JPH09218747A - タッチパネルスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適度のストローク感とクリック感とを確実に
得て、優れた操作感を確保すると同時に、誤操作を防止
する。 【解決手段】 タッチ位置検出手段１９は、非押圧時に
おけるスイッチプレート７のタッチ面６の位置よりも該
プレートの押下方向に所定距離だけ下がった検出基準位
置に、前記タッチ面６と平行に格子状の光線網２４を形
成し、タッチ面６が前記検出基準位置以下に押し下げら
れた時に該タッチ面６を押圧している手指等によって遮
断される光線によってタッチ位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車載用スイッチな
どに適用して好適なタッチパネルスイッチに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】最近、自動車の操作スイッチに、タッチ
パネルスイッチが使用されるようになってきた。図６
は、従来の抵抗膜方式のタッチパネルスイッチ１００を
示す。このタッチパネルスイッチ１００は、実開昭６０
−５５３０号公報に開示されたもので、ガラス基板１０
１及びシート１０２にそれぞれ透明導電膜で電極１０
３、１０４が形成され、この電極１０３、１０４上に透
明導電性塗料膜が塗布されている。そして、シート１０
２の任意位置を押すと、押された位置の電極１０３、１
０４同士が接触し、この電極１０３、１０４に応じたス
イッチが動作する。なお、タッチパネルスイッチの機構
としては、上記抵抗膜方式の他に、光電マトリクス方
式、静電容量検出方式、荷重検出方式、音響方式などが
開発されている。

【０００３】ところで、自動車の室内の操作スイッチに
は、各種のプッシュスイッチが多数使用されており、プ
ッシュスイッチは、押下時のストローク感と節度感（ク
リック感）を指で感じ取れるようになっている。しか
し、このように指で操作感を確認できるプッシュスイッ
チと、例えば図６に示したようなタッチパネルスイッチ
１００とを混在させて使用すると、操作上で違和感が生
じるだけでなく、誤操作を生じさせる虞がある。この原
因としては、タッチパネルスイッチ１００には、指で直
接感じ取れる操作感がないため、耳で感じ取る電子音や
画面の色変化を視認することで操作感を補っていたこと
による。

【０００４】そこで、図７に示したタッチパネルスイッ
チ１１０が、提案されている。このタッチパネルスイッ
チ１１０は、特開平３−２３０４２８号公報に開示され
たもので、プリント配線基板１１１にＬＣＤ（液晶ディ
スプレイ）等の表示ユニット１１２を取り付け、表示ユ
ニット１１２の中央にプッシュスイッチ１１３を取り付
け、表示ユニット１１２の上方に配置した光透過性材料
製のスイッチプレート１１４を押圧することにより、一
辺がプリント配線基板１１１に支持された枠板１１５の
自由端１１６を支点１１７から傾斜させてプッシュスイ
ッチ１１３を押下するようになっている。プッシュスイ
ッチ１１３は、所定量の押下によってクリック感を発生
するスイッチで、いわゆるタクトスイッチ等が含まれ
る。なお、１１８は感圧センサ、１１９はケースであ
る。

【０００５】このような構成では、スイッチプレート１
１４の押圧時には、それに伴う自由端１１６の押下動作
によってストローク感を確保すると同時に、自由端１１
６によって押下操作されるプッシュスイッチ１１３の動
作によってクリック感を確保することができ、タッチパ
ネルスイッチに、既存のプッシュスイッチと同様の感触
を持たせることが可能になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のタッ
チパネルスイッチ１１０では、タッチ操作による押圧の
初期に感圧センサ１１８によってタッチ位置が検出され
出力されてしまうため、例えば、走行中の振動等でタッ
チ位置を誤って操作した場合、プッシュスイッチ１１３
がクリック感を発生する前に（即ち、押下の途中で）手
指をスイッチプレート１１４から離したとしても、タッ
チ位置が出力されるので、該タッチパネルスイッチ１１
０を操作スイッチとして装備した機器を作動させるとい
う不都合があった。

【０００７】特に、前記の感圧センサ１１８による荷重
検出方式の代りに、赤外線の受発光素子を利用した光電
マトリクス方式によってタッチ位置を検出するもので
は、スイッチプレートの上面に沿って赤外線の格子状の
光線網を形成し、スイッチプレートをタッチする手指で
遮断される光線によってタッチ位置を検出する構成とし
ていたため、手指などがスイッチプレートに触れただけ
でもスイッチが作動し、誤操作を一層招き易い虞があっ
た。

【０００８】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、仮にスイッチプレートを誤ってタッチ操作した場合
は、押下量が一定量以下の状態で手を離せば誤操作によ
る意図しないスイッチ動作の発生が防止されると共に、
意図して適切にタッチ操作した場合には、スイッチ動作
と同時に、ストローク感とクリック感とが確実に得られ
るタッチパネルスイッチを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係るタッチパネルスイッチは、スイッチ画面
を表示する画面表示手段と、光透過性材料で形成されて
前記画面表示手段のスイッチ画面上を覆ってスイッチ操
作のためのタッチ面を提供するスイッチプレートと、こ
のスイッチプレートの上に被せられて外観を提供すると
共に、前記スイッチプレートのタッチ面を露出させるス
イッチ操作用開口を有した化粧パネルと、前記スイッチ
プレートをタッチ操作時の押圧力で押下可能に支持する
プレート支持機構と、前記スイッチプレートの押下方向
に配備されて、前記スイッチプレートの押下量が一定量
に達するとスイッチの応答動作を示す節度感を発生する
と共に、所定の動作信号を出力するスイッチ手段と、前
記スイッチプレート上のタッチ位置を検出するタッチ位
置検出手段と、を備えてなるタッチパネルスイッチであ
って、前記タッチ位置検出手段は、前記スイッチプレー
トのタッチ面と平行に格子状の光線網を形成すると共
に、前記スイッチプレートのタッチ面を非押圧時の位置
から押下方向に所定距離だけ下がった検出基準位置以下
に押し下げた時に前記光線網が遮断されてタッチ位置を
出力する構成としたことを特徴とする。

【００１０】あるいは、上記目的を達成するための本発
明に係るタッチパネルスイッチは、スイッチ画面を表示
する画面表示手段と、光透過性材料で形成されて前記画
面表示手段のスイッチ画面上を覆ってスイッチ操作のた
めのタッチ面を提供するスイッチプレートと、このスイ
ッチプレートの上に被せられて外観を提供すると共に、
前記スイッチプレートのタッチ面を露出させるスイッチ
操作用開口を有した化粧パネルと、前記スイッチプレー
トをタッチ操作時の押圧力で押下可能に支持するプレー
ト支持機構と、前記スイッチプレートの押下方向に配備
されて、前記スイッチプレートの押下量が一定量に達す
るとスイッチの応答動作を示す節度感を発生すると共
に、所定の動作信号を出力するスイッチ手段と、前記ス
イッチプレート上のタッチ位置を検出するタッチ位置検
出手段と、を備えてなるタッチパネルスイッチであっ
て、前記タッチ位置検出手段の動作タイミングを、前記
スイッチプレートの押下量が一定量に達して前記スイッ
チ手段の動作信号が出力されてから所定時間経過後に設
定したことを特徴とする。

【００１１】本発明の上記構成によれば、誤操作により
スイッチプレートが押下されても、該スイッチプレート
が検査基準位置以下に押し下げられた時に光線網が遮断
される構成なので、スイッチプレートのタッチ面が検出
基準位置を越える前に手指を離せば、タッチ位置が検出
されずにスイッチ動作しない。また、意図したタッチ操
作で適正にスイッチプレートが押下操作された場合に
は、タッチ操作時の押圧力によってスイッチプレートが
スイッチ手段を作動させるので、スイッチプレートの押
下量によるストローク感と、スイッチ手段の発生するク
リック感とが確実に得られる。

【００１２】また、スイッチ手段が応答動作してから所
定時間経過後、タッチ位置検出手段がタッチ位置を出力
するように設定された構成では、前記スイッチプレート
を誤操作により押し下げた場合でも、前記スイッチ手段
の所定時間経過前に手指等を離せば、タッチ位置の検出
を出力せずスイッチ動作が回避される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るタッチパネル
スイッチの好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説
明する。図１乃至図４は本発明に係るタッチパネルスイ
ッチの一実施形態を示したもので、図１はタッチパネル
スイッチの分解斜視図、図２は図１の矢印Ａ方向から見
た矢視図、図３は図２のＢーＢ線に沿う断面図、図４は
タッチパネルスイッチの作用を説明する正面図である。

【００１４】このタッチパネルスイッチ１は、スイッチ
画面を表示する画面表示手段である矩形板状のＬＣＤ
（液晶ディスプレイ）３と、光透過性材料で形成されて
ＬＣＤ３の表面（スイッチ画面）４上を覆ってスイッチ
操作のためのタッチ面６を提供するスイッチプレート７
と、このスイッチプレート７の上に被せられて外観を提
供すると共に前記スイッチプレート７のタッチ面６を露
出させるスイッチ操作用開口９を有した化粧パネル（ケ
ース）１１と、前記スイッチプレート７をタッチ操作時
の押圧力で押下可能に弾性支持したプレート支持機構１
５と、前記スイッチプレート７の押下方向に配備されて
前記スイッチプレート７の押下量が一定量に達するとス
イッチの応答動作を示す節度感を発生すると共に所定の
動作信号を出力するスイッチ手段１７と、前記スイッチ
プレート７上のタッチ位置を検出するタッチ位置検出手
段１９とを備えて構成されている。なお、スイッチ手段
１７は、この実施形態では４個のタクトスイッチを用い
て構成されている。従って、以降、タクトスイッチ１７
とする。

【００１５】ここに、前記ＬＣＤ３は、該ＬＣＤ３の制
御回路等を搭載したプリント配線基板２１に取り付けら
れており、プリント配線基板２１はねじ部材３０によっ
て、前記化粧パネル１１内に固定される。前記化粧パネ
ル１１に組み付けた状態では、プリント配線基板２１、
ＬＣＤ３のスイッチ画面４、スイッチプレート７、化粧
パネル１１の外表面１０は、いずれも、互いに平行であ
る。

【００１６】前記プレート支持機構１５は、前記スイッ
チプレート７の４隅に当たるようにプリント配線基板２
１上に配備された４つのタクトスイッチ１７の押し釦部
１８によってスイッチプレート７を押下可能に支えるよ
うにしたものである。各タクトスイッチ１７には、この
一実施形態の場合、ラバーコンタクトスイッチを採用し
ているが、他のプッシュスイッチを利用することも可能
である。

【００１７】前記タッチ位置検出手段１９は、いわゆる
光電マトリクス方式のもので、図１乃至図３に示すよう
に、前記スイッチプレート７が挿通可能な開口２２を有
したセンサ支持枠２３と、この支持枠２３の開口２２の
周縁部に埋め込み装備されて開口内に格子状に光線網２
４を形成する発光素子２６及び受光素子２７とで構成さ
れている。ここに、前記開口２２は、開口形状が、前記
スイッチプレート７の外郭形状に相似で、前記スイッチ
プレート７の外縁との間に円滑な押下動作を確保するた
めの僅かな隙間が生じる程度の寸法に設定されている。
そして、このセンサ支持枠２３は、ねじ部材２９により
化粧パネル１１の内面に固定される。一方、前記スイッ
チプレート７は、非押圧時には、前記センサ支持枠２３
の開口２２内に位置し、かつ、該スイッチプレート７の
表面であるタッチ面６が、前記センサ支持枠２３の表面
と面一に揃うように、前述した４つのタクトスイッチ１
７によって支えられている。

【００１８】即ち、前記タッチ位置検出手段１９は、セ
ンサ支持枠２３とスイッチプレート７との位置関係を以
上のように設定することによって、非押圧時におけるス
イッチプレート７のタッチ面６の位置よりも押圧時にお
けるスイッチプレート７の押下方向に所定距離だけ下が
った検出基準位置に、タッチ面６と平行な格子状の光線
網２４を形成し、スイッチプレート７のタッチ面６が前
記検出基準位置以下に押し下げられた時に、該タッチ面
６を押圧している手指等によって遮断される光線によっ
てタッチ位置を検出する。なお、この実施形態の場合、
発光素子２８は赤外線発光素子であり、受光素子２９は
赤外線受光素子であるが、可視光による受発光素子の利
用も考えられる。

【００１９】以上のタッチパネルスイッチ１では、前記
タッチ位置検出手段１９が、非押圧時におけるスイッチ
プレート７のタッチ面６の位置よりも押圧時におけるス
イッチプレート７の押下方向に所定距離（この実施形態
の図示例では、センサ支持枠２３の板厚の半分程度）だ
け下がった検出基準位置でタッチ位置の検出を行うよう
にしているため、手指３３等の誤操作でスイッチプレー
ト７が押下されても、スイッチプレート７のタッチ面６
が検出基準位置を越える前にスイッチプレート７のタッ
チ面６から手指を離せば、タッチ位置は検出されず、誤
操作等によって意図しないスイッチ動作の発生が防止さ
れる。

【００２０】また、図４に示すように、意図したタッチ
操作で適正にスイッチプレート７のタッチ面６をタッチ
した場合には、タッチ操作時の押圧力によってスイッチ
プレート７が移動してタクトスイッチ１７を作動させる
までのスイッチプレート７の押下量に基づくストローク
感と、タクトスイッチ１７が発生するクリック感とによ
って、車両に装備されている他のプッシュスイッチ類と
同等の操作感触を得ることができる。しかも、タッチ位
置検出手段１９における検出基準位置を、更にタクトス
イッチ１７の作動位置付近に設定しておくことで、即
ち、スイッチプレートの、光線網２４が遮断されるまで
の移動距離を大きく設定しておくことで、クリック感の
発生とほぼ同時に検出したタッチ位置によるスイッチ動
作を行わせることができて、実際にスイッチ動作が開始
されるタイミングとクリック感の発生タイミングとのず
れによる操作上の違和感を解消させ、優れた操作感を得
ることができる。

【００２１】図５は、本発明の他の実施の形態によるタ
ッチパネルスイッチの制御プロセスを示すフローチャー
トである。この実施の形態におけるタッチパネルスイッ
チは、図示はしないが、スイッチ画面を表示する画面表
示手段と、光透過性材料で形成されて前記画面表示手段
のスイッチ画面上を覆ってスイッチ操作のためのタッチ
面を提供するスイッチプレートと、このスイッチプレー
トの上に被せられて外観を提供すると共に前記スイッチ
プレートのタッチ面を露出させるスイッチ操作用開口を
有した化粧パネルと、前記スイッチプレートをタッチ操
作時の押圧力で押下可能に支持するプレート支持機構
と、前記スイッチプレートの押下方向に配備されて、前
記スイッチプレートの押下量が一定量に達するとスイッ
チの応答動作を示すクリック感を発生すると共に、所定
の動作信号を出力するスイッチ手段と、前記スイッチプ
レート上のタッチ位置を検出するタッチ位置検出手段と
を備えて構成されたものである。

【００２２】そして、このタッチパネルスイッチは、図
５に示した、タッチ位置検出手段（図１の符号１９を参
照）の動作タイミングに基づいて制御が実行される。即
ち、スイッチプレートの押下量が一定量に達してスイッ
チ手段となるタクトスイッチがクリック感を発生してか
ら所定時間経過した後、タッチ位置検出手段がタッチ位
置を出力するよう、前記タクトスイッチの動作信号とタ
イマー（ハードウェア、或いはソフトウェアによる）と
で前記タッチ位置検出手段の動作タイミングが制御され
る。具体的には、先ず、タクトスイッチがＯＮ（クリッ
ク感を発生）になったか否かを監視し（ステップ１０
１）、タクトスイッチがＯＮになれば、タイマーによっ
てクリック発生後の経過時間が既に計測中であるか否か
を検出し（ステップ１０２）、まだ経過時間の計時が始
まっていなければ規定の計時を開始し（ステップ１０
３、１０４）、所定の経過時間の計時が完了したら、タ
イマーをリセットし（ステップ１０５）、その際、タク
トスイッチをＯＮ動作させるスイッチプレートのタッチ
面が引き続き押下操作されてタッチ位置検出手段による
タッチ位置の検出結果が出力されているか否かを判別し
（ステップ１０６）し、出力されていた時、はじめてタ
ッチ位置に応じたスイッチ信号を出力させるものである
（ステップ１０７）。

【００２３】この実施形態によれば、タッチ操作でスイ
ッチプレートを押下操作してタクトスイッチを作動させ
た後、一定時間が経過するまでスイッチプレートのタッ
チ面の押圧を維持しなければ、タッチ位置の検出による
スイッチ動作が行われない。従って、誤操作によってス
イッチプレートを押下操作した場合でも、タクトスイッ
チの作動前、あるいはタクトスイッチが作動しても予め
定められた所定時間経過前にスイッチプレートから手指
等を離せば、タッチ位置の検出によるスイッチ動作が行
われず、誤操作等によって意図しないスイッチ動作の発
生を防止することができる。

【００２４】また、タクトスイッチがクリック感を発生
してからタッチ位置検出手段がタッチ位置の検出処理を
行うまでの一定時間（タイマーによるセット時間）を短
く設定することで、クリック感の発生とほぼ同時に検出
したタッチ位置によるスイッチ動作を行わせることがで
きて、実際のスイッチ動作が開始されるタイミングとク
リック感の発生タイミングとのずれによる操作上の違和
感をなくして、優れた操作感を得ることができる。

【００２５】さらに、タクトスイッチがクリック感を発
生してから所定時間経過後に、前記タッチ位置検出手段
がタッチ位置の検出処理を行うように、タッチ位置検出
手段の動作タイミングを設定する構成の場合には、前記
タッチ位置検出手段として、赤外線等による光線の遮断
によってタッチ位置を検出する光電マトリクス方式を始
めとして、抵抗膜方式、静電容量検出方式、荷重検出方
式など種々の方式のものを採用することができ、タッチ
パネルスイッチの設計の自由度を大幅に増大することが
できる。

【００２６】

【発明の効果】本発明のタッチパネルスイッチによれ
ば、前記タッチ位置検出手段が、非押圧時におけるスイ
ッチプレートのタッチ面の位置よりも押圧時におけるス
イッチプレートの押下方向に所定距離だけ下がった検出
基準位置でタッチ位置の検出を行うようにしているた
め、手指等の誤タッチでスイッチプレートが押下操作さ
れても、スイッチプレートのタッチ面が検出基準位置を
越える前にスイッチプレートのタッチ面から手指を離せ
ば、タッチ位置が検出されず、誤操作等によって意図し
ないスイッチ動作の発生を防止することができる。ま
た、意図したタッチ操作で適正にスイッチプレートのタ
ッチ面をタッチした場合は、タッチ操作時の押圧によっ
てスイッチプレートがタクトスイッチを作動させるまで
のスイッチプレートの押下量と、タクトスイッチが発生
するクリック感とによって、車両に装備されている他の
スイッチと同様のストローク感とクリック感と確実に得
ることができる。しかも、タッチ位置検出手段における
検出基準位置を、タクトスイッチの作動位置付近に設定
しておくことで、クリック感の発生とほぼ同時に検出し
たタッチ位置によるスイッチ動作を行わせ、実際のスイ
ッチ動作が開始されるタイミングとクリック感の発生タ
イミングとのずれによる操作上の違和感をなくし、優れ
た操作感を得ることができる。また、スイッチプレート
の押下量が一定量に達して前記タクトスイッチがクリッ
ク感を発生してから所定時間経過後に、前記タッチ位置
検出手段がタッチ位置の検出処理を行うように、前記タ
ッチ位置検出手段の動作タイミングが設定される構成の
場合は、一定時間が経過するまでスイッチプレートの押
圧操作を継続していなければ、タッチ位置を出力するス
イッチ動作が行われない。従って、誤操作によりスイッ
チプレートを押下操作した場合でも、タクトスイッチの
作動前、あるいはタクトスイッチが作動しても予め定め
られた所定時間経過前にスイッチプレートから手指等を
離せば、タッチ位置の検出によるスイッチ動作が行われ
ず、誤タッチ等による操作ミスを回避される。また、タ
クトスイッチがクリック感を発生してからタッチ位置検
出手段がタッチ位置の検出処理を行うまでの時間を短く
設定することで、クリック感の発生とほぼ同時にタッチ
位置によるスイッチ動作を行わせることができ、実際の
スイッチ動作が開始されるタイミングとクリック感の発
生タイミングとのずれによる操作上の違和感をなくし、
優れた操作感を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るタッチパネルスイッチの一実施形
態による分解斜視図である。

【図２】図１の矢印Ａ方向から見た矢視図である。

【図３】図２のＢーＢ線に沿う断面図である。

【図４】タッチパネルスイッチの作用を説明する断面図
である。

【図５】本発明に係るタッチパネルスイッチの他の実施
形態による制御プロセスを示すフローチャートである。

【図６】従来のタッチパネルスイッチの構成を示す分解
斜視図である。

【図７】従来の他のタッチパネルスイッチの構成を示す
分解斜視図である。

【符号の説明】

３ 画面表示手段（ＬＣＤ） ６ タッチ面 ７ スイッチプレート ９ スイッチ操作用開口 １０ 表面 １１ 化粧パネル １５ プレート支持機構 １７ タクトスイッチ １８ 押し釦部 １９ タッチ位置検出手段 ２１ プリント配線基板 ２２ 開口 ２３ センサ支持枠 ２４ 光線網 ２６ 発光素子 ２７ 受光素子 ２９ ねじ部材 ３０ ねじ部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチ画面を表示する画面表示手段
   と、 光透過性材料で形成されて前記画面表示手段のスイッチ
   画面上を覆ってスイッチ操作のためのタッチ面を提供す
   るスイッチプレートと、 このスイッチプレートの上に被せられて外観を提供する
   と共に、前記スイッチプレートのタッチ面を露出させる
   スイッチ操作用開口を有した化粧パネルと、 前記スイッチプレートをタッチ操作時の押圧力で押下可
   能に支持するプレート支持機構と、 前記スイッチプレートの押下方向に配備されて、前記ス
   イッチプレートの押下量が一定量に達するとスイッチの
   応答動作を示す節度感を発生すると共に、所定の動作信
   号を出力するスイッチ手段と、 前記スイッチプレート上のタッチ位置を検出するタッチ
   位置検出手段と、 を備えてなるタッチパネルスイッチであって、 前記タッチ位置検出手段は、前記スイッチプレートのタ
   ッチ面と平行に格子状の光線網を形成すると共に、前記
   スイッチプレートのタッチ面を非押圧時の位置から押下
   方向に所定距離だけ下がった検出基準位置以下に押し下
   げた時に前記光線網が遮断されてタッチ位置を出力する
   構成としたことを特徴とするタッチパネルスイッチ。
2. 【請求項２】 スイッチ画面を表示する画面表示手段
   と、 光透過性材料で形成されて前記画面表示手段のスイッチ
   画面上を覆ってスイッチ操作のためのタッチ面を提供す
   るスイッチプレートと、 このスイッチプレートの上に被せられて外観を提供する
   と共に、前記スイッチプレートのタッチ面を露出させる
   スイッチ操作用開口を有した化粧パネルと、 前記スイッチプレートをタッチ操作時の押圧力で押下可
   能に支持するプレート支持機構と、 前記スイッチプレートの押下方向に配備されて、前記ス
   イッチプレートの押下量が一定量に達するとスイッチの
   応答動作を示す節度感を発生すると共に、所定の動作信
   号を出力するスイッチ手段と、 前記スイッチプレート上のタッチ位置を検出するタッチ
   位置検出手段と、 を備えてなるタッチパネルスイッチであって、 前記タッチ位置検出手段の動作タイミングを、前記スイ
   ッチプレートの押下量が一定量に達して前記スイッチ手
   段の動作信号が出力されてから所定時間経過後に設定し
   たことを特徴とするタッチパネルスイッチ。