(57)【要約】【課題】自動車のダッシュボード等に設けられる、触覚によるフィードバック機能が付加されたタッチコントロール装置を提供する。【解決手段】ユーザの指先等による接触を検知しうるタッチセクション２と、接触の検知に応答してタッチセクション２に振動を与えるべく、タッチセクション２に接続されたバイブレータ11とを備えるフィードバック機能付きコントロール装置において、バイブレータ11に当接し、かつ一端15がタッチセクション２における開口17に連結された、一定の方向に延びる中空の振動伝達13を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの指先等による接触を検知しうるタッチセクション(２)と、前記接触の検知に応答してタッチセクション(２)に振動を与えるべく、タッチセクション(２)に接続されたバイブレータ(11)とを備えるフィードバック機能付きコントロール装置において、前記バイブレータ(11)に当接し、かつ一端(15)がタッチセクション(２)における開口(17)に連結された、一定の方向に延びる中空の振動伝達体(13)をさらに備えていることを特徴とするフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項２】
前記振動伝達体(13)は、概ね筒状であることを特徴とする請求項１記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項３】
前記振動伝達体(13)は、楕円形または円形の断面を有することを特徴とする請求項２記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項４】
前記振動伝達体(13)は、方形または正方形の断面を有することを特徴とする請求項２記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項５】
前記振動伝達体(13)の軸(19)は、タッチセクション(２)におけるタッチ面と直交するようになっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項６】
前記タッチセクション(２)は、支持体(３)と、この支持体(３)に支持されたタッチセンサ(５)とを備え、前記振動伝達体(13)と支持体(３)は、一体となっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項７】
前記振動伝達体(13)の厚さは、支持体(３)のそれと同一であることを特徴とする請求項６記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項８】
前記振動伝達体(13)と支持体(３)は、一体となって回動しうることを特徴とする請求項７記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項９】
前記バイブレータ(11)は、振動伝達体(13)の壁体に直接固定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項１０】
フランジ(23)と環状突起(25)を有する基部(21)を備え、この基部(21)の外面(27)には、バイブレータ(11)が、内面(29)には、振動伝達体(13)が当接するようになっていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項１１】
前記環状突起(25)の外面(27)は、バイブレータ(11)を当接するための平坦領域を有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項１２】
前記振動伝達体(13)の軸(19)の回りに、互いに９０°または１８０°離間した２つのバイブレータ(11)(11)を備えていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項１３】
構造部材へ振動が伝播するのを避けるために、前記フランジ(23)に設けられているノッチ(35)に嵌まる弾性固定部材(33)によって取り付けられるようになっていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項１４】
前記フランジ(23)によって支持された回路基板(37)を備えていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項１５】
前記支持体(３)と振動伝達体(13)は、透明な材料から形成され、前記タッチセンサ(５)は、透光性の材料から形成され、前記基部(21)は、タッチセクション(２)におけるタッチ面のバックライトとなる光源(39)を有することを特徴とする請求項１４記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【請求項１６】
前記支持体(３)、振動伝達筒(13)、ならびにフランジ(23)および環状突起(25)を含む基部(21)からなるアセンブリは、Ｈ字形の断面を有していることを特徴とする請求項１０〜１５記載のフィードバック機能付きコントロール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィードバック機能付きタッチコントロール装置であって、主として自動車に搭載される、触覚によるフィードバック機能が付いたタッチコントロール装置に関する。このフィードバック機能付きタッチコントロール装置は、運転席と助手席の間に位置するダッシュボードにおいて、カーエアコン、カーオーディオ、自動車電話、カーナビゲーションシステム等の制御に、有利に利用することができる。
【０００２】
本発明に係るフィードバック機能付きタッチコントロール装置は、ルーフ領域（ルームミラーの通常の取付け高さに位置する領域）に設けられている室内灯、ドアロック、サンルーフ、非常灯、機器類の照明等の制御にも適用することができる。
【０００３】
この外、本発明のフィードバック機能付きタッチコントロール装置を含む操作モジュールは、ウィンドーの開閉制御、フェンダーミラーの向きの制御、ハンドルや座席の位置調整等のマルチ制御にも用いることができる。
【背景技術】
【０００４】
自動車においては、種々の電気機器の制御を、複数のスイッチで容易に行いうるようになっている。一方、制御するべき電気機器の数が増大するにつれて、スイッチを動かす運転者の姿勢上の利便を考慮し、マルチ制御装置が多く用いられるようになっている。マルチ制御装置であれば、制御ノブ（表示スクリーンと関連づけられたジョイスティック等）が１つしかない場合でも、スクロール機能を利用して、カーエアコン、カーオーディオ、カーナビゲーションシステム等を制御することができる。
【０００５】
このような状況下では、スイッチを動かす運転者の姿勢上の便宜を増すため、触覚センサ技術を、単独で、またはマルチ制御ノブとの組み合わせにより用いるのが有利であると考えられる。
【０００６】
特に自動車の分野においては、感圧センサ（ＦＳＲ〈Force Sensing Resistors〉センサとも呼ばれている）は、大いに進歩している。このような、感圧抵抗体を用いる抵抗膜式タッチコントロール装置は、使いやすさや耐久性の観点から、静電式や光学式のタッチコントロール装置よりも優位に立っている。上記のようなＦＳＲセンサは、「デジタイザー(Digitizer)パッド」としても知られている（特許文献１〜４参照）。
【０００７】
上記特許文献に記載されているＦＳＲセンサにおいては、導電体層と抵抗体層の間に、可撓性の半導体層が挟まれている。ＦＳＲセンサを備えたキー等に圧力を加えると、オーム抵抗が減少するため、適当な電圧を印加すると、キー等への加圧、および加圧箇所を測定することができる。
【０００８】
ＦＳＲセンサ（感圧センサ）のもう１つの態様として、弾性片を挟んで互いに離間している２つの可撓性の支持シートを備えるものがある。これら２つの支持シートの対向面は、センサが圧縮されると、互いに電気的に接続するようになっている（特許文献５および６参照）。
【０００９】
この外にも、静電式の１つまたは複数のマトリックスセンサを含むタッチコントロール装置もある。
【００１０】
指で触っても分かりにくい凹凸の小さい接触面をもつタッチコントロール装置を自動車に備え付ける際には、上記のような電気機器の制御は、しばしば、目で確認することなく、運転しながら行われることを考慮に入れなければならない。
【００１１】
運転者が、道路上から注意を逸らすことなく、電気機器を制御するには、運転者が、自分の指令が入力されたことを、目視しなくても確認しうること（フィードバック機能を有すること）が重要である。
【００１２】
このため、タッチコントロール装置の接触面は、指先による加圧を検知すると同時に起動する１つまたは複数のバイブレータに、機械的に接続されている。したがって、運転者は、タッチコントロール装置の接触面に触る指先で、自分の指令が入力されたことを示す振動を感じることができる。
【００１３】
しかし、公知のタッチコントロール装置において、触覚によるフィードバック機能を付加する際、ユーザが指先で十分に感じうる程度の振動が得られるよう、バイブレータを、タッチコントロール装置の接触面に直接取り付けようとしても、バイブレータの大きさに起因する問題があった。
【００１４】
上記の欠点を克服するため、バイブレータを、タッチコントロール装置の接触面に当接させるのではなく、この接触面を支持する支持体と同じ高さに設置する構成が提案されている。しかし、触覚によるフィードバックに十分に強い振動が得られなかったり、逆に振動が強すぎて、バイブレータによる消費電力が過大になったりすることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第４８１０９９２号明細書
【特許文献２】米国特許第５００８４９７号明細書
【特許文献３】仏国特許第２６８３６４９号明細書
【特許文献４】欧州特許第０５４１１０２号明細書
【特許文献５】欧州特許第１４２９３５５号明細書
【特許文献６】欧州特許第１４２９３５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、１つまたは複数のバイブレータを、ユーザが指先を触れる面から離間して配置し、これらのバイブレータによる低レベルの振動を運転者の指先に伝えるようになっている、触覚によるフィードバック機能付きのタッチコントロール装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するために、ユーザの指先等による接触を検知しうるタッチセクションと、前記接触の検知に応答して、タッチセクションに振動を与えるべく、タッチセクションに接続されたバイブレータとを備えるフィードバック機能付きコントロール装置において、前記バイブレータに当接し、かつ一端がタッチセクションにおける開口に連結された、一定の方向に延びる中空の振動伝達体をさらに備えていることを特徴とするフィードバック機能付きコントロール装置を提供するものである。
【００１８】
また本発明は、電気制御装置、より詳しくは、触覚によるフィードバック機能付きのタッチコントロール装置（ユーザが、指先でキーを押すことによって指令を入力し、しかも、その指令が入力されたことを、振動を指先で感じることにより確認しうるようになっているコントロール装置）に関する。ここで、「指令」とは、広く前方および後方への動き、特に行程が０．２mm未満の微小な前後運動を意味する。
【００１９】
上記の構成は、自動車に搭載されるタッチコントロール装置（指でタッチ面に触れるか、またはタッチ面を押すだけで指令が与えられるようになっているコントロール装置）に好ましく適用することができる。
【００２０】
本発明のタッチコントロール装置によれば、座席の自動調整、ウィンドーの開閉制御、フェンダーミラーの向きの遠隔操作、ルーフ領域における室内灯の制御、サンルーフの開閉制御、カーエアコンの制御、自動車電話の各種機能の制御、カーナビゲーションやカーオーディオの制御等を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、バイブレータの大きさに起因するバイブレータ設置上の困難を解消し、しかも、触覚によるフィードバックに適した強度の振動が得られるタッチコントロール装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るタッチコントロール装置の斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係るタッチコントロール装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
上記以外の本発明の特徴と技術的効果は、添付の図面を参照して行う実施形態についての説明から、明らかになると思う。
【００２４】
以下に、本発明に係る触覚によるフィードバック機能付きタッチコントロール装置の構造と機能を、図１および図２を参照して、詳細に説明する。
【００２５】
図1に示すように、触覚によるフィードバック機能付きタッチコントロール装置１は、支持体３、および支持体３の上に配置されたタッチセンサ５を含むタッチセクション２を有している。タッチセンサ５は、静電式、抵抗膜式、または光学式（赤外線式）とすることができるが、感圧性のもの、特に感圧抵抗体を用いるＦＳＲセンサ型のものが望ましい。
【００２６】
タッチセクション２は、例えばユーザの指先が触れたことを検知することができる。支持体３およびタッチセンサ５は、ワッシャ形状（リング状）をなしており、円環状の制御トラックを形成している。上記の外、楕円形、方形、多角形の支持体およびタッチセンサを含むタッチセクション２も可能である。
【００２７】
タッチセンサ５は、弾性皮膜を含むカバー７で覆蓋されている。このカバー７は、シリコーン製パネルや、「ブラックパネル（黒色の均一な外観を有し、バックライトが存在しないときでも、絵文字等を表示しうるパネル）」タイプのプラスチックパネルを含む、変形可能なパネルからなっており、制御のための絵文字をユーザに示すことができる。
【００２８】
カバー７も、支持体３およびタッチセンサ５と同様に、中央部が開口しているワッシャ形状をなしている。カバー７中央の開口は、「Ｌ」のロゴを付したプラグ９（飾り）によって塞がれている。
【００２９】
ユーザが指先をカバー７上で動かすと、タッチセンサ５は、その指先の位置および動く方向、ならびにカバー７に対する押圧力を検知し、信号に変換して、処理ユニット（図示せず）へ出力する。処理ユニットは、入力信号を濾波するフィルタ、および入力信号から、指先の位置および動く方向、およびカバー７に対する押圧力を推定するマイクロコントローラを備えている。処理ユニットは、ユーザの指先の位置および動く方向、ならびにカバー７に対する押圧力を推定すると、電気部品、電子部品、電子デバイス等に対して、自動車に搭載されているコンピュータのスクロールメニュー上に提示された所定の指令を与える。
【００３０】
タッチセクション２の動きについては、方向を定め、例えば時計回りの方向に動いたときにはカーオーディオの音量が上がり、反時計回りの方向に動いたときには音量が下げるようにすることもできる。これ以外にも、タッチセクション２を押す圧力と位置によって違いを設け（例えば、軽く押す場合と強く押す場合とで違いを設ける）、コンピュータのスクロールメニュー上に提示された所望の機能を選択し、かつ所望の機能が選択されたことをフィードバック機能によって確認しうるようにすることができる。
【００３１】
上記のように、本実施形態によれば、選択した機能の入力を確認しうる、「スクロールホイール」タイプのタッチコントロール装置が得られる。
【００３２】
タッチコントロール装置１は、ユーザが、この装置を目視しなくても、これに対する入力を確認しうるように、２つのバイブレータを備えている。
【００３３】
バイブレータ11の機械的振動を、ユーザの指先が触れるタッチ面に伝達するために、タッチコントロール装置１は、バイブレータ11と当接する振動伝達筒13を備えている。振動伝達筒13の上端部15は、ワッシャ形状の支持体３に包囲された円形の開口17を有している。したがって、バイブレータ２は、タッチ面から離間して設けられていながら、タッチ面に、低振動の触覚によるフィードバックを与えることができる。
【００３４】
振動伝達筒13と支持体３は、一体となっており、プラスチックから形成されている。振動伝達筒13は、円形の断面を有している。しかし、楕円形、方形、または多角形の断面をもつものも可能である。断面が多角形のタッチコントロール装置を製造する場合には、振動伝達筒13の断面だけでなく、支持体３に開口している開口17の形状も、多角形にすると有利である。
【００３５】
２つのバイブレータ11の機械的振動を好適に伝えるには、振動伝達筒13の軸19（図２参照）が、支持体３と直交しているのが好ましい。
【００３６】
バイブレータによる振動が、振動伝達筒13と支持体３の一体化部分において、振動数または振幅が変化することにより、大きく減殺されることのないよう、振動伝達筒13の上端部15（支持体３への内挿部）の軸方向における長さは、支持体３の厚さと同一としてある。振動伝達筒13と支持体３の各上端面が共面をなすようにすると、バイブレータによる振動、すなわち表面波が連続的に伝播する。
【００３７】
図２に示す実施形態においては、振動伝達筒13および支持体３は、一体となって振動する。すなわち、振動は、最初に振動伝達筒13の壁体に沿って上方へ向かい、ついで、支持体３に沿って径方向へ伝播する。このような構成は、振幅を減殺する干渉を回避しつつ、機械的振動を径方向外側に向かって伝播させうるため、特に好ましい。この結果、池に小石が投げ込まれたときに、さざ波が伝わるのと同様に、タッチコントロール装置１に固有の表面波が伝播する。
【００３８】
図２に示すように、支持体３の円板部の周縁からは、環状のリム20が下方に延びている。リム20は、カバー７を固定する際の位置合わせに役立つだけでなく、支持体３の中心から周縁まで伝播した振動の振幅が、反射波によって減衰するのを抑えるのに貢献する。
【００３９】
上記の外、図示していない変形例として、バイブレータを、振動伝達筒13の壁体に固定することもできる。
【００４０】
本実施形態においては、タッチコントロール装置１に多くに機能を追加するために、上面に環状突起25をもつフランジ23を有する基部21が設けられている。環状突起25の外面27は、バイブレータ11と当接している。他方、環状突起25の内面29は、振動伝達筒13と当接している。バイブレータ11が当接しやすいよう、環状突起25の外面27におけるバイブレータと当接する領域31は、平坦になっている。
【００４１】
図１に示すタッチコントロール装置１は、振動伝達筒13の軸19の回りに、互いに９０°離間した２つのバイブレータ11,11を備えている。他方、図２に示すように、２つのバイブレータ11,11を互いに１８０°離間させることもできる。いずれの場合も、各バイブレータ11による振動が、振動伝達筒13において、互いに打ち消し合うことのないよう、むしろ振幅を増大させべく干渉するように留意すべきである。
【００４２】
図１に示すタッチコントロール装置１は、フランジ23のノッチ35に嵌まる弾性の固定ポール33を介して、装着される。したがって、車室にノイズが発生したり、ダッシュボード等の構造部材に望ましくない振動が伝わったりするのを避けることができる。
【００４３】
さらに、図１および図２に示すタッチコントロール装置１は、フランジ23上に回路基板37を有している。この回路基板37は、タッチセンサ５から送られた信号を処理する処理ユニットとなっている。
【００４４】
支持体３と振動伝達筒13は、透明な材料で形成されている。他方、タッチセンサ５とカバー７（少なくとも絵文字を表示する部分）は、透光性の材料で形成されている。さらに、タッチコントロール装置１は、基部21上（より詳しくは回路基板37上）に、タッチ面の背景を黒色にするための光源（発光ダイオード）39を有している。
【００４５】
図２に示す実施形態においては、支持体３、タッチセンサ５、振動伝達筒13、および基部21（フランジ23と環状突起25を含む）からなるアセンブリが、Ｈ字形の断面を有しているため、占有スペースが小さくて済み、ダッシュボードにも取付けやすい。
【符号の説明】
【００４６】
１フィードバック機能付きタッチコントロール装置
２タッチセクション
３支持体
５タッチセンサ
７カバー
９プラグ
11バイブレータ
13振動伝達筒
17開口
19軸
21基部
23フランジ
25環状突起
33固定ポール
37回路基板
39光源
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2010529595.tif 000006
2010529595.tif 000007
2010529595.tif 000008
2010529595.tif 000009
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