CN108475132A - 输入装置 - Google Patents

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丹羽正久
井上雄文
高桥英树
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Abstract

输入装置具有:框体、操作部、振动体、压电元件、拾取片和信号处理部。操作部相对于框体能够移动。振动体具有弹性,并具有一部分被固定于框体的第1端部、和被设置为能够振动的第2端部。压电元件被设置于振动体。压电元件将振动体振动时的振动体的振动能量转换为电能。拾取片与操作部联动地弹动振动体从而使振动体振动。信号处理部接受压电元件中产生的电力并进行动作,通过无线通信来发送根据操作部的移动而生成的检测信息。

Description

输入装置
技术领域
本发明涉及对根据操作部的移动而检测的信息进行输出的输入装置。
背景技术
作为现有的输入装置,已知专利文献1的输入装置。专利文献1的输入装置被用于具有触摸面板的车载装置。专利文献1的输入装置具有旋转式的操作部。操作部具有与触摸面板相接的端子。端子随着旋转操作而在车载装置的触摸面板上移动。触摸面板通过检测端子的移动量来操作车载装置。即,专利文献1记载的输入装置为间接地操作触摸面板的结构。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2012-35782号公报
发明内容
本发明的输入装置具有:框体、操作部、振动体、拾取片、压电元件和信号处理部。操作部被设置为相对于框体能够移动。振动体具有弹性,并具有被固定于框体的第1端部。拾取片被设置为与操作部联动地相对于框体能够移动。并且,通过拾取片弹动振动体,振动体振动。压电元件被设置于振动体。并且,压电元件将振动体的振动能量转换为电能。信号处理部接受压电元件中产生的电力并进行动作,通过无线通信来发送根据操作部的移动而生成的检测信息。
在该结构中,在操作部相对于框体移动的情况下,拾取片弹动振动体。并且,压电元件将被弹动的振动体的振动能量转换为电能。信号处理部通过由压电元件转换的电力而进行动作。并且,信号处理部通过无线通信来发送根据操作部的移动而生成的检测信息。
因此,本发明能够在不使用触摸面板的情况下检测操作部的操作。
附图说明
图1是本发明的实施方式1所涉及的输入装置的剖面立体图。
图2是图1所示的输入装置的分解立体图。
图3是表示图1所示的输入装置的使用状态的立体图。
图4A是图1的输入装置的主视图。
图4B是图1的输入装置的左侧视图。
图5A是图1的输入装置的定位状态的剖视图。
图5B是图1的输入装置的临时固定状态的剖视图。
图5C是图1的输入装置的正式固定状态的剖视图。
图6是图1的输入装置与显示装置的框图。
图7A是图1的输入装置的俯视图。
图7B是图4A的7B-7B线剖视图。
图8是图1的输入装置的信号处理部的电路图。
图9A是表示图1的输入装置的电信号的一个例子的图。
图9B是表示图1的输入装置的前置电路的输出电压的一个例子的图。
图10是本发明的实施方式2所涉及的输入装置的框图。
图11A是表示图10的输入装置的主要部位的从下方观察的立体图,是正式固定状态的立体图。
图11B是表示图10的输入装置的主要部位的从下方观察的立体图,是定位状态的立体图。
图12是本发明的实施方式3所涉及的输入装置的立体图。
图13是图12的输入装置的剖面立体图。
具体实施方式
在本发明的实施方式的说明之前,对现有的输入装置所具有的课题进行说明。现有的输入装置对移动量的检测使用触摸面板。因此,该输入装置对操作的检测,触摸面板是必须的。换言之,现有的输入装置若不使用触摸面板,则不能检测操作部的操作。
本发明的目的在于,提供一种即使不使用触摸面板也能够检测操作部的操作的输入装置。
以下,参照附图来对本发明的实施方式所涉及的输入装置进行说明。但是,以下说明的结构仅仅是本发明的一个例子,本发明并不限定于下述的实施方式。
因此,即使是该实施方式以外,只要是不脱离本发明所涉及的技术的思想的范围,就能够根据设计等来进行各种变更。
(实施方式1)
(1)概要
参照图1和图2来对实施方式1的输入装置进行说明。图1是本发明的实施方式1所涉及的输入装置的剖面立体图。图2是图1所示的输入装置的分解立体图。
输入装置1具有框体2、操作部3、振动体4、压电元件5、拾取片6和信号处理部7。
操作部3被设置为相对于框体2能够移动。振动体4具有弹性。此外,振动体4具有:被固定于框体2的第1端部、和未被固定于框体2(可振动)的第2端部。压电元件5被设置于振动体4。并且,压电元件5在振动体4振动的情况下,将振动体4的振动能量转换为电能。拾取片6被设置于与操作部3联动的位置。并且,拾取片6通过弹击振动体4来使振动体4振动。信号处理部7接受压电元件5中产生的电力并进行动作。信号处理部7通过无线通信来发送根据操作部3的移动而生成的检测信息。
振动体4由与压电元件5不同的部件构成。换句话说,振动体4与压电元件5被结合。但是,振动体4也可以与压电元件5相同的部件一体地构成。即,压电元件5是能够将振动体4的振动能量转换为电能地设置于振动体4即可。
此外,拾取片6由与操作部3相同的部件一体地构成。但是,也可以由与操作部3不同的部件构成的拾取片6与操作部3被结合。此外,例如,拾取片6也可以是经由链杆(link)等来机械性地与操作部3连结并联动的结构。即,拾取片6被构成为能够与操作部3联动即可。
输入装置1被用于操作对象装置的操作。输入装置1中生成的检测信息通过无线通信而被发送到操作对象装置。换句话说,输入装置1在操作部3被操作的情况下,向操作对象装置发送检测信息。操作对象装置例如是图3所示的显示装置100。图3是表示图1所示的输入装置的使用状态的立体图。
通过以上的结构,输入装置1即使在不存在将输入装置1与操作对象装置连接的电线等的情况下,也能够通过操作部3的操作来对操作对象装置进行操作。因此,输入装置1即使不使用触摸面板也能够检测操作部3的操作。
(2)详细
参照图3、图4A、图4B,对输入装置1进行详细叙述。图3是表示图1所示的输入装置的使用状态的立体图。图4A是图1的输入装置的主视图。图4B是图1的输入装置的左侧视图。
输入装置1在被安装于操作对象装置的状态下被使用。操作对象装置在本例中,是显示装置100。输入装置1被安装于操作对象装置的安装面101。在操作对象装置是显示装置100的情况下,安装面101是显示装置100的显示面(显示画面)。在操作部3被操作的情况下,输入装置1通过无线通信来向显示装置100发送检测信息。因此,即使在输入装置1未通过电线等来与显示装置100连接的情况下,输入装置1也能够作为显示装置100的输入接口来发挥作用。
参照图6,对输入装置1与显示装置100的关系进行说明。图6是图1的输入装置与显示装置的框图。显示装置100具有触摸面板显示器102。进一步地,显示装置100具有输入装置1。因此,显示装置100能够通过触摸操作和输入装置1的操作这两方来进行操作。并且,显示装置100根据输入的内容,例如变更触摸面板显示器102的显示内容或者控制其他装置。
以下,只要无特别说明,方向通过“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”这些表现来说明。“上下方向”是在将输入装置1安装于显示装置100的状态下,与安装面101正交的方向,将从安装面101观察的输入装置1侧设为上方。“前后方向”是在将输入装置1安装于显示装置100的状态下,安装面101的长边方向。“左右方向”是在将输入装置1安装于显示装置100的状态下,从前方观察输入装置1时的方向。换言之,左右方向是与上下方向正交的方向。
换句话说,“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”的各方向如图1等的箭头所示那样而被规定。但是,这些方向并不是规定输入装置1的使用方向的意思。此外,附图中的表示各方向的箭头仅仅用于表示说明,并不伴随实体。
(2.1)结构
如图1、图2所示,输入装置1具有:框体2、操作部3、振动体4、压电元件5、拾取片6、信号处理部7和安装部8。并且,安装部8如图3~图4B所示针对显示装置100的安装面101而安装框体2。
框体2例如是合成树脂制。框体2具有:第1壳体21、第2壳体22和第3壳体23。第1壳体21和第2壳体22均为在上下方向扁平的圆盘状。第3壳体23是上下方向的两面开放的圆筒状。第2壳体22和第3壳体23按照第2壳体22、第3壳体23的顺序,相对于第1壳体21从上方被组合。由此,第2壳体22被配置于被第1壳体21和第3壳体23包围的空间。第1壳体21与第2壳体22例如通过螺钉而被结合。如图2所示,第3壳体23通过4根第1螺钉241而与第1壳体21被结合。框体2这样构成,作为整体,为中空的扁平的圆柱状。
在框体2保持分别相对于框体2可移动的多个(这里为两个)操作部301、302。操作部301是旋转操作用的操作部。操作部302是按压操作用的操作部。以下,将操作部301称为“旋转操作部301”,将操作部302称为“按压操作部302”。
如图1所示,旋转操作部301被保持于框体2,以使得能够以穿过旋转操作部301的旋转轴Z1为中心而进行旋转。旋转轴Z1是穿过旋转操作部301的中心并在上下方向延伸的假想线。这里所谓的“旋转操作”,是使旋转操作部301绕着旋转轴Z1而旋转的操作。按压操作部302被能够沿着上下方向而直行移动地保持于框体2。“按压操作”是指将按压操作部302向下方压入的操作。
输入装置1具有俯视为圆环状的图2所示的棘轮弹簧31。棘轮弹簧31是用于向操作旋转操作部301的操作者赋予反作用力(触觉)的板簧。在棘轮弹簧31的左右方向的两端部,形成向上方凸起的突起部311。
进一步地,输入装置1具有用于在进行了按压操作部302的按压操作的情况下使按压操作部302复原到操作前的位置(基准位置)的复原弹簧35。复原弹簧35例如是线圈弹簧。复原弹簧35在按压操作部302被进行了按压操作的情况下压缩,向按压操作部302作用将按压操作部302向上方推押的朝向的力。
此外,图1所示的振动体4、压电元件5和拾取片6分别与旋转操作部301和按压操作部302对应设置。以下,旋转操作部301所对应的振动体4、压电元件5、拾取片6分别称为“第1振动体401”、“第1压电元件501”、“第1拾取片601”。以下,按压操作部302所对应的振动体4、压电元件5、拾取片6分别称为“第2振动体402”、“第2压电元件502”、“第2拾取片602”。
但是,在不特别区分旋转操作部301和按压操作部302的情况下,将旋转操作部301和按压操作部302分别称为“操作部3”。同样地,在不特别区分第1振动体401和第2振动体402的情况下,将第1振动体401和第2振动体402分别称为“振动体4”。在不特别区分第1压电元件501和第2压电元件502的情况下,将第1压电元件501和第2压电元件502分别称为“压电元件5”。在不特别区分第1拾取片601和第2拾取片602的情况下,将第1拾取片601和第2拾取片602分别称为“拾取片6”。
振动体4和压电元件5被设置于被框体2和操作部3包围的空间。振动体4是在一个方向上长条的板状。振动体4由具有弹性的板材构成。具有弹性的板材例如是不锈钢(SUS)等的金属板。
如图1所示,压电元件5被安装于振动体4的厚度方向的单面。由此,振动体4与压电元件5一体地构成。压电元件5例如通过粘合而被贴付于振动体4。
振动体4具有第1端部和第2端部。振动体4的第1端部相对于框体2而被固定。另一方面,第2端部未被固定于框体2,能够进行振动。振动体4的第1端部经由第1印刷电路基板701等而间接地固定于框体2。但是,振动体4的第1端部也可以被直接固定于框体2。
这里,例如,在振动体4的第2端部在振动体4的厚度方向弹动的情况下,振动体4在振动体4的厚度方向上振动。在振动体4在厚度方向上振动的情况下,振动体4使压电元件5变形。因此,压电元件5产生电力。换句话说,压电元件5将振动体4的振动能量转换为电能。另外,也可以在振动体4的第2端部设置配重件41。通过该结构,能够增大振动体4的振动的振幅。
拾取片6通过与操作部3相同的部件而一体地构成。换句话说,第1拾取片601被与旋转操作部301一体地设置,第2拾取片602被与按压操作部302一体地设置。并且,拾取片6被设置为与操作部3联动并将振动体4的第2端部在振动体4的厚度方向上弹动。这样,拾取片6与振动体4的相对位置关系被设定。
在操作部3被操作的情况下,拾取片6弹动振动体4来使振动体4振动。在旋转操作部301被旋转操作的情况下,由于第1拾取片601使第1振动体401振动,因此第1压电元件501产生电力。在按压操作部302被按压操作的情况下,由于第2拾取片602使第2振动体402振动,因此第2压电元件502产生电力。
以下,将振动体4之中,拾取片6所接触并弹动的部分称为“接触片42”。在本实施方式中,接触片42是振动体4的第2端部侧。
此外,安装部8是吸盘。安装部8被保持于框体2,以使得吸附面从框体2的下表面露出。因此,在输入装置1中,框体2的下表面相对于安装面101而被按压。这样,输入装置1被可装卸地安装于显示装置100。
进一步地,输入装置1具有:图2所示的滑块81、保持凸轮82、保持棒83和一对压紧弹簧84。这些构成保持安装部8的保持机构。滑块81、保持凸轮82、保持棒83和一对压紧弹簧84被配置于第1壳体21与第2壳体22之间。
在安装部8的上表面的中央部,设置突出部801。突出部801向上方突出。在突出部801,设置在前后方向上贯通的保持孔802。并且,保持棒83穿插过保持孔802。保持棒83的前后方向的两端部被保持于保持凸轮82。保持凸轮82具有:在前后方向上长条的凸轮主体823、从凸轮主体823向下突出的一对轴承部821、从凸轮主体823向下突出的一对凸轮片822。一对凸轮片822被设置于凸轮主体823的长边方向的两端部。一对轴承部821位于一对凸轮片822之间,对保持棒83进行保持。
滑块81是俯视为左右方向上长条的长方形的板状。在滑块81的中央部,设置在厚度方向上贯通滑块81的方孔811。在处于方孔811的前后方向的两侧的滑块81的上表面,设置分别向下方凹陷的第1凹陷部812与第2凹陷部813的组合。换句话说,第1凹陷部812和第2凹陷部813被设置于方孔811的前方,第1凹陷部812和第2凹陷部813也被设置于方孔811的后方。
第2凹陷部813的凹陷量比第1凹陷部812大(深)。此外,第2凹陷部813与第1凹陷部812连续地被设置于第1凹陷部812的右方。因此,滑块81的上表面的方孔811的前后方向的两侧部分分别由于第1凹陷部812和第2凹陷部813而成为阶梯状。
保持凸轮82相对于滑块81而从上方组合。这里,一对轴承部821被从上方插入到方孔811,一对凸轮片822位于滑块81的前后方向的两侧。换句话说,滑块81之中方孔811的前后方向的两侧部分被从下方插入到保持凸轮82中的轴承部821与凸轮片822之间的缝隙。进一步地,一对压紧弹簧84向保持凸轮82作用将保持凸轮82向下方按压的力。因此,保持凸轮82被按压于滑块81的上表面。
并且,图4A所示的滑块81在上下方向和前后方向上的相对于框体2的移动被限制的状态下,被保持于框体2。换言之,滑块81仅能够相对于框体2在左右方向进行移动。另一方面,图1所示的保持凸轮82在左右方向和前后方向上的相对于框体2的移动被限制的状态下,被保持于框体2。换言之,保持凸轮82仅能够相对于框体2在上下方向进行移动。
由此,在滑块81相对于框体2在左右方向进行移动的情况下,保持凸轮82相对于框体2在上下方向进行移动。换句话说,图2所示的滑块81的上表面由第1凹陷部812和第2凹陷部813构成为阶梯状。因此,保持凸轮82的上下方向的位置(以下,也称为“高度”)随着滑块81的左右方向的移动而阶梯状地变化。凸轮主体823位于第1凹陷部812的左方的状态下的保持凸轮82的高度最高,按照凸轮主体823位于第1凹陷部812内的状态、凸轮主体823位于第2凹陷部813内的状态的顺序,保持凸轮82的高度变低。因此,若滑块81相对于框体2向左方移动,保持凸轮82的高度阶梯状地变低。若滑块81相对于框体2向右方移动,则保持凸轮82的高度阶梯状地变高。并且,若保持凸轮82的高度变化,则经由保持棒83而保持于保持凸轮82的突出部801在上下方向进行移动。
根据上述结构的保持机构,基于安装部8的输入装置1向显示装置100的保持力根据滑块81的移动而变化。这里所谓的“保持力”,是指在输入装置1被安装于显示装置100的状态下,安装部8将输入装置1保持于显示装置100的力。保持力越大,输入装置1越难以从显示装置100脱离。在安装部8是吸盘的情况下,安装部8相对于安装面101的吸附力相当于“保持力”。
参照图1、图5A~图5C来对保持机构进行说明。图5A是图1的输入装置的定位状态的剖视图。图5B是图1的输入装置的临时固定状态的剖视图。图5C是图1的输入装置的正式固定状态的剖视图。
如图5A所示,在滑块81位于可动范围的左端位置的状态下,凸轮主体823位于第2凹陷部813内。因此,保持凸轮82位于可动范围的下端位置。此时,安装部8(特别是,图1所示的突出部801)位于可动范围的下端位置。将图5A所示的状态称为“定位状态”。输入装置1首先在定位状态下,被安装于显示装置100的安装面101。
如图5B所示,在滑块81位于可动范围的中间位置的情况下,凸轮主体823位于第1凹陷部812内。因此,保持凸轮82位于可动范围的中间。在该情况下,安装部8(特别是,图1所示的突出部801)位于可动范围的中间。将图5B所示的状态称为“临时固定状态”。输入装置1在保持安装于显示装置100的安装面101的情况下,从定位状态切换为临时固定状态。由此,安装部8中突出部801被向上方抬起。因此,安装部8的下表面与安装面101之间的空间变大。换句话说,安装部8的下表面与安装面101之间的空间的真空度变高。换句话说,压力变低。
如图5C所示,在滑块81位于可动范围的右端位置的状态下,凸轮主体823位于第1凹陷部812的左方。因此,保持凸轮82位于可动范围的上端位置。在该情况下,安装部8(特别是,图1所示的突出部801)位于可动范围的上端位置。将图5C所示的状态称为“正式固定状态”。输入装置1在保持安装于显示装置100的安装面101的情况下,从临时固定状态切换为正式固定状态。由此,安装部8中,突出部801被进一步向上方抬起。因此,安装部8的下表面与安装面101之间的空间变大。换句话说,安装部8的下表面与安装面101之间的空间的真空度进一步变高。换句话说,压力进一步变低。
在操作者向显示装置100安装输入装置1时,操作者首先将定位状态的输入装置1放置于显示装置100的安装面101。然后,操作者使滑块81向右方移动,从而将输入装置1的状态依次切换为临时固定状态、正式固定状态。其结果,安装部8的下表面与安装面101之间的空间的真空度阶梯状地变高,输入装置1被稳固地安装于显示装置100。在操作者从显示装置100取下输入装置1时,操作者使滑块81向左方移动,从而将输入装置1的状态依次切换为正式固定状态、临时固定状态、定位状态。其结果,安装部8的下表面与安装面101之间的空间的真空度阶梯状地变低,输入装置1能够容易地从显示装置100取下。
此外,如图2所示,信号处理部7具有:第1印刷电路基板701、和包含IC(IntegratedCircuit,集成电路)704的电子部件。信号处理部7除了IC704,例如包含电容器等的电子部件。这些电子部件之中,至少IC704被安装于第1印刷电路基板701。此外,输入装置1除了第1印刷电路基板701以外,还具有第2印刷电路基板702和第3印刷电路基板703。第2印刷电路基板702与第1振动体401机械性地被结合。第3印刷电路基板703与第2振动体402机械性地被结合。第2印刷电路基板702与第3印刷电路基板703电连接于第1印刷电路基板701。构成信号处理部7的电子部件被分散安装于第1印刷电路基板701、第2印刷电路基板702、第3印刷电路基板703。
参照图6来对信号处理部7进行说明。图6是图1的输入装置和显示装置的框图。信号处理部7具有电源电路71、检测电路72和通信接口73。以下,将“接口”记为“I/F”。进一步地,信号处理部7具有第1前置电路51和第2前置电路52。第1前置电路51与第1压电元件501电连接。第2前置电路52与第2压电元件502电连接。“(2.3)信号处理部”栏对第1前置电路51和第2前置电路52详细进行说明。
电源电路71包含电容器。并且,压电元件5构成为将发电的电荷贮存于电容器。电源电路71经由第1前置电路51和第2前置电路52来与压电元件5电连接。电源电路71生成信号处理部7的动作用的电力。
检测电路72基于从压电元件5输出的电信号来生成检测信息。换句话说,压电元件5输出振动体4的振动所对应的电信号,通过检测电路72来生成基于该电信号的检测信息。经由第1前置电路51和第2前置电路52来向检测电路72输入来自压电元件5的电信号。检测电路72根据对电信号进行整流并且平滑而得到的直流电压,生成表示检测信息的脉冲信号。例如,若对电信号进行整流并且平滑而得到的直流电压达到规定的阈值,则检测电路72输出脉冲信号。换言之,检测电路72不直接使用从压电元件5输出的电信号,而波形整形为表示检测信息的脉冲信号。这里,检测电路72至少使将来自第1压电元件501的电信号和来自第2压电元件502的电信号例如输入到信号处理部7的端子不同等来进行区别,以生成检测信息。因此,根据检测信息,能够确定旋转操作部301和按压操作部302的哪个被操作。
通信I/F73通过以电波为介质的无线通信,向显示装置100发送检测电路72中生成的检测信息。具体而言,从检测电路72接受脉冲信号的通信I/F73通过检测信息来对载波进行调制,通过无线通信来发送检测信息。通信I/F73的通信方式例如是WiFi(注册商标)、或者Bluetooth(注册商标)、特定小功率无线等。特定小功率无线不需要许可和注册。
在显示装置100,除了触摸面板显示器102,还设置控制电路103和通信I/F104。通信I/F104与通信I/F73进行无线通信。由此,显示装置100通过无线通信来从输入装置1获取检测信息。控制电路103根据获取到的检测信息,例如控制触摸面板显示器102。
以下,对输入装置1的细节结构进一步详细进行说明。
在第1壳体21的中央部,如图1和图2所示,形成在上下方向贯通第1壳体21的第1孔211。第1孔211在框体2的下表面开口为圆形状。在第1壳体21的上表面,遍及左右方向上的第1壳体21的两端间地形成第1槽212。第1槽212通过第1壳体21的上表面的前后方向的中央部向下方凹陷而形成。并且,滑块81被配置在第1槽212内。因此,在第1壳体21上重叠第2壳体22的状态下,滑块81的上下方向和前后方向的移动被限制。
进一步地,在第1壳体21,形成在上下方向贯通的一对定位孔213。一对定位孔213形成于第1壳体21中的左右方向的中央部、即作为第1孔211的前后方向的两侧的位置。一对凸轮片822被插入到一对定位孔213。由此,保持凸轮82的左右方向和前后方向的移动被限制。
如图1所示,在第1壳体21的下表面,形成开口为圆形状的第1凹部214。第1凹部214在输入装置1被安装于显示装置100时,在第1壳体21与安装面101之间形成收容安装部8的空间。第1凹部214的底面形成为锥状以使得越接近于第1孔211而第1凹部214越深。安装部8通过在突出部801穿过第1孔211而从第1壳体21的上表面向上方突出的状态下,突出部801利用保持棒83而与保持凸轮82被结合,从而被保持于第1壳体21。
在第2壳体22的上表面,形成向上方突出的引导肋221。引导肋221以圆环状沿着第2壳体22的上表面的外周边。第2壳体22的上表面之中,在由引导肋221包围的区域,形成第2凹部222。并且,第2振动体402、第2压电元件502和第3印刷电路基板703被收容于第2凹部222。进一步地,在由引导肋221包围的空间,收容第1印刷电路基板701。第1印刷电路基板701被配置为覆盖第2凹部222,通过螺钉242(参照图2)而固定于第2壳体22。此外,图2所示的第2壳体22的上表面之中,在第2凹部222的前后方向的两侧,形成用于铆接固定棘轮弹簧31的铆接部225。换句话说,棘轮弹簧31被安装于第2壳体22的上表面中由引导肋221包围的区域内。
在图1所示的第2壳体22的下表面,形成前后方向为长条的第2槽223。第2槽223通过第2壳体22的下表面的左右方向的中央部向上方凹陷而形成。并且,保持凸轮82被配置于第2槽223内。进一步地,第2槽223的前后方向的两端部分别与左右方向为长条的一对弹簧收容槽连结。换言之,在第2壳体22的下表面,形成通过第2槽223来连结一对弹簧收容槽之间的H字状的槽。一对压紧弹簧84(参照图2)被收容于一对弹簧收容槽内。在第2壳体22的中央部,形成在上下方向贯通的第2孔224(参照图2)。第2槽223和第2凹部222通过第2孔224而连结。
在第3壳体23的上表面侧的开口部231的周围,形成向内侧伸出的伸出部232。开口部231在框体2的上表面开口为圆形状。在第3壳体23的下表面,形成图2所示的第3凹部233。第3凹部233通过第3壳体23的下表面的前后方向的中央部向上方凹陷而形成。第3凹部233与第1槽212一起形成向框体2的左右方向的两侧开口的滑动孔。在滑动孔配置滑块81。
接下来,参照图1、图2、图7A和图7B来对旋转操作部301进行说明。图7A是图1的输入装置的俯视图。图7B是图4A的7B-7B线剖视图。
图1所示的旋转操作部301是以旋转轴Z1为中心轴的圆柱状。旋转操作部301例如是合成树脂制。在旋转操作部301的上表面,形成开口为圆形状的上侧凹部32。在上侧凹部32,收容按压操作部302和复原弹簧35。在上侧凹部32的底面的中央部,形成开口为圆形状的贯通孔33。贯通孔33在上下方向贯通旋转操作部301。在旋转操作部301的外周面的下端部,形成在旋转操作部301的整周上在旋转操作部301的径向突出的凸缘部34。
如图1所示,在旋转操作部301的下表面,形成开口为圆形状的下侧凹部36。这里,除去凸缘部34的旋转操作部301的外径比开口部231的内径稍小。凸缘部34的外径比开口部231的内径稍大。此外,下侧凹部36的内径为引导肋221的外径以上。通过这样的尺寸关系,旋转操作部301穿过开口部231并从框体2的上表面向上方突出地与框体2组合。在该状态下,凸缘部34被收容于第2壳体22的上表面与伸出部232的下表面之间。因此,通过凸缘部34与伸出部232钩挂,从而防止旋转操作部301从框体2的脱落。进一步地,向下侧凹部36插入引导肋221,引导肋221成为引导并且旋转操作部301能够以旋转轴Z1为中心进行旋转。在旋转操作部301的外周面,为了防止打滑,在上下方向为长条的槽在旋转操作部301的整周上形成多个。
以下,在区分旋转操作部301的旋转操作时的旋转的朝向的情况下,将俯视下为顺时针的朝向的旋转、换句话说将图7A和图7B中箭头R1所示的朝向的旋转称为“正转”。另一方面,将俯视下为逆时针的朝向的旋转、换句话说图7A和图7B中箭头R2所示的朝向的旋转称为“反转”。
如图1所示,在下侧凹部36的底面,形成向下方突出的棘轮肋37。棘轮肋37是沿着下侧凹部36的底面的外周边的圆环状的肋。虽未图示,但在棘轮肋37的下表面,沿着棘轮肋37的周方向,凹部和凸部交替形成多个。此外,虽未图示,但凹部和凸部是在棘轮肋37的整周上设置的。棘轮肋37的下表面与棘轮弹簧31(参照图2)的上表面接合,棘轮肋37的下表面与棘轮弹簧31的突起部311接触。因此,每当旋转操作部301旋转规定的旋转角,棘轮肋37的下表面的凸部都使突起部311弹性变形并且越过,给旋转操作部301的操作者点击感(操作感)。换句话说,棘轮弹簧31和棘轮肋37构成在旋转操作部301的旋转操作时赋予操作者点击感的棘轮机构。
此外,下侧凹部36的凹陷量、即下侧凹部36的深度在由棘轮肋37包围的区域,比棘轮肋37的外侧的区域大(深)。并且,第1振动体401、第1压电元件501和第2印刷电路基板702(参照图2)被收容于下侧凹部36的内部空间之中由棘轮肋37包围的空间。
第1振动体401与第2印刷电路基板702一起,经由撑条243而被固定于第1印刷电路基板701。图2所示的撑条243通过螺钉244而被固定于第1印刷电路基板701的上表面。第1振动体401和第2印刷电路基板702通过螺钉245而被固定于撑条243。撑条243使第1振动体401的长边方向与左右方向一致。并且,撑条243以使第1振动体401的厚度方向与前后方向一致的朝向来保持第1振动体401。这里,第1振动体401的左端部被固定于撑条243。因此,图1所示的第1振动体401的左端部是第1振动体401的第1端部,第1振动体401的右端部是第1振动体401的第2端部(接触片42)。
在棘轮肋37的内周面,形成向旋转轴Z1突出的第1拾取片601。换句话说,第1拾取片601被设置于旋转操作部301。第1拾取片601是在上下方向为长条的肋,在棘轮肋37的周方向以等间隔(等间距)形成多个。因此,若旋转操作部301进行旋转,则多个第1拾取片601在棘轮肋37的周方向移动。并且,在旋转操作部301的旋转时,第1拾取片601弹动第1振动体401。以下,将第1拾取片601移动相邻的两个第1拾取片601的间隔(1个间距)的情况下的旋转操作部301的旋转角称为“最小旋转角”。
这里,如图7B所示,第1振动体401的第2端部(这里为右端部)、即接触片42位于相邻的两个第1拾取片601之间。换句话说,两个第1拾取片601位于第1振动体401的接触片42的前后方向的两侧。通过第1振动体401与第1拾取片601的上述位置关系,从而在旋转操作部301的旋转时,第1拾取片601与第1振动体401接触并使第1振动体401弯曲。因此,在旋转操作部301旋转的情况下,第1拾取片601弹动第1振动体401。
接下来,对按压操作部302进行说明。图1所示的按压操作部302是以旋转轴Z1为中心轴的圆盘状。按压操作部302例如是合成树脂制。在按压操作部302的下表面,形成向上方凹陷的周槽38。周槽38是圆环状,沿着按压操作部302的下表面的外周边。在周槽38收容复原弹簧35的至少一部分。在按压操作部302的下表面之中,由周槽38包围的区域,形成向下方突出的突片39。按压操作部302与旋转操作部301组合以使得收容于上侧凹部32,突片39穿过贯通孔33并从下侧凹部36的底面向下方突出。在该状态下,通过突片39的一部分与旋转操作部301钩挂,从而防止按压操作部302从旋转操作部301的脱离。此外,突片39与撑条243接触,按压操作部302的旋转被限制。由此,按压操作部302能够相对于框体2沿着上下方向而直行移动。
第2振动体402与第3印刷电路基板703一起,被配置于第1印刷电路基板701的下方。第2振动体402和第3印刷电路基板703通过螺钉246和螺母247而被固定于第1印刷电路基板701。在第1印刷电路基板701的下表面与第2振动体402之间安装隔离物248,以使得第2振动体402的振动不被第1印刷电路基板701阻碍。第1印刷电路基板701使第2振动体402的长边方向与左右方向一致。并且,第1印刷电路基板701以使第2振动体402的厚度方向与上下方向一致的朝向,保持第2振动体402。这里,第2振动体402的右端部被固定于第1印刷电路基板701。因此,第2振动体402的右端部是第2振动体402的第1端部侧的端部,第2振动体402的左端部是第2振动体402的第2端部侧的端部(接触片42)。
突片39的一部分穿过第1印刷电路基板701的透孔705(参照图2),从第1印刷电路基板701的下表面向下方突出。并且,在向第1印刷电路基板701的下方突出的突片39的前端部,形成向右方突出的第2拾取片602。因此,若按压操作部302在上下方向移动,则第2拾取片602也在上下方向移动。并且,在按压操作部302移动的情况下,第2拾取片602弹动第2振动体402。
这里,如图1所示,在按压操作部302未被按压操作的状态下,第2振动体402的第2端部侧的端部(这里为左端部)、换句话说、接触片42位于第2拾取片602的下方。换句话说,第2拾取片602位于第2振动体402的接触片42的上方。通过第2振动体402与第2拾取片602的上述位置关系,在按压操作部302的按压操作的情况下,第2拾取片602与第2振动体402接触并使第2振动体402弯曲。因此,在按压操作部302的按压操作时,第2振动体402弹动第2拾取片602。
(2.2)动作
以下,对输入装置1的动作进行说明。首先,对旋转操作部301被进行旋转操作的情况下的输入装置1的动作进行说明。
若从图7B所示的状态起,旋转操作部301旋转最小旋转角,则接触片42的后方的第1拾取片601向接触片42的前方移动。此时,第1拾取片601与接触片42接触并使第1振动体401向前方弯曲。因此,若第1拾取片601越过接触片42,则振动体401在厚度方向被弹动。此外,从图7B所示的状态起,若旋转操作部301反转最小旋转角,则接触片42的前方的第1拾取片601向接触片42的后方移动。此时,第1拾取片601与接触片42接触并使第1振动体401向后方弯曲。因此,在第1拾取片601越过接触片42时,第1振动体401在厚度方向弹动。
换言之,旋转操作部301的移动的朝向与第1拾取片601的移动的朝向对应并一致。并且,第1振动体401的一部分(接触片42)位于第1拾取片601在第1位置与第2位置之间移动时的第1拾取片601的轨道上。这里,第1拾取片601的“第1位置”是接触片42的后方的位置,“第2位置”是接触片42的前方的位置。换句话说,即使在第1拾取片601从第1位置向第2位置移动的情况、和第1拾取片601从第2位置向第1位置移动的情况的任意情况下,第1拾取片601都弹动第1振动体401。
若第1振动体401被弹动,则第1振动体401在厚度方向振动,第1振动体401的振动能量通过第1压电元件501而被转换为电能。其结果,信号处理部7(参照图6)接受第1压电元件501中产生的电力并进行动作。此外,信号处理部7基于从第1压电元件501输出的电信号来生成检测信息。并且,信号处理部7通过无线通信来向显示装置100发送根据旋转操作部301的移动而生成的检测信息。
这里,形成于图1所示的棘轮肋37的下表面的多个凸部与多个第1拾取片601在棘轮肋37的周方向上的位置和间隔相同。换句话说,形成于棘轮肋37的下表面的多个凸部与多个第1拾取片601在棘轮肋37的径向并排。进一步地,第1振动体401被配置在将棘轮弹簧31(参照图2)的一对突起部311连结的直线上。因此,在第1振动体401的接触片42位于相邻的一对第1拾取片601的大致中间的情况下,棘轮肋37的下表面的凹部与棘轮弹簧31的突起部311接触。另一方面,在第1拾取片601与第1振动体401的接触片42接触的情况下,棘轮肋37的下表面的凸部与棘轮弹簧31的突起部311接触。
即,在未向旋转操作部301施加规定的旋转转矩、所谓的非操作状态下,棘轮弹簧31的突起部311嵌入到棘轮肋37的下表面的凹部。因此,旋转操作部301的旋转位置稳定。并且,每当旋转操作部301旋转最小旋转角,则第1拾取片601弹动第1振动体401。并且,通过棘轮机构,操作者得到点击感。换言之,在对旋转操作部301进行旋转操作的情况下,与点击感同步地,第1拾取片601弹动第1振动体401。
接下来,对按压操作部302被进行按压操作的情况下的输入装置1的动作进行说明。
若图1所示的按压操作部302被向下方压入,则接触片42的上方的第2拾取片602向接触片42的下方移动。此时,第2拾取片602与接触片42接触并且使第2振动体402向下方弯曲。因此,在第2拾取片602越过接触片42时,振动体402在厚度方向被弹动。从该状态起,基于操作者的按压操作部302的按压操作被解除(操作者的手指从按压操作部302离开),接触片42的下方的第2拾取片602向接触片42的上方移动。此时,第2拾取片602与接触片42接触并且使第2振动体402向上方弯曲。因此,在第2拾取片602越过接触片42的情况下,第2振动体402在厚度方向被弹动。
换言之,按压操作部302的移动的朝向与第2拾取片602的移动的朝向对应并一致。并且,第2振动体402的一部分(接触片42)位于第2拾取片602在第1位置与第2位置之间移动时的第2拾取片602的轨道上。这里,第2拾取片602的“第1位置”是接触片42的上方的位置,“第2位置”是接触片42的下方的位置。换句话说,即使在第2拾取片602从第1位置向第2位置移动的情况、和第2拾取片602从第2位置向第1位置移动的情况的任意情况下,第2拾取片602都弹动第2振动体402。
若第2振动体402被弹动,则第2振动体402在厚度方向振动,第2振动体402的振动能量通过第2压电元件502而被转换为电能。其结果,信号处理部7接受第2压电元件502中产生的电力并进行动作。此外,信号处理部7基于从第2压电元件502输出的电信号来生成检测信息。并且,信号处理部7通过无线通信来向显示装置100发送根据按压操作部302的移动而生成的检测信息。
(2.3)信号处理部
以下,参照图8、图9A、图9B,对信号处理部7的结构和动作更加详细地进行说明。图8是图1的输入装置的信号处理部的电路图。图9A是表示图1的输入装置的电信号的一个例子的图。图9B是表示图1的输入装置的前置电路的输出电压的一个例子的图。
在本实施方式中,在拾取片6从第1位置向第2位置移动时弹动振动体4的情况、和拾取片6从第2位置向第1位置移动从而弹动振动体4的情况下,从压电元件5输出的电信号不同。因此,信号处理部7基于电信号通过检测电路72来检测操作部3的移动的朝向,将检测电路72的检测结果包含于检测信息来进行发送。这里,检测电路72以电信号中的正极性的第1分量和负极性的第2分量来对振幅的大小进行比较,基于振幅的大小的比较结果,检测操作部3的移动的朝向。以下,对用于检测操作部3的移动的朝向的、信号处理部7的具体结构进行说明。另外,虽然信号处理部7电连接第1压电元件501和第2压电元件502的两个压电元件5,以下,着眼于第1压电元件501来进行说明。若将以下说明的“第1前置电路51”理解为“第2前置电路52”,则成为第2压电元件502的说明。
第1前置电路51具有正极侧提取部511和负极侧提取部512。正极侧提取部511具有二极管D1、正极侧电容器C1和二极管D2的串联电路。正极侧电容器C1在以二极管D1的阳极为正极且以二极管D2的阴极为负极的电压被施加于正极侧提取部511时被充电。负极侧提取部512具有二极管D3、负极侧电容器C2和二极管D4的串联电路。负极侧电容器C2在以二极管D3的阳极为正极且以二极管D4的阴极为负极的电压被施加于负极侧提取部512时被充电。
正极侧提取部511和负极侧提取部512在压电元件5的两端间被反并联连接。换句话说,在压电元件5的一端(以下,称为“正极”),连接正极侧提取部511的二极管D1的阳极和负极侧提取部512的二极管D4的阴极。在压电元件5的另一端(以下,称为“负极”),连接正极侧提取部511的二极管D2的阴极和负极侧提取部512的二极管D3的阳极。因此,正极侧电容器C1通过从压电元件5的正极向信号处理部7流入的电流分量、换句话说电信号的第1分量而被充电。另一方面,负极侧电容器C2通过从压电元件5的负极向信号处理部7流入的电流分量、换句话说电信号的第2分量而被充电。
检测电路72具有比较器721和生成部722。比较器721对正极侧电容器C1的两端电压与负极侧电容器C2的两端电压进行比较。换言之,检测电路72根据电信号中的正极性的第1分量和负极性的第2分量来对振幅的大小进行比较。生成部722与比较器721的输出连接,基于比较器721的比较结果,生成检测信息。
图9A表示振动体4的振动时的压电元件5输出的电信号(电流信号)。图9A和图9B中的“t1”表示振动体4被弹动的时刻。在图9A中,横轴表示时间,纵轴表示从压电元件5输出的电流。这样,压电元件5输出的电信号是以零为基准而振动的交流信号。在图9A中,通过“E1”来表示相当于成为正极性的第1分量E1的区域,通过“E2”来表示相当于成为负极性的第2分量E2的区域。
这里,由于电信号对应于振动体4的振动,因此电信号的振幅随着时间经过而渐渐衰减。因此,在电信号的第1分量E1和第2分量E2中,振幅产生不平衡。并且,根据电信号的最初的脉冲(以下,称为“第1脉冲P1”)属于第1分量E1还是属于第2分量E2,决定第1分量E1与第2分量E2的振幅的大小关系。在图9A的例子中,由“P1”包围的脉冲分量是第1脉冲P1。换句话说,第1分量E1和第2分量E2之中,第1脉冲P1所属的分量的振幅变大。因此,如图9A的例子那样,在第1脉冲P1包含于第1分量E1的情况下,第1分量E1的振幅比第2分量E2大。并且,第1脉冲P1属于第1分量E1还是属于第2分量E2是根据拾取片6弹动振动体4的朝向来决定的。这里,在拾取片6从第1位置向第2位置移动时弹动振动体4的情况下,假定为第1脉冲P1属于第1分量E1。
图9B表示产生图9A所示的电信号的情况下的正极侧电容器C1的两端电压Vc1与负极侧电容器C2的两端电压Vc2。在图9B中,横轴表示时间,纵轴表示电压。正极侧电容器C1的两端电压Vc1相当于第1分量E1的振幅的累计值。负极侧电容器C2的两端电压Vc2相当于第2分量E2的振幅的累计值。因此,在第1脉冲P1包含于第1分量E1的情况下,如图9B所示,正极侧电容器C1的两端电压Vc1比负极侧电容器C2的两端电压Vc2大。
因此,根据正极侧电容器C1的两端电压Vc1与负极侧电容器C2的两端电压Vc2的比较结果,能够确定拾取片6弹动振动体4的朝向。图8所示的生成部722基于比较器721的比较结果来生成检测信息。换言之,生成部722生成包含操作部3的移动的朝向(检测电路72的检测结果)的检测信息。换句话说,从信号处理部7发送的检测信息中,包含操作部3的移动的朝向。
此外,信号处理部7的动作用的电力是使用压电元件5的输出而在电源电路71(参照图6)中生成的,因此在振动体4被弹动的时刻t1,存在信号处理部7未起动的情况。在该情况下,在信号处理部7起动后,检测电路72对拾取片6弹动振动体4的朝向、换句话说操作部3的移动的朝向进行检测。
此外,检测电路72若检测完拾取片6弹动振动体4的朝向,则将正极侧电容器C1和负极侧电容器C2放电,对正极侧电容器C1和负极侧电容器C2的电荷进行复位。并且,检测电路72每当对正极侧电容器C1和负极侧电容器C2的电荷进行复位,就向通信I/F73输出表示检测信息的脉冲信号。由此,即使在操作部3被连续操作多次的情况下,检测电路72也能够检测各操作时的操作部3的移动的朝向。
(3)效果
如以上那样,根据图1所示的输入装置1,若操作部3相对于框体2移动,则与操作部3联动地,拾取片6通过弹动振动体4来使振动体4振动。此时,振动体4的振动能量通过压电元件5而被转换为电能。并且,接受压电元件5中产生的电力,信号处理部7进行动作,信号处理部7通过无线通信来向操作对象装置(显示装置100)发送根据操作部3的移动而生成的检测信息。因此,即使没有将输入装置1与操作对象装置连接的电线等,操作者也能够通过操作部3的操作来对操作对象装置进行操作。因此,在输入装置1中,即使不使用触摸面板也能够检测操作部3的操作。
并且,在输入装置1中,由于与操作部3联动地,压电元件5进行发电,因此能够使得用于驱动信号处理部7的电池等低容量化或者省略。进一步地,由于输入装置1通过无线通信来向操作对象装置(显示装置100)发送检测信息,因此输入装置1相对于操作对象装置的配置的自由度变高。
此外,在输入装置1中,与专利文献1中所述的通过触摸面板来检测设置于操作部的端子的移动量的结构不同,在操作部3的操作时能够对操作者赋予操作感。换句话说,由于拾取片6与操作部3联动地弹动振动体4,因此在操作部3的操作时,能够从操作部3对操作者赋予反作用力(触觉),操作者能够得到操作感。因此,在输入装置1中,例如即使不存在棘轮弹簧31,也能够对旋转操作部301的操作者赋予操作感。同样地,在输入装置1中,能够对按压操作部302的操作者赋予操作感。
此外,也可以压电元件5输出振动体4的振动所对应的电信号,信号处理部7基于电信号来生成检测信息。通过该结构,向信号处理部7提供电力的压电元件5能够兼作为用于检测操作部3的操作的传感器。因此,不需要独立于压电元件5的用于检测操作部3的操作的传感器。但是,如图10所示的后述的实施方式2那样,该结构不是输入装置1中必须的结构,用于检测操作部3的操作的传感器74也可以与压电元件5分别地设置。换句话说,输入装置1也可以构成为将输出振动体4的振动所对应的电信号的传感器与拾取片6的压电元件5独立地设置,信号处理部7基于传感器生成的电信号来生成检测信息。
在该情况下,优选操作部3的移动的朝向与拾取片6的移动的朝向对应,振动体4的一部分位于拾取片6在第1位置与第2位置之间移动时的拾取片6的轨道上。进一步地,优选拾取片6从第1位置向第2位置移动时弹动振动体4的情况、和拾取片6从第2位置向第1位置移动从而弹动振动体4的情况下产生的电信号不同。在该情况下,优选信号处理部7具有基于电信号来检测操作部3的移动的朝向的检测电路72,将检测电路72的检测结果包含于检测信息来进行发送。根据该结构,信号处理部7能够基于从压电元件5输出的电信号来检测操作部3的移动的朝向。因此,输入装置1不需要另外设置用于检测操作部3的移动的朝向的传感器。但是,该结构不是输入装置1中必须的结构,也可以省略对操作部3的移动的朝向进行检测的功能。
此外,在该情况下,优选如本实施方式这样,检测电路72通过电信号中的正极性的第1分量E1和负极性的第2分量E2来比较振幅的大小,基于振幅的大小的比较结果,对操作部3的移动的朝向进行检测。根据该结构,通过使用整流元件来将电信号分为正极性和负极性,从而能够通过比较简单的结构来检测操作部3的移动的朝向。
此外,优选如本实施方式这样,信号处理部7根据对电信号进行整流并且平滑而得到的直流电压,生成表示检测信息的脉冲信号。根据该结构,由于不直接使用从压电元件5输出的电信号,而是波形整形为表示检测信息的脉冲信号并进行使用,因此输入装置1的动作稳定。
此外,优选如本实施方式那样,操作部3(旋转操作部301)被保持于框体2,以使得能够以穿过操作部3的旋转轴Z1为中心进行旋转,拾取片6在操作部3的旋转时弹动振动体4。根据该结构,输入装置1能够检测操作部3的旋转操作。因此,对于操作者来说,与触摸面板的操作等相比,能够实现直感的操作。但是,该结构在输入装置1中不是必须的结构,操作部3并不局限于旋转操作用的操作部。
在该情况下,优选如本实施方式那样,拾取片6被设置于操作部3,在操作部3的旋转时与振动体4接触并弯曲振动体4。根据该结构,通过拾取片6将振动体4弯曲,从而能够利用振动体4的弹力来使振动体4振动。因此,能够通过比较简单的构造来使振动体4振动。进一步地,由于拾取片6在操作部3的旋转时弹动振动体4,因此在对操作部3进行旋转操作的情况下,从操作部3对操作者赋予反作用力(触觉),操作者能够得到操作感。但是,该结构在输入装置1中不是必须的结构,拾取片6也可以与操作部3独立。
此外,也可以如本实施方式那样,输入装置1也可以还具有对操作对象装置(显示装置100)的安装面101安装框体2的安装部8。根据该结构,操作者能够使用安装于操作对象装置的输入装置1来对操作对象装置进行操作,因此在对操作部3进行操作的情况下,框体2稳定,操作性提高。但是,该结构在输入装置1中不是必须的结构,也可以省略安装部8。
(4)变形例
以下,列举实施方式1的变形例。
信号处理部7所进行的无线通信并不局限于以电波为介质的无线通信,例如,也可以是以红外线、可见光等光为介质的光无线通信。在该情况下,信号处理部7通过光无线通信,向显示装置100发送检测信息。
在本实施方式中,图2所示的第2印刷电路基板702和第3印刷电路基板703不是信号处理部7的构成要素,但第2印刷电路基板702和第3印刷电路基板703也可以是信号处理部7的构成要素。在该情况下,作为信号处理部7的构成要素的电子部件被分散安装于第1印刷电路基板701、第2印刷电路基板702和第3印刷电路基板703。
此外,图6所示的电源电路71可以独立于第1前置电路51和第2前置电路52,而具有整流元件和电容器,也可以与第1前置电路51和第2前置电路52共享整流元件和电容器。在第1前置电路51、第2前置电路52和电源电路71中共享整流元件和电容器的情况下,例如,正极侧电容器C1与负极侧电容器C2的合成容量被用作为电源电路71的电容器。
此外,在实施方式1中,信号处理部7将从压电元件5输出的电信号波形整形为表示检测信息的脉冲信号,但信号处理部7也可以将从压电元件5输出的电信号直接用于检测信息的生成。例如,信号处理部7也可以构成为若接受来自压电元件5的电力从而通信I/F73起动,则通过通信I/F73来读取存储于存储器的检测信息并进行发送。在该情况下,信号处理部7例如不能将操作部3的移动的朝向等的信息包含于检测信息,但能够使结构简单化。
此外,在将从压电元件5输出的电信号波形整形为表示检测信息的脉冲信号的情况下,信号处理部7也可以将一定时间内进行的操作部3的操作存储于存储器,包含操作部3的操作次数等并生成检测信息。在该情况下,例如,针对图1所示的旋转操作部301,信号处理部7对第1拾取片601弹动第1振动体401的次数进行计数,将计数值转换为旋转操作部301的旋转角度等,并包含于检测信息。
此外,框体2不是必须具有第1壳体21、第2壳体22和第3壳体23,例如,也可以由1个壳体、2个壳体或者4个以上的壳体构成框体2。进一步地,第1壳体21与第2壳体22的结合构造并不局限于螺钉连接,例如,也可以是通过具有弹性的爪来结合的卡扣构造、激光熔敷等。
此外,框体2的一部分或者整体也可以是金属制。同样地,旋转操作部301的一部分或者整体也可以是金属制,按压操作部302的一部分或者整体也可以是金属制。
此外,操作部3并不局限于旋转操作用的旋转操作部301和按压操作用的按压操作部302,例如,也可以是滑动操作用的滑动操作部等。进一步地,操作部3也可以如拨动开关的手柄那样,是通过将支点向中心倾斜而被操作的杠杆构造等。在任意情况下,拾取片6都构成为与操作部3联动地弹动振动体4中的第2端部(在第1振动体401中为右端部,在第2振动体402中为左端部)。
此外,输入装置1并不局限于如实施方式1那样具有两个操作部(旋转操作部301和按压操作部302)的结构,也可以具有3个以上的操作部3。在输入装置1具有多个操作部3的情况下,多个操作部3也可以是相同构造(例如均为旋转操作用)。或者,输入装置1也可以仅具有一个操作部3。
此外,在实施方式1中,振动体4是平板,但并不局限于该结构,振动体4也可以是一部分弯曲的形状或者折弯的形状。此外,也可以在振动体4中未设置配重件41。
(实施方式2)
参照图10、图11A和图11B,对本发明的实施方式2所涉及的输入装置1A进行说明。图10是输入装置1A的框图。图11A是表示图10的输入装置的主要部位的从下方观察的立体图、是正式固定状态的立体图。图11B是表示图10的输入装置的主要部位的从下方观察的立体图、是定位状态的立体图。
输入装置1A与实施方式1的输入装置1不同点在于,具有对操作部3A的非操作时错误地发送检测信息的情况进行抑制的误动作抑制部。以下,针对与实施方式1相同的结构,赋予共用的符号并适当地省略说明。“操作部3A”、“振动体4A”、“压电元件5A”、“拾取片6A”、“信号处理部7A”、“滑块81A”分别相当于实施方式1的“操作部3”、“振动体4”、“压电元件5”、“拾取片6”、“信号处理部7”、“滑块81”。
如图10所示,输入装置1A具有锁定机构91、解除机构92和信号无效化部93之中的至少一个来作为误动作抑制部。输入装置1A可以具有锁定机构91、解除机构92和信号无效化部93之中的一个,也可以具有两个以上。
锁定机构91具有能够相对于框体2移动的可动部件。锁定机构91通过可动部件的移动来切换制止操作部3A相对于框体2的移动的状态、和不制止操作部3A相对于框体2的移动的状态。可动部件例如是图11A所示的滑块81A。以下,参照图11A和图11B来对锁定机构91的具体例详细进行说明。
操作部3A是旋转操作部。锁定机构91如图11A所示,具有:被设置于操作部3A的多个第1制止部913和被设置于可动部件(这里为滑块81A)的第2制止部912。锁定机构91如图11B所示,构成为通过多个第1制止部913的任意一个与第2制止部912嵌合,来制止操作部3A相对于框体2的移动。多个第1制止部913在操作部3A的移动方向以规定间隔而被设置。
在图11A和图11B的例子中,多个第1制止部913在操作部3A的下表面的外周部,在操作部3A的周方向以等间隔而被设置。多个第1制止部913分别是向上方凹陷的凹部,向操作部3A的旋转轴开放。第2制止部912被设置于作为可动部件的滑块81A的左端部,是从滑块81A的上表面向上方突出的凸部。第2制止部912的前端部穿过将第2制止部912的前端部(上端部)切口的部分(未图示),与图1相同地被插入到操作部3A的下侧凹部36内。
由此,在滑块81A位于可动范围的右端位置的状态(正式固定状态)下,如图11A所示,多个第1制止部913的任意一个都未与第2制止部912嵌合,操作部3A能够在周方向移动(旋转)。换句话说,锁定机构91为不制止操作部3A相对于框体2的移动的状态,操作部3A能够旋转操作。另一方面,在滑块81A位于可动范围的左端位置的状态(定位状态)下,如图11B所示,由于多个第1制止部913的任意一个与第2制止部912嵌合,因此操作部3A被制止向周方向的移动。换句话说,锁定机构91成为制止操作部3A相对于框体2的移动的状态,操作部3A的旋转操作被限制。
根据该结构,通过锁定机构91制止操作部3A相对于框体2的移动,从而能够抑制在操作部3的非操作时错误地发送检测信息。例如在显示装置100安装输入装置1A等时,即使操作者抓握操作部3A,只要操作部3A的移动被制止,就能够抑制错误地发送检测信息。此外,由于多个第1制止部913在操作部3A的移动方向以规定间隔而被设置,因此从操作部3A的操作结束的状态起几乎不动操作部3A的情况下,就能够通过锁定机构91来制止操作部3A相对于框体2的移动。
另外,多个第1制止部913和第2制止部912的凹、凸的关系也可以与图11A的例子相反。换句话说,也可以多个第1制止部913分别是凸部,第2制止部912是凹部。
此外,图10所示的解除机构92具有能够相对于框体2移动的可动部件(例如滑块81A)。解除机构92通过可动部件的移动来切换与操作部3A联动地拾取片6A弹动振动体4A的状态、和拾取片6A不与操作部3A联动地弹动振动体4A的状态。
具体而言,解除机构92例如能够通过使拾取片6A和振动体4A的至少一方与滑块81A联动来实现。例如,解除机构92在拾取片6A的轨道上的位置和从拾取片6A的轨道脱离的位置,与滑块81A联动地使振动体4A移动。这里,优选在滑块81A位于可动范围的右端位置的状态(正式固定状态)下,振动体4A处于拾取片6A的轨道上的位置。并且,优选在滑块81A位于可动范围的左端位置的状态(定位状态)下,振动体4A处于从拾取片6A的轨道脱离的位置。由此,在正式固定状态下,成为拾取片6A与操作部3A联动地弹动振动体4A的状态。另一方面,在定位状态下,成为拾取片6A不与操作部3A联动地弹动振动体4A的状态。
根据该结构,通过解除机构92切换为拾取片6A不与操作部3A联动地弹动振动体4A的状态,从而能够抑制在操作部3的非操作时错误地发送检测信息。例如在显示装置100中安装输入装置1A等时,即使操作者抓住操作部3A导致偶尔操作部3A移动,只要处于拾取片6A不弹动振动体4A的状态,即能够抑制错误地发送检测信息。
此外,信号无效化部93具有能够相对于框体2移动的可动部件(例如滑块81A)。信号无效化部93通过与可动部件联动的无效化开关931(参照图10)来切换信号处理部7A进行检测信息的发送的状态和信号处理部7A不进行检测信息的发送的状态。
具体而言,无效化开关931是与滑块81A联动地切换接通和断开的机械开关。信号无效化部93通过无效化开关931的接通、断开,来切换信号处理部7A进行检测信息的发送的状态和信号处理部7A不进行检测信息的发送的状态。这里,优选在滑块81A位于可动范围的右端位置的状态(正式固定状态)下,为信号处理部7A进行检测信息的发送的状态。并且,优选在滑块81A位于可动范围的左端位置的状态(定位状态)下,为信号处理部7A不进行检测信息的发送的状态。
根据该结构,通过利用信号无效化部93,切换为信号处理部7A不进行检测信息的发送的状态,能够抑制在操作部3A的非操作时错误地发送检测信息的情况。例如在显示装置100中安装输入装置1A等时,即使操作者抓住操作部3A导致偶尔操作部3A移动,若处于信号处理部7A不进行检测信息的发送的状态,则能够抑制错误地发送检测信息。
此外,如本实施方式那样,优选可动部件是用于使基于安装部8的输入装置1A向显示装置100的保持力变化的滑块81A。由此,在误动作抑制部中,在定位状态下,能够抑制操作部3A的非操作时错误地发送检测信息。因此,例如在从显示装置100取下输入装置1A的状态下,即使操作者抓住操作部3A,也能够抑制错误地发送检测信息。
但是,可动部件是滑块81A并不是输入装置1A中必须的结构,可动部件也可以独立于滑块81A进行设置。
其他的结构和功能与实施方式1相同。实施方式2中说明的结构能够与实施方式1中说明的各结构(包含变形例)适当地组合应用。
(实施方式3)
使用图12和图13来对本发明的实施方式3所涉及的输入装置1B进行说明。图12是输入装置1B的立体图。图13是输入装置1B的剖面立体图。输入装置1B如图12所示,在具有按压操作用的多个操作部3B这方面,与实施方式1的输入装置1不同。以下,针对与实施方式1相同的结构,赋予共用的符号并适当地省略说明。下述“框体2B”、“操作部3B”、“振动体4B”、“压电元件5B”、“拾取片6B”、“信号处理部7B”分别相当于实施方式1的“框体2”、“操作部3”、“振动体4”、“压电元件5”、“拾取片6”、“信号处理部7”。
输入装置1B被用作为操作者携带并用于对操作对象装置进行远程操作的遥控器。输入装置1B的框体2B例如是合成树脂制。框体2B具有第1壳体21B和第2壳体22B。第1壳体21B和第2壳体22B在上下方向被组合,构成上下方向扁平并且左右方向长条的长方体状的框体2B。操作部3B从框体2B的上表面向上方突出。另外,框体2B的一部分或者整体也可以是金属制。
输入装置1B具有按压操作用的5个操作部3B。5个操作部3B之中,操作部301B、302B、303B、304B构成能够进行4个方向的指示的所谓的十字键。操作部301B、302B、303B、304B通过连结为环状而一体化。操作部305B被配置于由4个操作部301B、302B、303B、304B包围的位置。在不特别区分操作部301B、302B、303B、304B、305B的情况下,统称为“操作部3B”。
如图13所示,输入装置1B在框体2B内具有支承操作部301B、302B、303B、304B的支承弹簧351。此外,输入装置1B在框体2B内具有在操作部305B的按压操作时使操作部305B复原到操作前的位置(基准位置)的复原弹簧352。支承弹簧351和复原弹簧352均为线圈弹簧等。
振动体4B、压电元件5B和拾取片6B均针对5个操作部3B分别各设置一个。例如,针对操作部301B,设置振动体401B、压电元件501B和拾取片601B。针对操作部303B,设置振动体403B、压电元件503B和拾取片603B。换句话说,输入装置1B具有各5个的振动体4B、压电元件5B和拾取片6B。振动体4B、压电元件5B和信号处理部7B被收纳于框体2B内。
拾取片6B与对应的操作部3B一体地构成。并且,拾取片6B与振动体4B的相对位置关系被设定为:与操作部3B联动地拾取片6B在振动体4B的厚度方向弹动振动体4B的第2端部(接触片42)。因此,若操作部3B被操作,则拾取片6B弹动振动体4B并使振动体4B振动。例如,在操作部301B的按压操作时,拾取片601B使振动体401B振动,因此压电元件501B产生电力。在操作部303B的按压操作时,拾取片603B使振动体403B振动,因此压电元件503B产生电力。
信号处理部7B分别与5个压电元件5B电连接。信号处理部7B使输入到信号处理部7的端子不同等等来区分来自5个压电元件5B的电信号,从而生成检测信息。因此,根据检测信息,能够确定5个操作部3B之中哪个操作部3B被操作。
进一步地,信号处理部7B基于来自压电元件5B的电信号来检测操作部3B的移动的朝向。即,若操作部3B被向下方压入,则拾取片6B从第1位置向第2位置移动。此时,拾取片6B与振动体4B接触并将振动体4B向下方弹动。此外,从该状态起,若基于操作者的操作部3B的按压操作被解除(操作者的手指从操作部3B离开),则拾取片6B从第2位置向第1位置移动。此时,拾取片6B与振动体4B接触并将振动体4B向上方弹动。因此,在信号处理部7B中,通过与实施方式1的“(2.3)信号处理部”栏中说明的相同的结构,根据拾取片6B弹动振动体4B的朝向,检测操作部3B的移动的朝向。
根据以上说明的本实施方式的输入装置1B,能够通过无线通信来向操作对象装置发送与多个(这里为5个)操作部3B的按压操作相应的检测信息。这里,检测信息中,包含表示多个操作部3B的哪个被操作的信息和表示操作部3B的移动的朝向的信息。因此,例如在操作者对操作部301B进行操作的情况下,输入装置1B能够区分检测操作者按压操作部301B的操作和操作者将手指从操作部301B离开的操作。因此,在操作对象装置中,例如能够进行以下控制,在操作者按压操作部301B的期间,使光标在操作部301B所对应的朝向移动,在操作者将手指从操作部301B离开的情况下,使光标停止。
其他的结构和功能与实施方式1相同。实施方式3中说明的结构能够与实施方式1和实施方式2中说明的各结构(包含变形例)适当地组合并应用。
-符号说明-
1、1A、1B 输入装置
2、2B 框体
3、3A、3B、301、302、301B、302B、303B、304B、305B 操作部
4、4A、4B、401、401B、402、403B 振动体
5、5A、5B、501、501B、502、503B 压电元件
6、6A、6B、601、601B、602、603B 拾取片
7、7A、7B 信号处理部
8 安装部
72 检测电路
81、81A 滑块(可动部件)
91 锁定机构
92 解除机构
93 信号无效化部
100 显示装置(操作对象装置)
101 安装面
913 第1制止部
912 第2制止部
931 无效化开关

Claims (16)

1.一种输入装置,具备:
框体;
操作部,相对于所述框体能够移动;
振动体,具有弹性,并且具有固定于所述框体的第1端部;
拾取片,被设置为与所述操作部联动地相对于所述框体能够移动,通过弹动所述振动体来使所述振动体振动;
压电元件,被设置于所述振动体,将所述振动体的振动能量转换为电能;和
信号处理部,接受所述压电元件中所产生的电力来进行动作,通过无线通信来发送根据所述操作部的移动而生成的检测信息。
2.根据权利要求1所述的输入装置,其中,
所述振动体还具备:被设置为能够振动的第2端部。
3.根据权利要求2所述的输入装置,其中,
所述压电元件能够输出与所述振动体的各种振动分别对应的多个电信号。
4.根据权利要求3所述的输入装置,其中,
所述操作部的移动方向与所述拾取片的移动方向相同,
所述振动体的所述第2端部位于所述拾取片在第1位置与第2位置之间移动时的所述拾取片的轨道上,
所述拾取片从所述第1位置向所述第2位置移动时弹动所述振动体的情况下的所述多个电信号之中的一个电信号与所述拾取片从所述第2位置向所述第1位置移动从而弹动所述振动体的情况下的所述多个电信号的一个电信号不同。
5.根据权利要求4所述的输入装置,其中,
所述信号处理部分别基于所述多个电信号来生成所述检测信息。
6.根据权利要求5所述的输入装置,其中,
所述信号处理部具有检测电路,该检测电路分别基于所述多个电信号来检测所述操作部的移动的朝向,
所述信号处理部将所述检测电路的检测结果包含于所述检测信息来进行发送。
7.根据权利要求6所述的输入装置,其中,
所述检测电路对所述多个电信号各自的正极性的第1分量的振幅的大小与负极性的第2分量的振幅的大小进行比较,基于所述振幅的大小的比较结果,检测所述操作部的移动的朝向。
8.根据权利要求5所述的输入装置,其中,
所述信号处理部根据将所述多个电信号分别整流并且平滑而得到的直流电压,生成表示所述检测信息的脉冲信号。
9.根据权利要求3所述的输入装置,其中,
所述操作部被保持于所述框体,以使得能够以穿过所述操作部的旋转轴为中心进行旋转,
所述拾取片被配置为在所述操作部的旋转时弹动所述振动体。
10.根据权利要求9所述的输入装置,其中,
所述拾取片被设置于所述操作部,在所述操作部的所述旋转时与所述振动体接触从而使所述振动体弯曲。
11.根据权利要求1所述的输入装置,其中,
所述输入装置还具备:锁定机构,具有相对于所述框体能够移动的可动部件,
所述锁定机构通过所述可动部件的移动,来切换制止所述操作部相对于所述框体的移动的状态、和不制止所述操作部相对于所述框体的所述移动的状态。
12.根据权利要求11所述的输入装置,其中,
所述锁定机构具有:被设置于所述操作部的多个第1制止部、和被设置于所述可动部件的第2制止部,
所述锁定机构构成为:通过所述多个第1制止部的任意一个与所述第2制止部嵌合,来制止所述操作部相对于所述框体的所述移动,
所述多个第1制止部在所述操作部的移动方向以规定间隔被设置。
13.根据权利要求1所述的输入装置,其中,
所述输入装置还具备:解除机构,具有相对于所述框体能够移动的可动部件,
所述解除机构通过所述可动部件的移动,来切换所述拾取片与所述操作部联动地弹动所述振动体的状态、和所述拾取片不与所述操作部联动地弹动所述振动体的状态。
14.根据权利要求1所述的输入装置,其中,
所述输入装置还具备:
可动部件,相对于所述框体能够移动;和
信号无效化部,具有与所述可动部件联动的无效化开关,
所述信号无效化部通过所述无效化开关,来切换所述信号处理部发送所述检测信息的状态、和所述信号处理部不发送所述检测信息的状态。
15.根据权利要求1所述的输入装置,其中,
所述输入装置还具备:传感器,与所述振动体的振动对应地生成电信号,
所述信号处理部基于所述传感器生成的电信号来生成所述检测信息。
16.根据权利要求1所述的输入装置,其中,
所述输入装置还具备:安装部,将所述框体安装于操作对象装置。
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