Electrostatic capacitance type operating device

本発明は、車両等に備えられた電子機器の操作に使用するための静電容量式の操作装置に関するものである。

従来、車両等に備えられた電子機器を操作するための操作装置として、静電容量式操作装置が知られている。 このような静電容量式操作装置は、例えば、ヒーターコントロールパネルに設けられた各種スイッチや、インストルメントパネルに設けられた車両用計器、あるいは、ルームランプ等の操作に用いられる。

例えば、特許文献１には、操作者により操作される操作パネルと、前記操作者との間の距離に応じて当該操作者との間の静電容量を変化させる検知電極と、前記検知電極と前記操作者との間の静電容量の変化を検出する検出部と、所定の表示を行う表示部と、前記検出部から得られる信号に応じて前記表示部の制御を行う制御部とを備えた静電容量式操作装置が開示されている。 この静電容量式操作装置では、操作者が前記操作パネルに触れる前及び触れた後における当該操作者と前記検知電極との間の静電容量の変化を前記検出部が検出し、この検出部から得られる信号に基づいて前記制御部が前記表示部の表示を変更する信号を出力する。

一般に、車両の運転中は、操作者は前記操作パネルを注視することが困難であるため、特許文献１に記載されるような静電容量式操作装置、すなわち、車両の電子機器を操作するための静電容量式操作装置においては、前記操作パネルを注視することなく前記被操作部を操作するいわゆるブラインド操作が可能であることが望ましい。 これは、当該静電容量式操作装置が複数の被操作部を有する場合に特に顕著となる。 具体的には、前記複数の被操作部のうちの特定の被操作部を操作しようとして操作者が例えば指を前記操作パネルに近づけたときに、その特定の被操作部とは異なる被操作部に指が触れると、そのことが検出されて誤操作になる。 よって、所望の被操作部をブラインド操作することが極めて困難であった。

本発明の目的は、ブラインド操作が可能な静電容量式操作装置を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明は、静電容量式操作装置であって、操作者により操作される複数の被操作部を含む表面とこの表面とは反対側の裏面とを有する操作パネルと、前記操作パネルを構成する部材とは異なる部材により構成されており、当該操作パネルを取り囲む形状の意匠パネルと、前記操作パネルの裏面のうち前記複数の被操作部に対応する位置に設けられており、前記操作者との間の距離に応じて当該操作者との間の静電容量を変化させる検知電極と、前記検知電極と前記操作者との間の静電容量の変化を検出する検出部と、前記検出部から得られる信号に応じて所定の機器の制御を行う制御部とを備え、前記複数の被操作部は、前記操作パネルの表面のうち当該操作パネルと前記意匠パネルとの境界に沿って配置されており、前記意匠パネルは、前記複数の被操作部の各々に隣接する位置に形成されており前記操作者により選択される複数の選択部と、前記操作者に触れられることにより当該操作者の前記複数の選択部のそれぞれの位置の識別を可能とする識別部とを有する静電容量式操作装置を提供する。

本発明によれば、各被操作部のブラインド操作が可能となる。 具体的には、前記意匠パネルは前記識別部を有することから、前記操作者は、指等で所望の被操作部を操作する前に、まず前記複数の選択部及び前記識別部が形成された領域に触れることによって当該被操作部に隣接する位置に形成された選択部を複数の選択部の中から選び、そのまま前記操作パネル側に指を変位させることにより、前記操作パネルを注視することなく所望の被操作部を操作することが可能となる。 しかも、前記意匠パネルは前記操作パネルとは異なる部材で構成されているので、前記選択部や前記識別部への指等の接触は、前記操作パネルの操作とはみなされない。

具体的に、前記識別部は、互いに隣接する選択部間に形成されており当該選択部に対して異なる高さを有することが好ましい。

このようにすれば、操作者は、例えば指でこの識別部に触れることにより、当該識別部の両側に位置する各選択部を容易に識別することができる。

また、本発明において、前記複数の選択部のそれぞれは、前記意匠パネルにおける当該複数の選択部の周囲の領域から前記操作パネルの裏面側に向かって窪んだ形状の凹部を有することが好ましい。

このようにすれば、前記操作者による各選択部の識別が一層容易となる。

この場合において、前記複数の選択部のそれぞれは、その凹部と当該凹部に隣接する被操作部との間に形成された段部をさらに有し、前記段部は、前記凹部における前記被操作部側の端部を当該被操作部よりも前記操作パネルの裏面とは反対側に位置させる形状を有することが好ましい。

このようにすれば、前記操作者が例えば指で所定の選択部の凹部に触れてから当該凹部に隣接する被操作部に向かって指を変位させるとき、当該指の前記操作パネルの表面から裏面に向かう方向（操作パネルの厚さ方向）への変位を伴うので、操作者は、プッシュストロークを有する機械的なスイッチを押圧したような操作感を得ることができる。

また、本発明において、前記複数の被操作部は、前記操作パネルの表面における当該複数の被操作部の周囲の領域から前記操作パネルの裏面側に向かって窪んだ形状を有することが好ましい。

このようにすれば、前記操作者は、前記被操作部に触れたことを明確に把握することができる。

以上のように、本発明によれば、ブラインド操作が可能な静電容量式操作装置を提供することができる。

本発明の第一実施形態の静電容量式操作装置の平面図である。

図１に示す静電容量操作装置の被操作部の近傍を示す斜視図である。

図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図である。

図１に示す静電容量操作装置の検知部の平面図である。

図１に示す静電容量操作装置の動作内容の概略を示すフローチャートである。

本発明の第二実施形態の静電容量式操作装置の平面図である。

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態の静電容量式操作装置について、図１〜図５を参照しながら説明する。

図１〜図５に示すように、本実施形態の静電容量式操作装置は、操作者により操作される操作パネル１０と、この操作パネル１０の裏面に設けられた検知部４０と、静電容量の変化を検出する検出部（図示せず）と、この検出部から得られる検出信号に応じて所定の機器の制御を行う制御部（図示せず）と、所定の情報を表示する表示素子５０と、操作パネル１０の周囲を取り囲む形状の意匠パネル６０とを備える。

操作パネル１０は、図１及び図３に示すように、表面１０ａと裏面１０ｂとを有する略矩形の透明のパネルである。 この操作パネル１０は、表面１０ａに形成されており操作者の例えば指Ｆにより操作される被操作部２０と、表示素子５０の表示内容が表示される表示部３０とを含む。 なお、操作パネル１０の裏面１０ｂは、平坦に形成されている。

被操作部２０は、操作者の例えば指Ｆにより触れる操作、すなわち、タッチ操作がされる。 この被操作部２０は、操作パネル１０と意匠パネル６０との境界に沿って並ぶように形成された複数の並び操作部２１と、この並び操作部２１から独立した位置に設けられた複数の独立操作部２３とを有する。

各並び操作部２１は、操作パネル１０の表面１０ａにおける複数の並び操作部２１の周囲の領域から操作パネル１０の裏面１０ｂ側に向かって窪んだ形状を有する。 具体的には、図３に示すように、各並び操作部２１は、操作者の例えば指Ｆの腹の形状に略フィットする形状に設定される。 本実施形態では、操作パネル１０と意匠パネル６０との境界（操作パネル１０の４辺）のうち左右の両境界に沿って、４箇所ずつ並び操作部２１が形成されている。 各並び操作部２１がタッチ操作されることにより、表示素子５０の表示内容に加え、この静電容量式操作装置に接続された機器である空調装置のモードや、設定温度、風量等が変更される。 また、各独立操作部２３がタッチ操作されることにより、コンプレッサの駆動及び停止等が実行される。

表示部３０は、表示素子５０の表示する情報が表示される部位である。 この表示部３０は、操作パネル１０の中央部に形成されている。 本実施形態では、表示部３０には、空調装置のモード、設定温度、風量が表示される。 なお、この表示部３０の表示は、各並び操作部２１の操作に応じて変化する。

検知部４０は、図４に示すように、ベースフィルム４１と、このベースフィルム４１上に形成された検知電極４２と、検知電極４２を保護する保護フィルム（図示せず）とを有する。 なお、図４では、検知部４０と操作パネル１０及び意匠パネル６０との対応関係を示すため、操作パネル１０に形成された並び操作部２１や表示部３０、意匠パネル６０等が二点鎖線で表示されている。 この検知部４０は、操作パネル１０の裏面１０ｂに適宜手段により接着されており、これにより検知電極４２は操作パネル１０の裏面１０ｂと平行となっている。 ベースフィルム４１及び保護フィルムは、それぞれＰＥＴ等の透明樹脂により形成されている。 保護フィルムは、ベースフィルム４１との間で検知電極４２を覆うことが可能な形状を有する。

検知電極４２は、ベースフィルム４１の上に印刷等により形成される。 この検知電極４２は、操作者との間の距離に応じて当該操作者との間の静電容量を変化させる。 本実施形態では、検知電極４２は、ＩＴＯ等の透明な材料からなる。 この検知電極４２は、特定方向に並ぶように配置された複数の並びパターン４３と、この並びパターン４３から離間した位置に配置された複数の独立パターン４４とを有する。 本実施形態では、複数の並びパターン４３は、各並び操作部２１に対応する位置に設けられている。 各独立パターン４４は、独立操作部２３に対応する位置に設けられている。

検出部（図示せず）は、検知電極４２から延びるすべての配線とつながっており、検知電極４２と操作者との間の静電容量の変化を検出する。 この検出部は、操作者が並び操作部２１を操作したときに発生する検出信号と、操作者が独立操作部２３を操作したときに発生する検出信号とを制御部に送信する。 具体的には、検出部は、並び操作部２１を操作する操作者と並びパターン４３との間の静電容量の変化に応じて検出される検出信号を制御部に送信するとともに、独立操作部２３を操作する操作者と独立パターン４４との間の静電容量の変化に応じて検出される検出信号を制御部に送信する。

制御部（図示せず）は、検出部から受信する検出信号に基づいて、表示素子５０や空調装置の制御を行う。 具体的には、制御部は、並び操作部２１が操作されたときに検出部から送信される検出信号に基づいて、表示素子５０が表示する情報のうち表示部３０に表示される情報を変化させる信号を表示素子５０に送信するとともに、空調装置の設定温度、風量、モード等を変化させる信号を当該空調装置に送信し、また、独立操作部２３が操作されたときに検出部から送信される検出信号に基づいて、空調装置が特定の機能を発揮する信号を当該空調装置に送信する。

表示素子５０は、制御部から受信する信号に基づいて所定の情報を表示する。 表示素子５０としては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やＥＬディスプレイ等が挙げられる。 この表示素子５０は、各表示部３０と対応する位置に空調装置の情報（数字や記号等の画像）を表示する。 また、表示素子５０は、各独立操作部２３と対応する部位にそれぞれの独立操作部２３に表示する画像を表示する。 操作パネル１０は透明の部材からなるので、表示素子５０の表示内容が表示部３０を通じて操作パネル１０の表面１０ａ側から視認される。

意匠パネル６０は、複数の並び操作部２１の各々に隣接した位置に形成された複数の選択部６１と、複数の選択部６１のそれぞれの位置を識別可能な識別部６２とを有する。 図３に示すように、意匠パネル６０の裏側のうち選択部６１及び識別部６２に対応する部位（選択部６１及び識別部６２の真裏）には検知部４０が存在しないため、操作者の指Ｆがこれら選択部６１及び識別部６２に触れた場合であっても、そのことは検出部により検出されない。

各選択部６１は、図２及び図３に示すように、凹部６１ａと、この凹部６１ａにつながった段部６１ｂとを有する。 凹部６１ａは、意匠パネル６０における当該複数の選択部６１の周囲の領域から操作パネル１０の裏面１０ｂ側に向かって窪んだ形状を有する。 具体的には、図３に示すように、各凹部６１ａは、操作者の指Ｆの腹の形状に略フィットする形状に設定される。

段部６１ｂは、凹部６１ａと当該凹部６１ａに隣接する並び操作部２１との間に形成されている。 この段部６１ｂは、凹部６１ａにおける並び操作部２１側の端部を当該並び操作部２１よりも、より具体的には、操作パネル１０の表面１０ａよりも操作パネル１０の裏面１０ｂとは反対側に位置させる形状を有する。 つまり、図３に示すように、凹部６１ａと操作パネル１０の表面１０ａとの間には、所定高さＨを有する段差が形成される。 なお、この段部６１ｂは省略されてもよい。 この場合、凹部６１ａの表面における並び操作部２１側の端部と当該並び操作部２１の表面における凹部６１ａ側の端部とは、略同一高さに設定される。

識別部６２は、操作者に指Ｆ等で触れられたときに当該操作者による複数の選択部６１のそれぞれの位置の識別を可能とする形状を有する。 具体的には、識別部６２は、互いに隣接する選択部６１間に形成されており当該選択部６１に対して異なる高さを有する。 本実施形態では、図３に示すように、識別部６２は、凹部６１ａの表面に対して操作パネル１０の裏面１０ｂとは反対側に突出する形状を有する。 この識別部６２は、隣接する凹部６１ａ同士の境界における並び操作部２１側の端部からこれと反対側の端部に至る形状を有する。

次に、図５を参照しながら、この静電容量式操作装置の被操作部２０を操作したときの動作について説明する。

まず、空調装置をオンにする（ステップＳＴ１０）と、前回この空調装置をオフにする直前に設定した内容（表示素子５０の表示情報）が表示素子５０により表示される（ステップＳＴ１１）。

この状態で操作者の例えば指Ｆにより被操作部２０がタッチ操作されると、その操作を検出部が検出する（ステップＳＴ１２）。 引き続き、制御部は、検出部から送信された検出信号に基づいて、そのタッチ操作された部位が複数の並び操作部２１のうちの空調装置の設定温度、風量、あるいはモードのマークが表示された部位であるかどうかを判断する（ステップＳＴ１３）。 具体的には、制御部の受信した検出信号が、設定温度、風量、あるいはモードのマークが表示された並び操作部２１と対応する位置に形成された並びパターン４３と指Ｆとの間の静電容量の変化を示す検出信号かどうかを判断する。

そして、それらのうちのいずれかの並び操作部２１がタッチ操作されたと制御部が判断すれば、この制御部は、その検出信号の受信回数に基づいて当該並び操作部２１のタッチ操作の回数を検出し（ステップＳＴ１４）、その回数から変化量を演算し（ステップＳＴ１５）、この演算結果に応じて表示素子５０で表示する画像を判断する（ステップＳＴ１６）。 一方で、前記の並び操作部２１、すなわち、設定温度、風量、あるいはモードのマークが表示された並び操作部２１がタッチ操作されたと制御部が判断しなければ、すなわち、外気導入設定か内気循環設定のマークが表示された並び操作部２１に対応する位置に形成された並びパターン４３と指Ｆとの間の静電容量の変化を示す検出信号を制御部が受信すれば、この制御部は、その検出信号に基づき表示素子５０で表示する画像を判断する（ステップＳＴ１６）。

続いて、制御部は、表示素子５０にその画像を表示させる信号を当該表示素子５０に送信する。 これにより、表示素子５０は、制御部から受信した信号に応じた情報を表示する（ステップＳＴ１７）。 これと同時に、制御部は、前記信号を空調装置にも送信する。 これにより、空調装置の設定温度、風量、モードあるいは空気設定（外気導入設定か内気循環設定か）が変化する。

その後、制御部は、現在の設定情報、すなわち、表示素子５０の表示情報や空調装置の設定内容を記憶する（ステップＳＴ１８）。

最後に、空調装置をオフにする（ステップＳＴ１９）。

続いて、並び操作部２１の操作の仕方を説明する。

まず、操作者は、指Ｆで所望の並び操作部２１を操作する前に、意匠パネル６０における複数の選択部６１が形成された領域に触れる。 そして、前記領域に形成されている識別部６２を触れたときの感触に基づいて、前記領域から前記所望の並び操作部２１に隣接した位置に形成された選択部６１の凹部６１ａを選択する。 なお、操作者が選択部６１に触れたことは、前記検出部では検出されない。

次いで、前記凹部６１ａに触れた状態からそのまま並び操作部２１側へ指Ｆをスライドさせることにより、凹状の並び操作部２１に指Ｆの腹が嵌まり込み、当該並び操作部２１がタッチ操作される。

以上説明したように、本実施形態の静電容量式操作装置によれば、各並び操作部２１のブラインド操作が可能となる。 具体的には、意匠パネル６０は識別部６２を有することから、操作者は、指Ｆで所望の並び操作部２１を操作する前に、まず複数の選択部６１が形成された領域に触れることによって当該並び操作部２１に隣接する位置に形成された選択部６１を複数の選択部６１の中から選ぶことができ、そのまま操作パネル１０側に指Ｆを変位させることにより、操作パネル１０を注視することなく所望の並び操作部２１を操作することが可能となる。

ここで、識別部６２は、互いに隣接する選択部６１間に形成されており当該選択部６１に対して異なる高さを有するので、操作者は、例えば指Ｆでこの識別部６２に触れることにより、当該識別部６２の両側に位置する各選択部６１を容易に識別することができる。

また、複数の選択部６１のそれぞれは、意匠パネル６０における当該複数の選択部６１の周囲の領域から操作パネル１０の裏面１０ｂ側に向かって窪んだ形状の凹部６１ａを有するので、操作者による各選択部６１の識別が一層容易となる。

そして、複数の選択部６１のそれぞれは、その凹部６１ａと当該凹部６１ａに隣接する並び操作部２１との間に形成された段部６１ｂをさらに有し、この段部６１ｂは、凹部６１ａにおける並び操作部２１側の端部を当該並び操作部２１よりも操作パネル１０の裏面１０ｂとは反対側に位置させる形状を有するので、操作者が例えば指Ｆで所定の選択部６１の凹部６１ａに触れてから当該凹部６１ａに隣接する並び操作部２１に向かって指Ｆを変位させるとき、当該指Ｆの操作パネル１０の表面１０ａから裏面１０ｂに向かう方向（操作パネル１０の厚さ方向）への変位を伴うので、操作者は、プッシュストロークを有する機械的なスイッチを押圧したような操作感を得ることができる。

また、複数の並び操作部２１は、操作パネル１０の表面１０ａにおける当該複数の並び操作部２１の周囲の領域から操作パネル１０の裏面１０ｂ側に向かって窪んだ形状を有するので、操作者は、並び操作部２１に触れたことを明確に把握することができる。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態について、図６を参照しながら説明する。 なお、この第二実施形態では、第一実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第一実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は省略する。

本実施形態の操作パネル１０は、複数の並び操作部２１と、表示部３０とを有する。 なお、本実施形態では、操作パネル１０には独立操作部は形成されていない。

本実施形態の並び操作部２１は、操作パネル１０と意匠パネル６０との境界（操作パネル１０の４辺）のうち左右及び上側の各境界に沿って、２箇所ずつに形成されている。

意匠パネル６０は、各並び操作部２１に隣接する位置、すなわち、本実施形態では合計６箇所に形成された選択部６１と、各選択部６１間に形成された識別部６２とを有する。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。 本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記各実施形態では、識別部６２は、凹部６１ａの表面に対して操作パネル１０の裏面１０ｂとは反対側に突出する形状を有する例を示したが、この識別部６２は、操作者に指Ｆ等で触れられたときに当該操作者による複数の選択部６１のそれぞれの位置の識別を可能とする形状であれば、上記実施形態で示した形状に限られない。 例えば、この識別部６２は、凹部６１ａの表面に対して操作パネル１０の裏面１０ｂ側に向かって窪んだ形状であってもよい。 あるいは、この識別部６２は、互いに隣接する凹部６１ａ間ではなく、各凹部６１ａの略中央に形成されてもよい。 この場合、識別部６２は、各凹部６１ａの表面のうちの略中央部から操作パネル１０の裏面１０ｂとは反対側に突出する形状の凸部とすることが好ましい。

１０ 操作パネル １０ａ 表面 １０ｂ 裏面 ２０ 被操作部 ２１ 並び操作部 ２３ 独立操作部 ３０ 表示部 ４０ 検知部 ４１ ベースフィルム ４２ 検知電極 ４３ 複数の並びパターン ４４ 独立パターン ５０ 表示素子 ６０ 意匠パネル ６１ 選択部 ６１ａ 凹部 ６１ｂ 段部 ６２ 識別部