(57)【要約】  本発明は、車両用のシート制御システムに関する。このシステムは、基板の一表面に複数のタッチゾーンが配置された基板と、反対の表面に配置された複数の電極パターンとを含む。各パターンの内側電極はタッチゾーンのうちの１つに整合し、各パターンはアクティブ電気コンポーネントに電気的に結合されており、電気コンポーネントはパターンの電極から電界が発生するように、これら電極を附勢する。このパターンは、コンポーネントに容量結合することができる。対応するタッチゾーンの近くの刺激物により、内側電極の電界が乱されると、コンポーネントが附勢される。コンポーネントのうちの１つが附勢されると、コントローラはシートを所望する方向に移動させる。
2008529202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部分と第１の突出部分とを構成する基板を備え、前記第１突出部分は、シートの第１の移動自在な部分に対応しており、
前記第１の突出部分は、前記第１の移動自在な部分の第１の移動方向に対応する第１の位置に第１のタッチ表面を構成すると共に、前記第１の移動自在な部分の第２の移動方向に対応する第２の位置に第２のタッチ表面を構成し、
前記第１のタッチ表面に作動自在に関連する前記基板に配置された第１の検出電極を含む第１のタッチセンサと、
前記第２のタッチ表面に作動的に関連する前記基板に配置された第２の検出電極を含む第２のタッチセンサとを更に含み、
前記第１のタッチ表面に刺激物が接近すると、前記シートのうちの前記第１の移動自在な部分の前記第２の方向への移動が生じ、前記第２のタッチセンサの近くに刺激物が接近すると、前記シートのうちの前記第２の移動自在な部分の前記第２の方向への移動が生じるようになっている、人間工学的シートパネル。
【請求項２】
前記第１の検出電極は、薄い導電性パッドを備え、
前記第１のタッチセンサは、前記基板に配置された外側検出電極を更に備え、この外側検出電極は、実質的に前記第１の検出電極を囲む、請求項１記載の制御パネル。
【請求項３】
前記第１の検出電極および前記第２の検出電極の各々は、電気信号ソースに結合されており、この電気信号ソースからの電気信号を受信し、
前記電気信号に応答し、前記第１の検出電極および前記第２の検出電極の各々のまわりに電界が発生され、
前記第１のタッチセンサに刺激物が接近すると、前記刺激物が前記外側検出電極のまわりの前記電界を乱すよりも大きい程度だけ、前記第１の検出のまわりの前記電界を乱す場合に限り、前記第１の移動自在な移動が生じるようになっている、請求項２記載の制御パネル。
【請求項４】
前記基板は、シートの第２の移動自在な部分に対応する第２の突出部分を更に備え、
前記第２の突出部分は前記第２の移動自在な部分の移動の第１の方向に対応する第３の位置に第３のタッチ表面を構成すると共に、前記第２の移動自在な部分の移動の第２の方向に対応する第４の位置に第４のタッチ表面を構成し、
前記制御パネルは、前記第３のタッチ表面に作動的に関連するよう、前記基板に配置された、第３の検出電極を含む第３のタッチセンサと、
前記第４のタッチ表面に作動的に関連するよう、前記基板に配置された、第４の検出電極を備えた第４のタッチセンサを更に備え、
前記第３のタッチ表面に刺激物が接近すると、前記第３の方向の前記シートの前記第２の移動自在な部分の移動が生じ、前記第４のタッチ表面に刺激物が接近すると、前記第４の方向の前記シートの前記第２の移動自在な部分の移動が生じるようになっている、請求項１記載の制御パネル。
【請求項５】
前記ベース部分は、第３のタッチ表面を構成し、前記制御パネルは更に前記第３のタッチ表面に作動的に関連するよう、前記基板に配置された第３の検出電極を備えた第３のタッチセンサを備え、前記第３のタッチセンサは、前記シートの制御可能な機能に対応する、請求項１記載の制御パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は、２００４年１２月２３日に出願された米国仮特許出願第60/638,198号に基づく優先権を主張するものであり、この開示内容を参照によって援用する。本願は、２００４年１２月２３日にいずれも出願された、「トラック位置センサおよび方法」を発明の名称とする米国仮特許出願第60/638,197号および「キーレスエントリータッチパッドシステムおよび方法」を発明の名称とする米国仮特許出願第60/638,159号、並びにいずれも２００５年１２月２２日に出願された「トラック位置センサおよび方法」を発明の名称とする米国特許出願第          号、および「キーレスエントリータッチパッドシステムおよび方法」を発明の名称とする米国特許出願第            号に基づく優先権も主張するものであり、これら出願の開示内容を参照によって援用する。
本発明は、一般的にはパワーシート制御システムに関し、より詳細には、かかるシステムのためのユーザーインターフェースに関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーシート（座席）制御システムは、ユーザーに合うようにシートを前後かつ上下に電気的に調節するようになっている。多くの車両は一組の機械式スイッチを含み、これらスイッチは座席の移動を制御するよう、制御モジュールにハード配線されている。これらスイッチは座席の側面またはドアパネルのアームレストに一般に実装されている。このように、シートまたはドアパネルは一般にスイッチを受け入れるための開口部を含む。更にこれらスイッチ自身も一般に開口部を含み、これら開口部によってゴミ、水およびその他の汚染物がスイッチに進入することがあり、電気的なショートおよびその他の誤作動を潜在的に生じさせる原因となっている。
【０００３】
本発明は、人間工学的なシート制御システムおよびパネルに関する。このパネルは、シートのプロフィルに従う（模倣する、真似る：ｍｉｍｉｃ）ことが好ましい１つ以上の突出した部分を有するベース部分を含むことが好ましい。これら突出部分は、ベース部分と一体的に成形することが好ましい。これら突出部分の各々にタッチセンサ、好ましくは電界効果センサが関連している。これらセンサは、コントローラに結合され、コントローラは対応するセンサが作動したときに制御信号を、例えばモータに対して発生させ、モータは所望する方向のシートの移動を生じさせる。パネルはその他の機能を制御するための別のセンサをベース部分またはその他の部分に含むことができる。これらセンサを使用することにより、例えば機械式スイッチを使用する従来の装置と比較し、構成部品のプロフィルを薄くすることが可能となる。このような制御システムの薄いプロフィルは、比較的狭いスペースで得られる。
【０００４】
このパネルはプラスチックまたは他の絶縁材料の別個の部分から成形でき、トリム部分、座席の側面またはドアパネルのアームレストに設置できる。これとは異なり、パネル、その突出する部分および電界効果センサの電極をトリム部品を有する部分と一体に成形してもよい。更に別の実施例では、例えばシートのファブリックを通して検出を実行できるよう、シートのファブリック内、またはその下方にパネルを組み込むことも可能である。
【実施例】
【０００５】
図１は、本発明の第１実施例に係わるシート制御システムのパネル１０のレイアウトを示す。パネル１０は絶縁基板、例えばプラスチック、ファイバーグラスで補強されたエポキシ樹脂、または他のある絶縁物質から成形することが好ましい。パネル１０を別個の成形パネルとすることもでき、このパネルは車両のシートまたはドアパネル内のアームレストに固定される。代替として、シートまたはアームレストを一体にし、これらシートまたはアームレストの成形に関連して成形できる。別の実施例では、パネル１０を別の場所に設けてもよい。
【０００６】
図１〜３に最良に示されるように、パネル１０はベース部分１２を含み、このベース部分１２から外側に第１突出部分１４および第２突出部分１６が延びている。突出部分１４、１６はパネル１０と一体に成形することが好ましい。突出部分１４、１６の各々に電極パターンＥを配置することが好ましい。各突出部分１４、１６は、それらの両端または側面に配置された２つの電極パターンＥを含むことが好ましい。図１内のセンサ位置１００に示されるように、ベース部分１２に別の電極パターンを配置するか、または他の態様でこの別の部分に関連させることができる。
【０００７】
図４および５に最良に示されるように、各電極パターンＥは内側電極１８と外側電極２０とを有することが好ましい。各電極パターンＥの内側電極１８および外側電極２０は、好ましくは抵抗器Ｒ１およびＲ２を介してパルス発生回路および検出回路に電気的に結合されている。好ましい実施例では、パルス発生回路および検出回路は図５に示されるように、集積制御回路２２として具現化されている。所定の実施例では、集積制御回路２２の内部に抵抗器Ｒ１およびＲ２を設けることができる。図示されている実施例では、抵抗器Ｒ１、Ｒ２は、集積制御回路２２に対して外付けされている。米国仮特許出願第60/638,159号に記載されているように、リード線またはトレースワイヤーを介し、関連する集積制御回路２２に内側電極１８および外側電極２０を接続するか、またはこれらに容量結合することができる。上記部品を短時間硬化性ポッティング材料（ｑｕｉｃｋ  ｓｅｔ  ｐｏｔｔｉｎｇ  ｍａｔｔｒｉａｌ）で覆い、これらをシールすることが好ましい。
【０００８】
別の実施例では、別個の基板、例えばプリント回路基板またはフレキシブル回路キャリアに電極パターンＥおよび対応する集積制御回路２２を配置することができ、プリント回路基板または回路キャリアは任意の適当な手段によりパネル１０に取り付けられる。更に別の実施例では、パネル１０に電極パターンＥを配置し、別個の基板に対応する集積制御回路２２を配置できる。
【０００９】
集積制御回路２２は、米国イリノイ州ウィートンのタッチセンサテクノロジーＬＬＣ社から入手できる集積回路である、ＴＳ−１００ＡＳＩＣであることが好ましい。カルドウェル氏に付与された米国特許第6,320,282号には、ＴＳ−１００ＡＳＩＣの一般的な作動原理が記載されており、本明細書ではこの米国特許の開示を参考例として援用する。図に示されるような集積回路２６のピンアウトは、ＴＳ−１００ＡＳＩＣのピンアウトに対応しており、このＴＳ−１００ＡＳＩＣでは、ピン１に入力パワー（＋５ボルト）接続部があり、ピン２にアース接続部があり、ピン３に信号出力接続部があり、ピン４に外側電極２４の接続部があり、ピン５に励磁信号接続部があり、ピン６に内側電極２２の接続部がある。
【００１０】
各電極パターンＥに対応するタッチゾーンＺが関連しており、各タッチゾーンＺはそれぞれの電極パターンＥからの内側電極１８に同心状に整合すると共に、対応する電極パターンＥが配置された表面と反対のパネル１０の表面に関連することが好ましい。図２は、突出部分１４に電極パターンＥが対応するタッチゾーンＺが配置されたかかる１つの構造を示す。
【００１１】
突出部分１４、１６に関連するタッチゾーンは、図６に最良に示されるように、ユーザーの指先を受けるための凹部を含むことが好ましい。かかる凹部は対応する内側電極１８と実質的に整合した状態で、ユーザーの指Ｆを受けるような位置およびサイズとされている。ユーザーがタッチゾーンＺを探すのを助けるために、他の触覚手段、例えばバンプおよびベゼルを使用できる。
【００１２】
突出部分１４、１６および関連するタッチゾーンＺは、特定のシート機能に人間工学的に対応することが好ましい。例えば図１に最良に示されるように、突出部分１６はシートの底部に対応することが好ましく、シートの底部上のタッチゾーンはシートの前後の移動に対応する。シート底部にかかる後方への力を真似た（ｍｉｍｉｃｋｉｎｇ）前方タッチゾーンＺへのタッチにより、シートは後方へ移動され、シート底部にかかる前方への力を真似た（ｍｉｍｉｃｋｉｎｇ）、後方タッチゾーンＺへのタッチにより、シートは前方に移動される。同様に、突出部分１４は、シートのバック（背、ｂａｃｋ）に対応することが好ましく、その上のタッチゾーンはシートバック（ｓｅａｔ  ｂａｃｋ）の前後の傾きに対応する。
【００１３】
作動時に、ピン５から励起信号により内側電極１８および外側電極２０に電気信号が与えられる。内側電極１８および外側電極２０の双方に対しピン５にて、発振出力パルス列または矩形波信号が与えられる。この発振信号は、約３２ＫＨｚの周波数で、０ボルトと＋５ボルトの間の振動する矩形波でよい。代替として、発振信号またはストローブ信号は、使用される検出回路に応じ、２００ＫＨｚまでの周波数またはそれより高い周波数でよい。更に、ストローブ信号は０〜＋３ボルトの間、０〜＋１２ボルトの間、０〜＋２４ボルトの間、−５〜＋５ボルトの間、または他の任意の電圧レンジにて振動することができる。
【００１４】
各電極パターンＥの内側電極１８および外側電極２０に印加される電気信号は、これら電極１８、２０のまわりに電界を発生する。図４および６において、点線で最良に示されるように、内側電極１８および外側電極２０からパネル１０を介して電気力線が発生するので、タッチゾーンＺから各内側電極１８および外側電極２０に対応する電界が発生する。図には示されていないが、内側電極１８および外側電極２０からパネル１０を通過するのではなく、パネル１０から離間する反対方向にも電気力線が生じる。しかしながら、電束密度は電束密度が当業者であれば理解できるように、誘電物質を通して増加すると仮定すれば、パネル１０のユーザーがアクセスできる表面上のタッチゾーンＺの近くで、より大きくなる。ポッティング材料のような絶縁体をパネル１０の電極パターン側に塗布し、パネル１０から発せられる電界をシールドまたは消散することが好ましい。別の実施例では、空気ギャップまたは発泡ゴムまたはプラスチックのバッキングを設けることができる。これとは異なり、図６に示されるように、外側電極２０のまわりにフローティングシールド４０を設けてもよい。
【００１５】
内側電極１８および外側電極２０は、これらから生じる電界のすべてが同じ極性となるように帯電することが好ましい。電界は内側電極１８および外側電極２０から外側に延びる。電界強度は電極１８、２０の近くで最大となり、電極１８、２０から離間するにつれ、ゼロに近づく。電界強度は対応するタッチゾーンの近くのパネル１０の外側表面から約２５ｍｍの距離で実質的にゼロとなることが好ましい。より強い電界強度を望む場合、電圧入力を高くすることができる。
【００１６】
集積制御回路２２と関連する抵抗器Ｒ１，Ｒ２とは、各電界によって所定のポテンシャル電位差または電圧が生じるように構成されている。内側電極１８および外側電極２０のまわりに発生する電界強度は、集積制御回路２２により検出され、比較される。指先Ｆのような物体または刺激物が対応するタッチゾーンＺに接近すると、内側電極１８および外側電極２０に関連する電界が乱される（刺激物は電界強度がより遠い距離で実質的にゼロとなることが好ましいと仮定した場合、電界を乱すにはタッチゾーンＺに対して２５ｍｍ以内になければならないことが好ましい）。集積制御回路２２は、内側電極１８のまわりの電界の乱れが外側電極２０のまわりの電界に対する乱れを所定の程度だけ越えたことを検出した場合に限り、タッチを表示する出力信号を発生することが好ましい。この出力信号は、更に後述するように、関連するコントローラ（図示せず）へ送られる。
【００１７】
一般に、汚染物およびゴミは、内側電極１８および外側電極２０の双方のまわりで同じように電界に影響する。タッチを表示する信号を集積制御回路２２が出力するには、少なくとも電界の乱れの上記スレッショルド差を検出しなければならないので、汚染物によって生じる意図しない応答を最小にすることが好ましい。同様に、刺激物が外側電極２０のまわりの電界に対して内側電極１８のまわりの電界よりも大きい度合い影響するように、ユーザーがタッチゾーンＺに指または他の刺激物を接近させることから生じる意図しない応答を最小にすることが好ましい。
【００１８】
別の実施例では、導電性電極Ｅ’は図７および８に最良に示されるように、突出部分１４、１６に直接挿入成形された（ｉｎｓｅｒｔ  ｍｏｌｄｅｄ）スタンプ加工された（ｓｔａｍｐｅｄ）電極となっている。電極パターンＥ’は、上記のような内側電極１８および外側電極２０を含む。しかしながら、電極パターンＥ’の内側電極１８および外側電極２０は、米国仮特許出願第60/638,159号に、より完全に記載されているように、容量性プレート３０を介し、プリント回路基板２４に容量結合することが好ましい。ボード２４をパネル１０のベース部分１２の後方に挿入し、挿入成形された電極１８、２０に容量結合することができる。このような技術によって、製造を簡略化し、コストを削減できる。更に、比較的厚い誘電基板を介し、電極１８、２０を容量結合することができる。そのようにしなかった場合、十分な強度の電界をこれら電極から発生することはできない。従って、システムの設計上のフレキシビリティを改善できる。
【００１９】
各集積制御回路２２はコントローラ（図示せず）に結合することが好ましく、コントローラはパネル１０またはその他の場所に配置できる。コントローラは、このコントローラが各集積制御回路２２から受信する出力信号を処理し、次に座席を前後、上下などに移動させる制御信号を発生する。
【００２０】
上記のように、パネル１０をベゼルまたはシートもしくはドアパネルのモールディング内に直接成形することができる。従って、ベース部分１２はトリム部品、シートの一部、またはドアパネル上のアームレストと一体化できる。シートの移動のための制御の他に、ベース部分１２は、図１に最良に示されるように、別の制御センサ１００も含むことができる。これとは異なり、図７に最良に示されるように、成形された別個のパネルＰを形成してもよく、このパネルは車両の所望するモールディングまたはトリムに固定される。パネルＰはシステムを製造中に所定場所で容易にスナップ嵌合またはクランプできるように、ロックタブを含むことができる。
【００２１】
特許請求の範囲に記載された本発明の要旨から逸脱することなく、本明細書の開示について種々の変形および変更が可能であることは当業者に理解できよう。更に、一実施例の特徴事項を別の実施例に組み込むこともできる。本発明は、かかるすべての変形例および変更例を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例にかかわるシート制御パネルの平面図である。
【図２】ラインＡ−Ａに沿った、図１に示されるパネルの第１成形部分の横断面図である。
【図３】ラインＢ−Ｂに沿った、図１に示されるパネルの第２成形部分の横断面図である。
【図４】破線により電束線を示す、タッチゾーンの部分横断面図である。
【図５】電極パターンの電気接続部およびパルス発生回路および検出回路を含む関連する集積回路を含む平面略図である。
【図６】内側電極の近くにユーザーの指があるタッチゾーンの部分横断面図である。
【図７】本発明の別の実施例にかかわるシート制御パネルの横断面図である。
【図８】図７に示された成形部分および電極パターンの底面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008529202.tif 000009
【図８】
2008529202.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月23日(2006.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
（関連出願）
本願は、すべて２００４年１２月２３日に出願された米国仮特許出願第60/638,198号、第60/638,197号および第60/638,159号に基づく優先権も主張するものであり、これら出願の開示内容を参照によって援用する。更に本願は、いずれも２００５年１２月２２日に出願された米国特許第11/315、719号および第11/315、820号の開示内容も参照によって援用する。
本発明は、一般的にはパワーシート制御システムに関し、より詳細には、かかるシステムのためのユーザーインターフェースに関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例にかかわるシート制御パネルの平面図である。
【図２】ライン２−２に沿った、図１に示されるパネルの第１成形部分の横断面図である。
【図３】ライン３−３に沿った、図１に示されるパネルの第２成形部分の横断面図である。
【図４】破線により電束線を示す、タッチゾーンの部分横断面図である。
【図５】電極パターンの電気接続部およびパルス発生回路および検出回路を含む関連する集積回路を含む平面略図である。
【図６】内側電極の近くにユーザーの指があるタッチゾーンの部分横断面図である。
【図７】本発明の別の実施例にかかわるシート制御パネルの横断面図である。
【図８】図７に示された成形部分および電極パターンの底面図である。
【国際調査報告】
2008529202.tif 000011
2008529202.tif 000012
2008529202.tif 000013