(57)【要約】      （修正有）【課題】小さな領域内において優れた操作性で多様な入力操作を行うことができ、薄型化が可能であり、かつ、誤入力を回避できる入力装置を提供する。【解決手段】タッチパッド機能付きプッシュ式スイッチは、操作面２５ａを押し込むことでプッシュ式スイッチの機能を発揮し、操作面２５ａ上の指等で触れた位置を静電容量を基に検出することでタッチパネルの機能を発揮する。ロータリーエンコーダの回転操作部３５ａは、タッチパッド機能付きプッシュ式スイッチの操作面２５ａを囲む環状をしている。回転操作部３５ａは回転操作され、その回転に応じた静電容量を基に回転角度変位が検出される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面を押圧する入力操作と、前記操作面上での操作位置を検出する入力操作とが行われる位置入力操作機能付きプッシュ式スイッチと、
前記操作面を囲むように回転操作部が設けられたロータリーエンコーダと
を有する入力装置。
【請求項２】
前記操作面を支持し、前記操作面が押圧されると前記操作面と一体となって移動する第１の基板と、
前記回転操作部を支持する第２の基板と
を有する請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記第１の基板を支持する支持部材
を有し、
前記第１の基板は、前記操作面が押圧された状態で固定側接点と接触する可動側接点を有し、
前記支持部材は、
前記操作面が押圧されていない状態では前記可動側接点を固定側接点と非接触の位置に保持し、前記操作面が押圧されると撓んで前記可動側接点を前記固定側接点に接触させる
請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記支持部材は、板バネである
請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
前記操作面を押圧する入力操作が行われていない状態で、前記１の基板は、前記第２の基板に対して前記操作面の側に位置している
請求項１〜４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項６】
前記操作面は円形であり、
前記回転操作部は、環状であり、前記操作面と直交する方向において、内周から外周に向けて前記操作面から離れる向きに傾斜しており、
前記操作面を押圧する入力操作が行われていない状態で前記直交する方向における前記内周と前記操作面との位置が同じである
請求項１〜５のいずれかに記載の入力装置。
【請求項７】
前記操作面上での操作位置を静電容量式で検出し、
前記ロータリーエンコーダは、前記回転操作部が回転する可動ダイヤル式である
請求項１〜６のいずれかに記載の入力装置。
【請求項８】
前記第１の基板は、前記操作面上の操作位置を静電容量式で検出するための電極パターンを有し、
前記第２の基板は、前記回転操作部の回転角度変位に応じた静電容量の変化を検出する電極パターンを有する
請求項７に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プッシュ入力操作、操作位置入力操作および回転入力操作を行うことができる入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ、車載搭載機器や携帯機器等では、操作性向上のため多様な入力操作を行いたいという要請がある。
特開２０１４−２１６０８２号公報には、環状の回転操作部の内周にユーザが直接指で触れて操作を行う環状のタッチ操作部が固定設置され、タッチ操作部の中央部には決定ボタンが押し圧操作可能に設けられた入力装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１６０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、パーソナルコンピュータや携帯機器等には、小さな領域に多様な入力操作が可能な入力装置を配置することが求められている。
上述した従来の入力装置では、３種類の入力操作のための入力部が個別に設けられているため、操作領域を小さくすると操作性が悪くなるという問題がある。
また、パーソナルコンピュータや携帯機器等に用いられる入力装置には薄型化の要請がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小さな領域内において優れた操作性で多様な入力操作を行うことができる入力装置を提供することにある。
また、本発明は、薄型化が可能であり、且つ誤入力を回避できる入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するために、本発明の入力装置は、操作面を押圧する入力操作と、前記操作面上での操作位置を検出する入力操作とが行われる位置入力操作機能付きプッシュ式スイッチと、前記操作面を囲むように回転操作部が設けられたロータリーエンコーダとを有する。
【０００７】
この構成によれば、位置入力操作機能付きプッシュ式スイッチの操作面が押圧入力操作と、
位置操作入力とで共用されるので、小さな領域内で高い操作性を実現できる。
また、操作面を囲むように回転操作部が設けられているため、小さな領域内で、回転操作入力についても実現できる。
【０００８】
好適には本発明の入力装置は、前記操作面を支持し、前記操作面が押圧されると前記操作面と一体となって移動する第１の基板と、前記回転操作部を支持する第２の基板とを有する。
この構成によれば、前記回転操作部と、前記操作面とを異なる基板に形成したことで、薄型化のための設計自由度が高まる。
【０００９】
好適には本発明の入力装置は、前記第１の基板を支持する支持部材を有し、前記第１の基板は、前記操作面が押圧された状態で固定側接点と接触する可動側接点を有し、前記支持部材は、前記操作面が押圧されていない状態では前記可動側接点を固定側接点と非接触の位置に保持し、前記操作面が押圧されると撓んで前記可動側接点を前記固定側接点に接触させる。
この構成によれば、簡単な構造で、プッシュ式スイッチの構造を薄型化できる。
【００１０】
好適には本発明の入力装置の前記支持部材は、板バネである。
この構成によれば、簡単な構造で、プッシュ式スイッチの構造を薄型化できる。
【００１１】
好適には本発明の入力装置は、前記操作面を押圧する入力操作が行われていない状態で、前記１の基板は、前記第２の基板に対して前記操作面の側に位置している。
このように第１の基板を第２の基板に対して操作面の側に位置させることで、押圧による操作面の移動距離を確保しても、薄型化が図れる。
【００１２】
好適には本発明の入力装置の前記操作面は円形であり、前記回転操作部は、環状であり、前記操作面と直交する方向において、内周から外周に向けて前記操作面から離れる向きに傾斜しており、前記操作面を押圧する入力操作が行われていない状態で前記直交する方向における前記内周と前記操作面との位置が同じである。
この構成によれば、回転操作部を指等で操作するとき、指が誤って操作面に触れてしまうことを構造的に回避できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、小さな領域内において優れた操作性で多様な入力操作を行うことができる入力装置を提供することができる。
また、本発明によれば、薄型化が可能であり、且つ誤入力を回避できる入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１Ａは本発明の実施形態係る入力装置１の平面図、図１Ｂは本発明の実施形態係る入力装置１の底面図である。
【図２】図１に示す入力装置１の外観パネル４３の側から見た分解斜視図である。
【図３】図１に示す入力装置１のブラケッド１１の側から見た分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る支持部材および第１の基板を図２中下方向から見た図である。
【図５】本発明の実施形態に係る支持部材を図２中下方向から見た図である。
【図６】本発明の実施形態に係る第１の基板および電子回路等を図２中下方から見た図である。
【図７】本発明の実施形態に係る第１の基板と操作面との間の構造を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態に係るタッチパッドの操作面が押圧操作されていない状態での図１に示す入力装置１のＡ−Ａ断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係るタッチパッドの操作面が押圧操作された状態での図１に示す入力装置１のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る入力装置の信号処理を説明するための機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る入力装置について説明する。
図１Ａは本発明の実施形態係る入力装置１の平面図、図１Ｂは本発明の実施形態係る入力装置１の底面図である。図２は、図１に示す入力装置１の外観パネル４３の側から見た分解斜視図である。図３は、図１に示す入力装置１のブラケッド１１の側から見た分解斜視図である。
【００１６】
入力装置１は、例えば、タッチパッド機能付きプッシュ式スイッチ３と、その周囲に位置するロータリーエンコーダ７とを有する。
タッチパッド機能付きプッシュ式スイッチ３は、操作面２５ａを押し込むことでプッシュ式スイッチの機能を発揮し、操作面２５ａ上の指等で触れた位置を静電容量を基に検出することでタッチパネルの機能を発揮する。
【００１７】
また、ロータリーエンコーダ７の回転操作部３５ａは、タッチパッド機能付きプッシュ式スイッチ３の操作面２５ａを囲む環状をしている。回転操作部３５ａは回転操作され、その回転に応じた静電容量を基に回転角度変位が検出される。
入力装置１では、中央にある操作面２５ａをプッシュ式スイッチの操作およびタッチパッドとして用い、その周囲にロータリーエンコーダ７の回転操作部３５ａを配置することで、小さい領域内で高い操作性で３つの操作入力を行うことができる。
また、入力装置１は、後述する構成により、薄型化が図れ、パーソナルコンピュータや車載機器に搭載される入力装置に適している。
【００１８】
図４は、支持部材１３および第１の基板１７を図２中下方向から見た図である。図５は、支持部材１３を図２中下方向から見た図、図６は第１の基板１７および電子回路１８等を図２中下方から見た図である。図７は第１の基板１７と操作面２５ａとの間の構造を説明するための図である。
タッチパッド機能付きプッシュ式スイッチ３は、ブラケッド１１、支持部材１３、第１の基板１７、電子回路１９、表面板２１、接着シート２３およびタッチパッド２５を有する。
ブラケッド１１には、固定側接点１１１が形成されている。
支持部材１３は、切り欠き部１３ａ，１３ｂが形成され、例えば、ベース部１３１、板バネ部１３３およびスイッチ支持部１３５を有する。
【００１９】
スイッチ支持部１３５は、開口部１３５ａが形成されている。スイッチ支持部１３５のタッチパッド２５側には第１の基板１７が、開口部１３５ａから電子回路１９および可動側接点１８をブラケッド１１の側に突出した状態で固定される。
第１の基板１７のタッチパッド２５の側には、表面板２１が固定されている。
表面板２１には、接着シート２３を介してタッチパッド２５が固定される。
【００２０】
第１の基板１７の表面板２１側には、静電容量検出用電極パターン（図示せず）が形成されており、タッチパッド２５の操作面２５ａの指等が触れた位置に応じた静電容量を第１の基板１７に搭載された検出部（図示せず）で検出する。
【００２１】
図８は、タッチパッド２５の操作面２５ａが押圧操作されていない状態での図１に示す入力装置１のＡ−Ａ断面図である。図９は、タッチパッド２５の操作面２５ａが押圧操作された状態での図１に示す入力装置１のＡ−Ａ断面図である。
【００２２】
タッチパッド２５の操作面２５ａが押圧操作されていないフリーな状態では、入力装置１は図８に示す状態になり、ブラケッド１１の固定側接点１１１とは接触しない。
一方、タッチパッド２５の操作面２５ａが押圧操作されると、板バネ部１３３が撓んで図９に示す状態になり、第１の基板１７、表面板２１、接着シート２３およびタッチパッド２５がブラケッド１１に向けて移動し、可動側接点１８と固定側接点１１１とが接触する。これにより、パッド機能付きプッシュ式スイッチ３がオン状態になる。
このように板バネ部１３３の撓みにより、操作面２５ａを押圧方向に移動する構造にすることで、単純な構成で薄型化を図ることができる。すなわち、板バネ部１３３の撓みを利用して、操作面２５ａの疑似的な垂直移動を実現することで、単純な構成で薄型化を図ることができる。
【００２３】
支持部材１３のベース部１３１およびブラケッド１１の上には、第２の基板３１が固定されている。
図２および図３に示すように、第２の基板３１は、円状の開口部３１ａを有し、開口部３１ａの外周に環状の静電容量検出用電極パターン３１ｂが形成されている。静電容量検出用電極パターン３１ｂにはスペーサシート３３が固定される。
【００２４】
ダイヤルユニット３５のスペーサシート３３側の面には、内周が円で外周が波状の導電性のダイヤルシート３７が接着シートを介して接着固定されている。
ダイヤルシート３７は、ダイヤルユニット３５と一体となって回転する。
第２の基板３１の静電容量検出用電極パターン３１ｂとダイヤルシート３７との間の静電容量がダイヤルユニット３５の回転位置に応じて変化する。ダイヤルユニット３５の回転位置に応じた静電容量を第２の基板３１に搭載された検出部で検出する。このように回転するダイヤルユニット３５を用いることで、アナログ的な回転操作感覚を得ることができる。
また、静電容量式で回転位置を検出することで高耐久性および長寿命化が実現できる。
ダイヤルユニット３５の外縁部３５ｂは、回転操作部３５ａに比べて肉厚が薄くなっている。
【００２５】
フレーム４１は、ダイヤルユニット３５の回転操作部３５ａを挿通する大きさの円状の開口部４１ａを有する。
フレーム４１は、開口部４１ａ内にダイヤルユニット３５の回転操作部３５ａを位置させ、開口部４１ａの下面の外周の環状領域によってダイヤルユニット３５の外縁部３５ｂをスペーサシート３３に向けて押し付けた状態で第２の基板３１に固定されている。
これにより、ダイヤルユニット３５をその中心軸を中心に回転可能に第２の基板３１に固定できる。
フレーム４１の表面には外観パネル４３が固定される。
【００２６】
図８に示すように、タッチパッド２５の操作面２５ａが押圧操作されていないフリーな状態で、第１の基板１７は、第２の基板３１に対して第２の基板３１の略厚み分だけ操作面２５ａの側に位置している。
このようにすることで、操作面２５ａが押圧操作されたとき、第１の基板１７の押し下げ距離は第２の基板３１の略厚み分で留めることができる。従って、第２の基板３１の下方に操作領域を確保する必要がなくなる。これにより、入力装置１の薄型化を図れる。
【００２７】
図８に示すように、ダイヤルユニット３５の回転操作部３５ａは、タッチパッド２５の操作面２５ａと直交する方向において、内周３５ｂ１から外周３５ｂ２に向かうに従って操作面２５ａから離れる向きに傾斜した環状をしている。
操作面２５ａが押圧操作がされていない状態で、上記直交する方向における内周３５ｂ１と操作面２５ａとの位置が同じである。
このような形状にすることで、指などで回転操作部３５ａを回転操作しているときに、その指が操作面２５ａに触れ難くできる。これにより、回転操作部３５ａを回転操作中に、タッチパッド２５のタッチパッド操作が誤って行われないようにできる。
【００２８】
以下、本実施形態に係る入力装置１の動作例を説明する。
［押圧操作］
図８に示すフリーな状態から、タッチパッド２５の操作面２５ａが押圧操作されると、板バネ部１３３が撓んで図９に示す状態になり、第１の基板１７、表面板２１、接着シート２３およびタッチパッド２５がブラケッド１１に向けて移動する。
これにより、可動側接点１８と固定側接点１１１とが接触し、パッド機能付きプッシュ式スイッチ３がオン状態になる。
当該押圧操作において、図９に示す押圧後の状態においても、第１の基板１７は第２の基板３１に対して操作面２５ａ側に位置する。また、図４に示す支持部材１３の板バネ部１３３の撓みにより固定側接点１１１と可動側接点１８とが接触／非接触状態になる。そのため、入力装置１を簡単な構成で薄型化できる。
【００２９】
［回転操作］
ダイヤルユニット３５の回転操作部３５ａが指などで回転操作されると、ダイヤルユニット３５の中心軸を中心にダイヤルユニット３５が回転する。当該回転に連動して、図３に示すダイヤルシート３７もダイヤルユニット３５と一体となって回転する。
そして、第２の基板３１の静電容量検出用電極パターン３１ｂとダイヤルシート３７との間の静電容量は、ダイヤルユニット３５の回転位置に応じたものになる。
そのため、第２の基板３１に搭載された検出部で、当該静電容量を検出することで、ダイヤルユニット３５の回転量を特定できる。
【００３０】
［タッチパッド操作］
タッチパッド２５の操作面２５ａを指等で触れると、図８に示す操作面２５ａと第１の基板１７の表面板２１側に形成された静電容量検出用電極パターン（図示せず）との間の静電容量が指を触れた操作面２５ａ上の位置に応じた特性となる。
そして、第１の基板１７に搭載された検出部で当該静電容量を検出することで、操作面２５ａ上の指が触れた位置を特定できる。
【００３１】
図１０は、入力装置１の信号処理を説明するための機能ブロック図である。
図１０に示すように、入力装置１は、例えば、プッシュ操作信号生成部５１、タッチパッド信号生成部５３、回転操作信号生成部５５および判定部５７を有する。
プッシュ操作信号生成部５１およびタッチパッド信号生成部５３は、例えば、第１の基板１７上の電子回路１９の機能として実現される。
また、回転操作信号生成部５５は、第２の基板３１上の電子回路の機能として実現される。
判定部５７は、第１の基板１７、第２の基板３１あるいは入力装置１の電子回路の機能として実現される。
【００３２】
プッシュ操作信号生成部５１は、操作面２５ａの上記押圧操作に応じた可動側接点１８と固定側接点１１１との接触を基にプッシュ式スイッチのプッシュ操作信号を生成し、これを判定部５７に出力する。
また、入力装置１は、ダイヤルユニット３５の上記回転操作に応じた第２の基板３１の静電容量検出用電極パターン３１ｂとダイヤルシート３７との間の静電容量の変化量を示す回転操作信号を生成し、これを判定部５７に出力する。
また、入力装置１は、操作面２５ａの上記タッチパッド操作に応じて検出した静電容量を基に特定した操作面２５ａ上の位置を示すタッチパッド信号を生成し、これを判定部５７に出力する。
【００３３】
判定部５７は、回転操作信号生成部５５からの回転送信号を基にダイヤルユニット３５が回転されると判断している間に、操作面２５ａが押圧されたことを示すプッシュ操作信号をプッシュ操作信号生成部５１から入力したり、操作面２５ａに指等が触れたことを示すタッチパッド信をタッチパッド信号生成部５３から入力した場合に、回転操作信号を有効化し、プッシュ操作信号やタッチパッド信号は使用しない。
【００３４】
以上説明したように、入力装置１によれば、タッチパッド機能付きプッシュ式スイッチ３において、プッシュ式スイッチの操作入力部と、指等で触れた位置を検出する位置入力の操作入力部として操作面２５ａを共用するため、これらを別々に設ける場合に比べて優れた操作性で設置面積を小さくできる。
【００３５】
また、入力装置１では、図７および図８に示すように支持部材１３の板バネ部１３３の撓みにより、操作面２５ａを押圧方向に移動する構造にした。また、入力装置１では、図８に示すように、タッチパッド２５の操作面２５ａが押圧操作されていないフリーな状態で、第１の基板１７は、第２の基板３１に対して操作面２５ａの側に位置している。この構成により、簡単な構成で薄型化が図れる。
【００３６】
また、入力装置１では、ダイヤルユニット３５の回転操作部３５ａは、操作面２５ａと直交する方向において、内周３５ｂ１から外周３５ｂ２に向かうに従って操作面２５ａから離れる向きに傾斜し、且つ操作面２５ａが押圧操作がされていない状態で、上記直交する方向における内周３５ｂ１と操作面２５ａとの位置が同じである。このような形状にすることで、上方から指などで回転操作部３５ａを回転操作しているときに、その指が操作面２５ａに触れ難くできる。これにより、回転操作部３５ａを回転操作中に、タッチパッド操作が誤って行われないようにできる。
【００３７】
本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
例えば、上述した実施形態では、ダイヤルユニット３５として回転操作部３５ａが回転する可動式のものを例示したが、回転操作部３５ａにタッチパネルを設け、回転操作部３５ａ上の指の接触位置を静電容量式で検出し、当該接触位置の移動軌跡を基に回転操作入力の検出を行うようにしてもよい。
【００３８】
また、タッチパッド機能付きプッシュ式スイッチ３の操作面２５ａおよびダイヤルユニット３５の回転操作部３５ａの形状は上述した実施形態には限定されない。
【００３９】
上述した実施形態では、位置入力操作において、操作面２５ａに指等を接触させる場合を例示したが、非接触で行うようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、指等で操作入力をする入力装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１…入力装置
１１…ブラケット
１１１…固定側接点
１３…部材
１３１…ベース部
１３３…板バネ部
１３５…スイッチ支持部
１７…第１の基板
１８…可動側接点
１９…電子回路
２１…表面板
２３…接着シート
２５…タッチパッド
２５ａ…操作面
３１…第２の基板
３１ｂ…静電容量検出用電極パターン
３３…スペーサシート
３５…ダイヤルユニット
３５ａ…回転操作部
３５ｂ…外縁部
３７…ダイヤルシート
４１…フレーム
４３…外観パネル
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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