箱形状を有している。またパネル７４は、ライトガイド７２及びタッチセンサ７０と一体となっている。
（アクチュエータ８の構成）
アクチュエータ８は、ベース４０を介して操作面７ａを振動させるものである。このアクチュエータ８は、一例として、ユニモルフ型の圧電アクチュエータである。
アクチュエータ８は、例えば、図２Ｃに示すように、制御部１００から出力される駆動信号Ｓ６に基づいて振動する。
（制御部１００の構成）
制御部１００は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工などを行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）などから構成されるマイクロコンピュータである。このＲＯＭには、例えば、制御部１００が動作するためのプログラムと、静電しきい値１０１と、荷重しきい値１０２と、駆動情報１０３と、が格納されている。ＲＡＭは、例えば、一時的に演算結果などを格納する記憶領域として用いられる。
制御部１００は、例えば、操作部７が操作を検出すると共に荷重センサ６が当該操作に伴う荷重を検出した場合、プッシュ操作がなされたとして被制御装置を制御すると共にアクチュエータ８を制御して操作面７ａを振動させ、プッシュ操作を受け付けたことを示す触覚フィードバックを呈示するように構成されている。そして制御部１００は、操作が検出された点の座標値、プッシュ操作の有無などの情報を含む操作情報Ｓ８を生成して被制御装置に出力する。
この被制御装置とは、例えば、ナビゲーション装置、音楽及び映像再生装置、空調装置などである。
具体的には、制御部１００は、タッチセンサ７０から周期的に静電容量Ｓ１を取得して静電しきい値１０１と比較する。制御部１００は、例えば、静電しきい値１０１以上の静電容量が存在した場合、当該静電容量の分布に基づいて操作がなされた操作面７ａ上の検出点を算出する。この算出は、一例として、加重平均などによって行われる。
また制御部１００は、荷重センサ６からの荷重信号Ｓ２〜荷重信号Ｓ５に基づく荷重と荷重しきい値１０２とを比較する。制御部１００は、荷重しきい値１０２以上の荷重が検出された場合、プッシュ操作がなされたと判定する。
駆動情報１０３は、例えば、駆動信号Ｓ６の駆動パターンに関する情報である。制御部１００は、プッシュ操作が検出された場合、プッシュ操作を受け付けたことを示す駆動パターンを有する駆動信号Ｓ６を生成してアクチュエータ８に出力して触覚フィードバックを呈示する。なお変形例として、触覚フィードバックは、例えば、機械式の押しボタンの触覚を模した触覚フィードバックなどであっても良い。
また変形例として制御部１００は、なぞり操作やタッチ操作などにおいて、静電しきい値１０１以上の静電容量の検出と、予め定められた第１の荷重以上の荷重の検出と、を組み合わせて操作の判定を行うように構成されても良い。制御部１００は、この組み合わせの判定により、操作面７ａから離れて、つまりフローティング状態にある操作指などの誤検出を抑制することができる。また制御部１００は、この組み合わせの判定により、車両の振動に伴って意図せず操作指が触れて検出された荷重に基づく誤検出を抑制することができる。
以下にタッチパッド１の動作について説明する。
（動作）
タッチパッド１の制御部１００は、例えば、車両の電源が投入されると、照明信号Ｓ７を発光素子７１に出力して操作面７ａを照明する。そして制御部１００は、静電容量Ｓ１、荷重信号Ｓ２〜荷重信号Ｓ５を取得し、静電しきい値１０１及び荷重しきい値１０２と比較しながら監視する。
制御部１００は、操作が検出され、プッシュ操作が検出されない場合、操作が検出された点の座標値とプッシュ操作がなされなかったことを含む操作情報Ｓ８を生成して被制御装置に出力する。また制御部１００は、プッシュ操作が検出された場合、操作が検出された点の座標値とプッシュ操作がなされたことを含む操作情報Ｓ８を生成して被制御装置に出力する。
（実施の形態の効果）
本実施の形態に係るタッチパッド１は、過荷重から荷重センサ６を保護することができる。具体的には、タッチパッド１は、荷重センサ６が破壊されるほどの大きい荷重（過荷重）が操作面７ａに付加された場合、操作部７が荷重の付加方向に移動してベース４０と接触することで予め定められた第１の荷重以上の荷重が荷重センサ６に付加されることを規制する。従ってタッチパッド１は、この構成を採用しない場合と比べて、過荷重が荷重センサ６に付加されることがないので、過荷重から荷重センサ６を保護することができる。
タッチパッド１は、スプリング４４のばね定数を変更することによって容易に荷重センサ６に付加される最大荷重を調整することができるので、荷重センサ６の耐荷重性能に応じた保護ができる。またタッチパッド１は、最大荷重を容易に調整することができるので、荷重センサ６の耐荷重性能が変わっても設計変更する必要がなく、様々な仕様に対応することが可能となって製造コストが抑制される。そしてタッチパッド１は、荷重センサ６の耐荷重性能に応じた保護ができるので、荷重センサ６の直上に過荷重が付加されても荷重センサ６を保護することができる。
なお変形例としてタッチパッド１は、タッチセンサ７０を備えない構成としても良い。このタッチパッド１は、操作部７と４つの荷重センサ６とが確実に接触しているので、各荷重センサ６の出力に応じて操作がなされた位置を精度良く検出することが可能である。
ここで図４Ａは、他の実施の形態に係る操作検出装置を示す説明図であり、図４Ｂは、図４ＡのIV（ｂ）-IV（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。以下に示す他の実施の形態において、上述の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
この操作検出装置１ａは、例えば、図４Ａに示すように、空調装置の操作部として構成されている。この操作検出装置１ａは、パネル７４の表面に複数の操作ボタン７４０が配置されている。そして複数の操作ボタン７４０の下方には、例えば、図４Ｂに示すように、上述のリミッタ機構部４と荷重センサ６が対となって配置されている。
操作検出装置１ａは、静電容量方式のタッチセンサ７０によって操作がなされた操作ボタン７４０を検出すると共に、荷重センサ６によって当該操作ボタン７４０に対するプッシュ操作を検出するように構成されている。操作検出装置１ａは、プッシュ操作がなされた操作ボタン７４０に関する操作情報Ｓ８を空調装置に出力する。空調装置は、操作情報Ｓ８に基づいてプッシュ操作がなされた操作ボタン７４０に割り当てられた機能を実行する。
この操作検出装置１ａは、リミッタ機構部４を備えることにより、過荷重が荷重センサ６に付加されることがないので荷重センサ６を保護することができる。なお変形例として操作検出装置１ａは、リミッタ機構部４と荷重センサ６の対が操作面７ａの四隅の下方にのみに配置されても良い。
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれると共に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１ タッチパッド
１ａ 操作検出装置
２ 筐体
４ リミッタ機構部
６ 荷重センサ
７ 操作部
７ａ 操作面
７ｂ 下面
４０ ベース
４０ａ 上面
４０ｂ 下面
４２ キャップ
４４ スプリング
４６ プレート
１００ 制御部
１０２ 荷重しきい値
１０３ 駆動情報
４００ 収容部
４０１ 開口
７４０ 操作ボタン

Claims (10)

  1. 操作がなされる操作面を有する操作部と、
    前記操作部の下面に配置され、前記操作面に付加された荷重を検出する荷重センサと、
    前記荷重センサに対する予め定められた第１の荷重以下の荷重の付加を許容すると共に、前記荷重センサに対する前記予め定められた第１の荷重より大きい荷重の付加を前記操作部の前記下面の接触によって制限して前記荷重センサを保護する保護部と、
    を備えた操作検出装置。
  2. 前記保護部は、前記荷重センサと接触するプレートと、前記プレートに対して前記操作部の方向に弾性力を付加する弾性体と、前記プレートと前記弾性体とを収容する収容部、及び前記収容部と繋がって前記荷重センサの一部が侵入する開口を有するベースと、前記開口の反対側の前記収容部の端部を塞ぐように前記ベースに取り付けられたキャップと、
    を備えた請求項１に記載の操作検出装置。
  3. 前記弾性体は、前記収容部に収容された状態において、前記予め定められた第１の荷重より小さい第２の荷重以上、前記予め定められた第１の荷重以下の荷重範囲で弾性変形を行う、
    請求項２に記載の操作検出装置。
  4. 前記保護部は、前記荷重範囲内の荷重の付加では、前記プレートを介して前記弾性体が弾性変形して前記荷重センサの移動を許容し、前記荷重センサによるゼロから前記予め定められた第１の荷重までの荷重の検出を可能とし、前記予め定められた第１の荷重より大きい荷重の付加では、前記ベースの上面が前記操作部の前記下面と接触して前記荷重センサの移動を規制し、前記荷重センサによる前記予め定められた第１の荷重より大きい荷重の検出を制限する、
    請求項３に記載の操作検出装置。
  5. 前記保護部は、前記予め定められた第１の荷重より大きい荷重が付加されると、前記ベースの上面と前記操作部の前記下面との接触により、前記予め定められた第１の荷重以外の荷重を前記ベースが受ける構成を有する、
    請求項３又は４に記載の操作検出装置。
  6. 前記荷重センサは、ゲージによって組まれたブリッジ回路を内部に有する本体と、当該本体から突出したロードボタンを有し、当該ロードボタンに付加される荷重に応じて変化する前記ゲージの抵抗値により、前記ブリッジ回路の出力が変化する構成を有する、
    請求項１乃至５のいずれか１項に記載の操作検出装置。
  7. 前記荷重センサからの荷重信号に基づく荷重と荷重しきい値とを比較し、前記荷重しきい値以上の荷重を検出した場合、前記操作部のプッシュ操作がなされたと判定して、操作情報を被制御装置に出力する制御部を備えた、
    請求項１乃至６のいずれか１項に記載の操作検出装置。
  8. 前記荷重センサは、複数の荷重センサを含み、
    前記保護部は、前記複数の荷重センサに応じた複数の保護部を含む、
    請求項１乃至７のいずれか１項に記載の操作検出装置。
  9. 前記複数の荷重センサは、前記操作面の四隅の下方にそれぞれ設けられている、
    請求項８に記載の操作検出装置。
  10. 前記操作部は、前記操作面に複数の操作ボタンを配置して構成され、
    前記複数の荷重センサは、前記複数の操作ボタンの下方にそれぞれ設けられている、
    請求項８に記載の操作検出装置。
JP2019533983A 2017-08-03 2018-06-29 操作検出装置 Active JP6837555B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017150698 2017-08-03
JP2017150698 2017-08-03
PCT/JP2018/024909 WO2019026504A1 (ja) 2017-08-03 2018-06-29 操作検出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019026504A1 true JPWO2019026504A1 (ja) 2020-04-23
JP6837555B2 JP6837555B2 (ja) 2021-03-03

Family

ID=65232556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019533983A Active JP6837555B2 (ja) 2017-08-03 2018-06-29 操作検出装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11194412B2 (ja)
JP (1) JP6837555B2 (ja)
CN (1) CN110998498A (ja)
DE (1) DE112018003952T5 (ja)
WO (1) WO2019026504A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110550579B (zh) * 2019-09-10 2021-05-04 灵动科技（北京）有限公司 自动导向叉车
JP7235003B2 (ja) * 2020-05-19 2023-03-08 株式会社デンソー 車両用操作装置
CN111590435B (zh) * 2020-05-27 2021-07-06 聊城开发区隆阳机械制造有限责任公司 一种基于重力变化实现对五金件打磨废屑收集装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012160844A1 (ja) * 2011-05-20 2012-11-29 アルプス電気株式会社 荷重検出装置及び前記荷重検出装置を用いた電子機器、ならびに荷重検出装置の製造方法
JP2013016336A (ja) * 2011-07-04 2013-01-24 Tokai Rika Co Ltd スイッチ装置
JP2015161531A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 アルプス電気株式会社 荷重検出装置及び前記荷重検出装置を用いた電子機器

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5263375A (en) * 1987-09-18 1993-11-23 Wacoh Corporation Contact detector using resistance elements and its application
US5510812A (en) * 1994-04-22 1996-04-23 Hasbro, Inc. Piezoresistive input device
US6016097A (en) * 1997-08-29 2000-01-18 Eaton Corporation Motion transducer
JP2001264189A (ja) * 2000-03-16 2001-09-26 Kubota Corp ロードセル
KR100499143B1 (ko) * 2003-02-27 2005-07-04 삼성전자주식회사 보행 로봇의 지면 반력 측정 모듈 및 이를 장착한 로봇 발구조물
US7343223B2 (en) * 2003-03-13 2008-03-11 Alps Electric Co., Ltd. Robot apparatus and load sensor
US20060181517A1 (en) * 2005-02-11 2006-08-17 Apple Computer, Inc. Display actuator
JP5066182B2 (ja) * 2007-05-31 2012-11-07 日本写真印刷株式会社 インサート成形用積層物とその製造方法、インサート成形品とその製造方法
WO2010113698A1 (ja) * 2009-03-31 2010-10-07 日本写真印刷株式会社 情報入力装置及び情報入力装置に用いられる圧力検出ユニット
JP2011191103A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Alps Electric Co Ltd フォースセンサ及びその製造方法
JP5688792B2 (ja) * 2010-09-10 2015-03-25 国立大学法人弘前大学 センサ装置および分布測定装置
JP5327173B2 (ja) 2010-09-22 2013-10-30 株式会社デンソー タッチパネル表示器のタッチ位置検出回路
GB2488600B (en) * 2011-03-04 2013-05-29 Hm Technology Internat Ltd A force sensor
GB201111340D0 (en) * 2011-07-04 2011-08-17 Meso Ltd Load measuring system
JP2013217679A (ja) * 2012-04-05 2013-10-24 Alps Electric Co Ltd 荷重検出装置及び前記荷重検出装置を用いた入力装置及び、入力装置の製造方法
US9164003B2 (en) * 2012-10-11 2015-10-20 Honeywell International Inc. Force sensor with mechanical over-force transfer mechanism
US9995641B2 (en) * 2013-10-30 2018-06-12 Honeywell International Inc. Force sensor with gap-controlled over-force protection
JP5587491B1 (ja) * 2013-12-27 2014-09-10 株式会社フジクラ 電子機器及び電子機器の制御方法
CN107077165A (zh) * 2014-08-04 2017-08-18 触控解决方案股份有限公司 力敏触摸面板设备
US10096239B2 (en) * 2014-12-31 2018-10-09 Pelco Products, Inc. Accessible pedestrian pushbutton station
JP6086272B1 (ja) 2016-02-23 2017-03-01 大陽日酸株式会社 窒素及び酸素製造方法、並びに窒素及び酸素製造装置
US10126183B2 (en) * 2016-04-14 2018-11-13 Nextinput, Inc. Actuator for force sensor and method of assembling a force-sensing system
US10416803B2 (en) * 2016-09-21 2019-09-17 Apple Inc. Gasket with embedded capacitive sensor
FR3066451B1 (fr) * 2017-05-18 2019-05-03 Aptiv Technologies Limited Panneau de commande pour vehicule automobile

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012160844A1 (ja) * 2011-05-20 2012-11-29 アルプス電気株式会社 荷重検出装置及び前記荷重検出装置を用いた電子機器、ならびに荷重検出装置の製造方法
JP2013016336A (ja) * 2011-07-04 2013-01-24 Tokai Rika Co Ltd スイッチ装置
JP2015161531A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 アルプス電気株式会社 荷重検出装置及び前記荷重検出装置を用いた電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
JP6837555B2 (ja) 2021-03-03
DE112018003952T5 (de) 2020-05-07
US20200142512A1 (en) 2020-05-07
CN110998498A (zh) 2020-04-10
US11194412B2 (en) 2021-12-07
WO2019026504A1 (ja) 2019-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6837555B2 (ja) 操作検出装置
JP5292221B2 (ja) 静電容量センサ付きプッシュスイッチおよびそれを用いた入力装置
US9141219B2 (en) Operating device for providing tactile feedback on a depressible touch screen
JP5038422B2 (ja) 自動車のための制御モジュール
CN109656458B (zh) 输入装置
US20210237571A1 (en) Operating device for a vehicle
JPWO2019031200A1 (ja) 操作検出装置
US20240061525A1 (en) Input Device
US11863176B2 (en) Operation panel
WO2017010338A1 (ja) 操作装置
CN112540692B (zh) 触控操作装置
CN110506250B (zh) 用于机动车的触敏操作设备和用于运行触敏操作设备的方法
CN114879864A (zh) 触控操作装置
JP2019152944A (ja) 操作入力装置
US20230347740A1 (en) Display device and input device
US11463089B1 (en) Haptic reactive electrical switch
JP2022097801A (ja) 車載表示装置
WO2016006216A1 (ja) スイッチおよびそれを用いた入力装置
JP2022098163A (ja) 操作装置
JP2020119082A (ja) 操作検出装置
JP2013045342A (ja) 操作デバイス
JP2014021527A (ja) 入力装置
JP2022042860A (ja) タッチパネル装置
JP2019087316A (ja) 操作検出装置
JP2012109041A (ja) 入力装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210209

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6837555

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150