(57)【要約】【課題】車載用の各種電子機器の入力操作部に用いられる入力装置に関し、操作者の手や荷物などが操作部に不用意に引っかかる事を防ぎ、誤入力の抑制を実現できるものを提供することを目的とする。【解決手段】スライド操作検出部２５と、回転操作検出部２６と、タッチ操作検出部２７が搭載されたステージ２４を、昇降装置３１の可動シャフト３１Ａの伸縮により昇降する構成とした。そして、上ケース上面に埋設された静電センサ２８に操作者の手を近づけたときに、ステージ２４が上昇して、上ケース２９内に収容されたタッチ操作検出部２７が突出する構成とした。【選択図】図１
2016153926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、タッチパネルを備えたタッチ操作検出部と、静電センサと、上記静電センサの出力信号に基づいて上記タッチ操作検出部を上記ケースに収容された状態から少なくとも一部を上記ケースから突出した状態へ移動させる昇降装置とを備えた入力装置。
【請求項２】
上記静電センサは上記ケースに対し固定され、上記昇降装置が上記タッチ操作検出部を上記ケースから突出した状態へ移動させる際に、上記静電センサと上記タッチ操作検出部の間の距離が離れるようにすることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
上記タッチ操作検出部周囲に、上記タッチ操作検出部を回転させない状態で回転操作が可能な回転操作体をさらに備えた請求項１記載の入力装置。
【請求項４】
上記タッチ操作検出部に表示デバイスを備えた請求項３記載の入力装置。
【請求項５】
上記タッチ操作検出部は、上記タッチ操作検出部が上記ケース内に収容されているときは上記表示デバイスが消灯し、上記タッチ操作検出部が上記ケースから突出しているときは上記表示デバイスが点灯する請求項４記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車載用の各種電子機器の入力操作部に用いられる入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車に搭載されている各種電子機器を操作する基本的な形態の一つとして、車室内前方のインスツルメントパネルなどに配された、回転操作型入力装置が広く使用されている。
【０００３】
このような回転操作型入力装置の操作部は、操作パネル面からの突出量が、操作者が操作し易いように１０〜２５ｍｍ程度に設定してあることが多い。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２１４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の回転操作型入力装置は、ケース上面から操作部を所定量突出させて、操作者が操作部をつまみやすいものとしているが、その反面、ケース上面からの突出量が大きいと、操作部に操作者の手や荷物などが引っかかることがあり、それにより誤入力の可能性があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作部に対して操作者の手や荷物などが不用意に引っかかる事を防ぎ、誤入力を抑制する入力装置を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の入力装置は、ケースと、タッチパネルを備えたタッチ操作検出部と、静電センサと、静電センサの出力信号に基づいてタッチ操作検出部をケースに収容された状態から少なくとも一部をケースから突出させる状態へ移動させる昇降装置とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、ケースと、タッチパネルを備えたタッチ操作検出部と、静電センサと、静電センサの出力信号に基づいてタッチ操作検出部をケースに収容された状態から少なくとも一部をケースから突出させる状態へ移動させる昇降装置とを備える。対象物となる操作者の手のひらなどのケースに対する接近或いは接触を静電センサが検出して、ケースからタッチ操作検出部を突出させる構成のため、操作時以外の不用意な引っかかりが防がれ、誤入力を抑制する入力装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態による入力装置の内部構造を示す斜視図
【図２】同入力装置の分解斜視図
【図３】同入力装置の操作部が収容されているときの内部構造を示す側面図
【図４】同入力装置の操作部が突出したときの内部構造を示す側面図
【図５】同入力装置の操作部が突出したときの斜視図
【図６】同入力装置への操作において、表示画面の表示事例を示す図
【図７】同入力装置への操作において、表示画面の表示事例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。
【００１２】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態による入力装置の内部構造を示す斜視図、図２は同入力装置の分解斜視図である。
【００１３】
本実施の形態による入力装置１００は、下ケース２１と、制御基板部２２と、ボタンユニット２３と、ステージ２４と、スライド操作検出部２５と、回転操作検出部２６と、タッチ操作検出部２７と、静電センサ２８と、上ケース２９を備えている。
【００１４】
下ケース２１は、絶縁樹脂製で方形の板状部材であり、略中央部に円柱状の昇降装置３１が搭載されている。そして、昇降装置３１を挟んだ両側に、上方に突出した２本の円柱状のシャフト２１Ａが配置されている。
【００１５】
昇降装置３１は、図示しないステッピングモータを備え、そのステッピングモータの回転量に応じて上下方向に伸縮する可動シャフト３１Ａが昇降装置３１の中央部に配置されている。可動シャフト３１Ａの先端は、ステージ２４の中央部の底面に接続されている。
【００１６】
制御基板部２２では、図示しない所定の電気回路や半導体素子などが配線基板上に配置される。制御基板部２２は、図示しないフレキシブルケーブルなどの接続手段によって、ボタンユニット２３、スライド操作検出部２５、回転操作検出部２６、タッチ操作検出部２７、及び昇降装置３１とそれぞれ接続されて、所定の信号処理が行われる。
【００１７】
ボタンユニット２３は、２つのスイッチ操作部２３Ａを備えており、スイッチ操作部２３Ａの上面が上ケース２９の上面で露出している。なお、スイッチ操作部２３Ａは、押圧操作によりＯＮ／ＯＦＦのスイッチングがなされる。
【００１８】
ステージ２４は、絶縁樹脂製で上面視略方形に形成された板状部材である。ステージ２４は、対角となる２つの角部に円形のガイド孔２４Ａが形成されていて、そのガイド孔２４Ａ内に下ケース２１のシャフト２１Ａが挿通されることで、平行方向に位置決めされると共に、上下方向に摺動可能に保持されている。ステージ２４の上面には固定部２４Ｂが設けられていて、スライド操作検出部２５が固定されている。
【００１９】
スライド操作検出部２５は、上面視で横方向（Ｘ方向）に配されたＸ軸レールに沿って摺動するＸ軸ステージ２５Ａに、縦方向（Ｙ方向）に配されたＹ軸レールに沿って摺動するＹ軸ステージ２５Ｂが積層されて構成される。スライド操作検出部２５は、上面に回転操作検出部２６が配置され、回転操作検出部２６の横方向（Ｘ方向）と縦方向（Ｙ方向）のスライド操作を検出する。
【００２０】
なお、スライド操作検出部２５のＸ軸レールとＹ軸レールには、図示しないバネが巻回されていて、所定の力が加わっていない非動作状態では、Ｘ軸ステージ２５ＡとＹ軸ステージ２５Ｂは中間位置に停止している。
【００２１】
次に回転操作検出部２６について説明する。
【００２２】
回転操作検出部２６は、エンコーダユニット４１と、中間カバー４２と、回転操作体４３を備える。
【００２３】
エンコーダユニット４１は、絶縁樹脂製で平板状に形成されたホルダ４１Ａ上に、配線基板４１Ｂが積層状態に搭載されていて、その配線基板４１Ｂ上面に、中央孔を有した回転操作型エンコーダ４１Ｃが半田付けで実装されている。
【００２４】
エンコーダユニット４１の上方から、中間カバー４２が配線基板４１Ｂ上に搭載されていて、中間カバー４２の中央孔を介して、回転操作体４３が回転操作型エンコーダ４１Ｃに接続固定されている。
【００２５】
そして、操作者が回転操作体４３を回転操作すると、回転操作型エンコーダ４１Ｃが共回りして所定の信号が回転操作型エンコーダ４１Ｃから出力されるものになっている。なお、回転操作体４３は中央孔を有した絶縁樹脂製である。
【００２６】
次にタッチ操作検出部２７について説明する。
【００２７】
タッチ操作検出部２７は、円筒形状の操作体に、液晶表示素子等の表示デバイス５１が配置され、表示デバイス５１の表示画面５１Ａをタッチパネル５２で覆って構成される。タッチパネル５２は、表示画面５１Ａに表示された所定のメニュー画面を操作者が指などで触れて操作するタッチ操作を検出する。なお、タッチパネル５２は、静電容量の変化により接触位置を検出する静電容量方式のものである。
【００２８】
このタッチ操作検出部２７は、上述した回転操作体４３の中央孔を挿通させて、回転操作型エンコーダ４１Ｃの中央孔内に嵌め込まれていて、回転操作体４３が回転しても、タッチ操作検出部２７は共回りすることなく固定されている。そして、タッチ操作検出部２７は、回転操作体４３の上面に組み合わされる。なお、これらのタッチ操作検出部２７及び回転操作体４３から入力装置１００の操作部が構成される。
【００２９】
タッチ操作検出部２７の表示画面５１Ａは、上ケース２９の上面に露出すると共に、表示画面５１Ａは上ケース２９の上面と略面一に配置されている。言い換えると、タッチ操作検出部２７は回転操作体４３と組み合わされた状態で、上ケース２９内に収容されている。
【００３０】
静電センサ２８は、導電性を有した金属で形成された、所定の幅を有した円環状の薄板であり、その内径は回転操作体４３の外形よりも僅かに大きいものに設定されている。静電センサ２８は、上ケース２９の上面内側に固定されている。
【００３１】
ここに、静電センサ２８上面と上ケース２９上面との間隔は、小さいことが望ましく、本実施の形態では、０．５〜５．０ｍｍ程度に設定されている。また、静電センサは上ケースの上面から露出する構成としても良い。
【００３２】
なお、静電センサ２８は図示しないフレキシブルケーブルなどの接続手段によって制御基板部２２に接続されていて、制御基板部２２によって静電センサ２８の静電容量の変化を検出している。これにより、上ケース２９の近傍に操作者の手などの対象物が接近することによる静電容量の変化から、対象物の接近を検知することができる。
【００３３】
上ケース２９は絶縁樹脂製で構成された下方開口の箱型であり、上面には上述したように、ボタンユニット２３のスイッチ操作部２３Ａと、タッチ操作検出部２７の表示画面５１Ａが露出している。
【００３４】
以上のように、入力装置１００は、上下に摺動可能に構成されたステージ２４上に、スライド操作検出部２５と、回転操作検出部２６と、タッチ操作検出部２７を積載した構成となっている。そして、ステージ２４は、下ケース２１に搭載されている昇降装置３１の可動シャフト３１Ａの伸縮によって、上下動するものになっている。つまり、上ケース２９及び下ケース２１で構成されるケース内に収容されている操作部（タッチ操作検出部２７及び回転操作体４３）が、上ケース２９上面から突出可能なものになっている。
【００３５】
入力装置１００は、車両の変速装置のギア比を切り換えるシフトレバーや、小物等を入れるためのコンソールボックスが配設されているコンソール部に配置されたり、車室内前方のインスツルメントパネルなどに配置されて使用される。
【００３６】
次に、入力装置１００の使用開始時及び終了時の動作について説明する。
【００３７】
図３は入力装置１００の操作部が収容状態のときの内部構造を示す側面図であり、図４は入力装置１００の操作部が突出状態のときの内部構造を示す側面図、図５は入力装置１００の操作部が突出状態のときの斜視図である。
【００３８】
なお、図３と図４においては、ボタンユニット２３を省略して図示している。
【００３９】
図３に示すような操作部が上ケース２９内に収容されている状態から、操作者が操作部を操作しようとして手を近づける、つまり、上ケース２９上面の回転操作体４３の外周位置に埋設されている静電センサ２８に手を近づけると、静電センサ２８の静電容量が変化する。
【００４０】
そして、この静電容量の変化を検出した制御基板部２２が昇降装置３１を駆動させる。昇降装置３１は、制御基板部２２からの出力信号によりステッピングモータを回転させて、その回転量に応じて可動シャフト３１Ａが上方に向かって所定量伸張する。
【００４１】
これにより、可動シャフト３１Ａの先端部に固定されているステージ２４が上昇し、ステージ２４の上に積載されているスライド操作検出部２５と、回転操作検出部２６と、タッチ操作検出部２７が上昇する。
【００４２】
そして、入力装置１００の操作部（タッチ操作検出部２７及び回転操作体４３）は、図４、図５に示すように上ケース２９上面から突出した状態（ポップアップ状態）となり、突出した操作部を操作者が操作する。
【００４３】
操作者の所定の操作が完了し、入力装置１００の上ケース２９上面から操作者の手が離れると、静電センサ２８の静電容量が元の状態に戻る。この変化を制御基板部２２が検出して、上方に伸張していた可動シャフト３１Ａが元の長さに収縮してステージ２４を下降させる。これにより、操作部は上ケース２９上面内に収容された図３の状態に戻る。
【００４４】
つまり、入力装置１００の操作部は、操作者が操作部を操作しない場合は上ケース２９内に収容された状態となり、操作者の必要に応じて上ケース２９上面から突出するものになっている。
【００４５】
このように、当該実施の形態のものであれば、操作者が操作部を操作しないときは上ケース２９内に収容された状態であるため、操作部に荷物などが引っかかる事が防がれ、誤入力を抑制したものを実現できる。
【００４６】
また、タッチ操作検出部２７が突出することにより、静電センサ２８とタッチパネル５２の距離が離れる。タッチパネル５２に静電容量方式のタッチパネルを用いている場合、タッチパネル５２から放射された電界の一部が静電センサ２８に吸収されるが、静電センサ２８とタッチパネル５２の距離が離れることにより、その吸収量が減少する。これにより、タッチパネル５２の接触位置の検出精度（特にタッチパネル５２の外周位置）を低下させる要因となる静電センサ２８の影響が減少し、タッチパネル５２の位置検出精度が向上する。
【００４７】
さらに、図６、図７を用いて、入力装置１００の使用時の動作について説明する。
【００４８】
図６、図７は、表示デバイス５１に表示される画面の表示事例を示す図である。
【００４９】
図６（ａ）に示すように、表示画面５１Ａには、中央部に車両内の設定温度が拡大表示されていると共に、下側部分には空調の風量を示す棒グラフが縮小表示されている。
【００５０】
ここで、上ケース２９から突出した回転操作体４３を回転させると、その回転操作に応じて回転操作型エンコーダ４１Ｃから所定の信号が出力される。そして、その出力信号を制御基板部２２が検出して、回転方向と回転量が検出される。
【００５１】
例えば、設定温度が拡大表示されている状態で、操作者が回転操作体４３を回転操作すると、車両内の温度設定が変更される。例えば右方向に回転させると、図６（ｂ）に示すように、設定温度が上昇する。
【００５２】
次に、突出した回転操作体４３をＸＹ方向にスライド操作すると、そのＸＹ方向の移動量をＸ軸ステージ２５ＡとＹ軸ステージ２５Ｂがそれぞれ検出し、それぞれの方向成分に分解された所定の信号が出力される。そして、その出力信号を制御基板部２２が検出する。
【００５３】
例えば、回転操作体４３を下方向（Ｙ方向下向き）にスライド操作させると、表示画面５１Ａに表示される画面は、下側部分に縮小表示されていた空調の風量を示す棒グラフが中央に拡大表示されて、車両内の設定温度が上側に縮小表示された図７（ａ）に示した状態になる。設定温度表示は表示画面５１Ａの上側に縮小表示される。
【００５４】
上述した風量表示が拡大表示されている状態で、操作者が回転操作体４３を回転操作すると、風量設定が変更される。例えば回転操作体４３を右方向に回転させると、図７（ｂ）に示すように、設定風量が上昇する。
【００５５】
なお、以上に示した操作事例は一例であり、カーナビゲーションやオーディオに代表される各種電子機器の操作に入力装置１００を用いても良く、さらには、タッチパネル５２による操作を組み合わせたものにしても良い。
【００５６】
なお、タッチパネル５２を用いた操作としては、タッチパネル５２の表面で下方向（Ｙ方向下向き）に指をスライドさせ、上述した回転操作体４３を下方向（Ｙ方向下向き）にスライド操作させる場合と同様の操作を実現しても良い。
【００５７】
なお、表示デバイス５１の表示画面５１Ａには、所定の操作に応じたメニュー画面などが表示されるものであり、表示デバイス５１のバックライトは、ポップアップ状態においてのみ点灯される設定とするとよい。つまり、操作者が操作するときのみにバックライトが点灯する設定とすれば、長時間の点灯による表示画面５１Ａの画面焼き付きが抑えられる。
【００５８】
また、タッチ操作検出部２７及び回転操作体４３が上ケース２９内に収容された状態であれば、上ケース２９上面に外方から予期しない荷重が加えられても、タッチ操作検出部２７及び回転操作体４３に荷重が集中することを防ぎ、タッチ操作検出部２７及び回転操作体４３が破損することが防止でき有用である。
【００５９】
また、上述したように、静電センサ２８を回転操作体４３の外周位置となる上ケース２９上面位置に埋設されているものとすれば、操作者が操作の途中で一時的に回転操作体４３から手を離したとしても、不用意に回転操作体４３が降下することを防ぐことができる。
【００６０】
つまり、操作者が、回転操作体４３の操作を開始してから完了するまでの間で、一時的に回転操作体４３から手を離したとしても、通常であれば操作者の手は操作完了までは上ケース２９の上面と接触または近接した状態のままである。そのため、その状態を静電センサ２８が検知し、回転操作体４３は突出状態を維持したままとなるので、不用意に回転操作体４３が降下することを防ぐことができる。
【００６１】
さらに、上述したように、静電センサ２８を上ケース２９側に配置すれば、タッチ操作検出部２７及び回転操作体４３が突出したときに、タッチパネル５２は、静電センサ２８と離れた構成となるため、本実施の形態のタッチパネル５２のように静電容量方式タイプのものであっても、タッチパネル５２の外縁部領域と静電センサ２８との間の静電誘導現象の度合いが抑えられ、タッチパネル５２の位置検出感度を確保しやすいものになり好ましい。
【００６２】
なお、静電センサ２８の形状は、例えば馬蹄状に形成したり、円弧状に形成されたものを同一半径上に複数配した構成のものとしてもよく、形状や数量は限定されない。さらには、その配置位置においても、操作者の手を検知しやすい場所に適宜設定可能である。
【００６３】
また、静電センサ２８は上ケース２９上面などから露出してもよく、この場合は、操作者の手などの近接状態だけでなく、静電センサ２８に接触したときの静電容量の変化も検出し、所定動作が行われる。
【００６４】
なお、タッチパネルは静電容量変化を検出する静電容量方式タッチパネルのものが一般的であるが、抵抗体シートを重ねて構成された抵抗膜方式タッチパネルを用いてもよい。
【００６５】
また、タッチパネル５２による入力操作は、回転操作体４３の上ケース２９上面からの突出状態の有無によらず、どちらの状態でも操作可能なものに設定してもよく、必要に応じて適宜設定すればよい。
【００６６】
また、昇降装置３１はステッピングモータを用いるものとして説明したが、昇降させる機能を有していれば良く、バネ或いは歯車を用いるものなど様々な変更が可能である。
【００６７】
また、回転操作体４３は必ずしも必要ではなく、回転操作を行う場合でも、タッチパネル５２の上面を円弧を描くようにスライド操作させることで実現できる。
【００６８】
また、上述したステージ２４上に、ボタンユニット２３のような押圧操作でスイッチングがなされるスイッチ機構を組み込むなどして、操作部を押圧操作可能なものに構成してもよい。
【００６９】
以上のように、本実施の形態の入力装置１００は、ケースと、タッチパネル５２を備えたタッチ操作検出部２７と、静電センサ２８と、静電センサ２８の出力信号に基づいてタッチ操作検出部２７をケースに収容された状態から少なくとも一部をケースから突出させる状態へ移動させる昇降装置３１とを備える。これにより、荷物などが不用意に引っかかる事を防ぎ、誤入力を防止することができる。
【００７０】
また、静電センサ２８はケースに対し固定され、タッチ操作検出部２７がケースから突出させる状態へ変化させる際に静電センサ２８とタッチ操作検出部２７の間の距離が離れるよう昇降装置３１が移動させる。これにより、タッチパネル５２の接触位置の検出精度に対する静電センサ２８の影響を抑制し、高精度に接触位置の検出が可能となる。
【００７１】
また、タッチ操作検出部２７は、タッチ操作検出部２７がケース内に収容されているときは表示デバイス５１が消灯（非表示）し、タッチ操作検出部２７がケースから突出しているときは表示デバイス５１が点灯（表示）する。これにより、表示デバイス５１の焼き付きを防ぐと共に使用電力を抑制しうる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明による入力装置は、操作部に荷物などが不用意に引っかかる事を防ぎ、誤入力を防止する入力装置を提供するという有利な効果を有する。
【符号の説明】
【００７３】
２１  下ケース
２１Ａ  シャフト
２２  制御基板部
２３  ボタンユニット
２３Ａ  スイッチ操作部
２４  ステージ
２４Ａ  ガイド孔
２４Ｂ  固定部
２５  スライド操作検出部
２５Ａ  Ｘ軸ステージ
２５Ｂ  Ｙ軸ステージ
２６  回転操作検出部
２７  タッチ操作検出部
２８  静電センサ
２９  上ケース
３１  昇降装置
３１Ａ  可動シャフト
４１  エンコーダユニット
４１Ａ  ホルダ
４１Ｂ  配線基板
４１Ｃ  回転操作型エンコーダ
４２  中間カバー
４３  回転操作体
５１  表示デバイス
５１Ａ  表示画面
５２  タッチパネル
１００  入力装置
【図１】
2016153926.tif 000003
【図２】
2016153926.tif 000004
【図３】
2016153926.tif 000005
【図４】
2016153926.tif 000006
【図５】
2016153926.tif 000007
【図６】
2016153926.tif 000008
【図７】
2016153926.tif 000009