タッチスイッチ
【課題】使用者の意識的な操作を妨げることなく、意図しない接触による入力を防止することができる、新規な構造のタッチスイッチを提供する。
【解決手段】導電部材１８に対して複数箇所から電圧が印加されており、導電部材１８における通電状態に基づいて被検出導電体５６の導電部材１８への接触の有無と接触位置を検出するタッチスイッチ１０において、導電性の接触確認部材２０を設けて、導電部材１８に電圧を印加する電源２８，３４の接地側電極３６を接触確認部材２０に接続し、接触確認部材２０に対する導電部材１８の導通状態下で被検出導電体５６の導電部材１８への接触の有無と接触位置を検出する。
【解決手段】導電部材１８に対して複数箇所から電圧が印加されており、導電部材１８における通電状態に基づいて被検出導電体５６の導電部材１８への接触の有無と接触位置を検出するタッチスイッチ１０において、導電性の接触確認部材２０を設けて、導電部材１８に電圧を印加する電源２８，３４の接地側電極３６を接触確認部材２０に接続し、接触確認部材２０に対する導電部材１８の導通状態下で被検出導電体５６の導電部材１８への接触の有無と接触位置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の指先等でのタッチを検出するためのタッチスイッチに係り、特に、誤動作を防止することができるタッチスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両や建築物等には、室内灯の点灯／消灯の切り替えや電動パワーウインドウの開閉等といった所定の動作（機能）に対応付けられるスイッチが設けられており、必要に応じてスイッチを選択的に操作することで、目的とする動作が実行されるようになっている。
【０００３】
ところで、近年では、使用者の操作を機械的に検出するメカニカルスイッチに変えて、使用者の画面への接触を電気的に検出するタッチスイッチ（タッチパネル）が急速に普及してきており、例えば、自動車におけるエアーコンディショナの操作等への適用が検討されている。このタッチスイッチは、導電体である使用者の指が、フラットな画面上に表示されたボタンに接触する際の電気的な変化を検出するものであって、例えば、特開２００９−７５６５６号公報（特許文献１）等に示されている。
【０００４】
ところが、特許文献１では、指の大きさに対して充分に大きな画面上にタッチスイッチのボタンが表示されることから、使用者が他の作業をしている際に不用意に触れてしまう等して、意図しない操作をしてしまうおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７５６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、使用者の意識的な操作を妨げることなく、不用意な接触による誤操作を防止することができる、新規な構造のタッチスイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明の第１の態様は、導電部材に対して複数箇所から電圧が印加されており、該導電部材における通電状態に基づいて被検出導電体の該導電部材への接触の有無と接触位置を検出するタッチスイッチにおいて、導電性の接触確認部材を設けて、前記導電部材に電圧を印加する電源の接地側電極を該接触確認部材に接続し、該接触確認部材に対する該導電部材の導通状態下において前記被検出導電体の該導電部材への接触の有無と接触位置を検出することを特徴とする。
【０００８】
このような第１の態様に従う構造とされたタッチスイッチによれば、導電部材と接触確認部材を導通させながら被検出導電体が導電部材に接触した場合に、接触の有無や接触位置が検出されて、タッチスイッチに対する入力に応じて予め定められた動作が実行される。一方、導電部材と接触確認部材が導通されていない状態では、電源と接地側電極が導通されないことから、被検出導電体が導電部材に接触しても接触の有無や接触位置が検出されない。それ故、導電部材に意図せず不用意に触れてしまっても、タッチスイッチが受け付けられることはなく、誤作動が防止されている。
【０００９】
要するに、本発明に係るタッチスイッチによれば、使用者がタッチスイッチを意図的に操作した場合と、使用者がタッチスイッチに誤って触れた場合とが、導電部材と接触確認部材の導通の有無によって判定されて、使用者の意図する操作だけが選択的に実行されるのである。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記導電部材と前記接触確認部材が電気絶縁性を有する絶縁体層の各一方の面に設けられているものである。
【００１１】
第２の態様によれば、絶縁体層の両面に導電部材と接触確認部材が設けられていることから、導電部材と接触確認部材が絶縁体層によって導通を防がれた状態で近接して配置される。このように、導電部材と接触確認部材が近い位置に配置されることにより、導電部材と接触確認部材を導通させる際に、それら導電部材と接触確認部材の間の導通部分において電気抵抗を小さく抑えることができる。その結果、検出信号（電流）のレベルを高くすることができて、検出精度や検出結果の信頼性等の向上が図られる。
【００１２】
さらに、導電部材と接触確認部材が近い位置に配置されており、それらを手で握る等して容易に導通させることができることから、それら導電部材と接触確認部材を導通させながらの操作が行い易くなる。しかも、導電部材と接触確認部材が絶縁層を挟んで両側に配置されることから、それら導電部材と接触確認部材の導通と、導電部材と被検出導電体の接触は、意図しなければ同時には起こり難く、操作のし易さと誤操作の効果的な防止が両立して実現される。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載されたタッチスイッチにおいて、壁部から突出して該壁部と対向して延びるドアハンドル形状の前記絶縁体層が形成されており、該絶縁体層の該壁部との対向面に前記導電部材と前記接触確認部材の何れか一方が設けられると共に、該絶縁体層部の該壁部と反対側の面に該導電部材と該接触確認部材の何れか他方が設けられて把手部とされているものである。
【００１４】
第３の態様によれば、ドアハンドル形状とされた絶縁体層の両面に導電部材と接触確認部材が設けられて把手部とされていることにより、把手部を掴むことによって導電部材と接触確認部材が導通されると共に、手指の導電部材への接触部分が被検出導電体とされて、手指での接触によってスイッチへの入力が行われる。このように、把手部を握るという意図せずには起こり難い状態での操作を選択的に受け付けることにより、誤って触れた場合の誤動作を防止することができる。
【００１５】
しかも、導電部材と接触確認部材の何れかが壁部に対向して配置されており、タッチスイッチを操作するためには壁部と把手部の間に手指等の導電体を差し入れる必要があることから、不用意な接触がより効果的に防止される。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記把手部が、自動車のドアアームレストとインサイドドアハンドルとアシストグリップの少なくとも１つの自動車用把手部とされているものである。
【００１７】
第４の態様によれば、自動車において、ウインドウの開閉操作やドアロックの開閉、エアーコンディショナのＯＮ／ＯＦＦや風量の調節、ヘッドライト等の点灯／消灯等を、不用意に触れて誤動作させることなく、制御することができる。しかも、手で握られる自動車用把手部にタッチスイッチを設けることで、自動車用把手部を片手で握りながら簡単に操作することができる。
【００１８】
本発明の第５の態様は、第１〜第４の何れか１つの態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記電源によって交流電圧が前記導電部材に印加されていると共に、該導電部材の表面に誘電体層が設けられており、前記被検出導電体の該導電部材に対する該誘電体層を介した接触の有無と接触位置が検出されるものである。
【００１９】
第５の態様によれば、被検出導電体が導電部材に対して誘電体層を介して間接的に接触することから、導電部材の磨耗や劣化が防止されて、耐久性の向上が図られる。また、交流電圧が印加されることによって、誘電体層が導電部材と被検出導電体の間に介在しても、静電容量に基づいて導電部材と被検出導電体の間で実質的に電流が流れて、接触の有無と接触位置が有効に検出される。
【００２０】
本発明の第６の態様は、第１〜第５の何れか１つの態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記電源によって直流電圧が前記導電部材に印加されており、前記被検出導電体の該導電部材に対する直接的な接触の有無と接触位置が検出されるものである。
【００２１】
第６の態様によれば、被検出導電体が導電部材に対して直接的に接触することにより、直流電圧を用いることができて、電源の構造を簡易なものとすることができる。
【００２２】
本発明の第７の態様は、第１〜第６の何れか１つの態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記導電部材および前記接触確認部材の少なくとも一方が導電性樹脂で形成されているものである。
【００２３】
第７の態様に示されているように、導電部材や接触確認部材を導電性樹脂で形成すれば、型成形によって形状の自由度を高めることができる。従って、例えばドアハンドル形状等の立体的な形状が要求される場合にも、導電部材や接触確認部材を所定の形状に容易に成形することが可能となる。
【００２４】
本発明の第８の態様は、第１〜第７の何れか１つの態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記導電部材および前記接触確認部材の少なくとも一方が導電性塗料で形成されているものである。
【００２５】
第８の態様によれば、成形性に優れた樹脂製部材等の表面に導電性塗料を塗布することで、立体形状の導電部材や接触確認部材を容易に形成することができる。
【００２６】
本発明の第９の態様は、第１〜第８の何れか１つの態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記被検出導電体の前記導電部材上での接触位置の移動量と移動方向が、接触位置を連続的に検出することで特定されるものである。
【００２７】
第９の態様によれば、被検出導電体の導電部材上での移動が検出されることから、接触の有無と接触した位置だけでなく、接触位置の変化に動作を対応付けることにより、１つのタッチスイッチにおいてより多くの操作を実現することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、導電部材と接触確認部材の導通状態下においてのみ被検出導電体の導電部材への接触が検出されることから、使用者が意図的にタッチスイッチを操作する場合には、入力が受け付けられて、操作に応じた動作が実行される一方で、使用者が意図せずにタッチスイッチに触れてしまった場合には、入力が受け付けられずに、誤った動作が実行されるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態としてのタッチスイッチを示す縦断面図であって、図２のＩ−Ｉ断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図１に示されたタッチスイッチにおける接触位置の特定方法を説明するための図。
【図４】図１に示されたタッチスイッチの操作時に構成される電気回路を示す回路図。
【図５】図１に示されたタッチスイッチのスイッチ部を示す要部拡大図であって、図１のＡ方向矢視図。
【図６】本発明の第２の実施形態としてのタッチスイッチを備えたアシストグリップを示す縦断面図であって、図７のＶＩ−ＶＩ断面図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。
【図８】図６に示されたタッチスイッチにおける接触位置の特定方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
図１，図２には、本発明の第１の実施形態としてのタッチスイッチ１０が示されている。このタッチスイッチ１０は、自動車用把手部としてのアシストグリップ１２に設けられている。アシストグリップ１２は、自動車の走行中に、乗員が体を支えて姿勢を保つためにつかまる握りであって、自動車のルーフ側部１４に取り付けられている。なお、以下の説明では、原則として、上下方向とは鉛直上下方向となる図１中の上下方向を、前後方向とは車両前後方向となる図１中の右左方向を、それぞれいうものとする。
【００３２】
より詳細には、アシストグリップ１２は、絶縁体層１６の一方の面に導電部材１８が設けられると共に、他方の面に接触確認部材２０が設けられた構造を有している。絶縁体層１６は、ゴム材料や合成樹脂材料等で形成されて、電気絶縁性を有しており、両端部がルーフ側部１４に対して略直交して下方に突出すると共に、屈曲して中間部分がルーフ側部１４に対して所定の距離を隔てて前後方向に延びたドアハンドル形状を有している。このように、本実施形態では、ルーフ側部１４がアシストグリップ１２を支持する壁部とされている。
【００３３】
絶縁体層１６の一方の面には、導電部材１８が設けられている。導電部材１８は、合成樹脂材料にカーボンブラック等の導電性フィラーを混合した導電性樹脂材料で形成されており、絶縁体層１６の前後外側の面および下面の全体を覆うように重ね合わされて、絶縁体層１６に固着されている。要するに、導電部材１８は、絶縁体層１６を挟んでルーフ側部１４と反対側に設けられており、車室空間側に配置されている。
【００３４】
また、絶縁体層１６の他方の面には、接触確認部材２０が設けられている。接触確認部材２０は、導電部材１８と同様に、合成樹脂材料にカーボンブラック等の導電性フィラーを混合した導電性樹脂材料で形成されており、絶縁体層１６の前後方向内側の面および上面の全体を覆うように重ね合わされて、絶縁体層１６に固着されている。要するに、接触確認部材２０は、絶縁体層１６のルーフ側部１４に対する対向面側に設けられている。なお、接触確認部材２０の抵抗値は、合成樹脂材料に混合する導電性フィラーの量を調節する等して、導電部材１８の抵抗値に比して無視できる程度に充分に小さくされていることが望ましい。
【００３５】
また、本実施形態では、絶縁体層１６と導電部材１８と接触確認部材２０が、誘電体層２２で覆われている。誘電体層２２は、誘電性を有するエラストマー材料や合成樹脂材料等で形成されており、薄肉とされて、絶縁体層１６と導電部材１８と接触確認部材２０の表面（ルーフ側部１４への固着面を除く）の略全面を被覆するように設けられている。
【００３６】
そして、アシストグリップ１２は、両端部が自動車のルーフ側部１４に取り付けられて支持されている。なお、ルーフ側部１４への取付け構造は特に限定されるものではないが、接着や融着等の手段で固着されていても良いし、ルーフ側部１４に対して揺動可能に軸支されていても良い。
【００３７】
また、図１に示されているように、導電部材１８の前側の端部には、第１の検出用抵抗体２４が電気的に接続されていると共に、第１の検出用抵抗体２４の電圧値：Ｖｍ1 を計測するための第１の電圧計２６が設けられている。更に、第１の検出用抵抗体２４および導電部材１８には第１の交流電源２８が接続されており、それら第１の検出用抵抗体２４および導電部材１８に対して第１の交流電源２８から交流電圧が印加されている。
【００３８】
一方、導電部材１８の後側の端部には、第２の検出用抵抗体３０が電気的に接続されていると共に、第２の検出用抵抗体３０の電圧値：Ｖｍ2 を計測するための第２の電圧計３２が設けられている。更に、第２の検出用抵抗体３０および導電部材１８には第２の交流電源３４が接続されており、それら第２の検出用抵抗体３０および導電部材１８に対して第２の交流電源３４から交流電圧が印加されている。なお、第１の検出用抵抗体２４と第２の検出用抵抗体３０は、互いに同じ抵抗値：ｒを有しており、第１の電圧計２６の計測値：Ｖｍ1 と第２の電圧計３２の計測値：Ｖｍ2 を計測することで、第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に流れる電流の大きさが計測されるようになっている。更に、第１の交流電源２８と第２の交流電源３４が互いに同相且つ同電位の交流電圧を印加することから、導電部材１８と接触確認部材２０が絶縁された状態では、導電部材１８および第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に定常電流が流れない。従って、導電部材１８と接触確認部材２０が絶縁された状態において、第１，第２の電圧計２６，３２の計測値は、何れも０になる（Ｖｍ1 ＝Ｖｍ2 ＝０）。
【００３９】
また、接触確認部材２０の前側の端部には、第１，第２の交流電源３４の接地側電極３６が電気的に接続されており、接地側電極３６の電位が接地によって０とされている。
【００４０】
さらに、第１の電圧計２６の計測値と第２の電圧計３２の計測値は、何れも電気信号として処理装置３８に送信される。処理装置３８は、例えば、計測値に基づいて接触の有無を判定する導通確認手段４０と、導通確認手段４０が接触を検知した場合に接触位置を特定する操作特定手段４２と、操作特定手段４２によって特定された操作の種類に応じて車両の装置に所定の動作を実行させる制御信号出力手段４４とを、有している。
【００４１】
このような構造を有するタッチスイッチ１０では、導電部材１８における通電状態に基づいて、被検出導体の導電部材１８への接触の有無と接触位置が検出される。即ち、図１，図２に２点鎖線で示されているように、乗員が手４６でアシストグリップ１２を掴んで、人差指（第２指）４８，中指（第３指）５０，薬指（第４指）５２，小指（第５指）５４の少なくとも１つを接触確認部材２０に接触させながら、被検出導電体としての親指（第１指）５６を導電部材１８に接触させることにより、導電部材１８における通電状態が変化して、親指５６の導電部材１８に対する接触の有無と接触位置が特定されるようになっている。
【００４２】
より詳細には、人間の手４６は導電体であることから、図１に示されているように、乗員が手４６でアシストグリップ１２を掴むと、導電部材１８と接触確認部材２０が手４６を通じて電気的に接続される。これにより、導電部材１８および第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に電流：Ｉ1 ，Ｉ2 が流れて、第１，第２の電圧計２６，３２が第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に流れる電流に応じた電圧値：Ｖｍ1 ，Ｖｍ2 を計測する。そして、処理装置３８の導通確認手段４０は、第１，第２の電圧計２６，３２の各計測値：Ｖｍ1 ，Ｖｍ2 が所定の数値以上である場合に、導電部材１８に対する親指５６（被検出導電体）の接触を検出する。なお、図１では、アシストグリップ１２および手４６を通じて電流の流れる経路が矢印で示されている。
【００４３】
なお、導通確認手段４０は、導電部材１８と接触確認部材２０の導通状態下において、親指５６の導電部材１８への接触を検知する。この導通確認手段４０は、例えば第１，第２の電圧計２６，３２の計測値が予め設定された閾値以上であるか否かを判定するものであって、計測値が閾値以上であると判定された場合に導電部材１８と接触確認部材２０の導通が確認される。即ち、導電部材１８だけに手４６が触れて導電部材１８と接触確認部材２０が導通されていない場合にも、導電部材１８が使用者の体を通じて接地されて第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に電流が流れ得る。しかし、このような接地態様では、導電部材１８から接地点までの経路が長く且つ該経路が抵抗体である人体であることから電気抵抗値が大きくなって、第１，第２の検出用抵抗体２４，３０を流れる電流が小さくなる。その結果、計測値が上記の閾値を下回って、導電部材１８への接触は検出されない。一方、導電部材１８と接触確認部材２０が手４６によって導通されると、導電部材１８が人体に比して充分に抵抗値の小さい接触確認部材２０および電線を通じて接地される。これにより、第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に流れる電流が閾値以上となって、導通確認手段４０によって導電部材１８と接触確認部材２０の導通が確認されることから、親指５６の導電部材１８への接触が検出される。
【００４４】
導通確認手段４０によって導電部材１８と接触確認部材２０の導通が確認されると、処理装置３８の操作特定手段４２が、第１，第２の電圧計２６，３２の計測値に基づいて親指５６の導電部材１８に対する接触位置を特定する。即ち、図３に示されているように、全体の抵抗値をＲとされた導電部材１８の中間部分に親指５６が接触すると、抵抗体としての導電部材１８は、一方の端（図３中、左端）から親指５６の接触位置までの第１の抵抗体５８（抵抗値はＲ1 ）と、他方の端（図３中、右端）から親指５６の接触位置までの第２の抵抗体６０（抵抗値はＲ2 ）とに実質的に分割される。これら第１の抵抗体５８の抵抗値：Ｒ1 と、第２の抵抗体６０の抵抗値：Ｒ2 の比は、導電部材１８の一方の端から親指５６の接触位置までの距離と、導電部材１８の他方の端から親指５６の接触位置までの距離との比と略同じになることから、Ｒ1 とＲ2 の比を求めることによって、親指５６の導電部材１８に対する接触位置が特定される。なお、導電部材１８と接触確認部材２０が手４６によって導通された状態を電気回路図として示したのが、図４である。
【００４５】
本実施形態では、導電部材１８および接触確認部材２０の表面が誘電体層２２で覆われており、手４６が誘電体層２２を介してそれら導電部材１８および接触確認部材２０に間接的に接触する。このようにして手４６が導電部材１８および接触確認部材２０と対向することにより、手４６（第１指５６）と導電部材１８を電極とするコンデンサと、手４６（第２〜第５指４８，５０，５２，５４）と接触確認部材２０を電極とするコンデンサが構成される。第１，第２の交流電源２８，３４から導電部材１８には交流電圧が印加されることから、手４６と導電部材１８および手４６と接触確認部材２０の間で電流が流れる。要するに、本実施形態のタッチスイッチ１０は静電容量結合型とされており、親指５６の導電部材１８に対する誘電体層２２を介した間接的な接触が検出されるようになっている。
【００４６】
また、第１，第２の電圧計２６，３２による電圧値の計測は所定の時間間隔で繰り返されており、操作特定手段４２が親指５６の導電部材１８に対する接触位置の変化を連続的に検出している。これにより、親指５６を導電部材１８の表面に接触させながら移動させた場合に、親指５６の変位方向と変位量，変位の速さが特定されるようになっている。
【００４７】
操作特定手段４２によって親指５６の導電部材１８への接触位置が特定されて操作の種類が判別されると、処理装置３８の制御信号出力手段４４が、自動車の装置に対して制御信号を出力して、該装置に対して操作に応じた動作を行わせる。タッチスイッチ１０の操作によって制御される装置は、特に限定されるものではないが、例えば、自動車のエアーコンディショナがタッチスイッチ１０の操作によって制御される。具体的には、例えば、アシストグリップ１２を握って導電部材１８と接触確認部材２０を手４６によって導通させながら、親指５６で図５に示された導電部材１８の第１のスイッチ部６２をタッチする操作を行うことによって、制御信号出力手段４４からエアーコンディショナに対してＯＮ／ＯＦＦの切替え信号が出力される。更に、導電部材１８と接触確認部材２０を導通させながら、親指５６で図５に示された導電部材１８の第２のスイッチ部６４をタッチする操作を行うことによって、制御信号出力手段４４からエアーコンディショナに対して運転モード（暖房／冷房や風の吹出口）の切替え信号が出力される。更にまた、導電部材１８と接触確認部材２０を導通させながら、親指５６で導電部材１８の第３のスイッチ部６６を前後方向（図５中、右左方向）に撫でる操作を行うことによって、制御信号出力手段４４からエアーコンディショナに対して風量調節信号が出力される。この風量の調節に際しては、親指５６の導電部材１８上での変位方向によって風量の増加操作と減少操作が判定されると共に、親指５６の導電部材１８上での変位量によって風量の変化量が設定され、更に、親指５６の導電部材１８上での変位スピードによって単位時間当たりの風量の変化量（変化の早さ）が設定される。なお、図５に示されているように、第１〜第３のスイッチ部６２，６４，６６は、凹溝６８によって区切られる等して、第１〜第３のスイッチ部６２，６４，６６の位置が触感によって特定されるようになっていても良い。
【００４８】
もっとも、上記の如きタッチスイッチ１０の操作とエアーコンディショナ等の動作との対応付けは、あくまでも例示であって、限定されるものではなく、例えば、車窓の開閉やオーディオ機器の操作、車室灯の操作等にも用いられ得る。
【００４９】
本実施形態に従う構造とされたタッチスイッチ１０において、タッチ操作を行う場合には、アシストグリップ１２を手４６で握って親指５６で導電部材１８に接触するという極めて簡単な方法で、親指５６の導電部材１８に対する接触位置やその変化量および変化方向等に応じた動作を実行させることができる。
【００５０】
一方、タッチスイッチ１０によれば、ハンドル形のアシストグリップ１２を握って、導電部材１８と接触確認部材２０を導通させながらタッチ操作を行う必要があることから、導電部材１８に意図せずに誤って触れた場合にも、タッチ操作が受け付けられることはなく、意図しない接触による誤動作が防止される。特に、接触確認部材２０がアシストグリップ１２の内側に設けられており、手４６で握る部分がルーフ側部１４と対向していることから、導電部材１８と接触確認部材２０の両方に意図せずに触れることは起こり難く、誤動作が効果的に防がれている。
【００５１】
しかも、タッチスイッチ１０では、導通確認手段４０が設けられて、導電部材１８と接触確認部材２０の導通状態下でのみ被検出導電体（親指５６）の導電部材１８への接触が検知されるようになっている。それ故、意図的な操作と意図しない接触が、導通確認手段４０によって精度良く判別されて、誤動作が防止される。
【００５２】
また、導電部材１８と接触確認部材２０が絶縁体層１６の両面に設けられて、近い位置に配置されていることから、導電部材１８と接触確認部材２０を導通させることにより、導電部材１８だけに手４６が触れた場合に比して、電気抵抗が抑えられて第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に大きな電流が流れる。それ故、意図的な接触と、意図しない接触を、高精度に判別することができて、不用意な接触による誤動作を防ぐことができる。
【００５３】
また、導電部材１８および接触確認部材２０が導電性樹脂で形成されていることにより、導電部材１８および接触確認部材２０の形状の自由度を大きくすることができて、アシストグリップ１２のような立体形状にも容易に対応することができる。
【００５４】
また、導電部材１８に対する親指５６の接触位置だけでなく、接触位置の変化（移動）も検出できることから、接触位置の移動量や接触位置の移動方向等に対応して所定の動作を実行させることもできる。これにより、１つのタッチスイッチ１０によってより多くの動作を実行させることが可能となると共に、ＯＮ／ＯＦＦの制御だけでなく、音量や風量等の制御を理解し易い簡単な操作によって行うこともでき得る。
【００５５】
また、本実施形態のタッチスイッチ１０は、静電容量結合型とされており、導電部材１８および接触確認部材２０の表面に誘電体層２２が設けられている。それ故、手４６が導電部材１８および接触確認部材２０に直接接触することがなく、耐久性の向上が図られる。
【００５６】
図６，図７には、本発明の第２の実施形態としてのタッチスイッチ７０が示されている。タッチスイッチ７０は、自動車用把手部としてのアシストグリップ７２に設けられている。なお、以下の説明において、第１の実施形態と実質的に同一の部材および部位については、図中に同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００５７】
アシストグリップ７２は、絶縁体層としての絶縁部材７４と、絶縁部材７４の一方の面に固着された導電部材７６と、絶縁部材７４の他方の面に固着された接触確認部材７８とを有している。絶縁部材７４は、ハンドル形状を呈する部材であって、合成樹脂材料等で形成された絶縁体とされている。
【００５８】
また、絶縁部材７４の一方の面には、導電部材７６が固着されている。導電部材７６は、調製されたゴムコンパウンドに有機溶剤を添加したものに導電性フィラーとしてのカーボンブラックを混合し、更に印刷用溶剤を添加したゴム系の導電性塗料が、スクリーン印刷やインクジェット印刷，フレキソ印刷，グラビア印刷，パッド印刷，リソグラフィー等の方法で、絶縁部材７４の一方の面上に所定の形状で印刷されることによって形成されている。
【００５９】
この導電部材７６には、ルーフ側部１４に取り付けられる一方の端部に第１の直流電源８０が取り付けられており、所定の直流電圧が印加されている。更に、導電部材７６のルーフ側部１４に取り付けられる他方の端部には、第２の直流電源８２が取り付けられており、第１の直流電源８０と同電位の直流電圧が印加されている。これにより、導電部材７６には、手４６の非接触状態において、電流が流れない。なお、第１，第２の直流電源８０，８２と導電部材７６の間に設けられた第１，第２の検出用抵抗体２４，３０および第１，第２の電圧計２６，３２については、第１の実施形態と同様であることから、説明を省略する。
【００６０】
また、絶縁部材７４の他方の面には、接触確認部材７８が固着されている。接触確認部材７８は、導電部材７６と同様に、導電性塗料が絶縁部材７４の他方の面上に所定の形状で印刷されることによって形成されており、導電部材７６から離隔して設けられることで、導電部材７６に対して電気的に絶縁されている。なお、導電部材７６および接触確認部材７８の形成材料は、特に限定されるものではなく、導電性を有する塗料であれば各種公知のものが採用され得る。
【００６１】
このような構造とされたタッチスイッチ７０においても、第１の実施形態のタッチスイッチ１０と同様に、アシストグリップ７２を手４６で握って、導電部材７６と接触確認部材７８を導通させると同時に、親指５６で導電部材７６の所定の部位に触れることで、親指５６の導電部材７６への接触位置に対応する動作が実行されるようになっている。これにより、意図しない接触による誤動作が回避される。
【００６２】
また、本実施形態のタッチスイッチ７０では、導電部材７６および接触確認部材７８が外部に露出しており、図７に示されているように、手４６が導電部材７６および接触確認部材７８に対して直接接触するようになっている。そして、親指５６の導電部材７６への直接的な接触の有無と接触位置が検出される。それ故、直流電圧を印加する第１，第２の直流電源８０，８２を採用することができて、電源の簡略化が図られる。なお、このことからも明らかなように、本実施形態のタッチスイッチ７０は、抵抗結合型とされている。
【００６３】
なお、第１の実施形態の構造において誘電体層２２を省略すると共に、第１，第２の交流電源２８，３４を第１，第２の直流電源８０，８２に代えて導電部材１８に直流電圧を印加することで、抵抗結合型のタッチスイッチとすることもできる。同様に、第２の実施形態の構造において、導電部材７６および接触確認部材７８の表面を誘電体層２２で覆うと共に、第１，第２の直流電源８０，８２を第１，第２の交流電源２８，３４に代えて導電部材７６に交流電圧を印加することで、静電容量結合型のタッチスイッチとすることも可能である。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、前記実施形態では、絶縁体層１６を挟んで導電部材１８と接触確認部材２０が近い位置に配置されていたが、導電部材と接触確認部材は、電気的に相互に絶縁されていれば、離隔して別々の位置に配置されていても良い。より具体的には、導電部材と接触確認部材が何れも平板形状とされており、導電部材が自動車のドアに配設されていると共に、接触確認部材が自動車のルーフに配設されて、一方の手で接触確認部材に触れながら他方の手で導電部材に触れることで、タッチスイッチが操作を受け付けるようになっていても良い。
【００６５】
また、導電部材と接触確認部材の導通は、手の接触による人体を通じた導通に限定されるものではなく、例えば、人体よりも電気抵抗の小さい導通用部材を介して導電部材と接触確認部材が導通されるようになっていても良い。更に、接触位置を特定される被検出導電体も、人の親指に限定されるものではなく、人差指等といった人体の別の部位であっても良いし、ペン状のタッチ用部材等といった別部材であっても良い。
【００６６】
また、導電部材には、複数箇所から電圧が印加されていれば良く、必ずしも２箇所に限定されない。即ち、前記実施形態では、親指５６の導電部材１８に対する接触位置が車両前後方向で１次元的に特定されるようになっていたが、例えば、導電部材に対して４箇所から電圧を印加して、導電部材上で車両前後方向だけでなく、車両左右方向又は車両上下方向でも接触位置が特定されるようにもできる。要するに、４箇所に電圧を印加することで、導電部材上において２次元的に接触位置およびその変化を検出することも可能である。
【００６７】
また、導電部材および接触確認部材の形成材料は、前記実施形態に示されている導電性の合成樹脂や導電性塗料に限定されるものではなく、電気伝導率が充分に大きいものであれば良いことから、例えば、銅等の金属材料等を採用することもできる。更に、第１の実施形態に示された導電性樹脂を導電部材と接触確認部材の一方に用いると共に、第２の実施形態に示された導電性塗料を導電部材と接触確認部材の他方に用いることも可能であり、導電部材と接触確認部材が同じ材料で形成されている必要はない。
【００６８】
また、絶縁体層は、導電部材と接触確認部材の間に介在して、電気的な絶縁機能を有していれば、形状は特に限定されるものではなく、例えば、異形状の絶縁部材も絶縁体層として採用され得る。
【００６９】
また、前記実施形態では、タッチスイッチ１０が自動車のアシストグリップ１２に設けられていたが、タッチスイッチは、例えば、自動車のドアアームレストに設けられてドアの施錠状態と開錠状態を切り替える操作装置とされていても良いし、インサイドドアハンドルに設けられて車窓開閉用の操作装置とされていても良い。また、本発明のタッチスイッチは、必ずしも自動車にのみ用いられるものではなく、家屋のドアハンドルや照明用スイッチ等にも適用され得る。
【符号の説明】
【００７０】
１０，７０：タッチスイッチ、１２，７２：アシストグリップ（把手部）、１４：ルーフ側部（壁部）、１６：絶縁体層、１８，７６：導電部材、２２：誘電体層、２８：第１の交流電源（電源）、３４：第２の交流電源（電源）、３６：接地側電極、５６：親指（被検出導電体）、７４：絶縁部材（絶縁体層）、８０：第１の直流電源（電源）、８２：第２の直流電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、使用者の指先等でのタッチを検出するためのタッチスイッチに係り、特に、誤動作を防止することができるタッチスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両や建築物等には、室内灯の点灯／消灯の切り替えや電動パワーウインドウの開閉等といった所定の動作（機能）に対応付けられるスイッチが設けられており、必要に応じてスイッチを選択的に操作することで、目的とする動作が実行されるようになっている。
【０００３】
ところで、近年では、使用者の操作を機械的に検出するメカニカルスイッチに変えて、使用者の画面への接触を電気的に検出するタッチスイッチ（タッチパネル）が急速に普及してきており、例えば、自動車におけるエアーコンディショナの操作等への適用が検討されている。このタッチスイッチは、導電体である使用者の指が、フラットな画面上に表示されたボタンに接触する際の電気的な変化を検出するものであって、例えば、特開２００９−７５６５６号公報（特許文献１）等に示されている。
【０００４】
ところが、特許文献１では、指の大きさに対して充分に大きな画面上にタッチスイッチのボタンが表示されることから、使用者が他の作業をしている際に不用意に触れてしまう等して、意図しない操作をしてしまうおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−７５６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、使用者の意識的な操作を妨げることなく、不用意な接触による誤操作を防止することができる、新規な構造のタッチスイッチを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明の第１の態様は、導電部材に対して複数箇所から電圧が印加されており、該導電部材における通電状態に基づいて被検出導電体の該導電部材への接触の有無と接触位置を検出するタッチスイッチにおいて、導電性の接触確認部材を設けて、前記導電部材に電圧を印加する電源の接地側電極を該接触確認部材に接続し、該接触確認部材に対する該導電部材の導通状態下において前記被検出導電体の該導電部材への接触の有無と接触位置を検出することを特徴とする。
【０００８】
このような第１の態様に従う構造とされたタッチスイッチによれば、導電部材と接触確認部材を導通させながら被検出導電体が導電部材に接触した場合に、接触の有無や接触位置が検出されて、タッチスイッチに対する入力に応じて予め定められた動作が実行される。一方、導電部材と接触確認部材が導通されていない状態では、電源と接地側電極が導通されないことから、被検出導電体が導電部材に接触しても接触の有無や接触位置が検出されない。それ故、導電部材に意図せず不用意に触れてしまっても、タッチスイッチが受け付けられることはなく、誤作動が防止されている。
【０００９】
要するに、本発明に係るタッチスイッチによれば、使用者がタッチスイッチを意図的に操作した場合と、使用者がタッチスイッチに誤って触れた場合とが、導電部材と接触確認部材の導通の有無によって判定されて、使用者の意図する操作だけが選択的に実行されるのである。
【００１０】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記導電部材と前記接触確認部材が電気絶縁性を有する絶縁体層の各一方の面に設けられているものである。
【００１１】
第２の態様によれば、絶縁体層の両面に導電部材と接触確認部材が設けられていることから、導電部材と接触確認部材が絶縁体層によって導通を防がれた状態で近接して配置される。このように、導電部材と接触確認部材が近い位置に配置されることにより、導電部材と接触確認部材を導通させる際に、それら導電部材と接触確認部材の間の導通部分において電気抵抗を小さく抑えることができる。その結果、検出信号（電流）のレベルを高くすることができて、検出精度や検出結果の信頼性等の向上が図られる。
【００１２】
さらに、導電部材と接触確認部材が近い位置に配置されており、それらを手で握る等して容易に導通させることができることから、それら導電部材と接触確認部材を導通させながらの操作が行い易くなる。しかも、導電部材と接触確認部材が絶縁層を挟んで両側に配置されることから、それら導電部材と接触確認部材の導通と、導電部材と被検出導電体の接触は、意図しなければ同時には起こり難く、操作のし易さと誤操作の効果的な防止が両立して実現される。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第２の態様に記載されたタッチスイッチにおいて、壁部から突出して該壁部と対向して延びるドアハンドル形状の前記絶縁体層が形成されており、該絶縁体層の該壁部との対向面に前記導電部材と前記接触確認部材の何れか一方が設けられると共に、該絶縁体層部の該壁部と反対側の面に該導電部材と該接触確認部材の何れか他方が設けられて把手部とされているものである。
【００１４】
第３の態様によれば、ドアハンドル形状とされた絶縁体層の両面に導電部材と接触確認部材が設けられて把手部とされていることにより、把手部を掴むことによって導電部材と接触確認部材が導通されると共に、手指の導電部材への接触部分が被検出導電体とされて、手指での接触によってスイッチへの入力が行われる。このように、把手部を握るという意図せずには起こり難い状態での操作を選択的に受け付けることにより、誤って触れた場合の誤動作を防止することができる。
【００１５】
しかも、導電部材と接触確認部材の何れかが壁部に対向して配置されており、タッチスイッチを操作するためには壁部と把手部の間に手指等の導電体を差し入れる必要があることから、不用意な接触がより効果的に防止される。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第３の態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記把手部が、自動車のドアアームレストとインサイドドアハンドルとアシストグリップの少なくとも１つの自動車用把手部とされているものである。
【００１７】
第４の態様によれば、自動車において、ウインドウの開閉操作やドアロックの開閉、エアーコンディショナのＯＮ／ＯＦＦや風量の調節、ヘッドライト等の点灯／消灯等を、不用意に触れて誤動作させることなく、制御することができる。しかも、手で握られる自動車用把手部にタッチスイッチを設けることで、自動車用把手部を片手で握りながら簡単に操作することができる。
【００１８】
本発明の第５の態様は、第１〜第４の何れか１つの態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記電源によって交流電圧が前記導電部材に印加されていると共に、該導電部材の表面に誘電体層が設けられており、前記被検出導電体の該導電部材に対する該誘電体層を介した接触の有無と接触位置が検出されるものである。
【００１９】
第５の態様によれば、被検出導電体が導電部材に対して誘電体層を介して間接的に接触することから、導電部材の磨耗や劣化が防止されて、耐久性の向上が図られる。また、交流電圧が印加されることによって、誘電体層が導電部材と被検出導電体の間に介在しても、静電容量に基づいて導電部材と被検出導電体の間で実質的に電流が流れて、接触の有無と接触位置が有効に検出される。
【００２０】
本発明の第６の態様は、第１〜第５の何れか１つの態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記電源によって直流電圧が前記導電部材に印加されており、前記被検出導電体の該導電部材に対する直接的な接触の有無と接触位置が検出されるものである。
【００２１】
第６の態様によれば、被検出導電体が導電部材に対して直接的に接触することにより、直流電圧を用いることができて、電源の構造を簡易なものとすることができる。
【００２２】
本発明の第７の態様は、第１〜第６の何れか１つの態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記導電部材および前記接触確認部材の少なくとも一方が導電性樹脂で形成されているものである。
【００２３】
第７の態様に示されているように、導電部材や接触確認部材を導電性樹脂で形成すれば、型成形によって形状の自由度を高めることができる。従って、例えばドアハンドル形状等の立体的な形状が要求される場合にも、導電部材や接触確認部材を所定の形状に容易に成形することが可能となる。
【００２４】
本発明の第８の態様は、第１〜第７の何れか１つの態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記導電部材および前記接触確認部材の少なくとも一方が導電性塗料で形成されているものである。
【００２５】
第８の態様によれば、成形性に優れた樹脂製部材等の表面に導電性塗料を塗布することで、立体形状の導電部材や接触確認部材を容易に形成することができる。
【００２６】
本発明の第９の態様は、第１〜第８の何れか１つの態様に記載されたタッチスイッチにおいて、前記被検出導電体の前記導電部材上での接触位置の移動量と移動方向が、接触位置を連続的に検出することで特定されるものである。
【００２７】
第９の態様によれば、被検出導電体の導電部材上での移動が検出されることから、接触の有無と接触した位置だけでなく、接触位置の変化に動作を対応付けることにより、１つのタッチスイッチにおいてより多くの操作を実現することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、導電部材と接触確認部材の導通状態下においてのみ被検出導電体の導電部材への接触が検出されることから、使用者が意図的にタッチスイッチを操作する場合には、入力が受け付けられて、操作に応じた動作が実行される一方で、使用者が意図せずにタッチスイッチに触れてしまった場合には、入力が受け付けられずに、誤った動作が実行されるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態としてのタッチスイッチを示す縦断面図であって、図２のＩ−Ｉ断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図。
【図３】図１に示されたタッチスイッチにおける接触位置の特定方法を説明するための図。
【図４】図１に示されたタッチスイッチの操作時に構成される電気回路を示す回路図。
【図５】図１に示されたタッチスイッチのスイッチ部を示す要部拡大図であって、図１のＡ方向矢視図。
【図６】本発明の第２の実施形態としてのタッチスイッチを備えたアシストグリップを示す縦断面図であって、図７のＶＩ−ＶＩ断面図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。
【図８】図６に示されたタッチスイッチにおける接触位置の特定方法を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
図１，図２には、本発明の第１の実施形態としてのタッチスイッチ１０が示されている。このタッチスイッチ１０は、自動車用把手部としてのアシストグリップ１２に設けられている。アシストグリップ１２は、自動車の走行中に、乗員が体を支えて姿勢を保つためにつかまる握りであって、自動車のルーフ側部１４に取り付けられている。なお、以下の説明では、原則として、上下方向とは鉛直上下方向となる図１中の上下方向を、前後方向とは車両前後方向となる図１中の右左方向を、それぞれいうものとする。
【００３２】
より詳細には、アシストグリップ１２は、絶縁体層１６の一方の面に導電部材１８が設けられると共に、他方の面に接触確認部材２０が設けられた構造を有している。絶縁体層１６は、ゴム材料や合成樹脂材料等で形成されて、電気絶縁性を有しており、両端部がルーフ側部１４に対して略直交して下方に突出すると共に、屈曲して中間部分がルーフ側部１４に対して所定の距離を隔てて前後方向に延びたドアハンドル形状を有している。このように、本実施形態では、ルーフ側部１４がアシストグリップ１２を支持する壁部とされている。
【００３３】
絶縁体層１６の一方の面には、導電部材１８が設けられている。導電部材１８は、合成樹脂材料にカーボンブラック等の導電性フィラーを混合した導電性樹脂材料で形成されており、絶縁体層１６の前後外側の面および下面の全体を覆うように重ね合わされて、絶縁体層１６に固着されている。要するに、導電部材１８は、絶縁体層１６を挟んでルーフ側部１４と反対側に設けられており、車室空間側に配置されている。
【００３４】
また、絶縁体層１６の他方の面には、接触確認部材２０が設けられている。接触確認部材２０は、導電部材１８と同様に、合成樹脂材料にカーボンブラック等の導電性フィラーを混合した導電性樹脂材料で形成されており、絶縁体層１６の前後方向内側の面および上面の全体を覆うように重ね合わされて、絶縁体層１６に固着されている。要するに、接触確認部材２０は、絶縁体層１６のルーフ側部１４に対する対向面側に設けられている。なお、接触確認部材２０の抵抗値は、合成樹脂材料に混合する導電性フィラーの量を調節する等して、導電部材１８の抵抗値に比して無視できる程度に充分に小さくされていることが望ましい。
【００３５】
また、本実施形態では、絶縁体層１６と導電部材１８と接触確認部材２０が、誘電体層２２で覆われている。誘電体層２２は、誘電性を有するエラストマー材料や合成樹脂材料等で形成されており、薄肉とされて、絶縁体層１６と導電部材１８と接触確認部材２０の表面（ルーフ側部１４への固着面を除く）の略全面を被覆するように設けられている。
【００３６】
そして、アシストグリップ１２は、両端部が自動車のルーフ側部１４に取り付けられて支持されている。なお、ルーフ側部１４への取付け構造は特に限定されるものではないが、接着や融着等の手段で固着されていても良いし、ルーフ側部１４に対して揺動可能に軸支されていても良い。
【００３７】
また、図１に示されているように、導電部材１８の前側の端部には、第１の検出用抵抗体２４が電気的に接続されていると共に、第１の検出用抵抗体２４の電圧値：Ｖｍ1 を計測するための第１の電圧計２６が設けられている。更に、第１の検出用抵抗体２４および導電部材１８には第１の交流電源２８が接続されており、それら第１の検出用抵抗体２４および導電部材１８に対して第１の交流電源２８から交流電圧が印加されている。
【００３８】
一方、導電部材１８の後側の端部には、第２の検出用抵抗体３０が電気的に接続されていると共に、第２の検出用抵抗体３０の電圧値：Ｖｍ2 を計測するための第２の電圧計３２が設けられている。更に、第２の検出用抵抗体３０および導電部材１８には第２の交流電源３４が接続されており、それら第２の検出用抵抗体３０および導電部材１８に対して第２の交流電源３４から交流電圧が印加されている。なお、第１の検出用抵抗体２４と第２の検出用抵抗体３０は、互いに同じ抵抗値：ｒを有しており、第１の電圧計２６の計測値：Ｖｍ1 と第２の電圧計３２の計測値：Ｖｍ2 を計測することで、第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に流れる電流の大きさが計測されるようになっている。更に、第１の交流電源２８と第２の交流電源３４が互いに同相且つ同電位の交流電圧を印加することから、導電部材１８と接触確認部材２０が絶縁された状態では、導電部材１８および第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に定常電流が流れない。従って、導電部材１８と接触確認部材２０が絶縁された状態において、第１，第２の電圧計２６，３２の計測値は、何れも０になる（Ｖｍ1 ＝Ｖｍ2 ＝０）。
【００３９】
また、接触確認部材２０の前側の端部には、第１，第２の交流電源３４の接地側電極３６が電気的に接続されており、接地側電極３６の電位が接地によって０とされている。
【００４０】
さらに、第１の電圧計２６の計測値と第２の電圧計３２の計測値は、何れも電気信号として処理装置３８に送信される。処理装置３８は、例えば、計測値に基づいて接触の有無を判定する導通確認手段４０と、導通確認手段４０が接触を検知した場合に接触位置を特定する操作特定手段４２と、操作特定手段４２によって特定された操作の種類に応じて車両の装置に所定の動作を実行させる制御信号出力手段４４とを、有している。
【００４１】
このような構造を有するタッチスイッチ１０では、導電部材１８における通電状態に基づいて、被検出導体の導電部材１８への接触の有無と接触位置が検出される。即ち、図１，図２に２点鎖線で示されているように、乗員が手４６でアシストグリップ１２を掴んで、人差指（第２指）４８，中指（第３指）５０，薬指（第４指）５２，小指（第５指）５４の少なくとも１つを接触確認部材２０に接触させながら、被検出導電体としての親指（第１指）５６を導電部材１８に接触させることにより、導電部材１８における通電状態が変化して、親指５６の導電部材１８に対する接触の有無と接触位置が特定されるようになっている。
【００４２】
より詳細には、人間の手４６は導電体であることから、図１に示されているように、乗員が手４６でアシストグリップ１２を掴むと、導電部材１８と接触確認部材２０が手４６を通じて電気的に接続される。これにより、導電部材１８および第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に電流：Ｉ1 ，Ｉ2 が流れて、第１，第２の電圧計２６，３２が第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に流れる電流に応じた電圧値：Ｖｍ1 ，Ｖｍ2 を計測する。そして、処理装置３８の導通確認手段４０は、第１，第２の電圧計２６，３２の各計測値：Ｖｍ1 ，Ｖｍ2 が所定の数値以上である場合に、導電部材１８に対する親指５６（被検出導電体）の接触を検出する。なお、図１では、アシストグリップ１２および手４６を通じて電流の流れる経路が矢印で示されている。
【００４３】
なお、導通確認手段４０は、導電部材１８と接触確認部材２０の導通状態下において、親指５６の導電部材１８への接触を検知する。この導通確認手段４０は、例えば第１，第２の電圧計２６，３２の計測値が予め設定された閾値以上であるか否かを判定するものであって、計測値が閾値以上であると判定された場合に導電部材１８と接触確認部材２０の導通が確認される。即ち、導電部材１８だけに手４６が触れて導電部材１８と接触確認部材２０が導通されていない場合にも、導電部材１８が使用者の体を通じて接地されて第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に電流が流れ得る。しかし、このような接地態様では、導電部材１８から接地点までの経路が長く且つ該経路が抵抗体である人体であることから電気抵抗値が大きくなって、第１，第２の検出用抵抗体２４，３０を流れる電流が小さくなる。その結果、計測値が上記の閾値を下回って、導電部材１８への接触は検出されない。一方、導電部材１８と接触確認部材２０が手４６によって導通されると、導電部材１８が人体に比して充分に抵抗値の小さい接触確認部材２０および電線を通じて接地される。これにより、第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に流れる電流が閾値以上となって、導通確認手段４０によって導電部材１８と接触確認部材２０の導通が確認されることから、親指５６の導電部材１８への接触が検出される。
【００４４】
導通確認手段４０によって導電部材１８と接触確認部材２０の導通が確認されると、処理装置３８の操作特定手段４２が、第１，第２の電圧計２６，３２の計測値に基づいて親指５６の導電部材１８に対する接触位置を特定する。即ち、図３に示されているように、全体の抵抗値をＲとされた導電部材１８の中間部分に親指５６が接触すると、抵抗体としての導電部材１８は、一方の端（図３中、左端）から親指５６の接触位置までの第１の抵抗体５８（抵抗値はＲ1 ）と、他方の端（図３中、右端）から親指５６の接触位置までの第２の抵抗体６０（抵抗値はＲ2 ）とに実質的に分割される。これら第１の抵抗体５８の抵抗値：Ｒ1 と、第２の抵抗体６０の抵抗値：Ｒ2 の比は、導電部材１８の一方の端から親指５６の接触位置までの距離と、導電部材１８の他方の端から親指５６の接触位置までの距離との比と略同じになることから、Ｒ1 とＲ2 の比を求めることによって、親指５６の導電部材１８に対する接触位置が特定される。なお、導電部材１８と接触確認部材２０が手４６によって導通された状態を電気回路図として示したのが、図４である。
【００４５】
本実施形態では、導電部材１８および接触確認部材２０の表面が誘電体層２２で覆われており、手４６が誘電体層２２を介してそれら導電部材１８および接触確認部材２０に間接的に接触する。このようにして手４６が導電部材１８および接触確認部材２０と対向することにより、手４６（第１指５６）と導電部材１８を電極とするコンデンサと、手４６（第２〜第５指４８，５０，５２，５４）と接触確認部材２０を電極とするコンデンサが構成される。第１，第２の交流電源２８，３４から導電部材１８には交流電圧が印加されることから、手４６と導電部材１８および手４６と接触確認部材２０の間で電流が流れる。要するに、本実施形態のタッチスイッチ１０は静電容量結合型とされており、親指５６の導電部材１８に対する誘電体層２２を介した間接的な接触が検出されるようになっている。
【００４６】
また、第１，第２の電圧計２６，３２による電圧値の計測は所定の時間間隔で繰り返されており、操作特定手段４２が親指５６の導電部材１８に対する接触位置の変化を連続的に検出している。これにより、親指５６を導電部材１８の表面に接触させながら移動させた場合に、親指５６の変位方向と変位量，変位の速さが特定されるようになっている。
【００４７】
操作特定手段４２によって親指５６の導電部材１８への接触位置が特定されて操作の種類が判別されると、処理装置３８の制御信号出力手段４４が、自動車の装置に対して制御信号を出力して、該装置に対して操作に応じた動作を行わせる。タッチスイッチ１０の操作によって制御される装置は、特に限定されるものではないが、例えば、自動車のエアーコンディショナがタッチスイッチ１０の操作によって制御される。具体的には、例えば、アシストグリップ１２を握って導電部材１８と接触確認部材２０を手４６によって導通させながら、親指５６で図５に示された導電部材１８の第１のスイッチ部６２をタッチする操作を行うことによって、制御信号出力手段４４からエアーコンディショナに対してＯＮ／ＯＦＦの切替え信号が出力される。更に、導電部材１８と接触確認部材２０を導通させながら、親指５６で図５に示された導電部材１８の第２のスイッチ部６４をタッチする操作を行うことによって、制御信号出力手段４４からエアーコンディショナに対して運転モード（暖房／冷房や風の吹出口）の切替え信号が出力される。更にまた、導電部材１８と接触確認部材２０を導通させながら、親指５６で導電部材１８の第３のスイッチ部６６を前後方向（図５中、右左方向）に撫でる操作を行うことによって、制御信号出力手段４４からエアーコンディショナに対して風量調節信号が出力される。この風量の調節に際しては、親指５６の導電部材１８上での変位方向によって風量の増加操作と減少操作が判定されると共に、親指５６の導電部材１８上での変位量によって風量の変化量が設定され、更に、親指５６の導電部材１８上での変位スピードによって単位時間当たりの風量の変化量（変化の早さ）が設定される。なお、図５に示されているように、第１〜第３のスイッチ部６２，６４，６６は、凹溝６８によって区切られる等して、第１〜第３のスイッチ部６２，６４，６６の位置が触感によって特定されるようになっていても良い。
【００４８】
もっとも、上記の如きタッチスイッチ１０の操作とエアーコンディショナ等の動作との対応付けは、あくまでも例示であって、限定されるものではなく、例えば、車窓の開閉やオーディオ機器の操作、車室灯の操作等にも用いられ得る。
【００４９】
本実施形態に従う構造とされたタッチスイッチ１０において、タッチ操作を行う場合には、アシストグリップ１２を手４６で握って親指５６で導電部材１８に接触するという極めて簡単な方法で、親指５６の導電部材１８に対する接触位置やその変化量および変化方向等に応じた動作を実行させることができる。
【００５０】
一方、タッチスイッチ１０によれば、ハンドル形のアシストグリップ１２を握って、導電部材１８と接触確認部材２０を導通させながらタッチ操作を行う必要があることから、導電部材１８に意図せずに誤って触れた場合にも、タッチ操作が受け付けられることはなく、意図しない接触による誤動作が防止される。特に、接触確認部材２０がアシストグリップ１２の内側に設けられており、手４６で握る部分がルーフ側部１４と対向していることから、導電部材１８と接触確認部材２０の両方に意図せずに触れることは起こり難く、誤動作が効果的に防がれている。
【００５１】
しかも、タッチスイッチ１０では、導通確認手段４０が設けられて、導電部材１８と接触確認部材２０の導通状態下でのみ被検出導電体（親指５６）の導電部材１８への接触が検知されるようになっている。それ故、意図的な操作と意図しない接触が、導通確認手段４０によって精度良く判別されて、誤動作が防止される。
【００５２】
また、導電部材１８と接触確認部材２０が絶縁体層１６の両面に設けられて、近い位置に配置されていることから、導電部材１８と接触確認部材２０を導通させることにより、導電部材１８だけに手４６が触れた場合に比して、電気抵抗が抑えられて第１，第２の検出用抵抗体２４，３０に大きな電流が流れる。それ故、意図的な接触と、意図しない接触を、高精度に判別することができて、不用意な接触による誤動作を防ぐことができる。
【００５３】
また、導電部材１８および接触確認部材２０が導電性樹脂で形成されていることにより、導電部材１８および接触確認部材２０の形状の自由度を大きくすることができて、アシストグリップ１２のような立体形状にも容易に対応することができる。
【００５４】
また、導電部材１８に対する親指５６の接触位置だけでなく、接触位置の変化（移動）も検出できることから、接触位置の移動量や接触位置の移動方向等に対応して所定の動作を実行させることもできる。これにより、１つのタッチスイッチ１０によってより多くの動作を実行させることが可能となると共に、ＯＮ／ＯＦＦの制御だけでなく、音量や風量等の制御を理解し易い簡単な操作によって行うこともでき得る。
【００５５】
また、本実施形態のタッチスイッチ１０は、静電容量結合型とされており、導電部材１８および接触確認部材２０の表面に誘電体層２２が設けられている。それ故、手４６が導電部材１８および接触確認部材２０に直接接触することがなく、耐久性の向上が図られる。
【００５６】
図６，図７には、本発明の第２の実施形態としてのタッチスイッチ７０が示されている。タッチスイッチ７０は、自動車用把手部としてのアシストグリップ７２に設けられている。なお、以下の説明において、第１の実施形態と実質的に同一の部材および部位については、図中に同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００５７】
アシストグリップ７２は、絶縁体層としての絶縁部材７４と、絶縁部材７４の一方の面に固着された導電部材７６と、絶縁部材７４の他方の面に固着された接触確認部材７８とを有している。絶縁部材７４は、ハンドル形状を呈する部材であって、合成樹脂材料等で形成された絶縁体とされている。
【００５８】
また、絶縁部材７４の一方の面には、導電部材７６が固着されている。導電部材７６は、調製されたゴムコンパウンドに有機溶剤を添加したものに導電性フィラーとしてのカーボンブラックを混合し、更に印刷用溶剤を添加したゴム系の導電性塗料が、スクリーン印刷やインクジェット印刷，フレキソ印刷，グラビア印刷，パッド印刷，リソグラフィー等の方法で、絶縁部材７４の一方の面上に所定の形状で印刷されることによって形成されている。
【００５９】
この導電部材７６には、ルーフ側部１４に取り付けられる一方の端部に第１の直流電源８０が取り付けられており、所定の直流電圧が印加されている。更に、導電部材７６のルーフ側部１４に取り付けられる他方の端部には、第２の直流電源８２が取り付けられており、第１の直流電源８０と同電位の直流電圧が印加されている。これにより、導電部材７６には、手４６の非接触状態において、電流が流れない。なお、第１，第２の直流電源８０，８２と導電部材７６の間に設けられた第１，第２の検出用抵抗体２４，３０および第１，第２の電圧計２６，３２については、第１の実施形態と同様であることから、説明を省略する。
【００６０】
また、絶縁部材７４の他方の面には、接触確認部材７８が固着されている。接触確認部材７８は、導電部材７６と同様に、導電性塗料が絶縁部材７４の他方の面上に所定の形状で印刷されることによって形成されており、導電部材７６から離隔して設けられることで、導電部材７６に対して電気的に絶縁されている。なお、導電部材７６および接触確認部材７８の形成材料は、特に限定されるものではなく、導電性を有する塗料であれば各種公知のものが採用され得る。
【００６１】
このような構造とされたタッチスイッチ７０においても、第１の実施形態のタッチスイッチ１０と同様に、アシストグリップ７２を手４６で握って、導電部材７６と接触確認部材７８を導通させると同時に、親指５６で導電部材７６の所定の部位に触れることで、親指５６の導電部材７６への接触位置に対応する動作が実行されるようになっている。これにより、意図しない接触による誤動作が回避される。
【００６２】
また、本実施形態のタッチスイッチ７０では、導電部材７６および接触確認部材７８が外部に露出しており、図７に示されているように、手４６が導電部材７６および接触確認部材７８に対して直接接触するようになっている。そして、親指５６の導電部材７６への直接的な接触の有無と接触位置が検出される。それ故、直流電圧を印加する第１，第２の直流電源８０，８２を採用することができて、電源の簡略化が図られる。なお、このことからも明らかなように、本実施形態のタッチスイッチ７０は、抵抗結合型とされている。
【００６３】
なお、第１の実施形態の構造において誘電体層２２を省略すると共に、第１，第２の交流電源２８，３４を第１，第２の直流電源８０，８２に代えて導電部材１８に直流電圧を印加することで、抵抗結合型のタッチスイッチとすることもできる。同様に、第２の実施形態の構造において、導電部材７６および接触確認部材７８の表面を誘電体層２２で覆うと共に、第１，第２の直流電源８０，８２を第１，第２の交流電源２８，３４に代えて導電部材７６に交流電圧を印加することで、静電容量結合型のタッチスイッチとすることも可能である。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、前記実施形態では、絶縁体層１６を挟んで導電部材１８と接触確認部材２０が近い位置に配置されていたが、導電部材と接触確認部材は、電気的に相互に絶縁されていれば、離隔して別々の位置に配置されていても良い。より具体的には、導電部材と接触確認部材が何れも平板形状とされており、導電部材が自動車のドアに配設されていると共に、接触確認部材が自動車のルーフに配設されて、一方の手で接触確認部材に触れながら他方の手で導電部材に触れることで、タッチスイッチが操作を受け付けるようになっていても良い。
【００６５】
また、導電部材と接触確認部材の導通は、手の接触による人体を通じた導通に限定されるものではなく、例えば、人体よりも電気抵抗の小さい導通用部材を介して導電部材と接触確認部材が導通されるようになっていても良い。更に、接触位置を特定される被検出導電体も、人の親指に限定されるものではなく、人差指等といった人体の別の部位であっても良いし、ペン状のタッチ用部材等といった別部材であっても良い。
【００６６】
また、導電部材には、複数箇所から電圧が印加されていれば良く、必ずしも２箇所に限定されない。即ち、前記実施形態では、親指５６の導電部材１８に対する接触位置が車両前後方向で１次元的に特定されるようになっていたが、例えば、導電部材に対して４箇所から電圧を印加して、導電部材上で車両前後方向だけでなく、車両左右方向又は車両上下方向でも接触位置が特定されるようにもできる。要するに、４箇所に電圧を印加することで、導電部材上において２次元的に接触位置およびその変化を検出することも可能である。
【００６７】
また、導電部材および接触確認部材の形成材料は、前記実施形態に示されている導電性の合成樹脂や導電性塗料に限定されるものではなく、電気伝導率が充分に大きいものであれば良いことから、例えば、銅等の金属材料等を採用することもできる。更に、第１の実施形態に示された導電性樹脂を導電部材と接触確認部材の一方に用いると共に、第２の実施形態に示された導電性塗料を導電部材と接触確認部材の他方に用いることも可能であり、導電部材と接触確認部材が同じ材料で形成されている必要はない。
【００６８】
また、絶縁体層は、導電部材と接触確認部材の間に介在して、電気的な絶縁機能を有していれば、形状は特に限定されるものではなく、例えば、異形状の絶縁部材も絶縁体層として採用され得る。
【００６９】
また、前記実施形態では、タッチスイッチ１０が自動車のアシストグリップ１２に設けられていたが、タッチスイッチは、例えば、自動車のドアアームレストに設けられてドアの施錠状態と開錠状態を切り替える操作装置とされていても良いし、インサイドドアハンドルに設けられて車窓開閉用の操作装置とされていても良い。また、本発明のタッチスイッチは、必ずしも自動車にのみ用いられるものではなく、家屋のドアハンドルや照明用スイッチ等にも適用され得る。
【符号の説明】
【００７０】
１０，７０：タッチスイッチ、１２，７２：アシストグリップ（把手部）、１４：ルーフ側部（壁部）、１６：絶縁体層、１８，７６：導電部材、２２：誘電体層、２８：第１の交流電源（電源）、３４：第２の交流電源（電源）、３６：接地側電極、５６：親指（被検出導電体）、７４：絶縁部材（絶縁体層）、８０：第１の直流電源（電源）、８２：第２の直流電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電部材に対して複数箇所から電圧が印加されており、該導電部材における通電状態に基づいて被検出導電体の該導電部材への接触の有無と接触位置を検出するタッチスイッチにおいて、
導電性の接触確認部材を設けて、前記導電部材に電圧を印加する電源の接地側電極を該接触確認部材に接続し、該接触確認部材に対する該導電部材の導通状態下において前記被検出導電体の該導電部材への接触の有無と接触位置を検出することを特徴とするタッチスイッチ。
【請求項２】
前記導電部材と前記接触確認部材が電気絶縁性を有する絶縁体層の各一方の面に設けられている請求項１に記載のタッチスイッチ。
【請求項３】
壁部から突出して該壁部と対向して延びるドアハンドル形状の前記絶縁体層が形成されており、該絶縁体層の該壁部との対向面に前記導電部材と前記接触確認部材の何れか一方が設けられると共に、該絶縁体層部の該壁部と反対側の面に該導電部材と該接触確認部材の何れか他方が設けられて把手部とされている請求項２に記載のタッチスイッチ。
【請求項４】
前記把手部が、自動車のドアアームレストとインサイドドアハンドルとアシストグリップの少なくとも１つの自動車用把手部である請求項３に記載のタッチスイッチ。
【請求項５】
前記電源によって交流電圧が前記導電部材に印加されていると共に、該導電部材の表面に誘電体層が設けられており、前記被検出導電体の該導電部材に対する該誘電体層を介した接触の有無と接触位置が検出される請求項１〜４の何れか１項に記載のタッチスイッチ。
【請求項６】
前記電源によって直流電圧が前記導電部材に印加されており、前記被検出導電体の該導電部材に対する直接的な接触の有無と接触位置が検出される請求項１〜５の何れか１項に記載のタッチスイッチ。
【請求項７】
前記導電部材および前記接触確認部材の少なくとも一方が導電性樹脂で形成されている請求項１〜６の何れか１項に記載のタッチスイッチ。
【請求項８】
前記導電部材および前記接触確認部材の少なくとも一方が導電性塗料で形成されている請求項１〜７の何れか１項に記載のタッチスイッチ。
【請求項９】
前記被検出導電体の前記導電部材上での接触位置の移動量と移動方向が、接触位置を連続的に検出することで特定される請求項１〜８の何れか１項に記載のタッチスイッチ。
【請求項１】
導電部材に対して複数箇所から電圧が印加されており、該導電部材における通電状態に基づいて被検出導電体の該導電部材への接触の有無と接触位置を検出するタッチスイッチにおいて、
導電性の接触確認部材を設けて、前記導電部材に電圧を印加する電源の接地側電極を該接触確認部材に接続し、該接触確認部材に対する該導電部材の導通状態下において前記被検出導電体の該導電部材への接触の有無と接触位置を検出することを特徴とするタッチスイッチ。
【請求項２】
前記導電部材と前記接触確認部材が電気絶縁性を有する絶縁体層の各一方の面に設けられている請求項１に記載のタッチスイッチ。
【請求項３】
壁部から突出して該壁部と対向して延びるドアハンドル形状の前記絶縁体層が形成されており、該絶縁体層の該壁部との対向面に前記導電部材と前記接触確認部材の何れか一方が設けられると共に、該絶縁体層部の該壁部と反対側の面に該導電部材と該接触確認部材の何れか他方が設けられて把手部とされている請求項２に記載のタッチスイッチ。
【請求項４】
前記把手部が、自動車のドアアームレストとインサイドドアハンドルとアシストグリップの少なくとも１つの自動車用把手部である請求項３に記載のタッチスイッチ。
【請求項５】
前記電源によって交流電圧が前記導電部材に印加されていると共に、該導電部材の表面に誘電体層が設けられており、前記被検出導電体の該導電部材に対する該誘電体層を介した接触の有無と接触位置が検出される請求項１〜４の何れか１項に記載のタッチスイッチ。
【請求項６】
前記電源によって直流電圧が前記導電部材に印加されており、前記被検出導電体の該導電部材に対する直接的な接触の有無と接触位置が検出される請求項１〜５の何れか１項に記載のタッチスイッチ。
【請求項７】
前記導電部材および前記接触確認部材の少なくとも一方が導電性樹脂で形成されている請求項１〜６の何れか１項に記載のタッチスイッチ。
【請求項８】
前記導電部材および前記接触確認部材の少なくとも一方が導電性塗料で形成されている請求項１〜７の何れか１項に記載のタッチスイッチ。
【請求項９】
前記被検出導電体の前記導電部材上での接触位置の移動量と移動方向が、接触位置を連続的に検出することで特定される請求項１〜８の何れか１項に記載のタッチスイッチ。
【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２０１２−１７４６２９（Ｐ２０１２−１７４６２９Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３７９０８（Ｐ２０１１−３７９０８）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
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