スイッチ装置
【課題】コストの低廉化及び装置の小型化・簡素化を図ることができるスイッチ装置を提供する。
【解決手段】スイッチ装置２は、配線パターンが形成された基板２４と、プッシュ操作及びタッチ操作がされる操作面２１０を有する操作部としてのノブ２１と、ノブ２１を支持する導電性の支持部２２２を有し、操作面２１０に対するタッチ操作に基づく静電容量の変化を配線パターンに出力する第１のスイッチ部としての支持部材２２と、 基板２４及びノブ２１の間に設けられ、ノブ２１のプッシュ方向の変位に基づく信号を配線パターンに出力する第２のスイッチ部としてのプッシュスイッチ２３とを備える。
【解決手段】スイッチ装置２は、配線パターンが形成された基板２４と、プッシュ操作及びタッチ操作がされる操作面２１０を有する操作部としてのノブ２１と、ノブ２１を支持する導電性の支持部２２２を有し、操作面２１０に対するタッチ操作に基づく静電容量の変化を配線パターンに出力する第１のスイッチ部としての支持部材２２と、 基板２４及びノブ２１の間に設けられ、ノブ２１のプッシュ方向の変位に基づく信号を配線パターンに出力する第２のスイッチ部としてのプッシュスイッチ２３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ装置に関し、特に操作部へのタッチ操作状態及びプッシュ操作状態を検出する機能を備えたスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操作者によってスイッチ装置の操作部を操作したときに第１操作状態と第２操作状態を検出するスイッチ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このスイッチ装置は、プッシュ操作によって弾性変形する操作キーを有するキーパッドと、スイッチ用電極及び接点電極を有するドーム型スイッチと、変位電極及び容量素子用電極を有する容量素子と、スペーサを介して折り返して配置され、容量素子及びドーム型スイッチを搭載するフレキシブルプリント基板とを備える。ドーム型スイッチは、操作キーのプッシュ操作力をキーパッドから受けてスイッチ用電極が下方に変位し、接点電極に接触することにより、操作キーの第１操作状態を検出する。また、容量素子は、キーパッドに作用した操作キーのプッシュ操作力をドーム型スイッチから受けて変位電極が変位し、容量素子用電極に接近することにより、変位電極と容量素子用電極との間に形成されるコンデンサの静電容量が変化し、第２操作状態を検出する。
【０００４】
また、電極板に対する操作者の接触あるいは近接を静電容量の変化により検出するタッチセンサが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
このタッチセンサは、タッチ操作がされる電極板と、電極板を取り付けるホルダーと、静電容量の変化を検出する検出回路を有する回路基板と、電極板と回路基板とを電気的に接続するリード線等を備える。
【特許文献１】特開２００４−４５２４３号公報
【特許文献２】特開２００６−１９６３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のタッチ装置によると、第１、第２操作状態を検出するために、キーパッド及びスペーサのみならず、フレキシブルプリント基板を必要とし、またフレキシブルプリント基板を折り返して配置するものであるため、部品点数が嵩むばかりか、構造全体が複雑になり、コスト高になるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２のタッチセンサによると、電極板と回路基板とをリード線により接続しているため、コネクタ等の接続部品が必要となり、装置の小型化及び組み付け性の向上が困難という問題があった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、コストの低廉化及び装置の小型化・簡素化を図ることができるスイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］配線部が形成された基板と、プッシュ操作及びタッチ操作がされる操作面を有する操作部と、前記操作部を動作可能に支持する導電性の支持部を有し、前記操作面に対する前記タッチ操作に基づく静電容量の変化を前記配線部に出力する第１のスイッチ部と、前記基板及び前記操作部の間に設けられ、前記プッシュ操作により前記操作部が動作したことによるプッシュ方向の変位に基づく信号を前記配線部に出力する第２のスイッチ部と、を備えたことを特徴とするスイッチ装置を提供する。
【００１０】
［２］また、配線部が形成された基板と、プッシュ操作及びタッチ操作がされる２つの操作面を有する操作部と、前記２つの操作面の境界線を支点にしてシーソー状に前記操作部を支持する導電性の支持部を有し、前記操作面に対する前記タッチ操作に基づく静電容量の変化を前記配線部に出力する第１のスイッチ部と、前記２つの操作面にそれぞれ対応して設けられ、前記プッシュ操作により前記操作部がシーソー状に動作したことによるプッシュ方向の変位に基づく信号を前記操作面毎に前記配線部にそれぞれ出力する２つの第２のスイッチ部と、を備えたことを特徴とするスイッチ装置でもよい。
【００１１】
［３］また、前記第１のスイッチ部は、前記境界線上に前記支持部を配列するように２つ設けられ、前記２つの操作面毎に前記静電容量の変化を前記配線部にそれぞれ出力する前記［２］に記載のスイッチ装置でもよい。
【００１２】
［４］また、前記操作部は、前記支持部と前記操作面との間又は前記操作面上に、前記支持部と静電容量結合される電極部材を備えたことを特徴とする前記［１］から［３］のいずれか１つに記載のスイッチ装置でもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、コストの低廉化及び装置の小型化・簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の使用状況を示す図である。車両１は、スイッチ装置２と表示画面３を備える。表示画面３には、カーソル３０と、メニュー３１とが表示され、図１では、メニュー３１の「テレビ」がカーソル３０によって選択された場合を示す。
【００１５】
図２は、スイッチ装置の図１のＡ―Ａ線断面図である。図３（ａ）は、スイッチ装置の基板及び支持部材を示す斜視図である。なお、説明に用いる各図は概念図であり、各パーツの寸法は図の縮尺に関係ない。
【００１６】
（スイッチ装置２の全体構成）
スイッチ装置２は、装置本体２０と、ノブ（操作部）２１と、支持部材（第１のスイッチ部）２２と、プッシュスイッチ（第２のスイッチ部）２３と、基板２４とから概略構成されている。なお、図１に示す構成では、ノブ２１が１個のみであるが、例えば表示画面３における複数のメニュー３１と対応させる場合には、ノブ２１、支持部材２２及びプッシュスイッチ２３からなるユニットを複数個用意してもよい。
【００１７】
（装置本体２０の構成）
装置本体２０は、ノブ２１を挿通する挿通孔２００を有し、例えば合成樹脂材料によって形成されている。
【００１８】
（ノブ２１の構成）
ノブ２１は、外部に露呈し、操作者（手指）によりプッシュ操作及びタッチ操作がされる操作面２１０と、プッシュ操作によるプッシュ操作力をプッシュスイッチ２３に伝達する伝達面２１１と、支持部材２２を嵌合する凹部２１２とを備える。また、ノブ２１は、装置本体２０と同様に合成樹脂材料によって形成されている。
【００１９】
凹部２１２は、図２に示すように、操作面２１０の裏側に形成された溝であり、その断面は略円弧状の形状を有する。また、凹部２１２の最薄部は、タッチ操作による静電容量の変化が検出可能な厚みに設計され、例えば１．５ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下がより好ましい。
【００２０】
（支持部材２２の構成）
支持部材２２は、図３（ａ）に示すように、略コ字状の形状を有し、基板２４に固定された２つの端部２２０と、基板２４から略垂直に配設された２つの支柱部２２１と、ノブ２１を動作可能に支持する支持部２２２とを備える。
【００２１】
支持部材２２は、例えば、導電性材料からなる棒材を略コ字状に折り曲げ加工することにより製作される。
【００２２】
端部２２０は、例えば、半田付けやねじ止め等により基板２４に固定されている。また、２つのうち１つの端部２２０は、基板２４に電気的に接続されている。なお、２つの端部２２０の両方を基板２４に接続してもよい。
【００２３】
支持部２２２は、ノブ２１の凹部２１２に嵌合され、支持部２２２を回転軸にしてノブ２１が所定の角度だけ回転動作可能となるように構成されている。従って、ノブ２１は、操作面２１０に対するプッシュ操作によって、支持部材２２を回転軸にして所定の角度だけ回転し、その回転に対応する分だけ伝達面２１１は、プッシュ方向に変位する。
【００２４】
また、支持部２２２は、ノブ２１の操作面２１０に操作者の手指が触れることにより、この手指との間でコンデンサを形成し、そのコンデンサの静電容量の変化を基板２４に出力するスイッチとして機能する。そして、その出力された静電容量の変化に基づいて、後述の静電容量ＩＣによりタッチ操作状態が検出される。
【００２５】
（支持部材２２の変形例）
図３（ｂ）は、支持部材の変形例を示す斜視図である。図３（ｂ）に示す支持部材２２は、図３（ａ）に示す支持部材２２と比較して、支持部２２２の形状が異なり、プッシュ操作の方向に厚みを増したものである。このような支持部材２２は、例えば、導電性材料からなる板材を切削加工することにより製作される。これにより、支持部材２２のプッシュ操作に対する強度を向上することができる。
【００２６】
（プッシュスイッチ２３の構成）
プッシュスイッチ２３は、基板２４上に設けられ、ノブ２１のプッシュ方向の変位に基づく信号を基板２４に出力するスイッチである。プッシュスイッチ２３は、ノブ２１の伝達面２１１に設けられた可動電極２３０と、プッシュ操作によって変形する変形部２３１と、基板２４上に可動電極２３０と対向する位置に設けられた固定電極２３２とを備える。
【００２７】
可動電極２３０及び変形部２３１は、例えば、導電性と弾性を兼ね備えた導電性ゴムによって形成されている。なお、可動電極２３０及び変形部２３１は、導電性ゴムの代わりに、導電性を有しないゴム及び金属等の弾性部材でこれらを形成し、配線によって電気的に接続してもよい。
【００２８】
可動電極２３０は、変形部２３１を介して基板２４の接地パターン（図示せず）に接続されている。
【００２９】
変形部２３１は、伝達面２１１がプッシュ操作によってプッシュ方向に変位すると、その変位に応じて屈曲した状態に弾性変形し、かつプッシュ操作の解除によって屈曲した状態から弾性復帰する。
【００３０】
固定電極２３２は、プッシュ方向に変位した可動電極２３０と電気的に接続されると、接地パターンに接続されたこととなる。その結果、後述の静電電容量ＩＣから分圧された電圧がゼロになり、プッシュ操作状態が検出される。
【００３１】
基板２４は、図３（ａ）に示すように、支持部材２２に電気的に接続される配線パターン（配線部）２４０を有する。支持部材２２は、この配線パターン２４０を介して静電容量ＩＣ１１に接続される。また、プッシュスイッチ２３も、同様に配線パターン（図示せず）を介して静電容量ＩＣ１１に接続される。
【００３２】
（静電容量ＩＣ１１の構成）
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置のブロック図である。静電容量ＩＣ１１は、配線パターン２４０を介して支持部材２２及びプッシュスイッチ２３と電気的に接続され、例えば１００ｋＨｚの高周波信号を出力する発振部１１０と、例えば１００ｋΩの抵抗値を有する負荷抵抗１１１と、発振部１１０から出力された高周波信号の平滑化を行うダイオード１１２と、例えば２ｋＨｚ以下の信号を通過させるＬＰＦ（Low Pass Filter）１１３と、オペアンプ１１４とから構成されている。
【００３３】
コンデンサＣ１は、支持部２２２及び手指によって形成され、コンデンサＣ１及びプッシュスイッチ２３からの出力信号は、重畳されて配線パターン２４０を介して静電容量ＩＣ１１に出力される。オペアンプ１１４は、増幅及びオフセットが行われた信号（Ｖｏｕｔ）として発振部１１０からの高周波信号をコントローラ１２に出力する。
【００３４】
（コントローラ１２の構成）
コントローラ１２は、後述する各種しきい値等のデータを記憶するメモリ１２０を有する。コントローラ１２は、例えば、車両用ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により実現され、車両１に配設されている。コントローラ１２は、メモリ１２０に記憶されたしきい値と、静電容量ＩＣ１１からの重畳された出力信号とに基づいて、表示画面３に表示されたメニュー３１の選択及び決定を行い、その結果を表示画面３に出力する。
【００３５】
（スイッチ装置２の動作）
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の動作を説明するために用いる信号波形図である。図５（ａ）は、タッチ操作による静電容量ＩＣの検出信号を、図５（ｂ）は、その出力信号を、図５（ｃ）は、プッシュ動作による静電容量ＩＣの検出信号を、図５（ｄ）は、その出力信号をそれぞれ示す。以下の説明では、操作者が、スイッチ装置２に触れない状態で出力される基準電圧１００（Ｖｃ）を２ｖ、タッチ用しきい値４０を１．５ｖ、プッシュ用しきい値５０を０．５ｖとする。
【００３６】
図２に示すように、操作者が、手指によってノブ２１の操作面２１０にタッチ操作をすると、静電容量ＩＣ１１の発振部１１０から出力された高周波信号は、コンデンサＣ１のインピーダンスと負荷抵抗１１１とで分圧され、ダイオード１１２で整流され、ＬＰＦ１１３でフィルタされた後に、オペアンプ１１４に入力する。
【００３７】
この場合、タッチ区間におけるオペアンプ１１４に入力される高周波信号の第１の出力レベルは、操作面２１０に手指が触れていない場合の出力レベルと比べて小さくなる。そして、オペアンプ１１４は、タッチ操作がされる前に比べて、電位差Ａが生じている信号（Ｖｏｕｔ）をコントローラ１２に出力する。電位差Ａは、タッチ操作がされる前の電圧である基準電圧１００と、タッチ操作又はプッシュ操作がされた後に静電容量ＩＣ１１から出力される電圧である第１の出力レベルとしての検出電圧１０１との差である。
【００３８】
コントローラ１２は、タッチ用しきい値４０及びプッシュ用しきい値５０と、電位差Ａに基づいて、操作者によって操作面２１０にタッチ操作がされたか否か、又はプッシュ操作がされたか否かを判断する。図５（ｂ）に示す電位差Ａは、基準電圧１００とタッチ用しきい値４０との差より大きく、基準電圧１００とプッシュ用しきい値５０との差よりも小さいので、コントローラ１２は、タッチ区間において操作者によるタッチ操作状態（入状態）と判断し、例えば、図１に示す表示画面３に表示されたカーソル３０が指示するメニュー３１が選択されたものとして、「テレビ」を選択状態にする。
【００３９】
一方、操作者が、ノブ２１の操作面２１０にプッシュ操作をすると、ノブ２１が支持部２２２を軸に下方に移動し、伝達面２１１を介して可動電極２３０をプッシュする。これに伴い、変形部２３１は、屈曲した状態に弾性変形し、可動電極２３０が固定電極２３２に電気的に接触、つまり、図５に示すプッシュ区間においてプッシュスイッチ２３が入状態になる。そのとき、可動電極２３０は、基板２４の接地パターンに接続されていることから第２の出力レベルはゼロになり、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、電位差Ｂは２ｖになる。
【００４０】
コントローラ１２は、タッチ用しきい値４０及びプッシュ用しきい値５０と、電位差Ｂに基づいて、操作面２１０にタッチ操作がされたか否か、又はプッシュ操作がされたか否かを判断する。図５（ｄ）に示す電位差Ｂは、基準電圧１００とプッシュ用しきい値５０との差よりも大きいので、コントローラ１２は、操作者によるプッシュ操作状態と判断し、例えば図１に示す表示画面３に表示されたメニュー３１が選択・決定されたものとして表示画面３の表示状態をテレビに変更する。
【００４１】
（第１の実施の形態の効果）
上記した本実施の形態によると、支持部材２２はノブ２１を支持するとともにタッチスイッチの電極としての機能を兼ね備えているため、部品点数を削減でき、構造を簡素化することができるので、コストの低廉化及び装置の小型化・簡素化を図ることができる。
【００４２】
また、支持部材２２は、端部２２０を介して基板２４に固定されるので、支持部材２２と配線パターン２４０との接続強度及び組み付け性を向上することができる。
【００４３】
また、支持部材２２は、装置本体２０及びノブ２１の内部に収納されるため、スイッチ装置２の外観に関してデザイン上の制約を少なくすることができる。
【００４４】
[第２の実施の形態]
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成及び機能を有する部分については共通の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる部分だけ説明する。
【００４５】
（スイッチ装置２の構成）
スイッチ装置２のノブ２１は、ノブ２１の内部に埋設された平板形状のノブ電極（電極部材）２１３を備える。ノブ電極２１３は、操作面２１０と支持部２２２との間に設けられ、支持部２２２に静電容量結合される。また、ノブ電極２１３は、例えば、導電めっき、金属スパッタ、導電性ゴム等により形成されている。なお、ノブ電極２１３は、操作面２１０の表面上に形成されていてもよい。
【００４６】
上記の構成を有するスイッチ装置２において、タッチ操作がされると、操作者の手指とノブ電極２１３との間で第１のコンデンサが形成され、ノブ電極２１３と支持部２２２との間で第２のコンデンサが形成される。それら形成された第１及び第２のコンデンサは、静電容量結合することにより第１の実施の形態のコンデンサＣ１を構成する。そして、そのコンデンサＣ１の静電容量の変化に応じてタッチ操作状態が検出される。また、プッシュ操作状態については、第１の実施の形態と同様に検出される。
【００４７】
（第２の実施の形態の効果）
上記した本実施の形態によると、第１の実施の形態の効果に加え、ノブ電極が支持部２２２に静電容量結合されることにより、タッチセンサの電極として機能する面積が、ノブ電極２１３の面積に拡大するので、タッチ操作の検出性能を向上することができる。
【００４８】
[第３の実施の形態]
図７は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成及び機能を有する部分については共通の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる部分だけ説明する。
【００４９】
（スイッチ装置２の構成）
スイッチ装置２は、装置本体２０と、ノブ２１と、支持部材２２と、第１及び第２のプッシュスイッチ２３Ａ，２３Ｂと、基板２４とから概略構成されている。スイッチ装置２は、１つのタッチ操作状態と、２つのプッシュ操作状態とを検出する。
【００５０】
（ノブ２１の構成）
ノブ２１は、ノブ２１の中央で分割される第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂと、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂに対するプッシュ操作力をそれぞれ第１及び第２のプッシュスイッチ２３Ａ，２３Ｂに伝達する第１及び第２の伝達面２１１Ａ，２１１Ｂと、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂに対向するようにノブ２１の内部に埋設された平板形状のノブ電極２１３と、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂを分割する境界線であり、支持部材２２上でノブ２１がシーソー状に動作する際の支点となる支点部２１４とを有する。
【００５１】
第１の伝達面２１１Ａは、第１の操作面２１０Ａに対するプッシュ操作（第１のプッシュ操作）によってプッシュ方向に変位し、第２の伝達面２１１Ｂは、第２の操作面２１０Ｂに対するプッシュ操作（第２のプッシュ操作）によってプッシュ方向に変位する。
【００５２】
（支持部材２２）
支持部材２２は、支点部２１４を支点にしてシーソー状に動作可能にノブ２１を支持する支持部２２２を有する。
【００５３】
（プッシュスイッチ２３の構成）
第１及び第２のプッシュスイッチ２３Ａ，２３Ｂは、第１及び第２の伝達面２１１Ａ，２１１Ｂにそれぞれ対応して設けられている。
【００５４】
上記の構成を有するスイッチ装置２において、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂのいずれかにタッチ操作がされると、操作者の手指とノブ電極２１３との間で形成された第１のコンデンサと、ノブ電極２１３と支柱部２２１との間で形成された第２のコンデンサとが、静電容量結合によりコンデンサＣ１を構成し、そのコンデンサＣ１の静電容量の変化に応じてタッチ操作状態が検出される。
【００５５】
また、第１のプッシュ操作がされると、ノブ２１が支点部２１４を支点にしてシーソー状に動作し、第１の伝達面２１１Ａがプッシュ方向に変位する。そして、第１のプッシュスイッチ２３Ａを介して第１のプッシュ操作状態が検出される。同様にして、第２のプッシュ操作がされると、第２の伝達面２１１Ｂがプッシュ方向に変位し、第２のプッシュスイッチ２３Ｂを介して第２のプッシュ操作状態が検出される。
【００５６】
（第３の実施の形態の効果）
上記した本実施の形態によると、第１及び第２の実施の形態の効果に加え、２つのプッシュスイッチによってプッシュ操作状態の検出数を増やすことができるので、スイッチ装置２の利便性を向上することができる。
【００５７】
[第４の実施の形態]
図８（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係るスイッチ装置の上面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、以下の説明において、第３の実施の形態と同一の構成及び機能を有する部分については共通の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる部分だけ説明する。
【００５８】
（スイッチ装置２の構成）
スイッチ装置２は、装置本体２０と、ノブ２１と、第１及び第２の支持部材２２Ａ，２２Ｂと、第１及び第２のプッシュスイッチ２３Ａ，２３Ｂと、基板２４とから概略構成されている。スイッチ装置２は、２つのタッチ操作状態と、２つのプッシュ操作状態とを検出する。
【００５９】
（ノブ２１の構成）
ノブ２１は、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂにそれぞれ対向するようにノブ２１の内部に埋設された第１及び第２のノブ電極２１３Ａ，２１３Ｂを有する。第１及び第２のノブ電極２１３Ａ，２１３Ｂは、図８（ａ）に示すように、Ｌ字型の平板形状を有し、第１及び第２の支持部材２２Ａ，２２Ｂにそれぞれ静電容量結合さる。
【００６０】
（支持部材２２）
第１及び第２の支持部材２２Ａ，２２Ｂは、それぞれの支持部２２２を境界線２１５上に配列するように基板２４上に固定され、それら２つの支持部２２２によりノブ２１を支持する。
【００６１】
上記の構成を有するスイッチ装置２において、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂのいずれかにタッチ操作がされると、そのタッチ操作がされた操作面に対応するノブ電極及び支持部を介して静電容量の変化が出力され、タッチ操作状態が検出される。すなわち、タッチ操作がされた操作面を区別した状態で２つのタッチ操作状態が検出される。また、２つのプッシュ操作状態は、第３の実施の形態と同様に、第１及び第２のプッシュスイッチ２３Ａ，２３Ｂを介してそれぞれ検出される。
【００６２】
なお、本実施の形態では、２つのタッチ操作状態を検出したが、ノブ２１の操作面を３つ以上に分割し、その分割した操作面の分割領域と分割数に応じて、ノブ電極及び支持部材を設けて、分割数分のタッチ操作状態を検出するようにしてもよい。
【００６３】
（第４の実施の形態の効果）
上記した本実施の形態によると、第１乃至第３の実施の形態の効果に加え、複数の支持部材２２によってノブ２１を支持することにより、タッチ操作状態の検出数を増やすことができるので、スイッチ装置２の利便性を向上することができる。
【００６４】
[他の実施の形態]
上記した各実施の形態におけるプッシュスイッチは、プッシュ方向の変位に基づく入・切状態を検出するスイッチであるが、例えば、プッシュ方向への変位量を多段階に検出したり、変位量自体を検出するスイッチでもよく、変位量を電気信号に変換する磁気センサ及び超音波センサ等のセンサを用いてもよい。
【００６５】
また、上記の各実施の形態におけるスイッチ装置２は、車両１のステアリング部に設置したが、スイッチ装置２の設置位置はこれに限定されない。また、イッチ装置２は、表示画面３を操作する他に、空調装置等の他の車載機器の操作に用いられてもよいし、家庭用、業務用等の各種電子機器に用いられてもよい。
【００６６】
また、本発明は、上記の各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の使用状況を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ）は、スイッチ装置の基板及び支持部材を示す斜視図である。（ｂ）は、支持部材の変形例を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置のブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の動作を説明するために用いる信号波形図であり、（ａ）は、タッチ操作による静電容量ＩＣの検出信号を、（ｂ）は、その出力信号を、（ｃ）は、プッシュ動作による静電容量ＩＣの検出信号を、（ｄ）は、その出力信号である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係るスイッチ装置の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…車両、２…スイッチ装置、３…表示画面、１１…静電容量ＩＣ、
１２…コントローラ、２０…装置本体、２１…ノブ、
２２，２２Ａ，２２Ｂ…支持部材、２３，２３Ａ，２３Ｂ…プッシュスイッチ、
２４…基板、３０…カーソル、３１…メニュー、４０…タッチ用しきい値、
５０…プッシュ用しきい値、１００…基準電圧、１０１…検出電圧、
１１０…発振部、１１１…負荷抵抗、１１２…ダイオード、１１３…ＬＰＦ、
１１４…オペアンプ、１２０…メモリ、２００…挿通孔、
２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ…操作面、２１１，２１１Ａ，２１１Ｂ…伝達面、
２１２…凹部、２１３，２１３Ａ，２１３Ｂ…ノブ電極、２１４…支点部、
２２０…端部、２２１…支柱部、２２２…支持部、２３０…可動電極、
２３１…変形部、２３２…固定電極、２４０…配線パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチ装置に関し、特に操作部へのタッチ操作状態及びプッシュ操作状態を検出する機能を備えたスイッチ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、操作者によってスイッチ装置の操作部を操作したときに第１操作状態と第２操作状態を検出するスイッチ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このスイッチ装置は、プッシュ操作によって弾性変形する操作キーを有するキーパッドと、スイッチ用電極及び接点電極を有するドーム型スイッチと、変位電極及び容量素子用電極を有する容量素子と、スペーサを介して折り返して配置され、容量素子及びドーム型スイッチを搭載するフレキシブルプリント基板とを備える。ドーム型スイッチは、操作キーのプッシュ操作力をキーパッドから受けてスイッチ用電極が下方に変位し、接点電極に接触することにより、操作キーの第１操作状態を検出する。また、容量素子は、キーパッドに作用した操作キーのプッシュ操作力をドーム型スイッチから受けて変位電極が変位し、容量素子用電極に接近することにより、変位電極と容量素子用電極との間に形成されるコンデンサの静電容量が変化し、第２操作状態を検出する。
【０００４】
また、電極板に対する操作者の接触あるいは近接を静電容量の変化により検出するタッチセンサが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
このタッチセンサは、タッチ操作がされる電極板と、電極板を取り付けるホルダーと、静電容量の変化を検出する検出回路を有する回路基板と、電極板と回路基板とを電気的に接続するリード線等を備える。
【特許文献１】特開２００４−４５２４３号公報
【特許文献２】特開２００６−１９６３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のタッチ装置によると、第１、第２操作状態を検出するために、キーパッド及びスペーサのみならず、フレキシブルプリント基板を必要とし、またフレキシブルプリント基板を折り返して配置するものであるため、部品点数が嵩むばかりか、構造全体が複雑になり、コスト高になるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２のタッチセンサによると、電極板と回路基板とをリード線により接続しているため、コネクタ等の接続部品が必要となり、装置の小型化及び組み付け性の向上が困難という問題があった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、コストの低廉化及び装置の小型化・簡素化を図ることができるスイッチ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
［１］配線部が形成された基板と、プッシュ操作及びタッチ操作がされる操作面を有する操作部と、前記操作部を動作可能に支持する導電性の支持部を有し、前記操作面に対する前記タッチ操作に基づく静電容量の変化を前記配線部に出力する第１のスイッチ部と、前記基板及び前記操作部の間に設けられ、前記プッシュ操作により前記操作部が動作したことによるプッシュ方向の変位に基づく信号を前記配線部に出力する第２のスイッチ部と、を備えたことを特徴とするスイッチ装置を提供する。
【００１０】
［２］また、配線部が形成された基板と、プッシュ操作及びタッチ操作がされる２つの操作面を有する操作部と、前記２つの操作面の境界線を支点にしてシーソー状に前記操作部を支持する導電性の支持部を有し、前記操作面に対する前記タッチ操作に基づく静電容量の変化を前記配線部に出力する第１のスイッチ部と、前記２つの操作面にそれぞれ対応して設けられ、前記プッシュ操作により前記操作部がシーソー状に動作したことによるプッシュ方向の変位に基づく信号を前記操作面毎に前記配線部にそれぞれ出力する２つの第２のスイッチ部と、を備えたことを特徴とするスイッチ装置でもよい。
【００１１】
［３］また、前記第１のスイッチ部は、前記境界線上に前記支持部を配列するように２つ設けられ、前記２つの操作面毎に前記静電容量の変化を前記配線部にそれぞれ出力する前記［２］に記載のスイッチ装置でもよい。
【００１２】
［４］また、前記操作部は、前記支持部と前記操作面との間又は前記操作面上に、前記支持部と静電容量結合される電極部材を備えたことを特徴とする前記［１］から［３］のいずれか１つに記載のスイッチ装置でもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、コストの低廉化及び装置の小型化・簡素化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の使用状況を示す図である。車両１は、スイッチ装置２と表示画面３を備える。表示画面３には、カーソル３０と、メニュー３１とが表示され、図１では、メニュー３１の「テレビ」がカーソル３０によって選択された場合を示す。
【００１５】
図２は、スイッチ装置の図１のＡ―Ａ線断面図である。図３（ａ）は、スイッチ装置の基板及び支持部材を示す斜視図である。なお、説明に用いる各図は概念図であり、各パーツの寸法は図の縮尺に関係ない。
【００１６】
（スイッチ装置２の全体構成）
スイッチ装置２は、装置本体２０と、ノブ（操作部）２１と、支持部材（第１のスイッチ部）２２と、プッシュスイッチ（第２のスイッチ部）２３と、基板２４とから概略構成されている。なお、図１に示す構成では、ノブ２１が１個のみであるが、例えば表示画面３における複数のメニュー３１と対応させる場合には、ノブ２１、支持部材２２及びプッシュスイッチ２３からなるユニットを複数個用意してもよい。
【００１７】
（装置本体２０の構成）
装置本体２０は、ノブ２１を挿通する挿通孔２００を有し、例えば合成樹脂材料によって形成されている。
【００１８】
（ノブ２１の構成）
ノブ２１は、外部に露呈し、操作者（手指）によりプッシュ操作及びタッチ操作がされる操作面２１０と、プッシュ操作によるプッシュ操作力をプッシュスイッチ２３に伝達する伝達面２１１と、支持部材２２を嵌合する凹部２１２とを備える。また、ノブ２１は、装置本体２０と同様に合成樹脂材料によって形成されている。
【００１９】
凹部２１２は、図２に示すように、操作面２１０の裏側に形成された溝であり、その断面は略円弧状の形状を有する。また、凹部２１２の最薄部は、タッチ操作による静電容量の変化が検出可能な厚みに設計され、例えば１．５ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下がより好ましい。
【００２０】
（支持部材２２の構成）
支持部材２２は、図３（ａ）に示すように、略コ字状の形状を有し、基板２４に固定された２つの端部２２０と、基板２４から略垂直に配設された２つの支柱部２２１と、ノブ２１を動作可能に支持する支持部２２２とを備える。
【００２１】
支持部材２２は、例えば、導電性材料からなる棒材を略コ字状に折り曲げ加工することにより製作される。
【００２２】
端部２２０は、例えば、半田付けやねじ止め等により基板２４に固定されている。また、２つのうち１つの端部２２０は、基板２４に電気的に接続されている。なお、２つの端部２２０の両方を基板２４に接続してもよい。
【００２３】
支持部２２２は、ノブ２１の凹部２１２に嵌合され、支持部２２２を回転軸にしてノブ２１が所定の角度だけ回転動作可能となるように構成されている。従って、ノブ２１は、操作面２１０に対するプッシュ操作によって、支持部材２２を回転軸にして所定の角度だけ回転し、その回転に対応する分だけ伝達面２１１は、プッシュ方向に変位する。
【００２４】
また、支持部２２２は、ノブ２１の操作面２１０に操作者の手指が触れることにより、この手指との間でコンデンサを形成し、そのコンデンサの静電容量の変化を基板２４に出力するスイッチとして機能する。そして、その出力された静電容量の変化に基づいて、後述の静電容量ＩＣによりタッチ操作状態が検出される。
【００２５】
（支持部材２２の変形例）
図３（ｂ）は、支持部材の変形例を示す斜視図である。図３（ｂ）に示す支持部材２２は、図３（ａ）に示す支持部材２２と比較して、支持部２２２の形状が異なり、プッシュ操作の方向に厚みを増したものである。このような支持部材２２は、例えば、導電性材料からなる板材を切削加工することにより製作される。これにより、支持部材２２のプッシュ操作に対する強度を向上することができる。
【００２６】
（プッシュスイッチ２３の構成）
プッシュスイッチ２３は、基板２４上に設けられ、ノブ２１のプッシュ方向の変位に基づく信号を基板２４に出力するスイッチである。プッシュスイッチ２３は、ノブ２１の伝達面２１１に設けられた可動電極２３０と、プッシュ操作によって変形する変形部２３１と、基板２４上に可動電極２３０と対向する位置に設けられた固定電極２３２とを備える。
【００２７】
可動電極２３０及び変形部２３１は、例えば、導電性と弾性を兼ね備えた導電性ゴムによって形成されている。なお、可動電極２３０及び変形部２３１は、導電性ゴムの代わりに、導電性を有しないゴム及び金属等の弾性部材でこれらを形成し、配線によって電気的に接続してもよい。
【００２８】
可動電極２３０は、変形部２３１を介して基板２４の接地パターン（図示せず）に接続されている。
【００２９】
変形部２３１は、伝達面２１１がプッシュ操作によってプッシュ方向に変位すると、その変位に応じて屈曲した状態に弾性変形し、かつプッシュ操作の解除によって屈曲した状態から弾性復帰する。
【００３０】
固定電極２３２は、プッシュ方向に変位した可動電極２３０と電気的に接続されると、接地パターンに接続されたこととなる。その結果、後述の静電電容量ＩＣから分圧された電圧がゼロになり、プッシュ操作状態が検出される。
【００３１】
基板２４は、図３（ａ）に示すように、支持部材２２に電気的に接続される配線パターン（配線部）２４０を有する。支持部材２２は、この配線パターン２４０を介して静電容量ＩＣ１１に接続される。また、プッシュスイッチ２３も、同様に配線パターン（図示せず）を介して静電容量ＩＣ１１に接続される。
【００３２】
（静電容量ＩＣ１１の構成）
図４は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置のブロック図である。静電容量ＩＣ１１は、配線パターン２４０を介して支持部材２２及びプッシュスイッチ２３と電気的に接続され、例えば１００ｋＨｚの高周波信号を出力する発振部１１０と、例えば１００ｋΩの抵抗値を有する負荷抵抗１１１と、発振部１１０から出力された高周波信号の平滑化を行うダイオード１１２と、例えば２ｋＨｚ以下の信号を通過させるＬＰＦ（Low Pass Filter）１１３と、オペアンプ１１４とから構成されている。
【００３３】
コンデンサＣ１は、支持部２２２及び手指によって形成され、コンデンサＣ１及びプッシュスイッチ２３からの出力信号は、重畳されて配線パターン２４０を介して静電容量ＩＣ１１に出力される。オペアンプ１１４は、増幅及びオフセットが行われた信号（Ｖｏｕｔ）として発振部１１０からの高周波信号をコントローラ１２に出力する。
【００３４】
（コントローラ１２の構成）
コントローラ１２は、後述する各種しきい値等のデータを記憶するメモリ１２０を有する。コントローラ１２は、例えば、車両用ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）により実現され、車両１に配設されている。コントローラ１２は、メモリ１２０に記憶されたしきい値と、静電容量ＩＣ１１からの重畳された出力信号とに基づいて、表示画面３に表示されたメニュー３１の選択及び決定を行い、その結果を表示画面３に出力する。
【００３５】
（スイッチ装置２の動作）
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の動作を説明するために用いる信号波形図である。図５（ａ）は、タッチ操作による静電容量ＩＣの検出信号を、図５（ｂ）は、その出力信号を、図５（ｃ）は、プッシュ動作による静電容量ＩＣの検出信号を、図５（ｄ）は、その出力信号をそれぞれ示す。以下の説明では、操作者が、スイッチ装置２に触れない状態で出力される基準電圧１００（Ｖｃ）を２ｖ、タッチ用しきい値４０を１．５ｖ、プッシュ用しきい値５０を０．５ｖとする。
【００３６】
図２に示すように、操作者が、手指によってノブ２１の操作面２１０にタッチ操作をすると、静電容量ＩＣ１１の発振部１１０から出力された高周波信号は、コンデンサＣ１のインピーダンスと負荷抵抗１１１とで分圧され、ダイオード１１２で整流され、ＬＰＦ１１３でフィルタされた後に、オペアンプ１１４に入力する。
【００３７】
この場合、タッチ区間におけるオペアンプ１１４に入力される高周波信号の第１の出力レベルは、操作面２１０に手指が触れていない場合の出力レベルと比べて小さくなる。そして、オペアンプ１１４は、タッチ操作がされる前に比べて、電位差Ａが生じている信号（Ｖｏｕｔ）をコントローラ１２に出力する。電位差Ａは、タッチ操作がされる前の電圧である基準電圧１００と、タッチ操作又はプッシュ操作がされた後に静電容量ＩＣ１１から出力される電圧である第１の出力レベルとしての検出電圧１０１との差である。
【００３８】
コントローラ１２は、タッチ用しきい値４０及びプッシュ用しきい値５０と、電位差Ａに基づいて、操作者によって操作面２１０にタッチ操作がされたか否か、又はプッシュ操作がされたか否かを判断する。図５（ｂ）に示す電位差Ａは、基準電圧１００とタッチ用しきい値４０との差より大きく、基準電圧１００とプッシュ用しきい値５０との差よりも小さいので、コントローラ１２は、タッチ区間において操作者によるタッチ操作状態（入状態）と判断し、例えば、図１に示す表示画面３に表示されたカーソル３０が指示するメニュー３１が選択されたものとして、「テレビ」を選択状態にする。
【００３９】
一方、操作者が、ノブ２１の操作面２１０にプッシュ操作をすると、ノブ２１が支持部２２２を軸に下方に移動し、伝達面２１１を介して可動電極２３０をプッシュする。これに伴い、変形部２３１は、屈曲した状態に弾性変形し、可動電極２３０が固定電極２３２に電気的に接触、つまり、図５に示すプッシュ区間においてプッシュスイッチ２３が入状態になる。そのとき、可動電極２３０は、基板２４の接地パターンに接続されていることから第２の出力レベルはゼロになり、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、電位差Ｂは２ｖになる。
【００４０】
コントローラ１２は、タッチ用しきい値４０及びプッシュ用しきい値５０と、電位差Ｂに基づいて、操作面２１０にタッチ操作がされたか否か、又はプッシュ操作がされたか否かを判断する。図５（ｄ）に示す電位差Ｂは、基準電圧１００とプッシュ用しきい値５０との差よりも大きいので、コントローラ１２は、操作者によるプッシュ操作状態と判断し、例えば図１に示す表示画面３に表示されたメニュー３１が選択・決定されたものとして表示画面３の表示状態をテレビに変更する。
【００４１】
（第１の実施の形態の効果）
上記した本実施の形態によると、支持部材２２はノブ２１を支持するとともにタッチスイッチの電極としての機能を兼ね備えているため、部品点数を削減でき、構造を簡素化することができるので、コストの低廉化及び装置の小型化・簡素化を図ることができる。
【００４２】
また、支持部材２２は、端部２２０を介して基板２４に固定されるので、支持部材２２と配線パターン２４０との接続強度及び組み付け性を向上することができる。
【００４３】
また、支持部材２２は、装置本体２０及びノブ２１の内部に収納されるため、スイッチ装置２の外観に関してデザイン上の制約を少なくすることができる。
【００４４】
[第２の実施の形態]
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成及び機能を有する部分については共通の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる部分だけ説明する。
【００４５】
（スイッチ装置２の構成）
スイッチ装置２のノブ２１は、ノブ２１の内部に埋設された平板形状のノブ電極（電極部材）２１３を備える。ノブ電極２１３は、操作面２１０と支持部２２２との間に設けられ、支持部２２２に静電容量結合される。また、ノブ電極２１３は、例えば、導電めっき、金属スパッタ、導電性ゴム等により形成されている。なお、ノブ電極２１３は、操作面２１０の表面上に形成されていてもよい。
【００４６】
上記の構成を有するスイッチ装置２において、タッチ操作がされると、操作者の手指とノブ電極２１３との間で第１のコンデンサが形成され、ノブ電極２１３と支持部２２２との間で第２のコンデンサが形成される。それら形成された第１及び第２のコンデンサは、静電容量結合することにより第１の実施の形態のコンデンサＣ１を構成する。そして、そのコンデンサＣ１の静電容量の変化に応じてタッチ操作状態が検出される。また、プッシュ操作状態については、第１の実施の形態と同様に検出される。
【００４７】
（第２の実施の形態の効果）
上記した本実施の形態によると、第１の実施の形態の効果に加え、ノブ電極が支持部２２２に静電容量結合されることにより、タッチセンサの電極として機能する面積が、ノブ電極２１３の面積に拡大するので、タッチ操作の検出性能を向上することができる。
【００４８】
[第３の実施の形態]
図７は、本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の構成及び機能を有する部分については共通の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる部分だけ説明する。
【００４９】
（スイッチ装置２の構成）
スイッチ装置２は、装置本体２０と、ノブ２１と、支持部材２２と、第１及び第２のプッシュスイッチ２３Ａ，２３Ｂと、基板２４とから概略構成されている。スイッチ装置２は、１つのタッチ操作状態と、２つのプッシュ操作状態とを検出する。
【００５０】
（ノブ２１の構成）
ノブ２１は、ノブ２１の中央で分割される第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂと、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂに対するプッシュ操作力をそれぞれ第１及び第２のプッシュスイッチ２３Ａ，２３Ｂに伝達する第１及び第２の伝達面２１１Ａ，２１１Ｂと、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂに対向するようにノブ２１の内部に埋設された平板形状のノブ電極２１３と、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂを分割する境界線であり、支持部材２２上でノブ２１がシーソー状に動作する際の支点となる支点部２１４とを有する。
【００５１】
第１の伝達面２１１Ａは、第１の操作面２１０Ａに対するプッシュ操作（第１のプッシュ操作）によってプッシュ方向に変位し、第２の伝達面２１１Ｂは、第２の操作面２１０Ｂに対するプッシュ操作（第２のプッシュ操作）によってプッシュ方向に変位する。
【００５２】
（支持部材２２）
支持部材２２は、支点部２１４を支点にしてシーソー状に動作可能にノブ２１を支持する支持部２２２を有する。
【００５３】
（プッシュスイッチ２３の構成）
第１及び第２のプッシュスイッチ２３Ａ，２３Ｂは、第１及び第２の伝達面２１１Ａ，２１１Ｂにそれぞれ対応して設けられている。
【００５４】
上記の構成を有するスイッチ装置２において、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂのいずれかにタッチ操作がされると、操作者の手指とノブ電極２１３との間で形成された第１のコンデンサと、ノブ電極２１３と支柱部２２１との間で形成された第２のコンデンサとが、静電容量結合によりコンデンサＣ１を構成し、そのコンデンサＣ１の静電容量の変化に応じてタッチ操作状態が検出される。
【００５５】
また、第１のプッシュ操作がされると、ノブ２１が支点部２１４を支点にしてシーソー状に動作し、第１の伝達面２１１Ａがプッシュ方向に変位する。そして、第１のプッシュスイッチ２３Ａを介して第１のプッシュ操作状態が検出される。同様にして、第２のプッシュ操作がされると、第２の伝達面２１１Ｂがプッシュ方向に変位し、第２のプッシュスイッチ２３Ｂを介して第２のプッシュ操作状態が検出される。
【００５６】
（第３の実施の形態の効果）
上記した本実施の形態によると、第１及び第２の実施の形態の効果に加え、２つのプッシュスイッチによってプッシュ操作状態の検出数を増やすことができるので、スイッチ装置２の利便性を向上することができる。
【００５７】
[第４の実施の形態]
図８（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係るスイッチ装置の上面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、以下の説明において、第３の実施の形態と同一の構成及び機能を有する部分については共通の符号を付して詳細な説明は省略し、異なる部分だけ説明する。
【００５８】
（スイッチ装置２の構成）
スイッチ装置２は、装置本体２０と、ノブ２１と、第１及び第２の支持部材２２Ａ，２２Ｂと、第１及び第２のプッシュスイッチ２３Ａ，２３Ｂと、基板２４とから概略構成されている。スイッチ装置２は、２つのタッチ操作状態と、２つのプッシュ操作状態とを検出する。
【００５９】
（ノブ２１の構成）
ノブ２１は、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂにそれぞれ対向するようにノブ２１の内部に埋設された第１及び第２のノブ電極２１３Ａ，２１３Ｂを有する。第１及び第２のノブ電極２１３Ａ，２１３Ｂは、図８（ａ）に示すように、Ｌ字型の平板形状を有し、第１及び第２の支持部材２２Ａ，２２Ｂにそれぞれ静電容量結合さる。
【００６０】
（支持部材２２）
第１及び第２の支持部材２２Ａ，２２Ｂは、それぞれの支持部２２２を境界線２１５上に配列するように基板２４上に固定され、それら２つの支持部２２２によりノブ２１を支持する。
【００６１】
上記の構成を有するスイッチ装置２において、第１及び第２の操作面２１０Ａ，２１０Ｂのいずれかにタッチ操作がされると、そのタッチ操作がされた操作面に対応するノブ電極及び支持部を介して静電容量の変化が出力され、タッチ操作状態が検出される。すなわち、タッチ操作がされた操作面を区別した状態で２つのタッチ操作状態が検出される。また、２つのプッシュ操作状態は、第３の実施の形態と同様に、第１及び第２のプッシュスイッチ２３Ａ，２３Ｂを介してそれぞれ検出される。
【００６２】
なお、本実施の形態では、２つのタッチ操作状態を検出したが、ノブ２１の操作面を３つ以上に分割し、その分割した操作面の分割領域と分割数に応じて、ノブ電極及び支持部材を設けて、分割数分のタッチ操作状態を検出するようにしてもよい。
【００６３】
（第４の実施の形態の効果）
上記した本実施の形態によると、第１乃至第３の実施の形態の効果に加え、複数の支持部材２２によってノブ２１を支持することにより、タッチ操作状態の検出数を増やすことができるので、スイッチ装置２の利便性を向上することができる。
【００６４】
[他の実施の形態]
上記した各実施の形態におけるプッシュスイッチは、プッシュ方向の変位に基づく入・切状態を検出するスイッチであるが、例えば、プッシュ方向への変位量を多段階に検出したり、変位量自体を検出するスイッチでもよく、変位量を電気信号に変換する磁気センサ及び超音波センサ等のセンサを用いてもよい。
【００６５】
また、上記の各実施の形態におけるスイッチ装置２は、車両１のステアリング部に設置したが、スイッチ装置２の設置位置はこれに限定されない。また、イッチ装置２は、表示画面３を操作する他に、空調装置等の他の車載機器の操作に用いられてもよいし、家庭用、業務用等の各種電子機器に用いられてもよい。
【００６６】
また、本発明は、上記の各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の使用状況を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】（ａ）は、スイッチ装置の基板及び支持部材を示す斜視図である。（ｂ）は、支持部材の変形例を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置のブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るスイッチ装置の動作を説明するために用いる信号波形図であり、（ａ）は、タッチ操作による静電容量ＩＣの検出信号を、（ｂ）は、その出力信号を、（ｃ）は、プッシュ動作による静電容量ＩＣの検出信号を、（ｄ）は、その出力信号である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るスイッチ装置の図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係るスイッチ装置の上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…車両、２…スイッチ装置、３…表示画面、１１…静電容量ＩＣ、
１２…コントローラ、２０…装置本体、２１…ノブ、
２２，２２Ａ，２２Ｂ…支持部材、２３，２３Ａ，２３Ｂ…プッシュスイッチ、
２４…基板、３０…カーソル、３１…メニュー、４０…タッチ用しきい値、
５０…プッシュ用しきい値、１００…基準電圧、１０１…検出電圧、
１１０…発振部、１１１…負荷抵抗、１１２…ダイオード、１１３…ＬＰＦ、
１１４…オペアンプ、１２０…メモリ、２００…挿通孔、
２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ…操作面、２１１，２１１Ａ，２１１Ｂ…伝達面、
２１２…凹部、２１３，２１３Ａ，２１３Ｂ…ノブ電極、２１４…支点部、
２２０…端部、２２１…支柱部、２２２…支持部、２３０…可動電極、
２３１…変形部、２３２…固定電極、２４０…配線パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線部が形成された基板と、
プッシュ操作及びタッチ操作がされる操作面を有する操作部と、
前記操作部を動作可能に支持する導電性の支持部を有し、前記操作面に対する前記タッチ操作に基づく静電容量の変化を前記配線部に出力する第１のスイッチ部と、
前記基板及び前記操作部の間に設けられ、前記プッシュ操作により前記操作部が動作したことによるプッシュ方向の変位に基づく信号を前記配線部に出力する第２のスイッチ部と、
を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
配線部が形成された基板と、
プッシュ操作及びタッチ操作がされる２つの操作面を有する操作部と、
前記２つの操作面の境界線を支点にしてシーソー状に前記操作部を支持する導電性の支持部を有し、前記操作面に対する前記タッチ操作に基づく静電容量の変化を前記配線部に出力する第１のスイッチ部と、
前記２つの操作面にそれぞれ対応して設けられ、前記プッシュ操作により前記操作部がシーソー状に動作したことによるプッシュ方向の変位に基づく信号を前記操作面毎に前記配線部にそれぞれ出力する２つの第２のスイッチ部と、
を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項３】
前記第１のスイッチ部は、前記境界線上に前記支持部を配列するように２つ設けられ、前記２つの操作面毎に前記静電容量の変化を前記配線部にそれぞれ出力する請求項２に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記操作部は、前記支持部と前記操作面との間又は前記操作面上に、前記支持部と静電容量結合される電極部材を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
【請求項１】
配線部が形成された基板と、
プッシュ操作及びタッチ操作がされる操作面を有する操作部と、
前記操作部を動作可能に支持する導電性の支持部を有し、前記操作面に対する前記タッチ操作に基づく静電容量の変化を前記配線部に出力する第１のスイッチ部と、
前記基板及び前記操作部の間に設けられ、前記プッシュ操作により前記操作部が動作したことによるプッシュ方向の変位に基づく信号を前記配線部に出力する第２のスイッチ部と、
を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
配線部が形成された基板と、
プッシュ操作及びタッチ操作がされる２つの操作面を有する操作部と、
前記２つの操作面の境界線を支点にしてシーソー状に前記操作部を支持する導電性の支持部を有し、前記操作面に対する前記タッチ操作に基づく静電容量の変化を前記配線部に出力する第１のスイッチ部と、
前記２つの操作面にそれぞれ対応して設けられ、前記プッシュ操作により前記操作部がシーソー状に動作したことによるプッシュ方向の変位に基づく信号を前記操作面毎に前記配線部にそれぞれ出力する２つの第２のスイッチ部と、
を備えたことを特徴とするスイッチ装置。
【請求項３】
前記第１のスイッチ部は、前記境界線上に前記支持部を配列するように２つ設けられ、前記２つの操作面毎に前記静電容量の変化を前記配線部にそれぞれ出力する請求項２に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記操作部は、前記支持部と前記操作面との間又は前記操作面上に、前記支持部と静電容量結合される電極部材を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のスイッチ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−３０１８５４（Ｐ２００９−３０１８５４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５４６８０（Ｐ２００８−１５４６８０）
【出願日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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