CN103777807A - 操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种操作装置，该操作装置能够实现操作功能和触觉呈报功能的兼得。操作装置（1）具备：能按压操作的按压操作机构（30）；经由按压操作机构（30）呈报触觉刺激操作触感的触觉呈报机构（40）。触觉呈报机构（40）具备驱动传递机构（41），该驱动传递机构（41）能够在向按压操作机构（30）传递驱动的传递位置与不向按压操作机构（30）传递驱动的非传递位置之间移动。

Description

操作装置

技术领域

本发明涉及一种操作装置，特别是具有向操作者呈报触觉刺激操

作触感的功能的操作装置。

背景技术

作为现有的向操作者传达信息的信息呈报装置的一例，例如提出利用操作者手指的斜度来呈报方向的方向呈报装置（例如参照专利文献1）。

所述专利文献1中记载的现有的方向呈报装置构成为，在能够独立地上下移动的多个可动面板的上表面配置有手指载置板，使该手指载置板与车载导航装置所显示的画面上的前进路线方向对应地倾斜。作为用于驱动所述可动面板的可动部的一例，采用在可动面板下方突出形成的齿条以及固定在步进马达的输出轴上的小齿轮。

[专利文献1]日本特开2010-204741号公报

另外，在此类信息呈报装置中有时采用一些结构，即：在接触面板上进行输入操作时，能够得到与能获得点击感的输入装置相同的操作感的结构。但是，所述专利文献1中记载的现有的方向呈报装置配置成：步进马达的小齿轮一直啮合并连接于可动面板的齿条的状态。因此，所述可动面板的齿条和步进马达的小齿轮的啮合成为基于可动面板的输入操作的阻力，存在有损可动面板的操作感的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种操作装置，该操作装置能够实现操作功能和触觉呈报功能的兼得。

本发明提供一种操作装置，其特征在于具备：能按压操作的按压操作机构；以及触觉呈报单元，该触觉呈报单元借助所述按压操作机构呈报触觉刺激操作触感，所述触觉呈报单元具备驱动传递机构，该驱动传递机构能够在向所述按压操作机构传递驱动的传递位置与不向所述按压操作机构传递驱动的非传递位置之间移动。

在所述[1]中记载的发明，其特征在于：具备链节部件，该链节部件被支承为能够与所述按压操作机构的按压操作连动地旋转，所述驱动传递机构具备凸轮机构，该凸轮机构存在相对于所述链节部件的传递状态和非传递状态。

在所述[2]中记载的发明，其特征在于：所述凸轮机构具备旋转凸轮部件，该旋转凸轮部件通过旋转驱动单元的驱动而进行旋转，所述链节部件具备凸轮从动面，该凸轮从动面伴随着所述旋转凸轮部件的旋转与该旋转凸轮部件的凸轮面接触。

在所述[2]或[3]中记载的发明，其特征在于，所述链节部件具备连结销，该连结销连结于所述按压操作机构上设置的连结部件。

在所述[2]～[4]中任一项记载的发明，其特征在于具备挡块，该挡块规定所述凸轮机构的停止位置。

在所述[5]中记载的发明，其特征在于，所述挡块由所述链节部件构成。

根据本发明，能够有效地获得兼得操作感和触觉感的操作装置。

附图说明

图1是概要示出具备本发明的实施方式所涉及的典型触觉呈报装置的操作装置的分解立体图。

图2中，(a)图以及(b)图是用于说明在按压操作时触觉呈报装置的动作的图。

图3中，(a)图以及(b)图是与表示触觉呈报装置的构成部件的动作的图2相对应的图。

图4中，(a)图～(c)图是用于说明振动反馈时的触觉呈报装置的动作的图。

图5中，(a)图～(c)图是与表示触觉呈报装置的构成部件的动作的图4相对应的图。

图6中，(a)图以及(b)图是用于说明触觉呈报装置的变形例的图。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明优选的实施方式进行具体的说明。

（操作装置的整体结构）

图1中，表示整体的符号1概要地例示出具备本实施方式中的典型触觉呈报装置的操作装置的构成部件。该操作装置1不受特定的限制，优选适用于车辆用的接触面板，该车辆用的接触面板输出用于控制例如空调装置、音频装置、导航装置等车载设备的动作的操作信号。

图示例中的操作装置1配置在例如车内未图示的中心控制台等驾驶席周边部，通过配线连接在同样未图示的显示器上。

此操作装置1构成为远程操作式的输入装置，即：如果操作者用手指对接触面板进行触摸操作，则由接触式传感器检测出例如接触面板的表面上的位置，与此位置对应的位置检测信号选择确定显示器上的项目按钮。

如图1所示，此操作装置1具备能够按压操作的接触面板装置20、以及触觉呈报装置40，该触觉呈报装置40在接触面板装置20接收到输入操作时，对操作者的手指呈报振动刺激操作感（触感）。

如图1所示，在形成为向下开口的壳体状的树脂制主体2上，组入接触面板20以及触觉呈报装置40各自的构成部件。覆盖主体2的下方开口的树脂盖体3通过未图示的小螺钉紧固固定，由此构成将接触面板装置20和触觉呈报装置40一体化的操作装置1。

如图1所示，在该主体2的一侧部将第一操作旋钮5～第三操作旋钮5这三个操作旋钮设置成一列。在相邻的操作旋钮5之间夹装作为绝缘体的树脂制隔离件4、4。在此主体2的另一侧部设置第四操作旋钮6。此第一操作旋钮5～第四操作旋钮6分别配置成通过推杆5a、6a能够对搭载于控制基板7的按压开关5b、6b进行开关操作。

（接触面板装置的构成）

该接触面板装置20如图1所示，以通过未图示的双面胶带将矩形的接触式传感器基板23和片状的接触面板24接合于俯视呈矩形状的基座21与框状的框架22之间的状态而被组装。该基座21以及框架22由树脂材料形成。在接触面板装置20的外周部分以覆盖的方式配置矩形框状的屏蔽部件25。该屏蔽部件25与控制基板7的接地电路电连接。

如图1所示，接触式传感器基板23经由点击部件26弹性保持于在所述基座21的上表面形成为凹状的凹部的底面。该点击部件26由能够通过弹性变形相对于接触面板24位移的筒状的橡胶材料形成，接触面板24侧的内径形成得比基座21侧的内径大。

如图1所示，框架22由将上表面开口的框部22a构成。该框部22a具有：相框状的框板体、以及从框板体的内周缘部向收纳部侧延伸的筒状的壁部。

如图1所示，该接触式传感器基板23和接触面板24经由作为导电材料的导电性胶带27连接。

如图1所示，该接触式传感器基板23是例如检测静电电容的电容式接触式传感器，经由柔性扁平电缆28与搭载于控制基板7的未图示的连接器连接。另一方面，接触面板24经由具有密封性的双面胶带29与框架22的框板体的里面接合，并且使该接触面板24的操作面以在框架22的框部22a的开口露出的状态配置而能够操作。

另外，如图1所示，在该基座21上分别朝按压操作机构30侧延伸出与主体2上形成的通孔相卡合的多个弹性卡合片21a、21a、沿着主体2上形成的引导孔引导移动的一对引导片21b、21b、与接触面板24的往复运动连动的作为连结部件的连结片21c。

（按压操作机构的构成）

如图1所示，该按压操作机构30具备：支承轴31，该支承轴31能够旋转地固定于主体2；以及链节部件32，该链节部件32与支承轴31的一端成为一体地旋转。在支承轴31的另一端固定有：编码盘33，该编码盘33是检出按压操作机构30的位置的位置传感器；以及支架34，该支架34用于保持编码盘33。

另外，如图1所示，该按压操作机构30还具有稳定器35，该稳定器35在按压操作时抑制接触面板24的倾斜动作。该稳定器35的两端通过与支承轴31交差而分别安装在接触面板装置20的一对引导片21b，由此抑制支承轴31围绕轴线的倾斜动作。

如图1所示，该链节部件32安装扭簧36。该扭簧36构成为对链节部件32始终朝一个方向施力，支承轴31以及扭簧36由金属材料构成，链节部件32由树脂材料形成。

如图2的(a)图～图3的(b)图所示，该链节部件32具有：环状的基部32a，该基部32a具有支承轴插入用孔32b；一对臂部32c、32c，该臂部32c突出形成于基部32a的外周面两侧。在该基部32a的偏心位置突出有连结销32d。

如图2的(a)图～图3的(b)图所示，该链节部件32的连结销32d以能够在销卡定孔21d内往复运动（往复微动）的方式与卡定孔21d连结，该销卡定孔21d形成于接触面板装置20的基座21的连结片21c。通过该连结销32d和连结片21c的连结，链节部件32与接触面板装置20的按压操作连动地以按压操作机构30的支承轴31为旋转中心进行正反旋转。该连结片21c的与销卡定孔21d相反侧的部位形成切口，以避免与触觉呈报装置40干涉。

（触觉呈报装置的结构）

本实施方式所涉及的操作装置1的主要基本的结构在于兼备操作感和触感的触觉呈报装置40。由此，以上述方式构成的操作装置1表示本实施方式所涉及的一个构成例，其构成部件的形状、结构等不限定于图示的例子。

该触觉呈报装置40具备触觉呈报单元，该触觉呈报单元经由按压操作机构30向操作者的手指呈报触觉刺激操作触感。如图1所示，该触觉呈报单元主要由按压操作机构30的链节部件32以及驱动传递机构41构成。该驱动传递机构41具备旋转驱动对于和凸轮机构。

如图1所示，作为该旋转驱动单元的能正反旋转的马达42保持在外壳44，该外壳44经由未图示的小螺钉紧固固定在接触面板装置20的主体2。该马达42经由终端45以及接地柱46电连接，终端45具有与控制基板7电连接的导线；接地柱46将马达所带的静电释放至控制基板7的接地电路。

另一方面，如图1所示，凸轮机构具备作为旋转凸轮部件的凸轮板43，该凸轮板43固定于马达42的输出轴。

在按压操作机构30和触觉呈报装置40始终连结的状态下，按压操作机构30的链节部件32和触觉呈报装置40的凸轮板43成为按压操作机构30的按压操作的阻力，会损害操作感，因此不优选。

在图示例中设有解除链节部件32和凸轮板43的连结的构成。如图4的(a)图～图5的(c)图所示，该凸轮板43构成为：能够向对链节部件32传递驱动的传递位置和不对链节部件32传递驱动的非传递位置旋转。不需要产生触感时，将触觉呈报装置40停止在从按压操作机构30退避的位置。

如图4的(a)图～图5的(c)图所示，该凸轮板43是将马达42的往复旋转运动转换成接触面板装置20的往复微动运动的运动转换部件。在凸轮板43的外表面，相对于马达42的输出轴对称地形成第一凸轮面43a以及第二凸轮面43b。在图示例中，第一凸轮面43a以及第二凸轮面43b分别形成为内旋的曲线形状。

如图2的(a)图～图3的(b)图所示，该第一凸轮面43a与链节部件32的凸轮板对置侧的臂部32c抵接，成为使马达42的旋转停止的止动面。该臂部32c构成为规定凸轮板43的停止位置的挡块。另一方面，如图4的(a)图～图5的(c)图所示，第二凸轮面43b构成为：与凸轮从动面32e抵接并且以特定的角度旋转，该凸轮从动面32e由链节部件32的凸轮板对置侧的臂部32c构成。

（触觉呈报的动作）

接下来，对以上述方式构成的触觉呈报装置40的动作进行说明。

该按压操作机构30的链节部件32的臂部32c与驱动传递机构41的凸轮板43的第一凸轮面43a抵接时，在不向按压操作机构30传递驱动的非传递位置，成为允许对接触面板装置20进行按压操作的状态。

若该按压操作装置20进行按压操作，则链节部件32的连结销32d经由接触面板装置20的连结片21c的销卡定孔21d而被按压。由此，链节部件32以支承轴31为旋转中心向图2的(a)图～图3的(b)图中箭头所示方向旋转。虽然接触面板装置20以动作冲程L1移动，但由于链节部件32相对于凸轮板43空摆，因此凸轮板43不旋转。

因此，即使该链节部件32的臂部32c和凸轮板43的第一凸轮面43a连结，由于臂部32c以及第一凸轮面43a分别形成为曲面，因此，只要臂部32c与第一凸轮面43a相抵接，则即使使链节部件32旋转也维持按压操作状态。

另一方面，通过使该凸轮板43的第二凸轮面43b与链节部件32的臂部32c的凸轮从动面32e相抵接并且以规定的角度旋转，从而，链节部件32以支承轴31为旋转中心向图4的(a)图～图5的(c)图中箭头所示方向旋转。由此，由于接触面板装置20的连结片21c经由链节部件32的连结销32d而被按压，因此接触面板装置20以动作冲程L2移动。

该链节部件32的凸轮从动面32e与凸轮板43的第二凸轮面43b相抵接并越上凸轮板43的第二凸轮面43b时，处于向按压操作机构30传递驱动的传递位置，成为向接触面板装置20呈报触觉的触觉呈报状态。

因此，能够以与凸轮板43的第二凸轮面43b的形状对应的变化模型，经由链节部件32的连结销32d使接触面板装置20的连结片21c往复微动。通过触觉呈报装置40的凸轮板43与按压操作机构30的臂部32c相抵接并进行旋转，向按压操作机构30的链节部件32传递马达42的正反旋转。

接触面板装置20的连结片21c通过该链节部件32的正反旋转而往复微动，从而，接触面板24振动。通过该接触面板24的振动，向操作者的手指反馈与操作者的手指垂直的方向的触觉信息。

所述触觉信息通过下述方式获得，即：根据表示操作者的手指对接触面板装置20的操作的接触信号，向马达42输出反复进行顺时针旋转以及逆时针旋转的控制信号，以规定的旋转角度以及规定的反复次数向正反旋转方向旋转驱动马达42。

（实施方式的效果）

通过采用上述构成的操作装置1，除了上述效果以外还得到以下的效果。

（1）能获得在需要触觉反馈时能够仅在需要的方向产生触感的结构。

（2）能够减轻对按压操作机构30的按压操作的阻力，能得到良好的操作感。

（3）能够减轻马达42的齿槽转矩，实现伴随着齿槽转矩的冲击声、振动等小的驱动。

（4）无需设置解除按压操作机构30的链节部件32与驱动传递机构41的凸轮板43之间的连结的特殊机构。因此，能够避免操作装置整体的大型化、复杂化等。

（5）第一凸轮面43a以及第二凸轮面43b形成为对称，部限定凸轮板43的安装方向，因此能够使装配性提高。

[变形例]

根据以上信息，虽然例举实施方式以及图示例子对本发明中的操作装置1的代表性结构例进行了说明，但是也可以形成为下述变形例。

参照图6的（a）图以及（b）图，在上述图中，例示了触觉呈报装置41的变形例。在所述各实施方式中是两侧具有一对的双凸轮型的凸轮板43，但是在该变形例中是具备仅在单侧形成的单凸轮型的凸轮板43，从这一点上看，与所述各实施方式不同。另外，在图6的（a）图以及（b）图中，对与上述各实施方式实质上相同的部件标记同一个部件名称和符号。因此，省略与上述部件相关的详细的说明。

在图6的（a）图以及（b）图中，在单凸轮型的凸轮板43的外表面除了第一凸轮面43a以外还形成有第二凸轮面43b。该第二凸轮面43b构成为：与链节部件32的凸轮从动面32e相抵接，并且以规定角度旋转。与该第二凸轮面43b相反侧的面成为与规定驱动传递机构41的停止位置的挡块8相抵接而使马达42的旋转停止的止动面。

该挡块8是代替上述实施方式中的链节部件32而设置的部件，固定在例如主体2、控制基板7、马达42或者外壳44等部件。挡块8的形状等能够根据配置位置适当设定。作为挡块8的材质，最好采用例如硅橡胶等橡胶材料等。

根据以上述方式构成的变形例所涉及的触觉呈报装置41，能够通过简单的结构，有效地防止在凸轮板43旋转时对链节部件32的臂部32c的干涉。

[其他变形例]

在本发明中的操作装置1中，可以是如下所示的其他变形例。

（1）所述触觉呈报单元不只能应用于车载设备，当然也能应用于例如游戏机、个人电脑以及移动电话等各种终端装置。

（2）即使是不具备接触面板的各种开关装置，也能向操作者的手指呈报触觉刺激操作触感，所述触觉呈报单元也可以适用于例如鼠标装置、键盘以及操作旋钮等。

（3）所述触觉呈报单元可以根据例如使用目的来适当的选择配置个数、配置位置以及配置方式等，能够达成本发明初始目的。

根据上述说明可知，虽然举出了本发明所涉及的代表性的实施方式、变形例以及图示的例子，但上述实施方式、变形例以及图示的例子并不用于限定权利要求书所涉及的发明。因此，应该注意的是，并不是所述实施方式、变形例以及图示例子中说明的所有特征的结合都是解决本发明的问题所必须的。

[符号说明]

1…操作装置；2…主体；3…盖体；4…隔离件；5、6…操作旋钮；5a、6a…推杆；5b、6b…按压开关；7…控制基板；8…挡块；20…接触面板装置；21…基座；21a…弹性卡合片；21b…引导片；21c…连结片；21d…销卡定孔；22…框架；22a…框部；23…接触式传感器基板；24…接触面板；25…屏蔽部件；26…点击部件；27…导电性胶带；28…柔性扁平电缆；29…双面胶带；30…按压操作机构；31…支承轴；32…链节部件；32a…基部；32b…支承轴插入用孔；32c…臂部；32d…连结销；32e…凸轮从动面；33…编码盘；34…支架；35…稳定器；36…扭簧；40…触觉呈报装置；41…驱动传递机构；42…马达；43…凸轮板；43a…第一凸轮面；43b…第二凸轮面；44…外壳；45…终端；46…接地柱。

Claims (6)

1.一种操作装置，其特征在于，具备：

能够按压操作的按压操作机构；以及

触觉呈报单元，该触觉呈报单元借助所述按压操作机构呈报触觉刺激操作触感，

所述触觉呈报单元具备驱动传递机构，该驱动传递机构能够在向所述按压操作机构传递驱动的传递位置与不向所述按压操作机构传递驱动的非传递位置之间移动。

2.根据权利要求1所述的操作装置，其特征在于，

具备链节部件，该链节部件被支承为能够与所述按压操作机构的按压操作连动地旋转，

所述驱动传递机构具备凸轮机构，该凸轮机构存在相对于所述链节部件的传递状态和非传递状态。

3.根据权利要求2所述的操作装置，其特征在于，

所述凸轮机构具备旋转凸轮部件，该旋转凸轮部件通过旋转驱动单元的驱动而进行旋转，

所述链节部件具备凸轮从动面，该凸轮从动面伴随着所述旋转凸轮部件的旋转与该旋转凸轮部件的凸轮面接触。

4.根据权利要求2或3所述的操作装置，其特征在于，

所述链节部件具备连结销，该连结销连结于所述按压操作机构上设置的连结部件。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的操作装置，其特征在于，

具备挡块，该挡块规定所述凸轮机构的停止位置。

6.根据权利要求5所述的操作装置，其特征在于，

所述挡块由所述链节部件构成。

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