CN111164551A - 旋钮以及输入装置 - Google Patents

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Abstract

一种旋钮，包括：操作部(10)，该操作部(10)由环状的导电体构成，且进行旋转操作；旋转支承体(50)，该旋转支承体(50)由环状的非导电体构成，固定在静电电容方式的触摸面板(111)上，并且可旋转地支承操作部(10)；环状凹槽(51)，该环状凹槽(51)设置在旋转支承体(50)中；和导电性的导电端子部(30)，该导电性的导电端子部(30)与操作部(10)电导通，与操作部(10)一体地在凹槽(51)内进行旋转，并且通过触摸面板(111)来检测位置，其中，操作部(10)在圆周方向上被分割为电绝缘的多个区域，至少2个以上的导电端子部(30)分别安装在该多个区域中的不同区域中。

Description

旋钮以及输入装置
技术领域
本发明涉及用于操作触摸面板的旋钮以及将该旋钮固定至触摸面板的输入装置。
背景技术
近年来，在车辆上搭载的导航装置、音响装置以及中央显示器等中，多采用带有静电电容式触摸面板的显示器(以下，称作带有触摸面板的显示器)。带有触摸面板的显示器由于表面没有凹凸形状，因此，若不进行视觉识别则难以进行操作。
在专利文献1中，为了提高带有触摸面板的显示器的操作性，公开了将旋钮固定到带有触摸面板的显示器的输入装置。该旋钮包括用于用户进行操作的握持部以及成为与触摸面板相接触的接触面的端子部。若用户的手指接触握持部，则电流经由握持部流到端子部，由该电流而引起触摸面板的静电电容变化。触摸面板基于手指未接触时的静电电容与手指接触时的静电电容之间的差来检测手指的接触。
现有技术文献
专利文献
专利文献1
日本专利特开2016-45525号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献1中公开的输入装置中，在手指未接触时的静电电容与手指接触时的静电电容之间的差小的情况下，存在发生手指与旋钮的接触的未检测或误检测这样的问题。
本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，防止手指与旋钮的接触的未检测或误检测的发生。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的旋钮包括：操作部，该操作部由环状的导电体构成，且进行旋转操作；旋转支承体，该旋转支承体由环状的非导电体构成，固定在静电电容方式的触摸面板上，并且以可旋转的方式支承操作部；环状的凹槽，该环状的凹槽设置在旋转支承体中；以及导电端子部，该导电端子部具有导电性，与操作部电导通，与操作部一体地在凹槽内进行旋转，并且通过触摸面板来检测位置，操作部在圆周方向上被分割为电绝缘的多个区域，至少2个以上的导电端子部分别安装在该多个区域中的不同区域中。
发明效果
根据本发明，可防止手指与旋钮的接触的未检测或误检测的发生。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的输入装置的立体图。
图2是实施方式1所涉及的旋钮的分解图。
图3是沿着图1所示的AA线将输入装置切断而得到的截面图。
图4是从上表面观察旋钮的操作部的图。
图5是旋钮的立体图(操作部未图示)。
图6是用于对由触摸面板检测到的静电电容的变化进行说明的图表。
图7是实施方式2所涉及的旋钮的分解图。
图8是从上表面观察实施方式2所涉及的旋钮的操作部的图。
图9是实施方式3所涉及的旋钮的分解图。
图10是用于对由触摸面板检测到的静电电容的变化进行说明的图表。
具体实施方式
以下，为了更详细地说明本发明，根据附图，对用于实施本发明的方式进行说明。
实施方式1
图1是实施方式1所涉及的输入装置100的立体图。
输入装置100具备带有触摸面板的显示器110、以及旋钮120。带有触摸面板的显示器110具备静电电容式的触摸面板111(以下，称为触摸面板111)、以及显示器(未图示)。显示器与触摸面板111一体化。
旋钮120固定在触摸面板111上。旋钮120是环状的。旋钮120构成为能在图1所示的箭头的方向上旋转。在旋钮120中的环的内侧，由于触摸面板111露出，因而可以对在显示器上显示的信息进行视觉识别。
图2是实施方式1所涉及的旋钮120的分解图。
旋钮120主要构成为具备操作部10、导电连接体20、导电端子部30、旋转体40、以及旋转支承体50。
图3是沿着图1所示的AA线将输入装置100切断而得到的截面图。
图4是从上表面观察实施方式1所涉及的旋钮120的操作部10的图。
操作部10是环状部件。操作部10是使进行旋转操作的部件。操作部10由导电体构成。操作部10为例如被ABS等树脂施加导电涂装或者镀覆处理后的部件。
在操作部10中，设置有多个操作部分割部11。操作部10被多个操作部分割部11沿着圆周方向分割为多个区域。
图4表示将操作部分割部11设置在3个部位、从而将操作部10分割为3个区域的示例。操作部10被3个部位的操作部分割部11分割为第1操作部10a、第2操作部10b、以及第3操作部10c。
第1操作部10a与第2操作部10b以电绝缘的状态连结。该连结例如是粘接。同样，第2操作部10b与第3操作部10c以电绝缘的状态连结。同样，第3操作部10c与第1操作部10a以电绝缘的状态连结。
旋转支承体50是环状部件。旋转支承体50由非导电体构成。旋转支承体50例如由ABS等树脂构成。旋转支承体50固定在触摸面板111上。该固定例如是粘接。旋转支承体50可旋转地支承操作部10。
如图2所示，旋转支承体50具有环状的凹槽51。凹槽51是由竖立设置于内周侧的第1壁部52、以及竖立设置于第1壁部52的外周侧的第2壁部53形成的槽。凹槽51的底面以较薄的厚度构成。该厚度例如是0.3mm。
如图2所示，操作部10与旋转支承体50之间收纳有导电连接体20、导电端子部30、以及旋转体40。
导电连接体20是环状部件。导电连接体20由导电体构成。导电连接体20例如由不锈钢构成。在导电连接体20中，设置有多个导电连接体分割部21。导电连接体20被多个导电连接体分割部21沿着圆周方向分割为多个区域。
图2示出将导电连接体分割部21设置在3个部位、从而将导电连接体20分割为3个区域的示例。如图5所示，导电连接体20被3个部位的导电连接体分割部21分割为第1导电连接体20a、第2导电连接体20b、以及第3导电连接体20c。
第1导电连接体20a与第2导电连接体20b以电绝缘的状态连结。该连结例如是粘接。同样，第2导电连接体20b与第3导电连接体20c以电绝缘的状态连结。同样，第3导电连接体20c与第1导电连接体20a以电绝缘的状态连结。
在上述内容中，操作部10和导电连接体20这两者均设为相连结而构成的部件(称为连结部件)。但是，操作部10或导电连接体20中任一方也设为不是相连结而构成的部件(称为非连结部件)。例如，也可以将操作部10设为连结部件，将导电连接体20设为非连结部件。在该情况下，第1导电连接体20a与第2导电连接体20b之间、第2导电连接体20b与第3导电连接体20c之间、以及第3导电连接体20c与第1导电连接体20a之间分别设有间隙。
图5是实施方式1所涉及的旋钮120的立体图(操作部10未图示)。
如图5所示，在导电连接体20中，形成有多个导电连接体凸缘部22。导电连接体凸缘部22为朝向径向外侧突出的形状。在导电连接体凸缘部22中形成有用于插通螺钉的孔。
在第1导电连接体20a中，在至少1个部位形成有导电连接体凸缘部22。同样，在第2导电连接体20b中，在至少1个部位形成有导电连接体凸缘部22。同样，在第3导电连接体20c中，在至少1个部位形成有导电连接体凸缘部22。
在导电连接体20中，形成有多个用于安装后述的导电端子部30的安装部23。以下，对形成第1安装部23a、第2安装部23b和第3安装部23c作为安装部23的情况进行说明。将在第1导电连接体20a中形成的安装部23设为第1安装部23a。同样，将在第2导电连接体20b中形成的安装部23设为第2安装部23b。同样，将在第3导电连接体20c中形成的安装部23设为第3安装部23c。在第1安装部23a、第2安装部23b以及第3安装部23c中形成有用于插通螺钉的孔。
导电端子部30为圆盘状的导电体部件。导电端子部30例如由不锈钢构成。导电端子部30例如通过螺钉紧固安装到导电连接体20的安装部23。导电端子部30与导电连接体20接触且电导通。
以下，将安装到第1安装部23a的导电端子部30设为第1导电端子部30a。同样地，将安装到第2安装部23b的导电端子部30设为第2导电端子部30b。同样地，将安装到第3安装部23c的导电端子部30设为第3导电端子部30c。在第1导电端子部30a、第2导电端子部30b以及第3导电端子部30c中形成有用于插通螺钉的孔。
如图2所示，旋转体40为环状部件。旋转体40由非导电体构成。旋转体40例如由ABS等树脂构成。旋转体40由旋转支承体50可旋转地支承。在旋转体40中形成有多个旋转体凸缘部41。旋转体凸缘部41为朝向径向外侧突出的形状。旋转体凸缘部41形成在与导电连接体凸缘部22相对的位置。在旋转体凸缘部41中形成有用于插通螺钉的孔。
针对导电连接体20以及旋转体40的操作部10的安装是通过导电连接体凸缘部22以及旋转体凸缘部41来进行的。该安装例如为螺钉紧固。导电连接体20与操作部10接触并且电导通。此外，导电连接体20和旋转体40与操作部10一体地旋转。此时，安装到导电连接体20的导电端子部30在旋转支承体50的凹槽51内滑动。
如图5所示，第1安装部23a、第2安装部23b、以及第3安装部23c为朝径向内侧突出的形状，第1安装部23a、第2安装部23b、以及第3安装部23c能够在与触摸面板111面相垂直的方向上进行弹性变形。
第1安装部23a将第1导电端子部30a按压至触摸面板111面侧。同样，第2安装部23b将第2导电端子部30b按压至触摸面板111面侧。同样，第3安装部23c将第3导电端子部30c按压至触摸面板111面侧。由此，可以防止第1导电端子部30a、第2导电端子部30b和第3导电端子部30c从凹槽51浮起，使得手指的接触的检测和导电端子部30的位置的检测稳定。
若手指与操作部10接触，那么电流在图3所示的箭头Z的路径中流动。虽然旋转支承体50为非导电体，但由于凹槽51的底面的厚度是薄的，因此，由于该电流而导致在触摸面板111中静电电容发生变化。触摸面板111基于该静电电容的变化，来检测手指的接触，检测导电端子部30的位置。
如图5所示，在导电连接体20中，形成有多个与旋转支承体50中的第2壁部53接触的接触部24。以下，对形成第1接触部24a、第2接触部24b和第3接触部24c作为接触部24的情况进行说明将在第1导电连接体20a中形成的接触部24设为第1接触部24a。同样，将在第2导电连接体20b中形成的接触部24设为第2接触部24b。同样，将在第3导电连接体20c中形成的接触部24设为第3接触部24c。第1接触部24a、第2接触部24b、以及第3接触部24c为朝向触摸面板111侧突出的形状，且能在径向进行弹性变形。
第1接触部24a、第2接触部24b、以及第3接触部24c针对旋转支承体50中的第2壁部53在朝向旋转中心的方向上施加力。通过如此构成，伴随操作部10的旋转，导电连接体20与旋转支承体50之间产生摩擦力。通过调整该摩擦力的大小，可调节旋钮120的操作感受。
图6是用于对由触摸面板111检测到的静电电容的变化进行说明的图表。
图6是表示在手指没有接触操作部10时(手指未接触时)由触摸面板111检测到的静电电容与手指接触操作部10时(手指接触时)由触摸面板111检测到的静电电容的图。
图6的左侧(以下，设为A)表示未分割操作部10以及导电连接体20的情况。另一方面，图6的右侧(以下，设为B)表示如本实施方式1那样将操作部10以及导电连接体20一分为三的情况。
在B的情况下，通过分割静电电容大的部件即操作部10以及导电连接体20，使得手指未接触时由触摸面板111检测到的静电电容变小。其结果是，与A的情况相比而言，手指未接触时由触摸面板111检测到的静电电容与手指接触时由触摸面板111检测到的静电电容之间的差(静电电容的变化量)增大。由此，可提高检测手指与操作部10的接触的精度。
在上述内容中，对将操作部10和导电连接体20一分为三、并将导电端子部30的数量设为3个的情况进行说明。但并不限于此，也可设为将操作部10和导电连接体20一分为二、并将导电端子部30的数量设为2个。
此外，也可以设为将操作部10以及导电连接体20分割成4份以上。在该情况下，根据操作部10以及导电连接体20的分割数量来确定导电端子部30的数量。但也可将导电端子部30的数量设为与操作部10以及导电连接体20的分割数量相同的数量。例如，也可在将操作部10和导电连接体20一分为三时，将导电端子部30的数量设为2个。在该情况下，例如，将第1导电端子部30a安装至第1操作部10a，将第2导电端子部30b安装至第2操作部10b，在第3操作部10c不安装导电端子部。
操作部10和导电连接体20被分割为多个区域，至少2个以上的导电端子部30分别被安装至该多个区域中的不同区域。
如以上那样，实施方式1所涉及的旋钮120包括：操作部10，该操作部10由环状的导电体构成，且进行旋转操作；旋转支承体50，该旋转支承体50由环状的非导电体构成，固定在静电电容方式的触摸面板111上，并且以可旋转的方式支承操作部10；环状的凹槽51，该环状的凹槽51设置在旋转支承体50中；以及导电端子部30，该导电端子部30具有导电性，与操作部10电导通，与操作部10一体地在凹槽51内进行旋转，并且通过触摸面板111来检测位置，操作部10在圆周方向上被分割为电绝缘的多个区域，至少2个以上的导电端子部30分别安装在该多个区域中的不同区域中。由此，可防止手指与旋钮的接触的未检测或误检测的发生。
实施方式2.
图7是实施方式2所涉及的旋钮120的分解图。
图8是从上表面观察实施方式2所涉及的旋钮120的操作部10的图。
在实施方式1所涉及的旋钮120与实施方式2所涉及的旋钮120中，操作部分割部11是不同的。以下，对于具有与在实施方式1中所说明的结构相同或相当的功能的结构，省略或简化对其的说明。
在实施方式2中，将操作部分割部11设为操作部分割部11A。操作部分割部11A与实施方式1涉及的操作部分割部11不同，并不对操作部10进行物理分割。
操作部分割部11A为在操作部10中形成的非导电性的区域。操作部分割部11A是通过不对操作部10施加导电涂装或者镀覆处理而形成的区域。
图8示出将操作部分割部11A设置在3个部位的示例。操作部10被3个部位的操作部分割部11A分割为第1操作部10a、第2操作部10b、以及第3操作部10c。第1操作部10a、第2操作部10b以及第3操作部10c分别是导电性的区域。
第1操作部10a与第2操作部10b***作部分割部11A分割，成为彼此绝缘的状态。同样，第2操作部10b与第3操作部10c***作部分割部11A分割，成为彼此绝缘的状态。同样，第3操作部10c与第1操作部10a***作部分割部11A分割，成为彼此绝缘的状态。
如以上那样地，根据实施方式2，与实施方式1同样，可防止手指与旋钮的接触的未检测或误检测的发生。
实施方式3.
图9是实施方式3所涉及的旋钮120的分解图。
实施方式1所涉及的旋钮120与实施方式3所涉及的旋钮120中，导电端子部30是不同的。以下，对于具有与在实施方式1中所说明的结构相同或相当的功能的结构，省略或简化对其的说明。
实施方式1中，对由第1导电端子部30a、第2导电端子部30b以及第3导电端子部30c构成导电端子部30的情况进行了说明。第1导电端子部30a、第2导电端子部30b以及第3导电端子部30c的直径相同。
在实施方式3中，使用导电端子部60，来取代导电端子部30。导电端子部60是由第1导电端子部60a、第2导电端子部60b以及第3导电端子部60c构成的。
第1导电端子部60a、第2导电端子部60b以及第3导电端子部60c的直径大小不同，与凹槽51相接触的面(以下称为接触面)的面积各自不同。
第1导电端子部60a例如直径φ为9mm，接触面的面积最大。
第2导电端子部60b例如直径φ为6mm，接触面的面积比第1导电端子部60a小。
第3导电端子部60c例如直径φ为3mm，接触面的面积比第2导电端子部60b小。
图10是用于对由触摸面板111检测到的静电电容的变化进行说明的图表。
图10是针对每个导电端子部示出在手指没有接触操作部10时(手指未接触时)由触摸面板111检测到的静电电容与手指接触操作部10时(手指接触时)由触摸面板111检测到的静电电容的图。
图10的左侧(以下称为C)为使用接触面的面积相同的导电端子部30的情况。另一方面，图10的右侧(以下称为D)为使用本实施方式3所涉及的导电端子部60(第1导电端子部60a、第2导电端子部60b、以及第3导电端子部60c)的情况。
在C的情况下，对于手指未接触时及手指接触时由触摸面板111检测到的静电电容，在第1导电端子部30a、第2导电端子部30b和第3导电端子部30c中相同。
在D的情况下，对于手指未接触时及手指接触时由触摸面板111检测到的静电电容，在第1导电端子部60a、第2导电端子部60b和第3导电端子部60c中不同。
与在第2导电端子部60b及第1导电端子部60a中在手指未接触时检测到的静电电容相比，在第3导电端子部60c中在手指未接触时由触摸面板111检测到的静电电容相对较小。
此外，与在第2导电端子部60b及第3导电端子部60c中在手指接触时检测到的静电电容相比，在第1导电端子部60a中在手指接触时由触摸面板111检测到的静电电容相对较大。
如此，在D的情况下，第3导电端子部60c中在手指未接触时由触摸面板111检测到的静电电容与在第1导电端子部60a中在手指接触时由触摸面板111检测到的静电电容之间的差(静电电容的变化量)较大。由此，与C的情况相比，可以进一步地提高检测手指与操作部10的接触的精度。
在上述内容中，关于第1导电端子部60a、第2导电端子部60b以及第3导电端子部60c，对构成为与凹槽51接触的接触面的面积彼此不同的情况进行了说明。
但并不限于此，也可设为仅任1个导电端子部60(例如，第1导电端子部60a)的接触面的面积不同，而剩余的2个导电端子部60(例如，第2导电端子部60b及第3导电端子部60c)的接触面的面积相同。
此外，也可以将导电端子部60构成为2个，并且将2个导电端子部60构成为接触面的面积彼此不同。
此外，也可将导电端子部60构成为4个以上，并且将4个以上的导电端子部60中的至少2个导电端子部构成为接触面的面积彼此不同。
如以上那样地，根据实施方式3，可防止手指与旋钮的接触的未检测或误检测的发生。
另外，本发明可以在该发明的范围内，对各实施方式进行自由组合，或对各实施方式的任意构成要素进行变形，或者省略各实施方式中的任意构成要素。
工业上的实用性
本发明涉及的旋钮由于可防止手指与旋钮的接触的未检测或误检测的发生，因此适合搭载于车辆所搭载的带有静电电容式触摸面板的显示器。
标号说明
10操作部，10a第1操作部，10b第2操作部，10c第3操作部，11、11A操作部分割部，20导电连接体，20a第1导电连接体，20b第2导电连接体，20c第3导电连接体，21导电连接体分割部，22导电连接体凸缘部，23a第1安装部，23b第2安装部，23c第3安装部，30、60导电端子部，30a、60a第1导电端子部，30b、60b第2导电端子部，30c、60c第3导电端子部，40旋转体，41旋转体凸缘部，50旋转支承体，51凹槽，52第1壁部，53第2壁部，100输入装置，110带有触摸面板的显示器，111触摸面板，120旋钮。

Claims (4)

1.一种旋钮，其特征在于，包括：
操作部，该操作部由环状的导电体构成，并且进行旋转操作；
旋转支承体，该旋转支承体由环状的非导电体构成，固定在静电电容方式的触摸面板上，以可旋转的方式支承所述操作部；
环状的凹槽，该环状的凹槽设置于所述旋转支承体；以及
导电端子部，该导电端子部具有导电性，与所述操作部电导通，与所述操作部一体地在所述凹槽内旋转，并且通过所述触摸面板来检测位置，
所述操作部在圆周方向上被分割为电绝缘的多个区域，至少2个以上的所述导电端子部分别被安装至该多个区域中的不同区域。
2.如权利要求1所述的旋钮，其特征在于，
包括导电连接体，该导电连接体与所述操作部电导通，并与所述操作部一体旋转，
所述导电连接体在将多个所述导电端子部按压至所述凹槽的同时，将朝向旋转中心方向的力施加至所述旋转支承体。
3.如权利要求1所述的旋钮，其特征在于，
所述导电端子部中的至少2个导电端子部的与所述凹槽相接触的面的面积彼此不同。
4.一种输入装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至3中任一项所述的旋钮；
静电电容方式的触摸面板，该静电电容方式的触摸面板固定有所述旋钮；以及
显示器，该显示器与所述触摸面板一体化，用于显示信息。
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