JPWO2019073542A1

JPWO2019073542A1 - ノブおよび入力装置

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Publication number: JPWO2019073542A1
Application number: JP2019547834A
Authority: JP
Inventors: 真也高岡; 明紀塚口
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-10-11
Filing date: 2017-10-11
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2037-10-11
Also published as: WO2019073542A1; US11221692B2; CN111164552B; US20210200337A1; DE112017007885T5; CN111164552A; JP6632787B2

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（６０）とを備え、導電端子部（６０）は複数で構成され、複数の導電端子部（６０）のうちの少なくとも２つは、凹溝（５１）に接触する面の面積が互いに異なる。

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できない。

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、タッチパネル付きディスプレイにノブを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、導電端子部は複数で構成され、複数の導電端子部のうちの少なくとも２つは、凹溝に接触する面の面積が互いに異なる。

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Ａ−Ａ線に沿って入力装置を切断した断面図である。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。

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６０、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Ａ−Ａ線に沿って入力装置１００を切断した断面図である。
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。

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、厚さが薄くなるように構成されている。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６０、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。

図４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。
導電接続体２０には、導電接続体フランジ部２１が複数形成されている。導電接続体フランジ部２１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２１には、ねじを挿通するための穴が形成されている。

図４に示すように、導電接続体２０には、後述する導電端子部６０を取り付けるための取付部２２が複数形成されている。以下、取付部２２が３箇所に形成されている場合について説明する。３箇所の取付部２２を、第１の取付部２２ａ、第２の取付部２２ｂ、および第３の取付部２２ｃとする。第１の取付部２２ａ、第２の取付部２２ｂ、および第３の取付部２２ｃ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６０は、円盤状の導電体部品である。導電端子部６０は、例えば、ステンレスで構成される。導電端子部６０は、例えば、ねじ締めにより導電接続体２０の取付部２２に取り付けられる。導電端子部６０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２２ａに取り付けられる導電端子部６０を、第１の導電端子部６０ａとする。同様に、第２の取付部２２ｂに取り付けられる導電端子部６０を、第２の導電端子部６０ｂとする。同様に、第３の取付部２２ｃに取り付けられる導電端子部６０を、第３の導電端子部６０ｃとする。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５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５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５の左側（以下、Ｃとする）は、凹溝５１に接触する接触面の面積が同一である３つの導電端子部を用いた場合である。一方、図５の右側（以下、Ｄとする）は、本実施の形態１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、各導電端子部で同一である。

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、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。

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２１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２１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６０が、回転支持体５０における凹溝５１内を摺動する。

図４に示すように、第１の取付部２２ａ、第２の取付部２２ｂ、および第３の取付部２２ｃ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２２ａ、第２の取付部２２ｂ、および第３の取付部２２ｃ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２２ａは、第１の導電端子部６０ａ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２２ｂは、第２の導電端子部６０ｂ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２２ｃは、第３の導電端子部６０ｃ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６０ａ、第２の導電端子部６０ｂ、および第３の導電端子部６０ｃが、凹溝５１の底面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６０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６０の位置を検知する。

図４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２３が複数形成されている。以下、接触部２３が３箇所に形成されているものとし、３箇所の接触部２３を、第１の接触部２３ａ、第２の接触部２３ｂ、および第３の接触部２３ｃとする。第１の接触部２３ａ、第２の接触部２３ｂ、および第３の接触部２３ｃ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２３ａ、第２の接触部２３ｂ、および第３の接触部２３ｃ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。

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６０とを備え、導電端子部６０は複数で構成され、複数の導電端子部６０のうちの少なくとも２つは、凹溝５１に接触する面の面積が互いに異なる。このため、ノブに対する指の接触の非検知や誤検知を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、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態において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、２０導電接続体、２１導電接続体フランジ部、２２取付部、２２ａ第１の取付部、２２ｂ第２の取付部、２２ｃ第３の取付部、２３接触部、２３ａ第１の接触部、２３ｂ第２の接触部、２３ｃ第３の接触部、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、６０導電端子部、６０ａ第１の導電端子部、６０ｂ第２の導電端子部、６０ｃ第３の導電端子部、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、１１２ディスプレイ、１２０ノブ。

Claims

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、
前記導電端子部は複数で構成され、複数の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ノブ。
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。
請求項１または請求項２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。