JPWO2019073541A1 - ノブおよび入力装置 - Google Patents

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Abstract

環状の導電体で構成され、回転操作される操作部(10)と、環状の非導電体で構成され、静電容量方式のタッチパネル(111)の上に固定されて操作部(10)を回転可能に支持する回転支持体(50)と、回転支持体(50)に設けられた環状の凹溝(51)と、操作部(10)と電気的に導通し、操作部(10)と一体となって凹溝(51)内を回転し、タッチパネル(111)により位置を検知される導電性の導電端子部(30)とを備え、操作部(10)は、円周方向に対して電気的に絶縁された複数の領域に分割され、少なくとも2つ以上の導電端子部(30)が、当該複数の領域のうちの異なる領域に、それぞれ取り付けられる。

Description

この発明は、タッチパネルを操作するためのノブ、および、当該ノブがタッチパネルに固定された入力装置に関する。
近年、車両に搭載されるナビゲーション装置、オーディオ装置、およびセンターディスプレイ等には、静電容量式タッチパネルが付いたディスプレイ(以下、タッチパネル付きディスプレイという)が多く採用されている。タッチパネル付きディスプレイは、表面に凹凸形状がないため、視認しながらでなければ操作することが困難である。
特許文献1には、タッチパネル付きディスプレイの操作性を向上させるために、ノブをタッチパネル付きディスプレイに固定した入力装置が開示されている。当該ノブは、ユーザが操作するための把持部と、タッチパネルに対する接触面となる端子部とを備える。ユーザの指が把持部に接触すると、把持部を介して端子部に電流が流れ、当該電流によってタッチパネルの静電容量が変化する。タッチパネルは、指の非接触時における静電容量と、指の接触時における静電容量との差に基づいて、指の接触を検知する。
特開2016−45525号公報
特許文献1に開示された入力装置では、指の非接触時における静電容量と、指の接触時における静電容量との差が小さい場合、ノブに対する指の接触の非検知や誤検知が発生するという課題があった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、ノブに対する指の接触の非検知や誤検知の発生を防止することを目的とする。
この発明に係るノブは、環状の導電体で構成され、回転操作される操作部と、環状の非導電体で構成され、静電容量方式のタッチパネルの上に固定されて操作部を回転可能に支持する回転支持体と、回転支持体に設けられた環状の凹溝と、操作部と電気的に導通し、操作部と一体となって凹溝内を回転して、タッチパネルにより位置を検知される導電性の導電端子部とを備え、操作部は、円周方向に対して電気的に絶縁された複数の領域に分割され、少なくとも2つ以上の導電端子部が、当該複数の領域のうちの異なる領域に、それぞれ取り付けられる。
この発明によれば、ノブに対する指の接触の非検知や誤検知の発生を防止することができる。
実施の形態1に係る入力装置の斜視図である。 実施の形態1に係るノブの分解図である。 図1に示すAA線に沿って入力装置を切断した断面図である。 ノブの操作部を上面から見た図である。 ノブの斜視図(操作部は不図示)である。 タッチパネルで検知される静電容量の変化について説明するためのグラフである。 実施の形態2に係るノブの分解図である。 実施の形態2に係るノブの操作部を上面から見た図である。 実施の形態3に係るノブの分解図である。 タッチパネルで検知される静電容量の変化について説明するためのグラフである。
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る入力装置100の斜視図である。
入力装置100は、タッチパネル付きディスプレイ110と、ノブ120とを備える。タッチパネル付きディスプレイ110は、静電容量式のタッチパネル111(以下、タッチパネル111という)と、ディスプレイ(不図示)とを備える。ディスプレイは、タッチパネル111と一体化されている。
ノブ120は、タッチパネル111の上に固定されている。ノブ120は、環状である。ノブ120は、図1に示した矢印の方向に回転可能に構成されている。ノブ120における環の内側は、タッチパネル111が露出しているため、ディスプレイに表示された情報を視認することができる。
図2は、実施の形態1に係るノブ120の分解図である。
ノブ120は、主に、操作部10、導電接続体20、導電端子部30、回転体40、および回転支持体50を備えて構成される。
図3は、図1に示すAA線に沿って入力装置100を切断した断面図である。
図4は、実施の形態1に係るノブ120の操作部10を上面から見た図である。
操作部10は、環状の部品である。操作部10は、回転操作させる部品である。操作部10は、導電体で構成されている。操作部10は、例えば、ABS等の樹脂に導電塗装またはメッキ処理が施された部品である。
操作部10には、複数の操作部分割部11が設けられている。操作部10は、複数の操作部分割部11によって、円周方向に沿って複数の領域に分割される。
図4は、操作部分割部11を3箇所に設け、操作部10を3つの領域に分割した例を示している。操作部10は、3箇所の操作部分割部11によって、第1の操作部10aと、第2の操作部10bと、第3の操作部10cとに分割されている。
第1の操作部10aと第2の操作部10bとは、電気的に絶縁された状態で連結されている。当該連結は、例えば、接着である。同様に、第2の操作部10bと第3の操作部10cとは、電気的に絶縁された状態で連結されている。同様に、第3の操作部10cと第1の操作部10aとは、電気的に絶縁された状態で連結されている。
回転支持体50は、環状の部品である。回転支持体50は、非導電体で構成されている。回転支持体50は、例えば、ABS等の樹脂で構成される。回転支持体50は、タッチパネル111の上に固定されている。当該固定は、例えば、接着である。回転支持体50は、操作部10を回転可能に支持する。
図2に示すように、回転支持体50は、環状の凹溝51を有する。凹溝51は、内周側に立設された第1の壁部52と、第1の壁部52の外周側に立設された第2の壁部53とにより形成される溝である。凹溝51の底面は、薄い厚さで構成されている。当該厚さは、例えば、0.3mmである。
図2に示すように、操作部10と回転支持体50との間には、導電接続体20、導電端子部30、および回転体40が収納される。
導電接続体20は、環状の部品である。導電接続体20は、導電体で構成されている。導電接続体20は、例えば、ステンレスで構成される。導電接続体20には、複数の導電接続体分割部21が設けられている。導電接続体20は、複数の導電接続体分割部21によって、円周方向に沿って複数の領域に分割される。
図2は、導電接続体分割部21を3箇所に設け、導電接続体20を3つの領域に分割した例を示している。図5に示すように、導電接続体20は、3箇所の導電接続体分割部21によって、第1の導電接続体20aと、第2の導電接続体20bと、第3の導電接続体20cとに分割されている。
第1の導電接続体20aと第2の導電接続体20bとは、電気的に絶縁された状態で連結されている。当該連結は、例えば、接着である。同様に、第2の導電接続体20bと第3の導電接続体20cとは、電気的に絶縁された状態で連結されている。同様に、第3の導電接続体20cと第1の導電接続体20aとは、電気的に絶縁された状態で連結されている。
上記では、操作部10および導電接続体20の両方について、連結して構成される部品(連結部品という)とした。ただし、操作部10または導電接続体20のいずれか一方は、連結して構成されない部品(非連結部品という)としてもよい。例えば、操作部10を連結部品とし、導電接続体20を非連結部品としてもよい。その場合、第1の導電接続体20aと第2の導電接続体20bとの間、第2の導電接続体20bと第3の導電接続体20cとの間、および、第3の導電接続体20cと第1の導電接続体20aとの間には、それぞれクリアランスが設けられることになる。
図5は、実施の形態1に係るノブ120の斜視図(操作部10は不図示)である。
図5に示すように、導電接続体20には、導電接続体フランジ部22が複数形成されている。導電接続体フランジ部22は、径方向外側に向かって突出した形状である。導電接続体フランジ部22には、ねじを挿通するための穴が形成されている。
第1の導電接続体20aには、少なくとも1箇所に導電接続体フランジ部22が形成される。同様に、第2の導電接続体20bには、少なくとも1箇所に導電接続体フランジ部22が形成される。同様に、第3の導電接続体20cには、少なくとも1箇所に導電接続体フランジ部22が形成される。
導電接続体20には、後述する導電端子部30を取り付けるための取付部23が複数形成されている。以下、取付部23として、第1の取付部23a、第2の取付部23b、および第3の取付部23cが形成されている場合について説明する。第1の導電接続体20aに形成されている取付部23を、第1の取付部23aとする。同様に、第2の導電接続体20bに形成されている取付部23を、第2の取付部23bとする。同様に、第3の導電接続体20cに形成されている取付部23を、第3の取付部23cとする。第1の取付部23a、第2の取付部23b、および第3の取付部23cには、ねじを挿通するための穴が形成されている。
導電端子部30は、円盤状の導電体部品である。導電端子部30は、例えば、ステンレスで構成される。導電端子部30は、例えば、ねじ締めにより導電接続体20の取付部23に取り付けられる。導電端子部30と導電接続体20は接触し、電気的に導通する。
以下、第1の取付部23aに取り付けられる導電端子部30を、第1の導電端子部30aとする。同様に、第2の取付部23bに取り付けられる導電端子部30を、第2の導電端子部30bとする。同様に、第3の取付部23cに取り付けられる導電端子部30を、第3の導電端子部30cとする。第1の導電端子部30a、第2の導電端子部30b、および第3の導電端子部30cには、ねじを挿通するための穴が形成されている。
図2に示すように、回転体40は、環状の部品である。回転体40は、非導電体で構成されている。回転体40は、例えば、ABS等の樹脂で構成される。回転体40は、回転支持体50によって回転可能に支持される。回転体40には、回転体フランジ部41が複数形成されている。回転体フランジ部41は、径方向外側に向かって突出した形状である。回転体フランジ部41は、導電接続体フランジ部22と相対する位置に形成されている。回転体フランジ部41には、ねじを挿通するための穴が形成されている。
導電接続体20および回転体40の操作部10に対する取り付けは、導電接続体フランジ部22および回転体フランジ部41を介して行われる。当該取り付けは、例えば、ねじ締めである。導電接続体20と操作部10は接触し、電気的に導通する。また、導電接続体20および回転体40が、操作部10と一体となって回転する。このとき、導電接続体20に取り付けられた導電端子部30が、回転支持体50における凹溝51内を摺動する。
図5に示すように、第1の取付部23a、第2の取付部23b、および第3の取付部23cは、径方向内側に向かって突出した形状である。第1の取付部23a、第2の取付部23b、および第3の取付部23cは、タッチパネル111面に対して垂直な方向に、弾性変形可能である。
第1の取付部23aは、第1の導電端子部30aを、タッチパネル111面側に押し当てる。同様に、第2の取付部23bは、第2の導電端子部30bを、タッチパネル111面側に押し当てる。同様に、第3の取付部23cは、第3の導電端子部30cを、タッチパネル111面側に押し当てる。これにより、第1の導電端子部30a、第2の導電端子部30b、および第3の導電端子部30cが凹溝51から浮き上がるのを防止することができ、指の接触の検知、および、導電端子部30の位置の検知が安定する。
操作部10に指が接触すると、図3に示す矢印Zの経路で電流が流れる。回転支持体50は非導電体であるが、凹溝51の底面は厚さが薄いため、当該電流によってタッチパネル111において静電容量の変化が発生する。タッチパネル111は、当該静電容量の変化に基づいて、指の接触を検知し、導電端子部30の位置を検知する。
図5に示すように、導電接続体20には、回転支持体50における第2の壁部53に接触する接触部24が複数形成されている。以下、接触部24として、第1の接触部24a、第2の接触部24b、および第3の接触部24cが形成されている場合について説明する。第1の導電接続体20aに形成されている接触部24を、第1の接触部24aとする。同様に、第2の導電接続体20bに形成されている接触部24を、第2の接触部24bとする。同様に、第3の導電接続体20cに形成されている接触部24を、第3の接触部24cとする。第1の接触部24a、第2の接触部24b、および第3の接触部24cは、タッチパネル111側に向かって突出した形状であり、径方向に対して弾性変形可能である。
第1の接触部24a、第2の接触部24b、および第3の接触部24cは、回転支持体50における第2の壁部53に対して、回転中心に向かう方向に力を加える。このように構成することで、操作部10の回転に伴い、導電接続体20と回転支持体50との間で摩擦力が発生する。当該摩擦力の大きさを調整することで、ノブ120の操作フィーリングを調節することができる。
図6は、タッチパネル111で検知される静電容量の変化について説明するためのグラフである。
図6は、操作部10に指が接触していない時(指の非接触時)にタッチパネル111で検知される静電容量と、操作部10に指が接触している時(指の接触時)にタッチパネル111で検知される静電容量とを示したものである。
図6の左側(以下、Aとする)は、操作部10および導電接続体20を分割していない場合について示している。一方、図6の右側(以下、Bとする)は、本実施の形態1のように、操作部10および導電接続体20を3分割した場合を示している。
Bの場合、静電容量の大きい部品である操作部10および導電接続体20を分割することで、指の非接触時にタッチパネル111で検知される静電容量が小さくなる。その結果、Aの場合に比べて、指の非接触時にタッチパネル111で検知される静電容量と、指の接触時にタッチパネル111で検知される静電容量との差(静電容量の変化量)が増大する。これにより、操作部10に対する指の接触を検知する精度を向上させることができる。
上記では、操作部10および導電接続体20を3分割し、導電端子部30の数を3つとする場合について説明した。ただし、これに限定されるものではなく、操作部10および導電接続体20を2分割とし、導電端子部30の数を2つとしてもよい。
また、操作部10および導電接続体20を4分割以上としてもよい。その場合、導電端子部30の数は、操作部10および導電接続体20の分割数に合わせて決定する。ただし、導電端子部30の数は、操作部10および導電接続体20の分割数と同数としなくてもよい。例えば、操作部10および導電接続体20を3分割した場合に、導電端子部30の数を2つとしてもよい。その場合、例えば、第1の操作部10aに第1の導電端子部30aを取り付け、第2の操作部10bに第2の導電端子部30bを取り付け、第3の操作部10cには、導電端子部を取り付けない。
操作部10および導電接続体20は複数の領域に分割され、少なくとも2つ以上の導電端子部30が、当該複数の領域のうちの異なる領域に、それぞれ取り付けられる。
以上のように、実施の形態1に係るノブ120は、環状の導電体で構成され、回転操作される操作部10と、環状の非導電体で構成され、静電容量方式のタッチパネル111の上に固定されて操作部10を回転可能に支持する回転支持体50と、回転支持体50に設けられた環状の凹溝51と、操作部10と電気的に導通し、操作部10と一体となって凹溝51内を回転して、タッチパネル111により位置を検知される導電性の導電端子部30とを備え、操作部10は、円周方向に対して電気的に絶縁された複数の領域に分割され、少なくとも2つ以上の導電端子部30が、当該複数の領域のうちの異なる領域に、それぞれ取り付けられる。これにより、ノブに対する指の接触の非検知や誤検知の発生を防止することができる。
実施の形態2.
図7は、実施の形態2に係るノブ120の分解図である。
図8は、実施の形態2に係るノブ120の操作部10を上面から見た図である。
実施の形態1に係るノブ120と、実施の形態2に係るノブ120とでは、操作部分割部11が異なる。以下、実施の形態1で説明した構成と同一または相当する機能を有する構成については、その説明を省略または簡略化する。
実施の形態2では、操作部分割部11を操作部分割部11Aとする。操作部分割部11Aは、実施の形態1に係る操作部分割部11と異なり、操作部10を物理的に分割しない。
操作部分割部11Aは、操作部10に形成された非導電性の領域である。操作部分割部11Aは、操作部10に導電塗装またはメッキ処理を施さないことによって形成される領域である。
図8は、操作部分割部11Aを3箇所に設けた例を示している。操作部10は、3箇所の操作部分割部11Aによって、第1の操作部10aと、第2の操作部10bと、第3の操作部10cとに分割されている。第1の操作部10a、第2の操作部10b、および第3の操作部10cはそれぞれ、導電性の領域である。
第1の操作部10aと第2の操作部10bとは、操作部分割部11Aによって分割され、互いに絶縁された状態となる。同様に、第2の操作部10bと第3の操作部10cとは、操作部分割部11Aによって分割され、互いに絶縁された状態となる。同様に、第3の操作部10cと第1の操作部10aとは、操作部分割部11Aによって分割され、互いに絶縁された状態となる。
以上のように、実施の形態2によれば、実施の形態1と同様に、ノブに対する指の接触の非検知や誤検知の発生を防止することができる。
実施の形態3.
図9は、実施の形態3に係るノブ120の分解図である。
実施の形態1に係るノブ120と、実施の形態3に係るノブ120とでは、導電端子部30が異なる。以下、実施の形態1で説明した構成と同一または相当する機能を有する構成については、その説明を省略または簡略化する。
実施の形態1では、導電端子部30を、第1の導電端子部30a、第2の導電端子部30b、および第3の導電端子部30cで構成する場合について説明した。第1の導電端子部30a、第2の導電端子部30b、および第3の導電端子部30cは、直径が同一である。
実施の形態3では、導電端子部30の代わりに導電端子部60を用いる。導電端子部60は、第1の導電端子部60a、第2の導電端子部60b、および第3の導電端子部60cで構成される。
第1の導電端子部60a、第2の導電端子部60b、および第3の導電端子部60cは、直径の大きさが異なり、凹溝51に接触する面(以下、接触面という)の面積がそれぞれ異なる。
第1の導電端子部60aは、例えば、直径φが9mmであり、接触面の面積が最も大きい。
第2の導電端子部60bは、例えば、直径φが6mmであり、接触面の面積が第1の導電端子部60aより小さい。
第3の導電端子部60cは、例えば、直径φが3mmであり、接触面の面積が第2の導電端子部60bより小さい。
図10は、タッチパネル111で検知される静電容量の変化について説明するためのグラフである。
図10は、操作部10に指が接触していない時(指の非接触時)にタッチパネル111で検知される静電容量と、操作部10に指が接触している時(指の接触時)にタッチパネル111で検知される静電容量とを、導電端子部ごとに示したものである。
図10の左側(以下、Cとする)は、接触面の面積が同一である、導電端子部30を用いた場合である。一方、図10の右側(以下、Dとする)は、本実施の形態3に係る導電端子部60(第1の導電端子部60a、第2の導電端子部60b、および第3の導電端子部60c)を用いた場合である。
Cの場合、指の非接触時および指の接触時にタッチパネル111で検知される静電容量は、第1の導電端子部30aと、第2の導電端子部30bと、第3の導電端子部30cとで同一である。
Dの場合、指の非接触時および指の接触時にタッチパネル111で検知される静電容量は、第1の導電端子部60aと、第2の導電端子部60bと、第3の導電端子部60cとで異なる。
第3の導電端子部60cにおいて、指の非接触時にタッチパネル111で検知される静電容量は、第2の導電端子部60bおよび第1の導電端子部60aにおいて指の非接触時に検知される静電容量に比べて、相対的に小さい。
また、第1の導電端子部60aにおいて、指の接触時にタッチパネル111で検知される静電容量は、第2の導電端子部60bおよび第3の導電端子部60cにおいて指の接触時に検知される静電容量に比べて、相対的に大きい。
このように、Dの場合、第3の導電端子部60cにおいて指の非接触時にタッチパネル111で検知される静電容量と、第1の導電端子部60aにおいて指の接触時にタッチパネル111で検知される静電容量との差(静電容量の変化量)が大きい。これにより、Cの場合に比べて、さらに、操作部10に対する指の接触を検知する精度を向上させることができる。
上記では、第1の導電端子部60a、第2の導電端子部60b、および第3の導電端子部60cについて、凹溝51に接触する接触面の面積が互いに異なるように構成する場合について説明した。
ただし、これに限定されるものではなく、いずれか1つの導電端子部60(例えば、第1の導電端子部60a)のみ接触面の面積が異なるものとし、残りの2つの導電端子部60(例えば、第2の導電端子部60bおよび第3の導電端子部60c)は、接触面の面積を同一としてもよい。
また、導電端子部60を2つで構成し、2つの導電端子部60は、接触面の面積が互いに異なるように構成してもよい。
また、導電端子部60を4つ以上で構成し、4つ以上の導電端子部60のうち、少なくとも2つの導電端子部は、接触面の面積が互いに異なるように構成してもよい。
以上のように、実施の形態3によれば、ノブに対する指の接触の非検知や誤検知の発生をさらに防止することができる。
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
この発明に係るノブは、ノブに対する指の接触の非検知や誤検知の発生を防止することができるので、車両に搭載される静電容量式タッチパネルが付いたディスプレイに搭載するのに適している。
10 操作部、10a 第1の操作部、10b 第2の操作部、10c 第3の操作部、11,11A 操作部分割部、20 導電接続体、20a 第1の導電接続体、20b 第2の導電接続体、20c 第3の導電接続体、21 導電接続体分割部、22 導電接続体フランジ部、23a 第1の取付部、23b 第2の取付部、23c 第3の取付部、30,60 導電端子部、30a,60a 第1の導電端子部、30b,60b 第2の導電端子部、30c,60c 第3の導電端子部、40 回転体、41 回転体フランジ部、50 回転支持体、51 凹溝、52 第1の壁部、53 第2の壁部、100 入力装置、110 タッチパネル付きディスプレイ、111 タッチパネル、120 ノブ。

Claims (4)

  1. 環状の導電体で構成され、回転操作される操作部と、
    環状の非導電体で構成され、静電容量方式のタッチパネルの上に固定されて前記操作部を回転可能に支持する回転支持体と、
    前記回転支持体に設けられた環状の凹溝と、
    前記操作部と電気的に導通し、前記操作部と一体となって前記凹溝内を回転して、前記タッチパネルにより位置を検知される導電性の導電端子部とを備え、
    前記操作部は、円周方向に対して電気的に絶縁された複数の領域に分割され、少なくとも2つ以上の前記導電端子部が、当該複数の領域のうちの異なる領域に、それぞれ取り付けられることを特徴とするノブ。
  2. 前記操作部と電気的に導通し、前記操作部と一体となって回転する導電接続体を備え、
    前記導電接続体は、複数の前記導電端子部を前記凹溝に押し当てるとともに、回転中心方向に向かう力を、前記回転支持体に加えることを特徴とする請求項1記載のノブ。
  3. 前記導電端子部のうちの少なくとも2つは、前記凹溝に接触する面の面積が互いに異なることを特徴とする請求項1記載のノブ。
  4. 請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載のノブと、
    前記ノブが固定された静電容量方式のタッチパネルと、
    前記タッチパネルと一体化され、情報を表示するディスプレイとを備える入力装置。
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