JP2012108596A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイッチの位置を容易に認識することができる入力装置を提供する。
【解決手段】実施の形態に係る入力装置は、ベース２０と、ベース２０上に設けられ、操作入力可能なスイッチ部３と、開口２１１を有し、開口２１１内にスイッチ部３が収容されるようにベース２０上に設けられたベゼル２１と、ベース２０とベゼル２１との間に設けられ、ベゼル２１に加えられた荷重により弾性変形し、スイッチ部３の外周部とベゼル２１の開口２１１とに段差が生じるようにベース２０上に設けられた板ばね２３と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、入力装置に関する。

従来の技術として、車両の運転席と助手席との間のセンターコンソールに操作部を有する車両用操作装置が知られている（特許文献１参照。）。

従来の車両用操作装置の操作部は、複数の操作スイッチと、複数の操作スイッチの上方に設けられた操作パネルと、操作スイッチよりも下方に設けられ、操作者の指を撮像するイメージセンサと、を有して構成されている。

特開２０１０−１８１１１号公報

ところで、上記のような車両用操作装置の中には、例えば、操作パネルが設置された部材の表面と操作パネルの表面との段差をなくすことにより、意匠として優れたものがある。しかし、操作パネルが設置された部材の表面と操作パネルの表面との段差がない操作部は、操作者が触感により操作部のスイッチの位置を確認することが困難となる問題がある。

従って、本発明の目的は、スイッチの位置を容易に認識することができる入力装置を提供することにある。

本発明の一態様は、基部と、基部上に設けられ、操作入力可能なスイッチ部と、開口を有し、開口内にスイッチ部が収容されるように基部上に設けられたベゼルと、基部とベゼルとの間に設けられ、ベゼルに加えられた荷重により弾性変形し、スイッチ部の外周部とベゼルの開口とに段差が生じるように基部上に設けられた弾性部材と、を備えた入力装置を提供する。

本発明によれば、スイッチの位置を容易に認識することができる。

図１（ａ）は、実施の形態に係る入力装置を搭載した車両内部の斜視図であり、（ｂ）は、入力装置の上面図である。 図２（ａ）は、実施の形態に係る入力装置の図１（ｂ）のII−II線断面図であり、（ｂ）は、スイッチ部周辺の拡大図である。 図３は、実施の形態に係る入力装置に関するブロック図である。 図４（ａ）は、実施の形態に係る荷重が加えられる前の入力装置の断面図であり、（ｂ）は、荷重が加えられた後の入力装置の断面図である。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係る入力装置は、基部と、基部上に設けられ、操作入力可能なスイッチ部と、開口を有し、開口内にスイッチ部が収容されるように基部上に設けられたベゼルと、基部とベゼルとの間に設けられ、ベゼルに加えられた荷重により弾性変形し、スイッチ部の外周部とベゼルの開口とに段差が生じるように基部上に設けられた弾性部材と、を備える。

[実施の形態]
（入力装置２の構成）
図１（ａ）は、実施の形態に係る入力装置を搭載した車両内部の斜視図であり、（ｂ）は、入力装置の上面図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る入力装置の図１（ｂ）のII−II線断面図であり、（ｂ）は、スイッチ部周辺の拡大図である。入力装置２は、例えば、図１（ａ）に示すように、車両１の運転席１０と助手席１１との間に延びて設けられたセンターコンソール１２上に配置されている。また、入力装置３は、図１（ｂ）に示すように、手のひら、又は、腕を置くことによりスイッチ部３の操作を容易とする台座部２２が設けられている。

また、運転席１０に着座した乗員から見て前方に位置するインストルメントパネル１３には、例えば、地図や設定メニュー等を表示するメインモニタ１４と、スピードメータ等の計器類が配置されるメータパネル１５と、が配置されている。このメータパネル１５には、例えば、メインモニタ１４より小さなサブモニタ１６が配置されている。このメインモニタ１４には、例えば、後述するスイッチ部３の操作可能な領域を模した画像が表示される。乗員は、この画像を見ることで、スイッチ部３に視線移動することなく、スイッチ部３のタッチ操作可能な領域のレイアウトを確認することができ、スイッチ部３を容易に操作することができる。なお、操作可能な領域を模した画像とは、例えば、車両１に搭載されたオーディオ装置の入力装置としてスイッチ部３が利用可能であるとき、再生や停止等の指示を入力可能な領域の画像と、入力パネル３０の上面視した画像と、を重畳した画像である。

入力装置２は、主に、基部としてのベース２０と、ベゼル２１と、弾性部材としての板ばね２３と、スイッチ部３と、を備えて概略構成されている。

ベース２０は、例えば、センターコンソール１２に沿って延びる板形状を有してセンターコンソール１２に取り付けられている。ベース２０は、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂、又は金属材料を用いて形成されている。また、ベース２０は、センターコンソール１２に接する面とは反対側のスイッチ部３が配置される位置に、一例として、凹部２００が形成されている。この凹部２００には、例えば、スイッチ部３の基板３２を支持する複数の支持部材３３が配置されている。この支持部材３３は、例えば、弾性部材を用いて形成されている。この支持部材３３は、例えば、上面視にて矩形状を有する基板３２の４つの隅に配置されている。なお、ベース２０は、例えば、センターコンソール１２の一部を用いても良い。

ベース２０のベゼル２１の底面に対向する上面２０１には、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、複数の板ばね２３が配置されている。

ベゼル２１は、例えば、センターコンソール１２に沿って延びる四角柱形状を有し、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂を用いて形成されている。ベゼル２１は、例えば、車両１の進行方向の端部２１０の近傍に、図２（ａ）の紙面の上方から下方に貫通する開口２１１を有する。この開口２１１には、スイッチ部３が収容されている。開口２１１には、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、段差部２１２が形成されている。この段差部２１２は、後述するスイッチ部３の段差部に対応した形状を有し、図２（ａ）の紙面の上方の開口２１１の周の径が大きく、下方の開口２１１の周の径が小さくなっている。その径の違いによって、段差部２１２が形成されている。

また、ベゼル２１は、荷重が加えられていないとき、図２（ｂ）に示すように、ベース２０の上面２０１とベゼル２１の裏面２１３との距離がＷ_１であり、スイッチ部３の操作面３００の外周部とベゼル２１の開口２１１の上面２１４とは、例えば、段差がないフラットな状態となる。この距離Ｗ_１は、ベゼル２１に荷重が加えられることにより生じる、スイッチ部３の操作面３００とベゼル２１の上面２１４の段差と、板ばね２３の収縮時の全長と、に基づいて設定される。本実施の形態の距離Ｗ_１は、一例として、５〜６ｍｍである。なお、収縮時の全長とは、収縮する方向の長さである。

ベゼル２１の上面２１４には、台座部２２が設けられている。この台座部２２は、例えば、一方の端部が、ベゼル２１の上面２１４から図２（ａ）の紙面の上方に渡って曲面が形成された板形状を有している。台座部２２は、乗員の手のひらを置くパームレスト、又は、腕が置かれるアームレストであり、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂を用いて形成され、その内部には、ウレタン等のクッション材が入れられている。

台座部２２は、例えば、乗員が台座部２２に手のひら又は腕を置くと、指によるスイッチ部３の操作が容易となるように構成されている。なお、本実施の形態では、ベゼル２１と台座部２２は、別々の部材としているが、これに限定されず、一体であっても良い。

図３は、実施の形態に係る入力装置に関するブロック図である。入力装置２は、図３に示すように、車両１の車両制御部１００に接続されている。この車両制御部１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等からなるマイクロコンピュータである。車両制御部１００は、メインモニタ１４及びサブモニタ１６と接続され、これらを制御する。

入力装置２は、例えば、荷重がベゼル２１に加えられることによるベース２０とベゼル２１との相対移動を検出する検出部４を有する。この検出部４は、例えば、ベース２０とベゼル２１との間に設けられ、荷重がベゼル２１に加えられることによってオン状態となるスイッチである。

検出部４は、例えば、荷重がベゼル２１に加えられていないとき、すなわち、スイッチがオフ状態となるとき、操作入力がなされたことによりスイッチ部３から出力された操作信号を無効にする検出信号を車両制御部１００に出力するように構成されている。また、検出部４は、例えば、荷重がベゼル２１に加えられているとき、すなわち、スイッチがオン状態となるとき、操作入力がなされたことによりスイッチ部３から出力された操作信号を有効にする検出信号を車両制御部１００に出力するように構成されている。

ここで、操作信号は、図３に示すように、入力パネル３０になされた操作入力に基づいた操作入力信号と、後述するスイッチ３１になされたプッシュ操作に基づいたプッシュ信号と、を含んで構成される。なお、検出部４は、ベース２０とベゼル２１との相対移動を検出するセンサであっても良い。また、検出部４は、ベゼル２１に加えられた荷重を検出するセンサであっても良い。

スイッチ部３は、例えば、入力パネル３０と、スイッチ３１と、基板３２と、複数の支持部材３３と、を備えて概略構成されている。スイッチ部３は、例えば、上面視にて正方形状及び長方形状等の矩形状を有し、その操作面３００は、ほぼフラットである。また、スイッチ部３は、例えば、操作面３００とは反対側の裏面の中央に凸部３０２を有し、スイッチ３１のボタン３１０に接触している。入力パネル３０の周囲には、ベゼル２１の段差部２１２に対応した段差部３０１が形成されている。この段差部３０１は、例えば、図２（ａ）の紙面の上方の周の径が大きく、下方の周の径が小さくなっている。この径の違いによって、段差部３０１が形成されている。なお、スイッチ部３は、例えば、基板３２と入力パネル３０との間に弾性部材が配置され、図２（ａ）の紙面の上方の弾性力が入力パネル３０に付加されていても良い。なお、スイッチ部３の上面視における形状は、矩形状に限定されず、円形状、多角形状等であっても良く、用途に応じて自由な形状とすることができる。

また、スイッチ部３は、例えば、入力パネル３０に接触した指の位置に応じた操作入力信号を出力するタッチスイッチである。入力パネル３０は、例えば、乗員の指の接触又は接近、すなわち、乗員のタッチ操作による静電容量の変化を信号として出力するように構成されている。また、スイッチ部３は、押下げ操作（プッシュ操作）によって、この入力パネル３０が図２（ｂ）の紙面の下方に移動することにより、スイッチ３１のボタン３１０がオン状態となり、スイッチ３１は、オン状態を示すプッシュ信号を出力するように構成されている。なお、スイッチ部３は、指の接近による、静電容量の変化量がしきい値よりも大きい場合に操作入力信号を出力するように構成されても良い。また、本実施の形態に係るスイッチ部３は、一部がタッチスイッチとして構成されるが、これに限定されず、全てがタッチスイッチ、又は、機械式スイッチであっても良い。さらに、スイッチ部３は、例えば、抵抗膜式のタッチパネルであっても良い。

基板３２は、例えば、プリント配線基板であり、入力パネル３０に対するタッチ操作、及び入力パネル３０に対するプッシュ操作に基づく操作信号を車両制御部１００に出力する電子回路が設けられている。

支持部材３３は、例えば、円柱形の形状を有し、ゴム等の弾性部材、又は金属材料等を用いて形成されている。複数の支持部材３３は、例えば、基板３２とベース２０のとの間に配置され、基板３２を支持している。

板ばね２３は、例えば、板形状の金属材料を略Ｚ字形状に折り曲げて形成され、スイッチ部３の周囲、及び台座部２２の下方に配置される。また、板ばね２３は、例えば、一方の端部が接触する部材に固定され、他方の端部が接触する部材に移動可能に取り付けられる、又は、両方の端部が接触する部材に移動可能に取り付けられる。つまり、板ばね２３は、例えば、両方の端部が接触する部材であるベース２０とベゼル２１に固定されると、図２（ａ）の紙面の鉛直上方から下方に向けて荷重が付加された場合、ベース２０とベゼル２１は、図２（ａ）の紙面の上下方向のみならず左右方向にも相対移動する。そこで、板ばね２３は、例えば、いずれか一方の端部、又は両方の端部がベース２０及びベゼル２１に移動可能に取り付けられることにより、図２（ａ）の紙面の鉛直上方から下方に向けて荷重が付加された場合、板ばね２３が横方向に移動するので、ベース２０とベゼル２１は、図２（ａ）の紙面の上下方向に相対移動することができる。

なお、入力装置２は、例えば、図２（ａ）の紙面の上方向の板ばね２３の弾性力により、ベゼル２１の上面２１４とスイッチ部３の操作面３００との段差が発生しないようにベゼル２１を保持するストッパを設けても良い。また、入力装置２は、例えば、走行中などのようにスイッチ部３の操作が許容されない場合に、ベース２０とベゼル２１の相対移動をできないようにするロック機構が設けられても良い。さらに、板ばね２３は、上記の形状に限定されず、板形状の材料を用途に応じて様々な形状に加工して用いることができる。また、入力装置２に用いられる弾性部材は、弾性エネルギーを蓄積し、開放できる機械要素であれば良く、例えば、コイル状のばね、樹脂材料を用いたばね等の様々な弾性部材を用いることができる。以下に、本実施の形態に係る入力装置２の動作について説明する。

（動作）
図４（ａ）は、実施の形態に係る荷重が加えられる前の入力装置の断面図であり、（ｂ）は、荷重が加えられた後の入力装置の断面図である。

まず、入力装置２の台座部２２又はベゼル２１に荷重が加えられていない場合、ベゼル２１の上面２１４とスイッチ部３の操作面３００とは、図４（ａ）に示すように、段差がないフラットな状態となる。このとき、検出部４は、オフ状態であるので、スイッチ部３になされた操作入力を無効とする検出信号を出力する。車両制御部１００は、検出信号に基づいてスイッチ部３から出力された操作信号を無効とする。

続いて、乗員が、スイッチ部３を操作するため、入力装置２の台座部２２に手のひら又は腕を置くと、図４（ｂ）の紙面の下向きの荷重が台座部２２を介してベゼル２１に加えられる。

ベゼル２１に荷重が加えられるので、板ばね２３が、ベゼル２１に押し下げされることで収縮して検出部４がオン状態となり、検出部４は、スイッチ部３になされた操作入力を有効とする検出信号を出力する。車両制御部１００は、有効とする検出信号に基づいてスイッチ部３から出力された操作信号を有効とする。この板ばね２３の収縮により、ベゼル２１の上面２１４とスイッチ部３の操作面３００とには、図４（ｂ）に示すように、段差が発生する。この段差Ｗ_２は、一例として、２〜３ｍｍである。

乗員は、例えば、指を中央部２１５からスイッチ部３方向に、ベゼル２１の上面２１４に接触させながら移動させると、段差を触感として感じることができ、スイッチ部３に視線移動することなく、スイッチ部３の位置を確認することができる。さらに、乗員が入力パネル３０に接触することにより、現在、スイッチ部３によって操作入力を行うことができる領域を模した画像が、メインモニタ１４及びサブモニタ１６の少なくともいずれか１つのモニタに表示され、乗員は、スイッチ部３に視線移動することなく、スイッチ部３によってどの様な操作が可能なのかを知ることができる。

乗員は、所望の操作を行った後、台座部２２から腕を離すと、複数の板ばね２３による図４（ｂ）の紙面の上方の弾性力（復元力）により、ベゼル２１の上面２１４とスイッチ部３の操作面３００とが、段差がないフラットな状態となるように、ベース２０とベゼル２１とが相対移動する。この移動により、検出部４は、オフ状態となり、スイッチ部３になされた操作入力を無効とする検出信号を出力する。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る入力装置２によれば、ベゼル２１とスイッチ部３とに段差が生じるので、スイッチ部３に視線移動することなく、スイッチ部３の位置を容易に認識することができる。また、入力装置２は、腕の重さ等による荷重により、段差が発生するので、電気を用いたシステムを必要とせず、省電力であり、低コストである。

さらに、入力装置２は、台座部２２に荷重が加わらない状態では、ベゼル２１の上面２１４とスイッチ部３の操作面３００とは、フラットな状態なので、意匠としての優秀さと、段差を発生させることによる操作の良さとを両立することができる。

またさらに、入力装置２は、段差が発生することによってスイッチ部３の操作が可能となるので、物などが当ることによる、意図しない入力を防止することができる。

なお、上記の入力装置２は、センターコンソール１２上に設けられたが、これに限定されず、乗員が着座するシートのアームレストやパームレストなどに用いられても良い。また、上記の入力装置２は、車両に搭載されたが、これに限定されず、航空機、建設機械などに搭載されても良い。

また、本実施の形態の変形例として、入力装置２が検出部４を持たない構成であっても良い。検出部４を持たない場合、入力装置２のスイッチ部３からの操作信号は、常に有効である。

以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許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、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態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、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許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…車両、２…入力装置、３…スイッチ部、４…検出部、１０…運転席、１１…助手席、１２…センターコンソール、１３…インストルメントパネル、１４…メインモニタ、１５…メータパネル、１６…サブモニタ、２０…ベース、２１…ベゼル、２２…台座部、２３…板ばね、３０…入力パネル、３１…スイッチ、３２…基板、３３…支持部材、１００…車両制御部、２００…凹部、２０１…上面、２１０…端部、２１１…開口、２１２…段差部、２１３…裏面、２１４…上面、２１５…中央部、３００…操作面、３０１…段差部、３０２…凸部、３１０…ボタン

Claims (3)

1. 基部と、
   前記基部上に設けられ、操作入力可能なスイッチ部と、
   開口を有し、前記開口内に前記スイッチ部が収容されるように前記基部上に設けられたベゼルと、
   前記基部と前記ベゼルとの間に設けられ、前記ベゼルに加えられた荷重により弾性変形し、前記スイッチ部の外周部と前記ベゼルの前記開口とに段差が生じるように前記基部上に設けられた弾性部材と、
   を備えた入力装置。
2. 前記荷重が前記ベゼルに加わらないとき、前記スイッチ部の前記外周部と前記ベゼルの前記開口とに前記段差が生じない請求項１に記載の入力装置。
3. 前記荷重が前記ベゼルに加えられることによる前記基部と前記ベゼルとの相対移動を検出する検出部を有し、
   前記荷重が前記ベゼルに加えられていないとき、前記検出部が、操作入力がなされたことにより前記スイッチ部から出力された操作信号を無効にする検出信号を出力する請求項１又は２に記載の入力装置。

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