CN118160060A - 输入装置 - Google Patents

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CN118160060A
CN118160060A CN202280071987.9A CN202280071987A CN118160060A CN 118160060 A CN118160060 A CN 118160060A CN 202280071987 A CN202280071987 A CN 202280071987A CN 118160060 A CN118160060 A CN 118160060A
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CN
China
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magnet
input device
rotation
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sliding movement
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CN202280071987.9A
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小池飞鸟
石泽康宏
佐藤崇
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H25/00Switches with compound movement of handle or other operating part

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Abstract

输入装置具备:操作部,其构成为能够进行旋转操作及按压操作;一个磁铁,其设置为从初始状态起能够进行伴随旋转操作的旋转移动且能够进行伴随按压操作的滑动移动;磁传感器,其配置于基板,检测磁铁产生的磁场;以及判定部,其基于磁传感器的检测结果,判定旋转操作的操作内容及按压操作的操作内容,磁铁以供在进行旋转移动时成为旋转中心的旋转轴通过的方式设置,该磁铁的N极和S极的磁化方向相对于旋转移动的旋转轴及滑动移动的方向倾斜。

Description

输入装置
技术领域
本发明涉及一种输入装置。
背景技术
在下述专利文献1中关于能够进行基于操作部的旋转操作及按压操作的旋转按压开关公开了如下技术:在操作部设置计数器磁铁,伴随着旋转操作及按压操作,通过磁传感器检测计数器磁铁的磁场的方向的变化,基于磁传感器的检测结果,检测基于按压操作的旋转轴方向的任意的位置定位以及基于旋转操作的任意的旋转定位。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-140785号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,专利文献1所公开的旋转按压开关为了检测旋转操作及按压操作这两者,需要设置检测旋转操作用的两个磁传感器和检测按压操作用的两个磁传感器,即需要设置四个磁传感器。因此,专利文献1所公开的旋转按压开关无法使用少数的磁传感器而高精度地分别检测旋转操作及按压操作。
用于解决课题的方案
一实施方式的输入装置具备:操作部,其构成为能够进行旋转操作及按压操作;一个磁铁,其设置为从初始状态起能够进行伴随旋转操作的旋转移动且能够进行伴随按压操作的滑动移动;磁传感器,其配置于基板,检测磁铁产生的磁场;以及判定部,其基于磁传感器的检测结果,判定旋转操作的操作内容及按压操作的操作内容,磁铁以供在进行旋转移动时成为旋转中心的旋转轴通过的方式设置,该磁铁的N极和S极的磁化方向相对于旋转移动的旋转轴及滑动移动的方向倾斜。
发明效果
根据一实施方式,能够使用少量的磁传感器高精度地分别检测旋转操作及按压操作。
附图说明
图1是第一实施方式的输入装置的俯视图。
图2是第一实施方式的输入装置的主视图。
图3是示出第一实施方式的输入装置的磁铁及磁传感器的配置的外观立体图。
图4是示出第一实施方式的输入装置的磁铁及磁传感器的配置的俯视图。
图5是示出第一实施方式的输入装置的磁铁及磁传感器的配置的侧视图。
图6是示出第一实施方式的输入装置所具备的控制系统的结构的图。
图7A是示出第一实施方式的输入装置的旋转操作时的磁铁的旋转移动的一例的图。
图7B是示出第一实施方式的输入装置的旋转操作时的磁铁的旋转移动的一例的图。
图7C是示出第一实施方式的输入装置的旋转操作时的磁铁的旋转移动的一例的图。
图8是示出第一实施方式的输入装置的旋转操作时的第一磁传感器的检测值的一例的图。
图9是示出第一实施方式的输入装置的旋转操作时的第二磁传感器的检测值的一例的图。
图10是示出第一实施方式的输入装置的旋转操作时的磁传感器的检测值的比较例的图。
图11A是示出第一实施方式的输入装置的按压操作时的磁铁的滑动移动的一例的图。
图11B是示出第一实施方式的输入装置的按压操作时的磁铁的滑动移动的一例的图。
图12是示出第一实施方式的输入装置的按压操作时的第一磁传感器的检测值的一例的图。
图13是示出第一实施方式的输入装置的按压操作时的第二磁传感器的检测值的一例的图。
图14是第二实施方式的输入装置的俯视图。
图15是第二实施方式的输入装置的主视图。
具体实施方式
以下,参照附图对一实施方式进行说明。
〔第一实施方式〕
(输入装置100的结构)
图1是第一实施方式的输入装置100的俯视图。图2是第一实施方式的输入装置100的主视图。需要说明的是,在以下的说明中,为了方便起见,将X轴方向作为左右方向,将Y轴方向作为前后方向,将Z轴方向作为上下方向。其中,将X轴正方向作为右方向,将Y轴正方向作为前方向,将Z轴正方向作为上方向。它们表示装置内的相对位置关系,并不限定装置的设置方向、操作方向,关于装置内的相对位置关系相同的装置,设置方向、操作方向不同的装置也全部包含在本发明的权利范围内。
图1所示的输入装置100具备操作部110和主体部120。操作部110和主体部120在旋转轴AX的轴向(Y轴方向)上排列设置。操作部110构成为能够进行旋转操作及按压操作。具体而言,操作部110具有旋转操作钮111及按压操作钮112,构成为能够进行基于旋转操作钮111的向绕旋转轴AX的方向即旋转移动的方向B的旋转操作、以及基于按压操作钮112的向滑动移动的方向A(Y轴正方向)的按压操作。
<操作部110的结构>
如图1及图2所示,操作部110具备旋转操作钮111、按压操作钮112、保持构件114及螺旋弹簧115。
旋转操作钮111是以旋转轴AX为中心的筒状且树脂制的构件。旋转操作钮111设置为能够沿绕旋转轴AX的方向旋转,由用户进行旋转操作。在图1及图2所示的例子中,旋转操作钮111具有直径从后端部(Y轴负侧的端部)朝向前端部(Y轴正侧的端部)逐渐变大的圆锥台形状。旋转操作钮111的前侧(Y轴正侧)的开口部被隔壁部111A堵塞。在隔壁部111A的中心形成有将该隔壁部111A沿前后方向(Y轴方向)贯通的贯通孔111B。
按压操作钮112是以旋转轴AX为中心的大致圆筒状且树脂制的构件。按压操作钮112设置为能够在旋转操作钮111的筒内沿旋转轴AX的轴向(Y轴方向)滑动移动。按压操作钮112的后端部从旋转操作钮111的后侧(Y轴负侧)的开口部111C向后方(Y轴负方向)突出。按压操作钮112的后端面成为用于接受按压操作的操作面112A。按压操作钮112通过由用户将操作面112A向前方(Y轴正方向)按入而被进行按压操作,由此沿着旋转轴AX向前方(Y轴正方向)滑动移动。
保持构件114是具有旋转部114A、一对保持臂部114B及轴部114C的树脂制的构件。
旋转部114A是以旋转轴AX为中心、配置在旋转操作钮111的隔壁部111A与壳体121的隔壁部121A之间的圆盘状的部分。
一对保持臂部114B是以将旋转轴AX夹在其间的方式从旋转部114A向前方(Y轴正方向)呈直线状延伸并贯通形成于壳体121的隔壁部121A的通孔121B而延伸至基板122的切口部122A内的臂状的部分。一对保持臂部114B将磁铁123保持于基板122的切口部122A的内侧。
轴部114C是在旋转轴AX上从旋转部114A向后方(Y轴负方向)呈直线状延伸并贯通形成于旋转操作钮111的隔壁部111A的贯通孔111B而与按压操作钮112连结的截面形状为D字状的棒状的部分。
保持构件114在轴部114C与旋转操作钮111的同样截面形状为D字状的贯通孔111B花键结合。由此,保持构件114被支承为与旋转操作钮111一体地旋转移动。
另外,保持构件114在轴部114C的后端部与按压操作钮112连结。由此,保持构件114与按压操作钮112一体地被支承为沿前后方向(Y轴方向)滑动移动。
螺旋弹簧115配置在保持构件114的旋转部114A与壳体121的隔壁部121A之间。螺旋弹簧115对保持构件114的旋转部114A向按压操作的复位方向(Y轴负方向)施力。由此,螺旋弹簧115在基于按压操作钮112的按压操作被解除时,能够使按压操作钮112向按压操作前的初始位置复位。
<主体部120的结构>
如图1及图2所示,主体部120具备壳体121、基板122、磁铁123、及两个磁传感器124(第一磁传感器124A及第二磁传感器124B)。
壳体121是具有中空结构的容器状且树脂制的构件。在本实施方式中,壳体121具有圆筒形状,但壳体121的形状不限于圆筒形状。在壳体121的内部收容有基板122、磁铁123、第一磁传感器124A、及第二磁传感器124B。壳体121的后侧(Y轴负侧)的开口部被隔壁部121A堵塞。在隔壁部121A形成有供保持构件114所具备的左右一对保持臂部114B贯穿的通孔121B。
基板122是平板状的构件。基板122在壳体121的内部以相对于XY平面水平的姿态设置。基板122在从上方(Z轴正方向)俯视下具有四边形状。但是,基板122的形状不限于四边形状。作为基板122,例如使用PWB(Printed Wiring Board)。
磁铁123是所谓的永磁铁,以一对N极和S极相邻的方式从中央到两端部被磁化,在该磁铁123的周围产生从N极朝向S的大致圆弧状的磁场。磁铁123配置在形成于基板122的后侧(Y轴负侧)的端部的切口部122A的内侧。磁铁123在切口部122A的内侧由保持构件114所具备的左右一对保持臂部114B保持。由此,磁铁123在切口部122A的内侧能够进行伴随基于旋转操作钮111的旋转操作的旋转移动、以及伴随基于按压操作钮112的按压操作的滑动移动。
第一磁传感器124A及第二磁传感器124B以将磁铁123及切口部122A夹在其间的方式对置配置于基板122。第一磁传感器124A及第二磁传感器124B检测通过第一磁传感器124A及第二磁传感器124B的XY平面上的磁场的朝向,由此检测磁铁123产生的磁性的朝向。并且,第一磁传感器124A及第二磁传感器124B将表示所检测的磁性的朝向的检测信号向控制装置130(参照图6)输出。需要说明的是,在本实施方式中,作为第一磁传感器124A及第二磁传感器124B,使用GMR(Giant Magneto Resistive effect)传感器。
<输入装置100的动作>
在输入装置100中,在进行了基于旋转操作钮111的旋转操作时,保持构件114与旋转操作钮111一起旋转,由此由保持构件114的一对保持臂部114B保持且以作为旋转中心的旋转轴AX通过的方式设置的磁铁123以旋转轴AX为中心向旋转移动的方向B旋转移动。并且,输入装置100通过利用第一磁传感器124A及第二磁传感器124B检测移动前后的磁场的方向,能够将因磁铁123的旋转移动引起的磁铁123产生的磁场的方向的变化检测为基于旋转操作钮111的旋转操作。
另外,在输入装置100中,在进行了基于按压操作钮112的按压操作时,保持构件114与按压操作钮112一起向滑动移动的方向A(Y轴正方向)滑动移动,由此被保持构件114的一对保持臂部114B保持的磁铁123沿着旋转轴AX向滑动移动的方向A(Y轴正方向)滑动移动。并且,输入装置100通过利用第一磁传感器124A及第二磁传感器124B检测移动前后的磁场的方向,能够将因磁铁123的滑动移动引起的磁铁123产生的磁场的方向的变化检测为基于按压操作钮112的按压操作。
(磁铁123及磁传感器124A、124B的配置)
图3是示出第一实施方式的输入装置100中的磁铁123及磁传感器124A、124B的配置的外观立体图。图4是示出第一实施方式的输入装置100中的磁铁123及磁传感器124A、124B的配置的俯视图。图5是示出第一实施方式的输入装置100中的磁铁123及磁传感器124A、124B的配置的侧视图。图3~图5通过抽取基板122、磁铁123及磁传感器124A、124B进行图示来表示磁铁123及磁传感器124A、124B的配置。
如图3及图4所示,在基板122的后侧(Y轴负侧)的端部且左右方向(X轴方向)上的中央部形成有朝向前方(Y轴正方向)局部地被切去的切口部122A。切口部122A在从上方(Z轴正方向)俯视下具有四边形状。但是,切口部122A的形状不限于四边形状。
在切口部122A的内侧配置有磁铁123,并且磁铁123进行旋转移动及滑动移动。因此,切口部122A以基板122不干涉磁铁123的旋转移动及滑动移动的方式形成为在前后方向(Y轴方向)及左右方向(X轴方向)上均具有足够的尺寸。
具体而言,在切口部122A的内侧,磁铁123伴随基于按压操作钮112的按压操作向前方(Y轴正方向)即滑动移动的方向A进行滑动移动(参照图3~图5所示的箭头A)。
另外,在切口部122A的内侧,从后方(Y轴负方向)观察,伴随基于旋转操作钮111的旋转操作,磁铁123以沿前后方向(Y轴方向)呈直线状延伸且通过磁铁123的中心的旋转轴AX为中心向绕旋转轴AX的方向即旋转移动的方向B进行旋转移动(参照图3所示的箭头B)。
需要说明的是,如图3~图5所示,磁铁123的滑动移动的方向A、磁铁123的旋转移动的旋转轴AX及基板122相互平行。
另外,图3~图5示出了磁铁123的初始状态(即,未进行滑动移动及旋转移动的状态)。如图3~图5所示,磁铁123具有长方体形状。另外,如图5所示,磁铁123以上下方向上的中央部为边界,上部被磁化为N极,下部被磁化为S极。
但是,如图3~图5所示,磁铁123在初始状态下,磁铁123的N极和S极的磁化方向相对于旋转移动的旋转轴AX及滑动移动的方向A倾斜规定角度。在此,N极和S极的磁化方向是N极与S极的排列方向。
需要说明的是,在本实施方式中,磁铁123在初始状态下,以从X轴负侧观察从Y轴方向绕逆时针旋转了45°的状态设置。即,磁铁123的N极和S极的磁化方向相对于旋转移动的旋转轴AX及滑动移动的方向A,倾斜角度θ为45°(参照图5)。
另外,在基板122上,在切口部122A的右侧(X轴正侧)配置有第一磁传感器124A。另外,在基板122上,在切口部122A的左侧(X轴负侧)配置有第二磁传感器124B。即,第一磁传感器124A及第二磁传感器124B以将磁铁123及切口部122A夹在其间的方式相互对置地配置。
如图5所示,第二磁传感器124B在从左侧(X轴负侧)侧视时,配置于与磁铁123的中心重叠的位置。同样地,第一磁传感器124A在从右侧(X轴正侧)侧视时,配置于与磁铁123的中心重叠的位置。即,在从与基板122平行的方向且与旋转轴AX正交的方向观察,第一磁传感器124A及第二磁传感器124B配置于与在切口部122A的内侧待机的初始状态的磁铁123重叠的位置。
另外,第一磁传感器124A及第二磁传感器124B分别在基板122的成为切口部122A的侧方(X轴正方向及X轴负方向)的部分,与在切口部122A内待机的初始状态的磁铁123接近对置地配置。
第一磁传感器124A及第二磁传感器124B使用相同规格的磁传感器。但是,第一磁传感器124A及第二磁传感器124B相对于磁铁123相对地互为反向配置。具体而言,从第一磁传感器124A观察,该第一磁传感器124A朝向有磁铁123的方向即左方向(X轴负方向)配置。另一方面,从第二磁传感器124B观察,该第二磁传感器124B朝向无磁铁123的方向即左方向(X轴负方向)配置。
由此,在第一实施方式的输入装置100中,两个磁传感器124A、124B中的一方的磁传感器的检测值伴随磁铁123的滑动移动增加,两个磁传感器124A、124B中的另一方的磁传感器的检测值伴随磁铁123的滑动移动而减少(参照后述的图12及图13)。另外,伴随磁铁123的旋转移动,两个磁传感器124A、124B的检测值均减少或者增加(参照后述的图8及图9)。
(输入装置100所具备的控制系统的结构)
图6是示出第一实施方式的输入装置100所具备的控制系统的结构的图。如图6所示,输入装置100具备控制装置130。控制装置130分别与第一磁传感器124A及第二磁传感器124B电连接。
如图6所示,控制装置130具备检测信号取得部131、判定部132及输出部133。
检测信号取得部131从第一磁传感器124A及第二磁传感器124B分别取得表示磁铁123产生的磁场的方向的检测结果的检测信号。
判定部132基于由检测信号取得部131取得的检测信号,判定基于旋转操作钮111的旋转操作的操作内容以及基于按压操作钮112的按压操作的操作内容。旋转操作的操作内容例如是旋转方向及旋转角度。按压操作的操作内容例如是向滑动移动的方向A的滑动移动量。
需要说明的是,判定部132也可以基于判定出的旋转操作的旋转角度而将向多个操作定位中的哪个操作定位进行了旋转操作作为旋转操作的操作内容进行判定。
另外,判定部132也可以基于判定出的按压操作的滑动移动量而将向多个操作定位中的哪个操作定位进行了按压操作作为按压操作的操作内容进行判定。
输出部133将由判定部132判定出的基于旋转操作钮111的旋转操作的操作内容以及基于按压操作钮112的按压操作的操作内容向外部(例如,基于输入装置100的操作对象的装置)输出。
需要说明的是,控制装置130例如由具备处理器(例如,CPU)、存储介质(例如,ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、SSD(Solid State Drive)等)、外部接口等的计算机(例如,IC(Integrated Circuit))实现。例如,图6所示的控制装置130的各功能部通过在控制装置130中由处理器执行存储于存储介质的程序来实现。
(磁铁123的旋转移动的一例)
图7是示出第一实施方式的输入装置100的旋转操作时的磁铁123的旋转移动的一例的图。图7A示出了磁铁123的旋转移动前的状态(即,初始状态)。图7B示出了磁铁123向逆时针方向旋转移动后的状态。图7C示出了磁铁123向顺时针方向旋转移动后的状态。
图7A示出了从旋转轴AX方向观察图5所示的磁铁123的旋转移动前的初始状态(即,相对于旋转轴AX及滑动移动的方向A倾斜45°的状态)时的状态。
如图7B所示,在第一实施方式的输入装置100中,伴随基于旋转操作钮111的向逆时针方向的旋转操作,能够使磁铁123保持相对于旋转轴AX及滑动移动的方向A倾斜45°的状态以旋转轴AX为中心向逆时针方向B1旋转移动。
另外,如图7C所示,在第一实施方式的输入装置100中,伴随基于旋转操作钮111的向顺时针方向的旋转操作,能够使磁铁123保持相对于旋转轴AX及滑动移动的方向A倾斜45°的状态以旋转轴AX为中心向顺时针方向B2旋转移动。
而且,第一实施方式的输入装置100通过设置于基板122的第一磁传感器124A及第二磁传感器124B,能够检测在磁铁123的旋转移动时变化的、磁铁123产生的磁场的朝向。
在此,在第一实施方式的输入装置100中,作为第一磁传感器124A及第二磁传感器124B,使用GMR(Giant Magneto Resistive effect)传感器。因此,第一磁传感器124A及第二磁传感器124B能够检测在磁铁123的旋转移动时变化的、磁铁123产生的磁场在XY平面上的朝向。
此时,随着磁铁123的旋转移动的角度增加,磁铁123相对于第一磁传感器124A及第二磁传感器124B各自的相对角度增加。因此,表示由第一磁传感器124A及第二磁传感器124B检测的磁场的朝向的角度随着磁铁123的旋转移动的角度增加而增加(参照后述的图8及图9)。
(旋转操作时的磁传感器124A、124B的检测值的一例)
图8是示出第一实施方式的输入装置100的旋转操作时的第一磁传感器124A的检测值的一例的图。图9是示出第一实施方式的输入装置100的旋转操作时的第二磁传感器124B的检测值的一例的图。图10是示出使第一实施方式的输入装置100中的磁铁123的N极和S极的磁化方向的倾斜变化时的旋转操作时的磁传感器124的检测值的比较例的图。在各图中,图表的横轴是磁铁的实际旋转角度,另外,图表的纵轴是基于磁传感器124A或124B的磁场的朝向的检测结果,横轴中,将磁铁处于初始状态的情况设为0°。需要说明的是,图8及图9均表示将磁铁123的N极和S极的磁化方向的倾斜角度θ相对于旋转轴AX及滑动移动的方向A设为45°时的第一磁传感器124A及第二磁传感器124B的检测值的一例。
如图8所示,随着磁铁123向顺时针方向B2的旋转移动的角度增加,由第一磁传感器124A检测的、表示磁铁123产生的磁场在XY平面上的朝向的角度向正值侧增加。
另外,如图8所示,随着磁铁123向逆时针方向B1的旋转移动的角度增加,由第一磁传感器124A检测的、表示磁铁123产生的磁场在XY平面上的朝向的角度向负值侧增加。
同样地,如图9所示,随着磁铁123向顺时针方向B2的旋转移动的角度增加,由第二磁传感器124B检测的、表示磁铁123产生的磁场在XY平面上的朝向的角度向正值侧增加。
另外,如图9所示,随着磁铁123向逆时针方向B1的旋转移动的角度增加,由第二磁传感器124B检测的、表示磁铁123产生的磁场在XY平面上的朝向的角度向负值侧增加。
因此,控制装置130的判定部132在第一磁传感器124A的检测值向正值侧增加且第二磁传感器124B的检测值向正值侧增加的情况下,判定为“利用旋转操作钮111向顺时针方向B2进行了旋转操作”,由此能够高精度地判定利用旋转操作钮111向顺时针方向B2进行了旋转操作。即,通过磁传感器的多重化,在磁传感器的故障时等不易做出错误判断。
另外,控制装置130的判定部132在第一磁传感器124A的检测值向负值侧增加且第二磁传感器124B的检测值向负值侧增加的情况下,判定为“利用旋转操作钮111向逆时针方向B1进行了旋转操作”,由此能够高精度地判定利用旋转操作钮111向逆时针方向B1进行了旋转操作。即,通过磁传感器的多重化,在磁传感器的故障时等不易做出错误判断。
并且,控制装置130的判定部132能够基于第一磁传感器124A的检测值(即,表示磁场的朝向的角度)及第二磁传感器124B的检测值(即,表示磁场的朝向的角度)中的至少任一方,使用规定的转换式或规定的转换表而高精度地判定磁铁123向顺时针方向B2或逆时针方向B1的旋转移动的角度。即,通过仅设置任一方的磁传感器,能够减少空间并降低价格。
需要说明的是,如图8及图9所示,在将磁铁123的N极和S极的磁化方向的倾斜角度θ相对于旋转轴AX及滑动移动的方向设为45°的情况下,如果磁铁123的旋转移动的角度从初始状态向两个方向为30度以下,则对于磁铁123的旋转移动,第一磁传感器124A的检测值(即,表示磁场的朝向的角度)及第二磁传感器124B的检测值(即,表示磁场的朝向的角度)大致线性地变化。
另一方面,由示出了将N极和S极的磁化方向的倾斜角度θ从45°变更时的磁铁123的实际旋转角度与磁传感器124的检测值的关系的图10可知,在使倾斜角度θ比45°小的情况下,磁传感器124的检测值的从初始起的变化量比45°的情况小,难以判定旋转操作的量。另外,在使倾斜角度θ比45°大的情况下,在从初始起转动操作量小的范围内磁传感器124的检测值比实际旋转角度大,但之后变化量逐渐变小,作为整体没有线性度,难以进行中途的操作定位判定。
因此,第一实施方式的输入装置100将磁铁123的N极和S极的磁化方向的倾斜角度θ相对于旋转轴AX及滑动移动的方向A设为45°,并且以使磁铁123的旋转移动的角度从初始状态向两个方向成为30度以下的方式物理地限制基于旋转操作钮111的旋转操作角度,也能够精度良好地检测中途的操作定位。
(磁铁123的滑动移动的一例)
图11是示出第一实施方式的输入装置100中的按压操作时的磁铁123的滑动移动的一例的图。图11A示出了磁铁123的滑动移动前的状态(即,初始状态)。图11B示出了磁铁123的滑动移动后的状态。
如图11所示,第一实施方式的输入装置100伴随基于按压操作钮112的按压操作,能够以使磁铁123的N极和S极的磁化方向的倾斜角度θ在从X轴负侧观察时保持相对于旋转轴AX及滑动移动的方向A向逆时针方向倾斜45°的初始状态而向与旋转轴AX平行的方向A(Y轴正方向)滑动移动。
并且,在第一实施方式的输入装置100中,通过设置于基板122的第一磁传感器124A及第二磁传感器124B,能够检测在磁铁123的滑动移动时变化的、磁铁123产生的磁场的朝向。
在此,在第一实施方式的输入装置100中,作为第一磁传感器124A及第二磁传感器124B,使用GMR传感器。因此,第一磁传感器124A及第二磁传感器124B能够检测在磁铁123的滑动移动时变化的、磁铁123产生的磁场在XY平面上的朝向。
此时,伴随磁铁123向方向A的滑动移动量增加,磁铁123相对于第一磁传感器124A及第二磁传感器124B各自的相对角度增加。因此,由第一磁传感器124A及第二磁传感器124B检测的表示磁场的朝向的角度随着磁铁123向方向A的滑动移动量增加而增加。
但是,第一磁传感器124A及第二磁传感器124B以相对于磁铁相对地朝向互为反向的方式配置于基板122。因此,在第一实施方式的输入装置100中,如图12及图13所示,两个磁传感器124A、124B中的一方的磁传感器的检测值随着磁铁123的滑动移动而向正值侧增加,两个磁传感器124A、124B中的另一方的磁传感器的检测值随着磁铁123的滑动移动而向负值侧增加。
(按压操作时的磁传感器124A、124B的检测值的一例)
图12是示出第一实施方式的输入装置100的按压操作时的第一磁传感器124A的检测值的一例的图。图13是示出第一实施方式的输入装置100的按压操作时的第二磁传感器124B的检测值的一例的图。
如图12所示,随着磁铁123向滑动移动的方向A的滑动移动量增加,由第一磁传感器124A检测的、表示磁铁123产生的磁场在XY平面上的朝向的角度向正值侧增加。
另一方面,如图13所示,随着磁铁123向滑动移动的方向A的滑动移动量增加,由第二磁传感器124B检测的、表示磁铁123产生的磁场在XY平面上的朝向的角度向负值侧增加。
因此,控制装置130的判定部132在第一磁传感器124A的检测值向正值侧增加且第二磁传感器124B的检测值向负值侧增加的情况下,判定为“利用按压操作钮112进行了按压操作”,由此能够高精度地判定利用按压操作钮112进行了按压操作。即,由于磁传感器124的多重化,在磁传感器124的故障时等不易做出错误判断。
并且,控制装置130的判定部132能够基于第一磁传感器124A的检测值(即,表示磁场的朝向的角度)及第二磁传感器124B的检测值(即,表示磁场的朝向的角度)中的至少任一方,使用规定的转换式或规定的转换表来高精度地判定磁铁123向滑动移动的方向A的滑动移动量(即,按压操作钮112的按入量)。即,通过仅设置任一方的磁传感器124,能够减少空间并降低价格。
(效果)
如上所说明的那样,第一实施方式的输入装置100具备:操作部110,其构成为能够进行旋转操作及按压操作;一个磁铁123,其设置为从初始状态起能够进行伴随旋转操作的旋转移动且能够进行伴随按压操作的滑动移动;磁传感器124,其配置于基板122,检测磁铁123产生的磁场;以及判定部132,其基于磁传感器124的检测结果,判定旋转操作的操作内容及按压操作的操作内容,磁铁123以供进行旋转移动时成为旋转中心的旋转轴AX通过的方式设置,该磁铁123产生的磁场的方向相对于旋转移动的旋转轴AX及滑动移动的方向A倾斜。
由此,第一实施方式的输入装置100在进行了旋转操作及按压操作中的任一操作的情况下,都能够将伴随操作部110的操作的磁铁123的移动作为磁场的方向的变化来检测,因此能够利用至少一个磁传感器124检测旋转操作和按压操作这两方。因此,根据第一实施方式的输入装置100,能够使用少数的磁传感器124而高精度地分别检测旋转操作及按压操作。
另外,第一实施方式的输入装置100具备两个磁传感器124,以两个磁传感器124中的一方的磁传感器124的检测值伴随滑动移动向正值侧增加、两个磁传感器124中的另一方的磁传感器124的检测值伴随滑动移动向负值侧增加的方式将两个磁传感器124配置于基板122。
由此,第一实施方式的输入装置100能够根据两个磁传感器124的检测值彼此正负向相反方向增加的情况,来更高精度地判定进行了按压操作。
另外,在第一实施方式的输入装置1.00中,基板122相对于旋转移动的旋转轴AX及滑动移动的方向A平行地设置。
由此,第一实施方式的输入装置100在进行了旋转操作及按压操作时,能够使磁铁123与磁传感器124的检测面接近对置,因此能够提高磁传感器124的检测灵敏度。
另外,在第一实施方式的输入装置100中,基板122具有切口部122A,切口部122A在内侧配置有磁铁123,并且不干涉磁铁123的旋转移动及滑动移动。
由此,第一实施方式的输入装置100能够不使磁铁123与基板122干涉地在基板122的外框内配置磁铁123,因此能够实现输入装置100整体的小型化。
另外,在第一实施方式的输入装置100中,从与基板122平行的方向且与旋转轴AX正交的方向观察,磁传感器124配置于与在切口部122A的内侧待机的初始状态的磁铁123重叠的位置。
由此,第一实施方式的输入装置100能够在基板122的厚度方向上使磁铁123与磁传感器124相互接近,因此能够提高磁传感器124的检测灵敏度。
另外,在第一实施方式的输入装置100中,在基板122中的成为切口部122A的侧方的位置,磁传感器124与在切口部122A的内侧待机的初始状态的磁铁123接近对置地配置。
由此,第一实施方式的输入装置100能够在基板122的水平方向上使磁铁123与磁传感器124相互接近,因此能够提高磁传感器124的检测灵敏度。
另外,在第一实施方式的输入装置100中,磁铁123的旋转移动的角度从初始状态向两个方向为30度以下,磁铁123的N极和S极的磁化方向相对于旋转轴AX的倾斜的角度θ为45度。
由此,第一实施方式的输入装置100在磁铁123的旋转移动的范围内能够使磁传感器124的检测值大致线性地变化,因此能够高精度地进行基于磁传感器124的检测值的旋转操作的角度的判定。
〔第二实施方式〕
(输入装置100-2的结构)
图14是第二实施方式的输入装置100-2的俯视图。图15是第二实施方式的输入装置100-2的主视图。以下,关于第二实施方式的输入装置100-2,对从第一实施方式的输入装置100的变更点进行说明。
如图14及图15所示,第二实施方式的输入装置100-2在旋转操作钮111的前侧(Y轴正侧)的开口部的内周面的整周上设置有内齿轮141。
另外,第二实施方式的输入装置100-2在保持构件114的旋转部114A的外周面的整周上设置有外齿轮142。并且,保持构件114以旋转部114A配置于旋转操作钮111的内齿轮141的内侧且旋转部114A的外齿轮142始终与旋转操作钮111的内齿轮141啮合的方式被支承为能够旋转并能够滑动。
因此,成为保持构件114的旋转中心的第二旋转轴AX2设置于比成为旋转操作钮111的旋转中心的旋转轴AX靠半径方向上的外侧的位置。
随之,磁铁123、切口部122A、第一磁传感器124A、及第二磁传感器124B在基板122上设置在比左右方向(X轴方向)上的中央向左侧(X轴负侧)偏移的位置,以使通过磁铁123且在进行旋转移动时成为旋转中心的旋转轴为第二旋转轴AX2。
第二实施方式的输入装置100-2利用旋转操作钮111的内齿轮141驱动齿数比该内齿轮141少的保持构件114的外齿轮142旋转,由此构成使保持构件114的旋转角度比旋转操作钮111的旋转角度增大的增速机构140。
由此,第二实施方式的输入装置100-2通过使保持构件114的旋转角度比旋转操作钮111的旋转角度增大,即使在利用旋转操作钮111进行了较小的旋转角度的旋转操作的情况下,也能够进一步增大磁铁123的旋转角度,因此能够提高磁传感器124的检测灵敏度。
特别是,第二实施方式的输入装置100-2采用了如下结构:增速机构140具有设置于保持构件114的外齿轮142、以及设置于旋转操作钮111的内齿轮141,在进行旋转操作时,外齿轮142通过内齿轮141驱动而增速。因此,第二实施方式的输入装置100-2能够空间效率良好地配置增速机构140,能够可靠地使旋转操作增速。
以上,对本发明的一实施方式进行了详细说明,但本发明并不限定于这些实施方式,能够在技术方案所记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形或变更。
例如,两个磁传感器124不限于将磁铁123夹在其间而相互对置地配置于基板122的一个面,也可以在磁铁123的一侧方配置于基板122的两个面。
另外,例如,磁传感器124也可以在磁铁123的一侧方仅设置有一个。
另外,例如,磁传感器124不限于GMR传感器,只要至少能够检测磁场的方向,就可以是其他磁传感器(例如霍尔元件、3D传感器等)。
另外,例如,基板122的切口部122A不限于具有周缘部的一部分开放的形状(即,切口形状),也可以具有周缘部闭合的形状(即,开口形状)。
另外,在本实施例中,以两个磁传感器124中的一方的磁传感器124的检测值伴随滑动移动而向正值侧增加、两个磁传感器124中的另一方的磁传感器124的检测值伴随滑动移动而向负值侧增加的方式,将两个磁传感器124配置于基板122,但不限于此。例如,两个磁传感器124的检测值两者都可以以伴随滑动移动向正值侧或负值侧的相同方向增加的方式将两个磁传感器124配置于基板122。在该情况下,能够使两个磁传感器124中的一方的磁传感器124的检测值伴随旋转移动而向正值侧增加,使两个磁传感器124中的另一方的磁传感器124的检测值伴随旋转移动而向负值侧增加。
本国际申请主张基于2021年12月22日提出的日本专利申请第2021-208702号的优先权,将该申请的全部内容援引于本国际申请。
附图标记说明:
110 操作部
111 旋转操作钮
111A 隔壁部
111B 贯通孔
112 按压操作钮
114 保持构件
114A 旋转部
114B 保持臂部
114C 轴部
115 螺旋弹簧
120 主体部
121 壳体
121A 隔壁部
121B 通孔
122 基板
122A 切口部
123 磁铁
124 磁传感器
124A 第一磁传感器
124B 第二磁传感器
130 控制装置
131 检测信号取得部
132 判定部
133 输出部
140 增速机构
141 内齿轮
142 外齿轮
A 滑动移动的方向
AX 旋转轴
AX2 第二旋转轴
B 旋转移动的方向
B1 逆时针方向
B2 顺时针方向。

Claims (9)

1.一种输入装置,其特征在于,
所述输入装置具备:
操作部,其构成为能够进行旋转操作及按压操作;
一个磁铁,其设置为从初始状态起能够进行伴随所述旋转操作的旋转移动且能够进行伴随所述按压操作的滑动移动;
磁传感器,其配置于基板,检测所述磁铁产生的磁场;以及
判定部,其基于所述磁传感器的检测结果,判定所述旋转操作的操作内容及所述按压操作的操作内容,
所述磁铁以供在进行所述旋转移动时成为旋转中心的旋转轴通过的方式设置,该磁铁的N极和S极的磁化方向相对于所述旋转移动的所述旋转轴及所述滑动移动的方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的输入装置,其特征在于,
所述输入装置具备两个所述磁传感器,
以两个所述磁传感器中的一方的所述磁传感器的检测值伴随所述滑动移动向正值侧增加、两个所述磁传感器中的另一方的所述磁传感器的检测值伴随所述滑动移动向负值侧增加的方式将两个所述磁传感器配置于所述基板。
3.根据权利要求1或2所述的输入装置,其特征在于,
所述基板相对于所述旋转移动的所述旋转轴及所述滑动移动的方向平行地设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的输入装置,其特征在于,
所述基板具有切口部,
从与所述基板垂直的方向观察,所述切口部在内侧配置有所述磁铁,并且不干涉所述磁铁的所述旋转移动及所述滑动移动。
5.根据权利要求4所述的输入装置,其特征在于,
从与所述基板平行的方向且与所述旋转移动的所述旋转轴正交的方向观察,所述磁传感器配置于与在所述切口部的内侧待机的所述初始状态的所述磁铁重叠的位置。
6.根据权利要求4或5所述的输入装置,其特征在于,
从与所述基板垂直的方向观察,在所述基板的成为所述切口部的侧方的位置,所述磁传感器与在所述切口部的内侧待机的所述初始状态的所述磁铁接近对置地配置。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的输入装置,其特征在于,
所述磁铁的所述旋转移动的角度从所述初始状态向两个方向为30度以下,
所述磁铁的所述N极和所述S极的所述磁化方向相对于所述旋转轴及所述滑动移动的方向的倾斜角度为45度。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的输入装置,其特征在于,
所述输入装置具备:
保持构件,其保持所述磁铁,并且被支承为相对于所述操作部能够旋转及能够滑动移动;以及
增速机构,其在所述旋转操作时,使所述保持构件的旋转角度比所述操作部的旋转角度增速。
9.根据权利要求8所述的输入装置,其特征在于,
所述增速机构具有:
外齿轮,其设置于所述保持构件;以及
内齿轮,其设置于所述操作部,
在所述旋转操作时,所述外齿轮通过所述内齿轮驱动而增速。
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4327838B2 (ja) * 2006-12-04 2009-09-09 アルプス電気株式会社 複合操作型入力装置
JP2008218199A (ja) * 2007-03-05 2008-09-18 Hamamatsu Koden Kk 複合操作検出装置
JP5128403B2 (ja) * 2008-07-25 2013-01-23 株式会社東海理化電機製作所 4軸磁気センサ
JP6834100B2 (ja) * 2016-11-28 2021-02-24 株式会社ユーシン 非接触型操作検出装置
TWI669740B (zh) * 2018-06-08 2019-08-21 宏碁股份有限公司 旋鈕裝置
US11248934B2 (en) * 2020-02-26 2022-02-15 Infineon Technologies Ag Multiple position detection using an inhomogeneously varying magnetic field

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