(57)【要約】【課題】タッチ式でありながら、ダイヤル式の操作スイッチのような使用感を操作者に与えることができるタッチ操作スイッチを備えた車両用操作装置を提供する。【解決手段】車両用操作装置は、操作者の指の触れを検出する静電センサ１３（タッチセンサ）を有し、静電センサ１３による指の触れの検出に応じて空調装置（車載機器）への入力操作が可能なタッチ操作スイッチ１０を備える。タッチ操作スイッチ１０は、静電センサ１３が設けられる円筒状の外周壁１１ｃ(周壁)を有する凸状に形成される。また、車両用操作装置は、タッチ操作スイッチ１０を振動させる偏心モータ１４（振動アクチュエータ）と、静電センサ１３によるケース体１１の外周壁１１ｃに沿った指の触れの検出に応じて偏心モータ１４を駆動制御するエアコンＥＣＵ２０（制御手段）とを備える。【選択図】図２
2012053801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の指の触れを検出するタッチセンサを有し、当該タッチセンサによる指の触れの検出に応じて車載機器への入力操作が可能なタッチ操作スイッチを備えた車両用操作装置において、
前記タッチ操作スイッチは、前記タッチセンサが設けられる円筒状の周壁を有する凸状に形成されており、
前記タッチ操作スイッチを振動させる振動アクチュエータと、
前記タッチセンサによる前記周壁に沿った指の触れの検出に応じて前記振動アクチュエータを駆動制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両用操作装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記タッチセンサにより前記周壁の中心軸線周りの予め定められた中心角以上の指の触れが検出されたときに前記振動アクチュエータを駆動制御する請求項１に記載の車両用操作装置。
【請求項３】
前記タッチ操作スイッチは、前記車載機器における予め定められた複数の機能を設定するための入力操作が可能であり、前記機能の種類に応じて前記中心角が異なる値に設定されている請求項２に記載の車両用操作装置。
【請求項４】
前記振動アクチュエータは、偏心モータ又は電磁ソレノイドを用いて構成されている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車両用操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用操作装置に関し、特に車両に搭載された電子機器（車載機器）の操作を行うためのタッチ操作スイッチを備えた車両用操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用操作装置を構成するタッチ操作スイッチとして、車載機器の操作性を高めるために、タッチ面が凸状の曲面に形成されたタッチパネルを備えたものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。また、ダイヤルノブの中心軸線周りの回転操作により、車載機器の各種機能設定を行うようにしたダイヤル式の操作スイッチも知られている（例えば、下記特許文献２参照）。この特許文献２に記載された操作スイッチでは、設定しようとする機能の種類に応じて、ダイヤルノブの節度感（クリック感）がメカ機構により多段に切り替えられるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７９８１９号公報
【特許文献２】特開２００８−１９１８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、タッチ操作スイッチは、ダイヤル式の操作スイッチとは異なり、操作時にクリック感を与える構成とはされていないので、使用感に乏しく、使い勝手が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、その目的は、タッチ式でありながら、ダイヤル式の操作スイッチのような使用感を操作者に与えることができるタッチ操作スイッチを備えた車両用操作装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、操作者の指の触れを検出するタッチセンサを備え、当該タッチセンサによる指の触れの検出に応じて車載機器への入力操作が可能なタッチ操作スイッチを備えた車両用操作装置において、タッチ操作スイッチは、タッチセンサが設けられる円筒状の周壁を有する凸状に形成されており、タッチ操作スイッチを振動させる振動アクチュエータと、タッチセンサによる周壁に沿った指の触れの検出に応じて振動アクチュエータを駆動制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。この場合、振動アクチュエータは、例えば偏心モータ又は電磁ソレノイドを用いて構成することができる。
【０００７】
本発明の車両用操作装置では、タッチ操作スイッチが円筒状の周壁を有する凸状に形成され、その周壁にタッチセンサが設けられ、タッチセンサにより周壁に沿った指の触れが検出されることで、振動アクチュエータが駆動制御される。
【０００８】
これによれば、タッチ式でありながら、メカ機構を用いたダイヤル式の場合と同様、操作時にクリック感を与えることができる。また、振動アクチュエータの駆動制御による振動フィードバックにより、操作者にクリック感を与えるようにしているため、メカ機構によるものと比べてシンプルな構造とすることができる。
【０００９】
この場合、制御手段は、タッチセンサにより周壁の中心軸線周りの予め定められた中心角以上の指の触れが検出されたときに振動アクチュエータを駆動制御するように構成されているとよい。
【００１０】
これによれば、ダイヤル式の操作スイッチのダイヤルノブをあたかも回転操作するかのように、タッチ操作スイッチの円筒状の周壁に沿って予め定められた中心角以上、指をすべらせるように触れ続けることで、振動アクチュエータから振動フィードバックを得ることができる。このため、操作者にダイヤル式の操作スイッチと同様の使用感を与えることができる。
【００１１】
また、タッチ操作スイッチは、車載機器における予め定められた複数の機能を設定するための入力操作が可能であり、機能の種類に応じて中心角が異なる値に設定されているとよい。
【００１２】
これによれば、機能の種類に応じて振動フィードバックの間隔を変えることができる。つまり、現在設定中の機能を振動フィードバックの間隔の違いに基づいて触覚で感知することができる。このため、タッチ操作スイッチの使い勝手をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る車両用操作装置を構成する車両用空調パネルを車室内の後方から見たときの外観図。
【図２】本発明に係る車両用操作装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】図１に示したタッチ操作スイッチの側面図。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図。
【図５】タッチ操作スイッチの操作時に実行される振動フィードバック処理プログラムを示すフローチャート。
【図６】図５で使用される振動フィードバック間隔判定テーブルを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明に係る車両用操作装置を構成する車両用空調パネル１を車室内の後方から見たときの外観図を示す。車両用空調パネル１は、車載機器としての車両用空調装置（図示省略）の操作を行うためのものであり、操作部としてのタッチパネル３がインパネ部ＩＰの表面に沿って設けられている。この実施例１では、タッチパネル３へのタッチ操作によって、インパネ部ＩＰに設けられた運転席Ｄ側吹き出し口９Ｒと、助手席Ｐ側吹き出し口９Ｌとの吹き出し制御を互いに独立して実行することが可能とされている。
【００１６】
タッチパネル３の前面３ａには、図２に示すように、中央部にタッチ操作スイッチ１０が設けられ、左右両側部にソフトボタン２ａ〜２ｈが設けられ、上部に設定表示部４が設けられている。ボタン２ａはフルオート制御を行う機能、ボタン２ｂは空調装置をオフする機能、ボタン２ｃは吹き出し口をフロントデフロスターに設定する機能、ボタン２ｄはリアウインドゥデフォッガーを設定する機能、ボタン２ｅはコンプレッサーを作動させる機能、ボタン２ｆは吸い込み口を外気に固定する機能、ボタン２ｇは吸い込み口を内気に固定する機能、ボタン２ｈは運転席Ｄと助手席Ｐとを独立して空調制御する機能を有する。
【００１７】
タッチ操作スイッチ１０の周囲には、さらにソフトボタン２ｉ〜２ｍが設けられている。ボタン２ｉは吹き出し口を切り替える機能、ボタン２ｊはブロワーの出力レベルを切り替える機能、ボタン２ｋは運転席Ｄ側の設定温度を切り替える機能、ボタン２ｍは助手席Ｐ側の設定温度を切り替える機能を有する。上記したソフトボタン２ａ〜２ｍは、タッチ操作により、対応した文字あるいは図柄が反転表示され、どの機能が選択されたかが視認できるようになっている。
【００１８】
設定表示部４は、空調装置の所定機能の設定状態を視認させるものであり、この実施例１では、例えば、運転席Ｄ及び助手席Ｐの設定温度、ブロワー出力レベル、吹き出し口の位置が表示されるようになっている。
【００１９】
タッチ操作スイッチ１０は、図３及び図４に示すように、ダイヤル状（凸状）に形成された底付き円筒状のケース体１１と、ケース体１１を封止する蓋体１２と、ケース体１１の底部１１ａの中央部を基端側として先端側がタッチパネル３の内部に向けて突出形成された軸部１１ｂとを備え、軸部１１ｂを介してタッチパネルパネル３に保持されている。すなわち、タッチ操作スイッチ１０には、中心軸線Ｌ周りの回転や中心軸線Ｌ方向への移動を許容するメカ機構は組み込まれておらず、ダイヤル状のケース体１１及び蓋体１２がタッチパネル３の前面３aに対して突出した状態で固定されている。
【００２０】
ケース体１１の外周壁１１ｃには、そのほぼ全周にわたってタッチセンサとしての静電センサ１３が取り付けられている。静電センサ１３は、フレキシブル基板等の基板部の表面に、所定の電極パターンが形成された電極部と絶縁カバーとがこの順に積層配置された周知のものであり、指先と電極部間での静電容量の変化を捉えて指先の位置を検出、すなわち指先が触れた位置の近傍に配置された電極パターンでの電流量の比率を計測することで指先の位置を検出するものである。
【００２１】
なお、タッチセンサは、静電容量方式の静電センサ１３に限らず、例えば、対向配置された２枚の抵抗膜を有し、１枚目の抵抗膜に対して所定大きさの電圧を印加しておき、指先の触れにより２枚目の抵抗膜に発生した電圧を検知することで指先の位置を検出する抵抗膜方式のセンサ、赤外線ＬＥＤの赤外光を指先が遮断することで指先の位置を検出する赤外線方式のセンサ、圧電素子による振動波が指先に反射するまでの反射時間を計測することで指先の位置を検出する表面弾性波方式のセンサなど、指の触れを検出できる各種センサを用いることができる。
【００２２】
ケース体１１の底部１１ａには、モータ取付部１１ｄを介して振動アクチュエータとしての偏心モータ１４が取り付けられている。偏心モータ１４は、その回転軸１４ａに分銅等の振動子１４ｂを偏らせて取り付けた周知のものであり、回転時に振動子１４ｂに作用する遠心力を利用してケース体１１及び蓋体１２を振動させる。
【００２３】
なお、振動アクチュエータは、偏心モータ１４に限らず、例えば、圧縮コイルスプリングの付勢力に抗して移動可能な永久磁石（振動子）と、その永久磁石に対向配置された電磁ソレノイドとを備え、電磁ソレノイドの励磁、非励磁を繰り返す駆動制御を行い、電磁ソレノイドの励磁、非励磁に伴う永久磁石の往復動により、ケース体１１及び蓋体１２を振動させる電磁駆動方式のものなど、触覚で感知できる振動フィードバックを与えるものを適宜採用することができる。
【００２４】
図２に戻って、ソフトボタン２ａ〜２ｍ、静電センサ１３、設定表示部４及び偏心モータ１４は、制御手段としてのエアコンＥＣＵ２０に接続されている。エアコンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏなどを主要部品とするマイクロコンピュータで構成されており、空調装置がオン状態になると所定の短時間毎にＲＯＭに格納された図５の振動フィードバック処理プログラムを実行し、その実行に応じた駆動信号をモータドライバ２１に出力して偏心モータ１４を所定時間だけ駆動し、また駆動信号をＬＣＤドライバ２２に出力して設定表示部４の画面表示を変更する。
【００２５】
次に、上記のように構成された実施例１の作動について説明する。空調装置がオン状態になると、エアコンＥＣＵ２０は、図５の振動フィードバック処理プログラムの実行を開始する。
【００２６】
この振動フィードバック処理プログラムの実行において、エアコンＥＣＵ２０は、操作者がケース体１１の外周壁１１cに触れたか否かを判定する（Ｓ１）。具体的には、静電センサ１３から検出信号が入力された場合は（Ｓ１：ＹＥＳ）、タッチパネル３で現在設定されているモードをチェックする（Ｓ２）。
【００２７】
現在設定されているモードが、図２に示したソフトスイッチ２ｉ〜２ｍの操作に基づく、ブロワー出力レベル変更モード、設定温度変更モード、及び吸い込み口変更モードのいずれかである場合は、静電センサ１３からの検出信号に応じて各モードに対応した分の角度変化があったか否かを、振動フィードバック間隔判定テーブルを参照して判定する（Ｓ３）。
【００２８】
振動フィードバック間隔判定テーブルは、例えば図６に示すように、ブロワー出力レベル変更、設定温度変更及び吸い込み口変更の各モードと、複数の異なる振動フィードバック間隔、すなわち中心軸線Ｌ周りの中心角とをそれぞれ対応付けて記憶している。具体的には、現在設定されているモードがブロワー出力レベル変更モードであれば、振動フィードバック間隔が例えば９０°に設定され、設定温度変更モードであれば、振動フィードバック間隔が例えば３０°に設定され、吸い込み口変更モードであれば、振動フィードバック間隔が例えば１５°に設定されている。
【００２９】
つまり、ブロワー出力レベル変更モードであれば、操作者がケース体１１の外周壁１１ｃに沿って指先をすべらすように触れ続けると、中心軸線Ｌ周りの９０°毎に偏心モータ１４が所定時間だけ震え（振動フィードバックの１回分）、設定温度変更モードであれば、中心軸線Ｌ周りの３０°毎に偏心モータ１４が所定時間だけ震え、吸い込み口変更モードであれば、中心軸線Ｌ周りの１５°毎に偏心モータ１４が所定時間だけ震えるようになっている。
【００３０】
この場合、ブロワー出力レベル変更モードであれば、操作者がケース体１１の外周壁１１ｃに沿って中心軸線Ｌ周りの時計方向に指先をすべらすように触れ続けると、ブロワー出力レベルが大きくなり（例えば、中心角９０°毎にバーグラフの一バー分だけ増加）、これとは逆に中心軸線Ｌ周りの反時計方向に指先をすべらすように触れ続けると、ブロワー出力レベルが小さくなる（例えば、中心角９０°毎にバーグラフの一バー分だけ減少）。設定温度変更モードであれば、操作者がケース体１１の外周壁１１ｃに沿って中心軸線Ｌ周りの時計方向に指先をすべらすように触れ続けると、設定温度が高くなり（例えば、中心角３０°毎に０．５℃単位で上昇）、中心軸線Ｌ周りの反時計方向に指先をすべらすように触れ続けると、設定温度が低くなる（例えば、中心角３０°毎に０．５℃単位で下降）。吸い込み口変更モードであれば、中心軸線Ｌ周りの時計方向と反時計方向とで吸い込み口の切り替わる順番が反対になる。
【００３１】
図５に戻って、各モードに対応した分の角度変化があった場合は（Ｓ３：ＹＥＳ）、そのモードに対応した駆動信号をＬＣＤドライバ２２に出力して設定表示部４の画面表示を変更するとともに（Ｓ４）、そのモードに対応した駆動信号をモータドライバ２１に出力して偏心モータ１４を所定時間だけ駆動する（Ｓ５）。各モードに対応した分の角度変化がなかったとき、例えば、ブロワー出力レベル変更モードに設定されている場合において、操作者がケース体１１の外周壁１１ｃに沿って指先を触れ続けたが、その角度が９０°に達していなければ、直ちに本処理を終了する（Ｓ３：ＮＯ）。
【００３２】
以上の説明からも明らかなように、この実施例１では、タッチ操作スイッチ１０が円筒状の外周壁１１ｃを有するダイヤル状（凸状）に形成され、その外周壁１１ｃに静電センサ１３（タッチセンサ）が設けられ、静電センサ１３により外周壁１１ｃに沿った指の触れが検出されることで、偏心モータ１４（振動アクチュエータ）が駆動される。
【００３３】
これにより、タッチ操作スイッチ１０は、タッチ式でありながら、メカ機構を用いたダイヤル式の場合と同様、操作時にクリック感を与えることができる。また、偏心モータ１４の駆動による振動フィードバックにより、操作者にクリック感を与えるようにしているため、メカ機構によるものと比べてシンプルな構造とすることができる。
【００３４】
また、上記実施例１では、エアコンＥＣＵ２０（制御手段）が、静電センサ１３により外周壁１１ｃの中心軸線Ｌ周りの予め定められた中心角以上の指の触れが検出されたときに偏心モータ１４を駆動制御するように構成されている。
【００３５】
これにより、ダイヤル式の操作スイッチのダイヤルノブをあたかも操作するかのように、タッチ操作スイッチ１０の円筒状の外周壁１１ｃに沿って予め定められた中心角以上、指をすべらせるように触れ続けることで、偏心モータ１４から振動フィードバックを得ることができる。このため、操作者にダイヤル式の操作スイッチと同様の使用感を与えることができる。
【００３６】
また、上記実施例１では、タッチ操作スイッチ１０が、空調装置（車載機器）における予め定められた複数の機能（例えば、ブロワー出力レベル変更、設定温度変更、吸い込み口変更）を設定するための入力操作が可能であり、機能の種類に応じて中心角が異なる値に設定されている。
【００３７】
これにより、機能の種類に応じて振動フィードバック間隔を変えることができる。つまり、現在設定中の機能を振動フィードバックの間隔の違いに基づいて触覚で感知することができる。このため、タッチ操作スイッチ１０の使い勝手が良好となる。
【００３８】
なお、振動フィードバックの対象となるモードは、ブロワー出力レベル変更、設定温度変更、吸い込み口変更に限らず、適宜変更可能である。また、振動フィードバック間隔に対応する中心軸線Ｌ周りの中心角も適宜変更可能である。
【００３９】
また、タッチ操作スイッチ１０を構成する蓋体１２に、設定表示部４としての機能を持たせることも可能である。これによれば、タッチ操作スイッチ１０に機能を集約化することで、タッチパネル３をコンパクト化することができる。
【００４０】
また、上記実施例１では、車載機器が空調装置である場合について本発明を適用したが、空調装置に加えて又は代えて、例えば車載機器としてのオーディオ装置やカーナビゲーション装置等に本発明を適用することができる。
【００４１】
また、上記実施例１では、ソフトボタンを備えたタッチパネル３に本発明を適用したが、これに代えて、例えばメカ式の押圧操作ボタンを備えた操作パネルに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  車両用空調パネル
２ａ〜２ｍ  ソフトボタン
３  タッチパネル
４  設定表示部
１０  タッチ操作スイッチ
１１  ケース体
１１ｃ  外周壁（周壁）
１３  静電センサ（タッチセンサ）
１４  偏心モータ（振動アクチュエータ）
２０  エアコンＥＣＵ（制御手段）
Ｌ  中心軸線
【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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