(57)【要約】【課題】タッチ式入力装置におけるスイッチオン状態をスイッチ操作者に直接的にフィードバックできるようにする。【解決手段】支持板１４は、下側圧縮ばね１５と上側圧縮ばね１６とのばね力（弾性力）によって上下に位置変位可能に支持されている。支持板１４には複数本の第１の電極体１７が貫通した状態で止着されている。第１の電極体１７は、支持板１４を介して下側圧縮ばね１５と上側圧縮ばね１６とのばね力によって上下に位置変位可能に支持されている。支持板１４の下面には複数の振動子１９が止着されている。第１の電極体１７と第２の電極体１１とにタッチすると、第１の電極体１７と第２の電極体１１とが電気的に短絡し、振動子１９が振動する。振動子１９の振動は、支持板１４を介して第１の電極体１７に伝達される。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極体と第２の電極体との両方にタッチすることによって前記第１の電極体と前記第２の電極体とを電気的に短絡するタッチ式入力装置において、
前記第１の電極体と前記第２の電極体とが電気的に短絡したときには、前記第１の電極体に対して振動を付与する振動付与手段を備えたタッチ式入力装置。
【請求項２】
前記第１の電極体は、弾性変形可能な弾性支持手段によって位置変位可能に支持されており、前記振動付与手段は、前記弾性支持手段を経由することなく前記第１の電極体に対して振動を付与する請求項１に記載のタッチ式入力装置。
【請求項３】
前記第１の電極体は複数あり、全ての前記第１の電極体は、単一の支持体に固定されており、前記支持体は、単一の前記弾性支持手段によって位置変位可能に支持されており、前記振動付与手段は、前記弾性支持手段を経由することなく前記支持体に対して振動を付与する請求項２に記載のタッチ式入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タッチ式入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチとなる第１の電極体とスイッチではない第２の電極体との間に、人体に害のない低電圧を印加しておき、第１の電極体と第２の電極体とに同時に指でタッチすることによってスイッチオン状態をもたらすタッチ式入力装置がある。この種のタッチ式入力装置では、指でタッチする第１の電極体のタッチ面と、指でタッチする第２の電極体のタッチ面とを面一に近い状態に配置すれば、第１の電極体のタッチ面を指で探る面走査が行い易くなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この種のタッチ式入力装置では、スイッチオン状態が本当にもたらされたかどうかを確認するための手段がなかった。そのため、タッチ式入力装置におけるスイッチオンによって駆動制御される装置が駆動したり、ランプ等が発光したりする等のリアクションが目前で生じない限り、タッチ式入力装置の操作者がスイッチオン状態を確認できない。
【０００４】
本発明は、第１の電極体と第２の電極体との両方にタッチすることによって前記第１の電極体と前記第２の電極体とを電気的に短絡するタッチ式入力装置におけるスイッチオン状態をスイッチ操作者に直接的にフィードバックできるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第１の電極体と第２の電極体との両方にタッチすることによって前記第１の電極体と前記第２の電極体とを電気的に短絡するタッチ式入力装置を対象とし、請求項１の発明では、前記第１の電極体と前記第２の電極体とが電気的に短絡したときには、前記第１の電極体に対して振動を付与する振動付与手段を備えたタッチ式入力装置を構成した。
【０００６】
第１の電極体と第２の電極体との両方に指でタッチすると、振動付与手段が第１の電極体を振動させる。この第１の電極体の振動が第１の電極体にタッチしている指に伝わる。スイッチ操作者は、タッチしている第１の電極体から指への振動伝達によって、第１の電極体と第２の電極体との両方にタッチすることによるスイッチオン状態を確認できる。
【０００７】
請求項２の発明では、請求項１において、弾性変形可能な弾性支持手段によって位置変位可能に前記第１の電極体を支持し、前記振動付与手段が前記弾性支持手段を経由することなく前記第１の電極体に対して振動を付与するようにした。
【０００８】
弾性支持手段によって支持された第１の電極体は、振動し易く、振動付与手段によって付与された第１の電極体の振動が指によって感知され易い。
請求項３の発明では、請求項２において、前記第１の電極体を複数とし、全ての前記第１の電極体を単一の支持体に固定し、単一の前記弾性支持手段によって前記支持体を位置変位可能に支持し、前記振動付与手段が前記弾性支持手段を経由することなく前記支持体に対して振動を付与するようにした。
【０００９】
第２の電極体と任意の１つの第１の電極体とにタッチすると、振動付与手段が支持体に対して振動を付与し、全ての第１の電極体が振動する。全ての第１の電極体を振動させる構成は、第１の電極体を個々に独立して振動させる場合に比べて簡素になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、車載機器（例えば、オーディオ装置、カーエアコン装置等）を制御するためのタッチ式入力装置に本発明を具体化した第１の実施の形態を図１及び図２に従って説明する。
【００１１】
図１（ｃ）に示すように、自動車の座席の横に設置されたスイッチ箱１０は、絶縁性の器部１０１と、蓋機能を有する平板形状の電極体１１とからなる。器部１０１の底壁１０２には複数本（本実施の形態では４本）の支柱１２が立設されており、支柱１２の上端にはばね受け１３が止着されている。図１（ｂ）に示すように、支柱１２は、長方形状の支持板１４の隅を貫通している。支持板１４は、支柱１２に対してその長さ方向に移動可能である。
【００１２】
図１（ｃ）に示すように、スイッチ箱１０の底壁１０２と支持板１４の下面との間には下側圧縮ばね１５が介在されており、ばね受け１３と支持板１４の上面との間には上側圧縮ばね１６が介在されている。下側圧縮ばね１５と上側圧縮ばね１６とによって挟み込まれた支持板１４は、下側圧縮ばね１５と上側圧縮ばね１６とのばね力（弾性力）によって上下に位置変位可能に支持されている。支持板１４には複数本の第１の電極体１７が貫通した状態で止着されている。第１の電極体１７の長さ方向は、支柱１２の長さ方向と略同じである。第１の電極体１７は、支持板１４を介して下側圧縮ばね１５と上側圧縮ばね１６とのばね力によって上下に位置変位可能に支持されている。支持板１４は、複数の第１の電極体１７を固定する単一の支持体である。下側圧縮ばね１５及び上側圧縮ばね１６は、第１の電極体１７を位置変位可能に支持する弾性変形可能な弾性支持手段を構成する。
【００１３】
蓋機能を有する電極体１１（以下、第２の電極体１１という）には複数（第１の電極体１７の本数と同数）の絶縁性の筒１８が貫通した状態で止着されている。第１の電極体１７の上端部は、１対１で筒１８に挿通されている。第１の電極体１７の上端は、筒１８の筒内から上方に僅かに突出している。第１の電極体１７の上端面は、指でタッチするタッチ面１７１である。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、第２の電極体１１の上面には浅い凹部１１１が第１の電極体１７のタッチ面１７１を包囲するように形成されている。図１（ｃ）に示すように、筒１８の上端面は、凹部１１１の底面と面一である。第２の電極体１１の上面は、人の指でタッチするタッチ面１１２である。第１の電極体１７に荷重が加えられていないときには、スイッチ箱１０の横から見ると、第１の電極体１７のタッチ面１７１は、第２の電極体１１の上面よりも僅かに上方に突出している。支持板１４及び第１の電極体１７は、一体的に上下に位置変位可能であり、第１の電極体１７の位置変位に伴うタッチ面１７１の変位範囲は、タッチ面１１２と面一の面の近傍である。
【００１５】
図１（ｂ），（ｃ）に示すように、支持板１４の下面には複数の振動子１９が止着されている。振動子１９は圧電素子である。振動子１９は、パルス電圧の印加によって振動する。
【００１６】
図２は、振動子１９を振動させるための制御ブロック図を表す。電源２０は、第１の電極体１７と第２の電極体１１との間に、人体に害のない低電圧を印加する。振動子１９は、振動制御手段２２の制御を受ける。振動子１９及び振動制御手段２２は、第１の電極体１７に対して振動を付与する振動付与手段を構成する。
【００１７】
短絡検出手段２１は、電位差検出手段２３と短絡有無判定手段２４とからなる。電位差検出手段２３は、第１の電極体１７と第２の電極体１１との間の電位差を検出する。短絡有無判定手段２４は、電位差検出手段２３によって検出された電位差と、予め設定された閾値との大小を比較する。電位差検出手段２３によって検出された電位差が閾値以下の場合には、短絡有無判定手段２４は、第１の電極体１７と第２の電極体１１とが電気的に短絡したとの判定をして短絡検出信号を振動制御手段２２に出力する。振動制御手段２２は、短絡検出信号の入力に応答して、振動子１９に対してパルス電圧を印加する。電位差検出手段２３によって検出された電位差が閾値よりも大きい場合には、短絡有無判定手段２４は、第１の電極体１７と第２の電極体１１とが電気的に短絡していないとの判定をして短絡検出信号を出力しない。
【００１８】
図２に示す入力制御装置２５は、カーエアコン装置やオーディオ装置等の車載機器２６を制御をするための制御信号を車載機器２６に出力する。又、入力制御装置２５は、運転席の前方に設置された表示装置２７におけるメニュー表示を制御する。表示装置２７は、車載機器２６を操作する内容を表すメニューを表示する。
【００１９】
次に、第１の実施の形態の作用を説明する。
運転者が複数の第１の電極体１７のうちの１つと第２の電極体１１との両方に指でタッチし、第１の電極体１７と第２の電極体１１とが電気的に短絡したとする。この電気的短絡によるスイッチオン状態と、他の第１の電極体１７と第２の電極体１１との電気的に短絡していないスイッチオフ状態との組み合わせ情報（オン−オフ情報）が入力制御装置２５へ送られる。入力制御装置２５は、入力したオン−オフ情報に応答して、タッチされた第１の電極体１７に対応する車載機器の制御をするための制御信号を出力する。又、入力制御装置２５は、入力したスイッチオン信号に応答して、タッチされた第１の電極体１７に対応するメニューの制御を行う。このメニューの制御は、例えば機能を表すメニュー表示の色変更や、カーエアコン装置では目標冷房温度、オーディオ装置では目標音量等の調整の変更のことである。
【００２０】
第１の電極体１７と第２の電極体１１とが電気的に短絡すると、電位差検出手段２３によって検出されている電位差が低下する。閾値は、第１の電極体１７と第２の電極体１１とが電気的に短絡していないときの両者間の電位差よりも小さく、かつ第１の電極体１７と第２の電極体１１とが電気的に短絡しているときの両者間の電位差よりも大きい値に設定してある。従って、第１の電極体１７と第２の電極体１１とが電気的に短絡した状態では、電位差検出手段２３によって検出される電位差は、閾値よりも小さくなる。第１の電極体１７と第２の電極体１１とが電気的に短絡すると、短絡有無判定手段２４は、電位差検出手段２３によって検出された電位差が閾値よりも小さいと判定し、この判定結果に基づいて振動制御手段２２に短絡検出信号を出力する。振動制御手段２２は、短絡検出信号の入力に応答して、振動子１９を振動させる。振動子１９の振動は、支持板１４を介して第１の電極体１７に伝わり、第１の電極体１７が振動する。
【００２１】
第１の実施の形態では以下の効果が得られる。
（１−１）第１の電極体１７の振動は、第１の電極体１７にタッチしている指に伝わる。従って、運転者は、タッチしている第１の電極体１７から指への振動伝達によって、第１の電極体１７と第２の電極体１１との両方にタッチすることによるスイッチオン状態を確認できる。
【００２２】
（１−２）第１の電極体１７を止着した支持板１４は、下側圧縮ばね１５と上側圧縮ばね１６とによって位置変位可能に支持されている。即ち、第１の電極体１７は、下側圧縮ばね１５と上側圧縮ばね１６とによって位置変位可能に支持されている。そして、振動付与手段を構成する振動子１９が下側圧縮ばね１５及び上側圧縮ばね１６を経由することなく第１の電極体１７に対して振動を付与する。下側圧縮ばね１５と上側圧縮ばね１６とによって位置変位可能に支持された支持板１４は振動し易く、結果的に第１の電極体１７は、振動し易い。そのため、振動子１９によって付与された第１の電極体１７の振動は、この第１の電極体１７にタッチしている指で感知し易い。
【００２３】
（１−３）第２の電極体１１と任意の１つの第１の電極体１７とにタッチすると、振動子１９が支持板１４に対して振動を付与し、全ての第１の電極体１７が振動する。単一の支持板１４に支持された全ての第１の電極体１７を振動させる構成は、第１の電極体１７を個々に独立して振動させる場合に比べて簡素になる。
【００２４】
（１−４）平板形状の支持板１４の４隅で下側圧縮ばね１５と上側圧縮ばね１６とによって支持された支持板１４は、大きく傾くことはない。そのため、支持板１４に止着された第１の電極体１７が大きく傾くことはなく、筒１８の内周縁と第１の電極体１７との擦れに伴う両者の摺接部位の摩耗や損傷は、生じにくい。
【００２５】
（１−５）第１の電極体１７の位置変位に伴うタッチ面１７１の変位範囲は、第２のタッチ面１１２と面一の平面の近傍である。このようなタッチ面１１２に対するタッチ面１７１の配置構成は、第２のタッチ面１１２と第１の電極体１７のタッチ面１７１との段差を少なくする。そのため、第１の電極体１７のタッチ面１７１を指で探る面走査が行い易い。
【００２６】
次に、図３の第２の実施の形態を説明する。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
器部１０１の底壁１０２には複数のガイド筒２８が第１の電極体１７と１対１に対応して立設されている。各ガイド筒２８には第１の電極体１７の下端部が遊嵌されており、第１の電極体１７の下端には圧電素子製の振動子１９Ａが止着されている。第１の電極体１７と振動子１９Ａとの電気的な絶縁は、確保されている。ガイド筒２８の筒内底と振動子１９Ａとの間には圧縮ばね２９が介在されている。圧縮ばね２９は、第１の電極体１７を上方へ付勢している。第１の電極体１７の上下の中間部には絶縁性のストッパ３０が一体形成されている。ストッパ３０は、第２の電極体１１の下面に当接可能である。
【００２７】
第１の電極体１７は、荷重を加えていない状態ではストッパ３０が圧縮ばね２９のばね力によって第２の電極体１１の下面に当接する位置に規制されている。第１の電極体１７の位置変位に伴うタッチ面１７１の変位範囲は、第２のタッチ面１１２と面一の平面の近傍である。複数の第１の電極体１７のうちの１つのタッチ面１７１と、第２の電極体１１のタッチ面１１２とにタッチすると、タッチした第１の電極体１７に止着された振動子１９Ａが振動し、タッチした第１の電極体１７が振動する。
【００２８】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態における（１−１）項、（１−２）項及び（１−５）項と同じ効果が得られる。第１の実施の形態では、支持板１４及び全ての第１の電極体１７が振動するが、第２の実施の形態では、複数の第１の電極体１７のうちのタッチした第１の電極体１７のみが振動する。タッチした第１の電極体１７のみを振動させる構成は、振動能力の小さい振動子１９Ａによって第１の電極体１７を強く振動させることを可能にする。
【００２９】
次に、図４の第３の実施の形態を説明する。第１の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が用いてある。
第１の電極体１７Ｂの上下の中間部にはリング形状の圧電素子製の振動子１９Ｂが嵌合して止着されている。振動子１９Ｂは、第２の電極体１１の下面に当接するが、振動子１９Ｂと第２の電極体１１との電気的な絶縁は、確保されている。振動子１９Ｂと器部１０１の底壁１０２との間には圧縮ばね３１が介在されている。第１の電極体１７Ｂは、自然状態では振動子１９Ｂが圧縮ばね３１のばね力によって第２の電極体１１の下面に当接する位置に規制されている。第１の電極体１７Ｂの位置変位に伴うタッチ面１７１の変位範囲は、第２のタッチ面１１２と面一の平面の近傍である。複数の第１の電極体１７Ｂのうちの１つのタッチ面１７１と、第２の電極体１１のタッチ面１１２とにタッチすると、タッチした第１の電極体１７Ｂに止着された振動子１９Ｂのみが振動し、タッチした第１の電極体１７Ｂが振動する。
【００３０】
第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同じ効果が得られる。振動子１９Ｂにストッパの機能を兼ねさせた構成は、部品点数減をもたらす。又、第１の電極体１７Ｂの長さを第１の実施の形態における第１の電極体１７よりも短くでき、器部１０１の高さを低くすることができる。器部１０１の高さを低くする構成は、スイッチ箱１０のコンパクト化に寄与する。
【００３１】
本発明では以下のような実施の形態も可能である。
（１）第１の実施の形態において、単一の支持板１４の代わりに複数の支持板を用い、これら各支持板を個別に弾性支持手段によって支持し、各支持体にそれぞれ複数の第１の電極体１７を止着すること。
【００３２】
（２）第１の実施の形態において、第２の電極体１１に振動子１９を止着し、第１の電極体１７と第２の電極体１１とにタッチしたときには、第２の電極体１１を振動させるようにすること。
【００３３】
（３）第１の実施の形態において、下側圧縮ばね１５を省略すると共に、上側圧縮ばね１６の代わりに引っ張りばねを用い、この引っ張りばねによって支持板１４を吊り下げ支持すること。
【００３４】
（４）第１の実施の形態において、上側圧縮ばね１６を省略すること。
（５）第１の実施の形態において、上側圧縮ばね１６を省略すると共に、下側圧縮ばね１５の代わりに、磁力の反発によって支持板１４を支持すること。
【００３５】
（６）圧電素子製の振動子の代わりに、ソレノイドやモータを用いること。
前記した実施の形態から把握できる発明について以下に記載する。
〔１〕請求項２及び請求項３のいずれか１項において、前記第１の電極体は、前記第２の電極体を貫通しており、前記第１の電極体の位置変位に伴う前記第１の電極体のタッチ面の変位範囲は、前記第２の電極体のタッチ面と面一の面の近傍であるタッチ式入力装置。
【００３６】
〔２〕請求項３において、前記弾性支持手段は、前記支持体を上下から挟む上側圧縮ばねと下側圧縮ばねとを備え、前記支持体は、上側圧縮ばねと下側圧縮ばねとによって上下に位置変位可能に支持されているタッチ式入力装置。
【００３７】
【発明の効果】
本発明では、第１の電極体と第２の電極体とが電気的に短絡したときには、前記第１の電極体に対して振動を付与する振動付与手段を設けたので、スイッチオン状態をスイッチ操作者に直接的にフィードバックできるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態を示し、（ａ）は、平面図。（ｂ）は、平断面図。（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図２】制御ブロック図。
【図３】第２の実施の形態を示す側断面図。
【図４】第３の実施の形態を示す側断面図。
【符号の説明】
１１…第２の電極体。１１２…第２の電極体のタッチ面。１４…支持体としての支持板。１５…弾性支持手段を構成する下側圧縮ばね。１６…弾性支持手段を構成する上側圧縮ばね。１７，１７Ｂ…第１の電極体。１７１…第１の電極体のタッチ面。１９，１９Ａ，１９Ｂ…振動付与手段を構成する振動子。２２…振動付与手段を構成する振動制御手段。３１…弾性支持手段としての圧縮ばね。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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