JP2012109041A

JP2012109041A - 入力装置

Info

Publication number: JP2012109041A
Application number: JP2010254849A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Fujioka; 康弘藤岡
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2010-11-15
Publication date: 2012-06-07

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２は、操作入力が可能なスイッチ部３と、スイッチ部３に隣接して設けられたベゼル２１と、磁性体を含んで形成され、スイッチ部３及びベゼル２１の少なくとも一方が設置されるセンターコンソール１２とセンターコンソール１２上に設置されたスイッチ部３及びベゼル２１との間に設けられた板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄと、第１の磁場に基づく板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄの吸引によりスイッチ部３の操作面３００とベゼル２１の表面２１４との段差を生じさせない状態とし、第１の磁場とは異なる第２の磁場に基づく板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄの吸引によりスイッチ部３の操作面３００とベゼル２１の表面２１４との段差を生じさせる状態とする電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄ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、操作入力が可能な入力部と、入力部に隣接して設けられた隣接部材と、磁性体を含んで形成され、入力部及び隣接部材の少なくとも一方が設置される基部と基部上に設置された入力部又は隣接部材との間に設けられた弾性部材と、第１の磁場に基づく弾性部材の吸引により入力部の表面と隣接部材の表面との段差を生じさせない状態とし、第１の磁場とは異なる第２の磁場に基づく弾性部材の吸引により入力部の表面と隣接部材の表面との段差を生じさせる状態とする電磁石と、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、実施の形態に係る車両が走行中の入力装置の断面図であり、（ｂ）は、車両が停車中の入力装置の断面図である。図５（ａ）は、実施の形態の変形例１に係る入力装置の側面図であり、（ｂ）は、実施の形態の変形例２に係る第１の磁場を発生させる入力装置の側面図であり、（ｃ）は、実施の形態の変形例２に係る第２の磁場を発生させる入力装置の側面図である。

（実施の形態の要約）
実施の形態に係る入力装置は、操作入力が可能な入力部と、入力部に隣接して設けられた隣接部材と、磁性体を含んで形成され、入力部及び隣接部材の少なくとも一方が設置される基部と基部上に設置された入力部又は隣接部材との間に設けられた弾性部材と、第１の磁場に基づく弾性部材の吸引により入力部の表面と隣接部材の表面との段差を生じさせない状態とし、第１の磁場とは異なる第２の磁場に基づく弾性部材の吸引により入力部の表面と隣接部材の表面との段差を生じさせる状態とする電磁石と、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。なお、本実施の形態では、第１の磁場がゼロである場合について説明する。

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、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。このサブモニタ１６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、入力部としてのスイッチ部３と、隣接部材としてのベゼル２１と、弾性部材としての板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄと、電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄと、を備えて概略構成されている。この入力装置２は、例えば、センターコンソール１２に設けられた凹部１２０に収納されている。

また、入力装置２は、図３に示すように、取得した車両１の速度の情報である車速情報に基づいて車両１が走行中であると判定して後述する磁場（第２の磁場）を発生させる制御信号を生成し、生成した制御信号を電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄに出力する制御部２００と、通信部２６と、を備えて概略構成されている。

さらに、入力装置２は、スイッチ部３の表面としての操作面３００とベゼル２１の表面２１４との段差を生じさせない状態となるように板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄによる弾性力を規制するストッパとしての段差部が、スイッチ部３及びベゼル２１のそれぞれに形成されている。スイッチ部３の段差部３０１及びベゼル２１の段差部２１２については、後述する。

センターコンソール１２は、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂を用いて形成されている。また、センターコンソール１２の凹部１２０は、例えば、その底部の中央に、凹部１２２が形成されている。この凹部１２２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。

ベゼル２１の底面に対向する凹部１２０の底面１２１には、図１（ｂ）及び図２に示すように、板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄが配置されている。

ベゼル２１は、例えば、スイッチ部３の周囲を囲む枠形状を有し、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。ベゼル２１は、例えば、スイッチ部３が収容される開口２１１を有する。開口２１１には、図２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、例えば、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。この段差部２１２の周の径が小さい部分の上面が、スイッチ部３の後述する段差部３０１と接触することにより、入力装置２は、スイッチ部３の操作面３００とベゼル２１の表面２１４とがフラットとなるように構成されている。

また、ベゼル２１は、電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄが非通電状態であるとき、図２に示すように、凹部１２０の底面１２１とベゼル２１の裏面２１３との距離がＷ_１である。本実施の形態の距離Ｗ_１は、一例として、５〜６ｍｍである。なお、ベゼル２１は、スイッチ部３の周囲を囲む構成に限定されず、スイッチ部３の少なくとも一辺に沿って設けられても良い。例えば、ベゼル２１は、スイッチ部３の車両１の後方の辺に隣接するように設けられることにより、乗員は、ベゼル２１とスイッチ部３との段差を認識することができる。

板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄは、例えば、酸化鉄、フェライト等の板形状の磁性体金属材料を略Ｚ字形状に折り曲げて形成され、ベゼル２１の４隅の下方に配置される。また、板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄ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２３ａ〜板ばね２３ｄは、例えば、両方の端部が接触する部材であるセンターコンソール１２の底面１２１とベゼル２１の裏面２１３に固定されると、図２の紙面の下方に向けてベゼル２１が移動した場合、センターコンソール１２とベゼル２１は、図２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２３ａ〜板ばね２３ｄは、例えば、いずれか一方の端部、又は両方の端部がセンターコンソール１２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の紙面の下方に向けてベゼル２１が移動した場合、板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄが横方向に移動するので、センターコンソール１２とベゼル２１は、図２の紙面の上下方向に相対移動することができる。

なお、板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄ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、コイル状のばね等の様々な弾性部材を用いることができる。

電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄは、図１（ｂ）及び図２に示すように、板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄのそれぞれに対応してセンターコンソール１２の凹部１２０に設けられている。電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄは、例えば、軟磁性体材料からなる芯と、この芯の周囲に電線を巻きまわしてコイル状としたコイルと、を備えてそれぞれ概略構成されている。また、電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄは、通電による磁場により、ベゼル２１の裏面２１３に取り付けられた板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄを吸引することで、ベゼル２１を図２の紙面の下方に移動させる。

電磁石２４ａは、制御部２００から出力される第１の制御信号により、磁場を発生させる。電磁石２４ｂは、制御部２００から出力される第２の制御信号により、磁場を発生させる。電磁石２４ｃは、制御部２００から出力される第３の制御信号により、磁場を発生させる。電磁石２４ｄは、制御部２００から出力される第４の制御信号により、磁場を発生させる。

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。

スイッチ部３の入力パネル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。

スイッチ部３は、例えば、図３に示すように、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、図３に示すように、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。

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と凹部１２２のとの間に配置され、基板３２を支持している。

入力装置２の制御部２００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。制御部２００は、通信部２６を介して車両１の車両ＬＡＮ（Local Area Network）４に接続されている。また、制御部２００は、通信部２６、車両ＬＡＮ４を介して車両１の速度を測定する車速センサ５から車両１の速度を示す車速情報を取得するように構成されている。制御部２００は、この車速情報に基づいて、車両１が停車中の場合は、第１の制御信号〜第４の制御信号の出力を行い、車両１が走行中の場合は、第１の制御信号〜第４の制御信号の出力を停止する。

車両１は、例えば、車両ＬＡＮ４と、車速センサ５と、通信部１７と、車両制御部１００と、を備えている。

車両ＬＡＮ４は、例えば、車両１に搭載された電子機器と接続され、各種信号の入出力に利用される。通信部１７は、車両ＬＡＮ４に接続されている。

車速センサ５は、車両１の速度を測定し、測定した結果を車速情報として出力するように構成されている。

この車両制御部１００は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ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、例えば、通信部１７、車両ＬＡＮ４、通信部２６及び制御部２００を介して取得した操作信号に基づいて表示信号を生成し、メインモニタ１４及びサブモニタ１６の少なくとも１つに出力する。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、実施の形態に係る車両が走行中の入力装置の断面図であり、（ｂ）は、車両が停車中の入力装置の断面図である。

乗員が、車両１の電源をオン状態にすると、車速センサ５は、車両１の速度を測定し、測定した結果を示す車速情報を所定の周期で通信部１７を介して車両ＬＡＮ４に出力する。

入力装置２の制御部２００は、車両ＬＡＮ４及び通信部２６を介して車速情報を取得すると、車両１が走行中であるか否かを判定する。なお、この判定は、例えば、ゼロでない車両１の速度が検出されている場合は走行中であると判定するものである。

（走行中の場合）
制御部２００は、例えば、車速情報に基づいて車両１が走行中であると判定したとき、第１の制御信号〜第４の制御信号を出力しない。従って、電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄには、板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄを吸引してベゼル２１を移動させることができないので、スイッチ部３の操作面３００とベゼル２１の表面２１４は、図４（ａ）に示すように、フラットとなる。

（停車中の場合）
制御部２００は、例えば、車速情報に基づいて車両１が停車中であると判定したとき、第１の制御信号〜第４の制御信号を対応する電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄに出力する。

第１の制御信号〜第４の制御信号が入力した電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄは、図４（ｂ）に示すように、それぞれが磁場２４０（第２の磁場）を発生させる。磁場２４０により、板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄが電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄのそれぞれに吸引され、図４（ａ）に示すように、スイッチ部３の操作面３００とベゼル２１の表面２１４には、段差Ｗ_２が生じる。この段差Ｗ_２は、一例として、２〜３ｍｍである。

（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。つまり、乗員は、例えば、指をスイッチ部３方向に、ベゼル２１の表面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が操作可能な状態であることを確認することができると共に、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、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。

さらに、入力装置２は、車両１が走行中であるとき、ベゼル２１の表面２１４とスイッチ部３の操作面３００とがフラットな状態なので、意匠として優れている。また、フラットであることから、乗員は、スイッチ部３に視線移動することなく、入力装置２による入力操作が許容されているか否かを認識することができる。

（実施の形態の変形例について）
以下に、実施の形態に係る変形例について説明する。

図５（ａ）は、実施の形態の変形例１に係る入力装置の側面図であり、（ｂ）は、実施の形態の変形例２に係る第１の磁場を発生させる入力装置の側面図であり、（ｃ）は、実施の形態の変形例２に係る第２の磁場を発生させる入力装置の側面図である。まず、実施の形態に係る変形例１について説明する。

（変形例１）
図５（ａ）に示す変形例１は、例えば、電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄに第１の制御信号〜第４の制御信号が入力する状態、つまり、通電状態において、スイッチ部３の操作面３００とベゼル２１の表面２１４がフラットとなる点で上記の実施の形態と異なっている。

つまり、本変形例に係る入力装置２の制御部２００は、車両１が停車中であるとき、第１の制御信号〜第４の制御信号を出力せず、車両１が走行中であるとき、第１の制御信号〜第４の制御信号を出力するように構成されている。従って、車両１が停車中であるとき、板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄの弾性力により、スイッチ部３の操作面３００よりも、図５（ａ）の紙面の上方にベゼル２１の表面２１４が位置することとなる。なお、スイッチ部３の段差部３０１とベゼル２１の段差部２１２は、図５（ａ）に示すフラットな状態においては、接触しないように構成されている。

（変形例２）
次に、図５（ｂ）及び（ｃ）に示す変形例２は、例えば、電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄに第１の制御信号〜第４の制御信号が入力する状態において生じる磁場の強さによってスイッチ部３の操作面３００とベゼル２１の表面２１４がフラットとなったり、段差が生じたりする点で上記の実施の形態及び変形例１と異なっている。

例えば、走行中に出力される第１の制御信号〜第４の制御信号により、電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄに発生する磁場を第１の磁場２４０ａ、停車中に出力される第１の制御信号〜第４の制御信号により、電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄに発生する磁場を第２の磁場２４０ｂとする。なお、第１の磁場２４０ａは、第２の磁場２４０ｂよりも小さいものとする。

本変形例における入力装置２は、図５（ｂ）に示すように、第１の磁場２４０ａが発生しているときは、スイッチ部３の操作面３００とベゼル２１の表面２１４がフラットとなるように構成される。また、本変形例における入力装置２は、図５（ｃ）に示すように、第２の磁場２４０ｂが発生しているときは、スイッチ部３の操作面３００とベゼル２１の表面２１４に段差が生じるように構成されている。

なお、変形例２において、第１の磁場２４０ａが第２の磁場２４０ｂよりも小さかったがこれに限定されず、第１の磁場２４０ａが第２の磁場２４０ｂよりも大きくても良い。この場合は、ベゼル２１の表面２１４がスイッチ部３の操作面３００よりも上方に位置する段差となる。

（変形例３）
変形例３は、乗員の腕や指の近接を検出するセンサを設けている点で上記の実施の形態及び各変形例と異なっている。

本変形例では、入力装置２への乗員の腕や指の近接をセンサで検出し、その検出信号に基づいて入力装置２の制御部２００が電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄに制御信号を出力するように構成される。

なお、上記の実施の形態及び各変形例において、板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄは、ベゼル２１の下方に配置されたがこれに限定されず、スイッチ部３の下方に設けられても良く、その数も限定されない。この場合は、スイッチ部３の下方に配置された板ばね２３ａ〜板ばね２３ｄの位置に応じて電磁石２４ａ〜電磁石２４ｄは、配置される。

またなお、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。

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、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、変更等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…車両ＬＡＮ、５…車速センサ、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、１７…通信部、２１…ベゼル、２３ａ〜２３ｄ…板ばね、２４ａ〜２４ｄ…電磁石、２６…通信部、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、１２０…凹部、１２１…底面、２００…制御部、２１１…開口、２１２…段差部、２１３…裏面、２１４…表面、２４０…磁場、２４０ａ・・・第１の磁場、２４０ｂ…第２の磁場、３００…操作面、３０１…段差部、３０２…凸部、３１０…ボタン

Claims

操作入力が可能な入力部と、
前記入力部に隣接して設けられた隣接部材と、
磁性体を含んで形成され、前記入力部及び前記隣接部材の少なくとも一方が設置される基部と前記基部上に設置された前記入力部又は前記隣接部材との間に設けられた弾性部材と、
第１の磁場に基づく前記弾性部材の吸引により前記入力部の表面と前記隣接部材の表面との段差を生じさせない状態とし、前記第１の磁場とは異なる第２の磁場に基づく前記弾性部材の吸引により前記入力部の表面と前記隣接部材の表面との段差を生じさせる状態とする電磁石と、
を備えた入力装置。
取得した車両の速度の情報である車速情報に基づいて前記車両が走行中であると判定して前記第２の磁場を発生させる制御信号を生成し、生成した前記制御信号を前記電磁石に出力する制御部と、
を備えた請求項１に記載の入力装置。
前記入力部の表面と前記隣接部材の表面との段差を生じさせない状態となるように前記弾性部材による弾性力を規制するストッパが、前記入力部及び前記隣接部材のそれぞれに形成された請求項１又は２に記載の入力装置。