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Querverweis auf verwandte Anmeldungen
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Die vorliegende Erfindung enthält Material, das zu der japanischen Patentanmeldung
JP 2009-239353 , eingereicht am Japanischen Patentamt am 16. Oktober 2009, und der japanischen Patentanmeldung
JP 2010-161236 , eingereicht am Japanischen Patentamt am 16. Juli 2010, in Beziehung steht, wobei der gesamte Inhalt der genannten Anmeldungen durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl, die in der Lage ist, ein elektrisch gesteuertes Kraftgefühl bzw. Betätigungsgefühl zu erzielen, wenn ein Betätigungselement von Hand verschoben wird.
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In den letzten Jahren sind verschiedene Arten von Eingabevorrichtungen mit variablem Betätigungsgefühl vorgeschlagen worden, die eine Kraftrückkopplungsfunktion aufweisen, die dazu beiträgt, dass eine gewünschte Betätigung in zuverlässiger Weise ausgeführt wird, indem eine Widerstandskraft oder eine Schubkraft in Abhängigkeit von einem Betätigungsausmaß oder einer Betätigungsrichtung eines Betätigungselements bei der manuellen Betätigung des Betätigungselements aufgebracht wird, um Funktionen einer in einem Kraftfahrzeug vorhandenen Steuervorrichtung, wie z. B. einer Klimaanlage, eines Audio-Players oder eines Navigationsgeräts auszuwählen.
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Ein Beispiel für solche Eingabevorrichtungen mit variablem Betätigungsgefühl ist in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2003-31074 offenbart, wobei die Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl Folgendes aufweist: Ein Betätigungselement, das in einer beliebigen Richtung entlang einer vorbestimmten Ebene verschiebbar ist, die eine X-Richtung und eine dazu rechtwinklige Y-Richtung beinhaltet; ein erstes Antriebselement, das in Abhängigkeit von der Verschiebebewegung des Betätigungselements in der X-Richtung antriebsmäßig bewegt wird; ein zweites Antriebselement, das in Abhängigkeit von der Verschiebebewegung des Betätigungselements in der Y-Richtung antriebsmäßig bewegt wird; einen ersten Motor, der ein Zahnrad aufweist, das auf einer Motorwelle festgelegt ist und mit dem ersten Antriebselement kämmt; einen zweiten Motor, der ein Zahnrad aufweist, das auf einer Motorwelle festgelegt ist und mit dem zweiten Antriebselement kämmt; einen ersten Detektionsbereich, der den Rotationszustand des ersten Motors detektiert; einen zweiten Detektionsbereich, der den Rotationszustand des zweiten Motors detektiert; und einen Steuerbereich, der den Antrieb von jedem der Motoren steuert. Das erste Antriebselement ist derart gehaltert, dass es in der X-Richtung linear beweglich ist, und das erste Antriebselement steht mit einer ersten Führungsschiene in Gleiteingriff, die sich in der Y-Richtung erstreckt und in integraler Weise mit dem Betätigungselement ausgebildet ist. Gleichermaßen ist das zweite Antriebselement derart gehaltert, dass es in der Y-Richtung linear beweglich ist, wobei das zweite Antriebselement mit einer zweiten Führungsschiene in Gleiteingriff steht, die sich in der X-Richtung erstreckt und in integraler Weise mit dem Betätigungselement ausgebildet ist.
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Wenn bei der bestehenden Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl ein Benutzer das Betätigungselement von Hand verschiebt, beispielsweise in der X-Richtung, wird das erste Antriebselement in der X-Richtung antriebsmäßig bewegt, um die Motorwelle des ersten Motors rotationsmäßig zu bewegen, wobei die Rotationsrichtung oder das Rotationsausmaß von dem ersten Detektionsbereich detektiert wird. Anschließend wird die Rotationskraft des ersten Motors über das erste Antriebselement derart auf das Betätigungselement aufgebracht, dass der Steuerbereich den Antrieb des ersten Motors auf der Basis des Ausgangs von dem ersten Detektionsbereich steuert und dadurch die Übertragung eines angemessenen Kraftgefühls bzw. Betätigungsgefühls, wie z. B. eines Widerstandsgefühls, auf den Finger des Benutzers ermöglicht. Da die zweite Führungsschiene zu diesem Zeitpunkt eine Verschiebebewegung ausführt, ohne dass das zweite Antriebselement mit Druck beaufschlagt wird, findet keine Bewegung des zweiten Antriebselements statt. In der gleichen Weise findet bei einem Verschieben des Betätigungselements in der Y-Richtung keine Bewegung des ersten Antriebselements statt, sondern das zweite Antriebselement wird in der Y-Richtung antriebsmäßig bewegt, so dass die Motorwelle des zweiten Motors rotationsmäßig bewegt wird, wobei die Rotationsrichtung oder das Rotationsausmaß von dem zweiten Detektionsbereich detektiert wird. Die Rotationskraft des zweiten Motors wird dann über das zweite Antriebselement derart auf das Betätigungselement aufgebracht, dass der Steuerbereich den Antrieb des zweiten Motors auf der Basis des Ausgangs von dem zweiten Detektionsbereich steuert und dadurch die Übertragung eines angemessenen Kraftgefühls auf den Finger des Benutzers ermöglicht wird. Wenn das Betätigungselement ferner in einer zu der X- und der Y-Richtung schrägen Richtung verschoben wird, werden das erste und das zweite Antriebselement jeweils angetrieben, um die Motorwellen des ersten und des zweiten Motors rotationsmäßig zu bewegen. Aus diesem Grund wird die Rotationskraft von jedem der Motoren in einer derartigen Weise auf das Betätigungselement aufgebracht, dass der Steuerbereich die Antriebsbewegungen des ersten und des zweiten Motors auf der Basis des jeweiligen Ausgangs von dem ersten und dem zweiten Detektionsbereich steuert und dadurch die Übertragung eines angemessenen Kraftgefühls auf den Finger des Benutzers ermöglicht.
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Wenn jedoch bei der bestehenden Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl das erste und das zweite Antriebselement jeweils durch die Führungselemente in der Bewegungsrichtung verschiebbar gehaltert sind, ist es wünschenswert, dass sich die Antriebselemente gleichmäßig und linear bewegen. Jedoch kommt es in diesem Fall leicht zu einem Klappern bei den Antriebselementen, wenn die Halterungskonstruktion in ihrer Größe verkleinert wird. Aus diesem Grund besteht ein Problem dahingehend, dass die Halterungskonstruktion größer wird, um dadurch das Klappern der Antriebselemente zu unterdrücken.
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US 5,589,854 A offenbart eine Vorrichtung mit taktilem Feedback. Die Vorrichtung umfasst eine Joystick-Anordnung mit einem Joystick-Griff und einem Paar von senkrecht zueinander angeordneten Jochkomponenten, die unterhalb des Joystick-Griffs installiert sind. Jede Jochkomponente hat einen Antriebsmotor zum Antreiben des Joystick-Griffs installiert. Die Vorrichtung umfasst auch ein Kraft-Feedback-Steuerungssystem, das zum Erzeugen der Kraft einer simulierten Bedingung verwendet wird.
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EP 1 932 711 A2 offenbart ein Eingabesystem eines Typs einer Anzeige, das in einem Fahrzeug als Eingabemaschine installiert ist. Das Eingabesystem des Typs einer Anzeige zeigt verschiedene Tastenauswahl-Bestimmungs-Bildschirme eines Menübildschirms und ermöglicht es dem Benutzer, eine Schaltfläche auf der Anzeige mit einer Fern-Eingabevorrichtung zu bewegen.
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DE 602 15 882 T2 offenbart eine manuelle Eingabevorrichtung, aufweisend: einen in einer gewünschten Richtung beweglichen Knopf, der sich ausgehend von einer zentralen Position in eine bestimmten Richtung bewegen lässt, um eine bestimmte Funktion unter Funktionen einer Mehrzahl elektrischer Geräte auszuwählen sowie die gewählte Funktion zu steuern; eine Mehrzahl von Führungsplatten, die Richtungen begrenzen, in denen sich der Knopf bewegen lässt; gekennzeichnet durch Aktuatoren, die das Zusammenwirken des Knopfes mit den mehreren Führungsplatten ändern; und durch eine Steuerung für die Aktuatoren, wobei die Steuerung den Betrieb der Aktuatoren in Abhängigkeit von der Funktion des elektrischen Geräts steuert, die durch Handhabung des Knopfes ausgewählt worden ist, sowie das Zusammenwirken des Knopfes mit den Führungsplatten ändert, um die Richtungen, in denen sich der Knopf bewegen lässt, selektiv zu begrenzen.
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JP 2008 015671 A offenbart ein Betätigungselement, das in einer Ebene beweglich ist, wobei dem Benutzer ein erwünschtes Betätigungsgefühl gegeben werden soll. Ein erstes zylindrisches Element und ein zweites zylindrisches Element sind in einer ersten Nut und einer zweiten Nut auf der Unterseite einer beweglichen Betätigung angeordnet und sind mit den Wänden der ersten und zweiten Nut in Kontakt. Durch eine exzentrische Rotation des ersten und der zweiten zylindrischen Elements und die auf die Wände ausgeübten Kräfte kann die Betätigung in der Ebene durch zwei Gleichstrommotoren bewegt werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, insbesondere gegenüber dem letztgenannten Stand der Technik, besteht in der Schaffung einer Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl, die eine hohe Stabilität und eine geringe Größe hat.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl, wie sie im Anspruch 1 angegeben ist.
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Gemäß einem Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung eine Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl, die Folgendes aufweist: Ein Betätigungselement, das entlang einer Ebene verschiebbar ist, die eine erste und eine zweite Richtung beinhaltet, die zu einander senkrecht sind; ein erstes Antriebselement, das einen ersten Eingriffsbereich aufweist, der durch eine Verschiebebewegung des Betätigungselements in der ersten Richtung antriebsmäßig bewegt wird; ein zweites Antriebselement, das einen zweiten Eingriffsbereich beinhaltet, der durch eine Verschiebebewegung des Betätigungselements in der zweiten Richtung antriebsmäßig bewegt wird; einen ersten Motor, der mit dem ersten Antriebselement über einen ersten Kraftübertragungsbereich verbunden ist; einen zweiten Motor, der mit dem zweiten Antriebselement über einen zweiten Kraftübertragungsbereich verbunden ist; einen ersten Detektionsbereich, der einen Bewegungszustand des Betätigungselements in der ersten Richtung detektiert; einen zweiten Detektionsbereich, der einen Bewegungszustand des Betätigungselements in der zweiten Richtung detektiert; und einen Steuerbereich, der einen Antrieb des ersten und des zweiten Motors auf der Basis des Ausgangs bzw. der Ausgangssignale von dem ersten und dem zweiten Detektionsbereich steuert, wobei das erste und das zweite Antriebselement jeweils entlang der Ebene rotationsbeweglich gehaltert sind.
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Wenn bei der Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl, die eine derartige Konfiguration aufweist, ein Benutzer das Betätigungselement von Hand beispielsweise in der ersten Richtung verschiebt, wird das erste Antriebselement über den ersten Eingriffsbereich rotationsmäßig angetrieben, wobei der Verschiebebewegungszustand des Betätigungselements in der ersten Richtung durch den ersten Detektionsbereich detektiert werden kann. Wenn der Benutzer das Betätigungselement in der zweiten Richtung verschiebt, wird das zweite Antriebselement gleichermaßen über den zweiten Eingriffsbereich rotationsmäßig angetrieben, um die Motorwelle des zweiten Motors rotationsmäßig zu bewegen, wobei der Verschiebebewegungszustand des Betätigungselements in der zweiten Richtung durch den zweiten Detektionsbereich detektiert werden kann. Wenn das Betätigungselement ferner in einer zu der ersten und der zweiten Richtung schrägen Richtung verschoben wird, werden alle Motorwellen des ersten und des zweiten Motors rotationsmäßig bewegt. Auf diese Weise können jeweils die Komponenten in der ersten und der zweiten Richtung detektiert werden, die den Bewegungszustand des Betätigungselements darstellen. Die Rotationskraft von jedem der Motoren wird dann über die jeweiligen Antriebselemente auf das Betätigungselement aufgebracht, indem der Antrieb von jedem der Motoren auf der Basis des jeweiligen Ausgangs von den Detektionsbereichen gesteuert wird, um auf diese Weise die Übertragung eines angemessenen Kraftgefühls bzw. Betätigungsgefühls auf den Finger des Benutzers zu ermöglichen. Da ferner das Betätigungselement, die Antriebselemente und die Motoren in der Draufsicht innerhalb eines engen Raums zusammen und in kompakter Weise untergebracht werden können, lässt sich die Größe der Eingabevorrichtung insgesamt in einfacher Weise reduzieren. Da die Konstruktion einfach ist, kann ferner auch ein Anstieg bei den Kosten für die Eingabevorrichtung verhindert werden. Da die von dem Betätigungselement antriebsmäßig bewegten Antriebselemente drehbar gehaltert sind, besteht kein Risiko des Auftretens von Klappern bei den Antriebselementen während der Verschiebebewegung des Betätigungselements.
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Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration weist das Betätigungselement einen ersten Führungsbereich auf, der sich in der zweiten Richtung erstreckt und in Form einer Nut oder einer länglichen Öffnung ausgebildet ist, und das erste Antriebselement weist einen ersten Vorsprungbereich auf, der in den ersten Führungsbereich verschiebbar eingesetzt ist. Wenn es sich bei dem ersten Eingriffsbereich des ersten Antriebselements um den an dem ersten Antriebselement ausgebildeten ersten Vorsprungbereich handelt, kann das erste Antriebselement entsprechend der Verschiebebewegung des Betätigungselements in der ersten Richtung gleichmäßig rotationsmäßig bewegt bzw. angetrieben werden.
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Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration weist das Betätigungselement einen zweiten Führungsbereich auf, der sich in der ersten Richtung erstreckt und in Form einer Nut oder einer länglichen Öffnung ausgebildet ist, und das zweite Antriebselement weist einen zweiten Vorsprungbereich auf, der in den zweiten Führungsbereich verschiebbar eingesetzt ist. Wenn es sich bei dem zweiten Eingriffsbereich des zweiten Antriebselements um den an dem zweiten Antriebselement ausgebildeten zweiten Vorsprungbereich handelt, kann das zweite Antriebselement in Abhängigkeit von der Verschiebebewegung des Betätigungselements in der zweiten Richtung gleichmäßig rotationsmäßig bewegt bzw. angetrieben werden.
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Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration beinhaltet die Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl ferner vorzugsweise ein Hilfsantriebselement, das entlang der Ebene drehbar gehaltert ist, wobei der erste Eingriffsbereich des ersten Antriebselements und der Hilfseingriffsbereich des Hilfsantriebselements derart ausgebildet sein können, dass sie sich zusammen bewegen. Somit kann eine Rotation des Betätigungselements, die einen Grund zur Besorgnis bildet, während der Verschiebebewegung des Betätigungselements verhindert werden. Das heißt, wenn das Hilfsantriebselement nicht vorgesehen ist, kann das Betätigungselement eine geringfügige Rotationsbewegung ausführen, während das Betätigungselement in der ersten Richtung verschoben wird, so dass sich eine Position relativ zu dem ersten Eingriffsbereich des ersten Antriebselements verändert. Wenn jedoch der Hilfseingriffsbereich des Hilfsantriebselements mit dem Betätigungselement zusammenwirkt, kann eine solche unerwünschte Rotation im Voraus verhindert werden.
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Selbst in diesem Fall können das erste Antriebselement und das Hilfsantriebselement direkt miteinander verbunden werden, so dass sie an einer Stelle miteinander kämmen, die von ihren Rotationszentren mit der gleichen Distanz angeordnet ist, wobei sich das Antriebselement und das Hilfsantriebselement in gegenläufigen Richtungen rotationsmäßig bewegen. Alternativ hierzu kann ein mit einer Drehwelle des ersten Motors verbundenes Zahnrad zwischen dem ersten Antriebselement und dem Hilfsantriebselement angeordnet sein, und das Zahnrad kann sowohl mit einem an dem ersten Antriebselement ausgebildeten Verzahnungsbereich als auch mit einem an dem Hilfsantriebselement ausgebildeten Verzahnungsbereich kämmen.
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Bei der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann eines von dem Betätigungselement und dem Hilfsantriebselement einen dritten Führungsbereich beinhalten, der sich in der zweiten Richtung erstreckt und in Form einer Nut oder einer länglichen Öffnung ausgebildet ist, und das jeweils andere Element von diesem kann einen dritten Vorsprungbereich aufweisen, der in den dritten Führungsbereich verschiebbar eingesetzt ist. Wenn es sich bei dem Hilfseingriffsbereich um den an dem Hilfsantriebselement ausgebildeten dritten Vorsprungbereich oder um den an dem Hilfsantriebselement ausgebildeten dritten Führungsbereich handelt, kann das Hilfsantriebselement entsprechend der Verschiebebewegung des Betätigungselements in der ersten Richtung gleichmäßig und rotationsmäßig bewegt bzw. angetrieben werden.
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Wenn bei der Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Benutzer das Betätigungselement von Hand entlang einer vorbestimmten Ebene verschiebt, wird das erst Antriebselement oder das zweite Antriebselement rotationsmäßig angetrieben, um die Motorwelle des ersten Motors oder des zweiten Motors rotationsmäßig zu bewegen, und der Verschiebebewegungszustand des Betätigungselements wird durch Detektieren der Rotationsinformation über die Detektionsbereiche detektiert. Somit wird die Rotationskraft von jedem der Motoren auf das Betätigungselement unter Steuerung des Antriebs von jedem der Motoren auf der Basis des Ausgangs von jedem der Detektionsbereiche aufgebracht, so dass die Übertragung eines angemessenen Kraftgefühls bzw. Betätigungsgefühls auf den Finger des Benutzers ermöglicht ist. Da ferner das Betätigungselement, die Antriebselemente und die Motoren miteinander und in kompakter Weise in einem in der Draufsicht engen Raum untergebracht werden können, lässt sich die Größe der Eingabevorrichtung insgesamt in einfacher Weise reduzieren. Da die Konstruktion einfach ist, kann ferner eine Steigerung bei den Kosten der Eingabevorrichtung verhindert werden. Da die durch das Betätigungselement antriebsmäßig bewegten Antriebselemente drehbar gehaltert sind, besteht ferner keine Gefahr, dass ein Klappern bei den Antriebselementen während der Verschiebebewegung des Betätigungselements auftritt, und somit sind auch zufriedenstellende Betriebseigenschaften zu erwarten.
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Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Ansicht von außen unter Darstellung einer Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung bei Betrachtung derselben von schräg oben;
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2 eine Ansicht von außen unter Darstellung der Eingabevorrichtung bei Betrachtung derselben in einer von 1 verschiedenen Richtung von schräg oben;
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3 eine Ansicht von außen unter Darstellung der Eingabevorrichtung bei Betrachtung derselben von schräg unten;
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4 eine auseinandergezogene Perspektivansicht unter Darstellung der Komponenten der Eingabevorrichtung;
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5 eine auseinandergezogene Perspektivansicht unter Darstellung eines Zustands, in dem ein Betätigungselement von der Eingabevorrichtung entfernt ist;
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6 eine Perspektivansicht, in der eine Formgebung der rückseitigen Oberfläche des Betätigungselements dargestellt ist;
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7 eine auseinandergezogene Perspektivansicht unter Darstellung eines Zustands, in dem das Betätigungselement und die obere Halterungsplatte von der Eingabevorrichtung entfernt sind;
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8 eine teilweise im Schnitt dargestellte Perspektivansicht unter Darstellung der inneren Konstruktion der Eingabevorrichtung;
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9 eine erläuternde Ansicht, in der die innere Konstruktion der Eingabevorrichtung in transparenter Weise dargestellt ist und die 1 entspricht;
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10 eine erläuternde Ansicht, in der die innere Konstruktion der Eingabevorrichtung in transparenter Weise dargestellt ist und die 2 entspricht;
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11 eine erläuternde Ansicht, in der die innere Konstruktion der Eingabevorrichtung in transparenter Weise dargestellt ist und die 3 entspricht;
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12A bis 12I schematische Darstellungen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Eingabevorrichtung;
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13 eine Draufsicht unter Darstellung einer Eingabevorrichtung mit variablem Betätigungsgefühl gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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14 eine Draufsicht unter Darstellung eines Zustands, in dem das Betätigungselement und die obere Halterungsplatte von der Eingabevorrichtung entfernt sind; und
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15 eine Perspektivansicht unter Darstellung der Hauptkomponenten der Eingabevorrichtung.
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Im Folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 bis 12 beschrieben. Eine Eingabevorrichtung 1 mit variablem Betätigungsgefühl gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist eine äußere Formgebung auf, wie sie in den 1 bis 3 gezeigt ist, und beinhaltet Komponenten, wie sie in 4 gezeigt sind. Das heißt, die Eingabevorrichtung 1 mit variablem Betätigungsgefühl beinhaltet in erster Linie ein Betätigungselement 2, das unter Ausbildung eines Befestigungsbereichs 2b in dem zentralen Bereich einer oberen Oberfläche eines Gleitstücks 2a in von diesem wegragender Weise gebildet ist; eine obere und eine untere Halterungsplatte 3 und 4, die miteinander integriert angeordnet sind und einander zugewandt gegenüberliegen, wobei zylindrische Abstandselemente 5 dazwischen angeordnet sind; ein erstes Antriebselement 6, ein zweites Antriebselement 7 sowie ein Hilfsantriebselement 8, die an den beiden Halterungsplatten 3 und 4 in drehbarer Weise axial gehaltert sind; einen ersten Motor 9 mit einem auf einer Motorwelle 9a festgelegten Zahnrad 10; einen zweiten Motor 11 mit einem auf einer Motorwelle 11a festgelegten Zahnrad 12; ein Paar Sensoren 13 und 14, die den Rotationszustand der Motorwellen 9a und 11a detektieren; sowie eine Schaltungsplatte 15, die zum Anbringen des ersten und des zweiten Motors 9 und 11 oder der Sensoren 13 und 14 auf dieser verwendet wird. Eine Steuerschaltung 16 ist auf der Schaltungsplatte 15 vorgesehen, um den Antriebsvorgang von jedem der Motoren 9 und 11 zu steuern.
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Eine nicht gezeigte Betätigungshandhabe ist an dem Befestigungsbereich 2b des Betätigungselements 2 angebracht, und das Betätigungselement 2 wird dadurch verschiebbar betätigt, dass ein Finger eines Benutzers an der Betätigungshandhabe angreift. Das Betätigungselement 2 ist in einer beliebigen Richtung entlang einer vorbestimmten Ebene verschiebbar, die die in 4 dargestellten X- und Y-Richtungen beinhaltet, wobei die X-Richtung senkrecht zu der Y-Richtung ist. Ferner sind beide Halterungsplatten 3 und 4 oder die Schaltungsplatte 15 parallel zu der vorbestimmten Ebene angeordnet, und die Rotationsebene von jedem der Antriebselemente 6, 7 und 8 ist ebenfalls parallel zu der vorbestimmten Ebene. Die rückseitige Oberfläche des Gleitstücks 2a des Betätigungselements 2 ist mit einem Paar Führungsnuten 2c und 2d, die sich in der Y-Richtung erstrecken, und mit einer Führungsnut 2e versehen, die sich in der X-Richtung erstreckt (siehe 6). Ein Vorsprungbereich 6b des ersten Antriebselements 6 ist in die Führungsnut 2c verschiebbar eingesetzt, und ein Vorsprungbereich 8b des Hilfsantriebselements 8 ist in die Führungsnut 2d verschiebbar eingesetzt. Ferner ist ein Vorsprungbereich 7b des zweiten Antriebselements 7 in die Führungsnut 2e verschiebbar eingesetzt.
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Vier Abstützvorsprünge 3a sind an der oberen Halterungsplatte 3 in vorstehender Weise vorgesehen, um das Betätigungselement 2 auf diesen anzubringen, und das Betätigungselement 2 ist unter Verwendung der oberen Oberflächen der Abstützvorsprünge 3a als Gleitflächen verschiebbar angeordnet. Die obere Halterungsplatte 3 besitzt einen Lagerbereich 3b, der den oberen Endbereich einer Stützachse 6a des ersten Antriebselements 6 axial abstützt, einen Lagerbereich 3c, der den oberen Endbereich einer Stützachse 8a des Hilfsantriebselements 8 axial abstützt, sowie einen Lagerbereich 3d, der den oberen Endbereich einer Stützachse 7a des zweiten Antriebselements 7 axial abstützt. Darüber hinaus besitzt die obere Halterungsplatte 3 eine Ausweichöffnung 3e, durch die der Vorsprungbereich 6b des ersten Antriebselements 6 lose eingesetzt ist, eine Ausweichöffnung 3f, durch die der Vorsprungbereich 8b des Hilfsantriebselements 8 lose eingesetzt ist, sowie eine Ausweichöffnung 3g, durch die der Vorsprungbereich 7b des zweiten Antriebselements 7 lose eingesetzt ist, wobei die Ausweichöffnungen jeweils mit der Formgebung einer länglichen Öffnung ausgebildet sind. Darüber hinaus beinhaltet die obere Halterungsplatte 3 Durchgangsöffnungen 3h, die sich jeweils direkt über den Abstandselementen 5 befinden, sowie Befestigungsöffnungen 3i, die sich an den vier Ecken befinden. Eine Befestigungsschraube 17 ist durch jede der Durchgangsöffnungen 3h hindurchgeführt und in ein Abstandselement 5 eingeschraubt. Die Befestigungsöffnungen 3i werden jeweils als Schraubeneinführöffnung verwendet, wenn die obere Halterungsplatte 3 an einer nicht gezeigten externen Vorrichtung angebracht wird.
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Die untere Halterungsplatte 4 besitzt einen Lagerbereich 4a, der den unteren Endbereich der Stützachse 6a des ersten Antriebselements 6 axial abstützt, einen Lagerbereich 4b, der den unteren Endbereich der Stützachse 8a des Hilfsantriebselements 8 axial abstützt, sowie einen Lagerbereich 4c, der den unteren Endbereich der Stützachse 7a des zweiten Antriebselements 7 axial abstützt. Darüber hinaus beinhaltet die untere Halterungsplatte 4 ein Paar kreisringförmiger Öffnungen bzw. Kreisöffnungen 4d und 4e, durch die die Motorwellen 9a bzw. 11a hindurchgeführt sind, sowie Durchgangsöffnungen 4f, die sich an den vier Ecken direkt unterhalb von den Abstandselementen 5 befinden, wobei Befestigungsschrauben 18 durch die jeweiligen Durchgangsöffnungen 4f hindurchgeführt und in das jeweilige Abstandselement 5 eingeschraubt sind.
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Das heißt, wie in den 2 und 3 gezeigt ist, die obere Halterungsplatte 3 und die untere Halterungsplatte 4 sind über die vier Abstandselemente 5 in integraler Weise miteinander ausgebildet, und die auf den Motorwellen 9a und 11a festgelegten Zahnräder 10 und 12 sind in einem Spalt 19 angeordnet, der zwischen den beiden Halterungsplatten 3 und 4 gebildet ist. Wie in den 9 oder 10 zu sehen ist, kämmt das eine Zahnrad 10 mit einem Verzahnungsbereich 6c des ersten Antriebselements 6, und das andere Zahnrad 12 kämmt mit einem Verzahnungsbereich 7c des zweiten Antriebselements 7. Somit dreht sich das erste Antriebselement 6 zusammen mit der Motorwelle 9a, und das zweite Antriebselement 7 dreht sich zusammen mit der Motorwelle 11a.
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Das erste Antriebselement 6 ist um die Stützachse 6a drehbar, wobei der mit der Führungsnut 2c des Betätigungselements 2 in Eingriff stehende Vorsprungbereich 6b nach oben ragt, und der mit dem Zahnrad 10 kämmende Verzahnungsbereich 6c ist innerhalb des Spalts 19 zwischen den beiden Halterungsplatten 3 und 4 angeordnet. Da sich die Führungsnut 2c in der Y-Richtung erstreckt, wird bei einer Verschiebung des Betätigungselements 2 in der X-Richtung der Vorsprungbereich 6b in der gleichen Richtung antriebsmäßig bewegt, so dass dadurch das erste Antriebselement 6 rotationsmäßig bewegt wird. Der Vorsprungbereich 6b wird dann im Inneren der Führungsnut 2c in Abhängigkeit von der Rotationsbewegung verschoben, und der Verzahnungsbereich 6c treibt das Zahnrad 10 an, um dadurch die Motorwelle 9a des ersten Motors 9 rotationsmäßig zu bewegen. Da jedoch der Verschiebebereich des Betätigungselements 2 in der X-Richtung begrenzt ist, wie dies in den 12A bis 12I gezeigt ist, ist der Bewegungsbereich des Vorsprungbereichs 6b in Richtung auf die von der Stützachse 6a zu der einen Seite (der Oberseite in den genannten Zeichnungen) beabstandete. Position in der Y-Richtung durch den Rotationsradius des Vorsprungsbereichs 6b oder in etwa diesen Radius begrenzt. Somit ist während der Rotationsbewegung des ersten Antriebselements 6 der Vorsprungbereich 6b nur in der X-Richtung sowie in einer Richtung beweglich, die in Bezug auf die X-Richtung einen spitzen Winkel bildet.
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Das Hilfsantriebselement 8 ist um die Stützachse 8a rotationsmäßig beweglich, wobei der mit der Führungsnut 2d des Betätigungselements 2 in Eingriff stehende Vorsprungbereich 8b nach oben ragt und der mit dem Verzahnungsbereich 6c des ersten Antriebselements 6 kämmende Verzahnungsbereich 8c innerhalb des Spalts 19 zwischen den beiden Halterungsplatten 3 und 4 angeordnet ist. Wie in 12 gezeigt ist, sind die Stützachse 8a und der Vorsprungbereich 8b des Hilfsantriebselements 8 liniensymmetrisch zu der Stützachse 6a und dem Vorsprungbereich 6b des ersten Antriebselements 6, und das Hilfsantriebselement 8 und das erste Antriebselement 6 bewegen sich rotationsmäßig in entgegengesetzten Richtungen, während sie an der von ihren Rotationszentren mit der gleichen Distanz beabstandeten Position miteinander kämmen. Das heißt, da sich die Führungsnut 2d wie auch die Führungsnut 2c in der Y-Richtung erstreckt, wird bei Verschiebung des Betätigungselements 2 in der X-Richtung der Vorsprungbereich 8b in der gleichen Richtung antriebsmäßig bewegt, so dass sich das Hilfsantriebselement 8 in der entgegengesetzten Richtung zu dem ersten Antriebselement 6 rotationsmäßig bewegt und der Vorsprungbereich 8b im Inneren der Führungsnut 2d in Abhängigkeit von der Rotationsbewegung verschoben wird. Wie ferner in den 12A bis 12I gezeigt ist, ist der Bewegungsbereich des Vorsprungbereichs 8b in Richtung auf die von der Stützachse 8a zu der anderen Seite (der Unterseite in den Zeichnungen) beabstandete Position in der Y-Richtung durch den Rotationsradius des Vorsprungbereichs 8b oder in etwa diesen Radius begrenzt. Daher ist während der Rotation des Hilfsantriebselements 8 der Vorsprungbereich 8b nur in der X-Richtung sowie einer Richtung beweglich, die einen spitzen Winkel in Bezug auf die X-Richtung bildet.
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Das zweite Antriebselement 7 ist um die Stützachse 7a rotationsbeweglich, wobei der mit der Führungsnut 2e des Betätigungselements 2 in Eingriff stehende Vorsprungbereich 7b nach oben ragt, und der mit dem Zahnrad 12 kämmende Verzahnungsbereich 7c ist im Inneren des Spalts 19 zwischen den beiden Halterungsplatten 3 und 4 angeordnet. Da sich die Führungsnut 2e in der X-Richtung erstreckt, wird bei Verschiebung des Betätigungselements 2 in der Y-Richtung der Vorsprungbereich 7b in der gleichen Richtung antriebsmäßig bewegt, so dass dadurch das zweite Antriebselement 7 rotationsmäßig bewegt wird. Der Vorsprungbereich 7b führt dann im Inneren der Führungsnut 2e eine Verschiebebewegung in Abhängigkeit von der Rotationsbewegung aus, und der Verzahnungsbereich 7c treibt das Zahnrad 12 antriebsmäßig an, so dass die Motorwelle 11a des zweiten Motors 11 rotationsmäßig bewegt wird. Da jedoch der Verschiebebereich des Betätigungselements 2 in der Y-Richtung begrenzt ist, wie dies in den 12A bis 12I gezeigt ist, ist der Bewegungsbereich des Vorsprungbereichs 7b in Richtung auf die Position, die von der Stützachse 7a zu der einen Seite in der X-Richtung beabstandet ist, durch den Rotationsradius des Vorsprungbereichs 7b oder in etwa diesen Radius begrenzt. Während der Rotation des zweiten Antriebselements 7 ist somit der Vorsprungbereich 7b nur in der Y-Richtung sowie in einer Richtung beweglich, die einen spitzen Winkel in Bezug auf die Y-Richtung bildet.
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Alle der Motorwellen 9a und 11a des ersten und des zweiten Motors 9 bzw. 11 sind senkrecht zu der Bewegungsebene des verschiebbaren Betätigungselements 2 oder den Rotationsebenen der Antriebselemente 6 bis 8. Aus diesem Grund können das Zahnrad 10 als Kraftübertragungsbereich des ersten Antriebselements 6 und der Motorwelle 9a oder das Zahnrad 12 als Kraftübertragungsbereich des zweiten Antriebselements 7 und der Motorwelle 11a in zuverlässiger Weise Kraft übertragen, wobei diese in kostengünstiger Weise mit einem kleinen Durchmesser ausgebildet werden können.
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Der Sensor 13 ist auf der Schaltungsplatte 15 derart angeordnet, dass er von dem ersten Motor 9 überdeckt ist, und der Sensor 13 detektiert die Rotationsrichtung und das Rotationsausmaß der Motorwelle 9a, so dass hierdurch die Detektion des Bewegungszustands des Betätigungselements 2 in der X-Richtung unter Verwendung des Sensors 13 ermöglicht ist. In der gleichen Weise ist der Sensor 14 auf der Schaltungsplatte 15 derart angeordnet, dass er von dem zweiten Motor 11 bedeckt ist, wobei der Sensor 14 die Rotationsrichtung und das Rotationsausmaß der Motorwelle 11a detektiert, so dass dadurch die Detektion des Bewegungszustands des Betätigungselements 2 unter Verwendung des Sensors 14 in der Y-Richtung ermöglicht ist. Darüber hinaus ist die auf der Schaltungsplatte 15 ausgebildete Steuerschaltung 16 zum Steuern des Antriebs des ersten Motors 9 auf der Basis des Ausgangs von dem Sensor 13 sowie zum Steuern des Antriebs des zweiten Motors 11 auf der Basis des Ausgangs von dem Sensor 14 ausgebildet.
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Im Folgenden wird der Verschiebevorgang der Eingabevorrichtung 1 mit variablem Betätigungsgefühl, die die vorstehend beschriebene Konfiguration aufweist, unter Bezugnahme auf die Darstellungen in 12 beschrieben. Dabei stellt 12E einen Zustand dar, in dem sich das Betätigungselement 2 in einer neutralen Position befindet. Zu diesem Zeitpunkt überlappt die in Y-Richtung verlaufende Linie, die durch das Zentrum des Betätigungselements 2 hindurchgeht, den Vorsprungbereich 6b des ersten Antriebselements 6 sowie den Vorsprungbereich 8b des Hilfsantriebselements 8, und die in X-Richtung verlaufende Linie, die durch das Zentrum des Betätigungselements 2 hindurchgeht, überlappt den Vorsprungbereich 7b des zweiten Antriebselements 7.
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Wenn der Benutzer das Betätigungselement 2 von Hand zu einer Seite (der rechten Seite in den genannten Zeichnungen) in der X-Richtung ausgehend von dem in 12 gezeigten Zustand verschiebt, werden die Vorsprungbereiche 6b und 8b durch das Betätigungselement 2 antriebsmäßig bewegt. Dadurch führt das erste Antriebselement 6 eine Rotationsbewegung im Uhrzeigersinn in Bezug auf die Zeichnung aus, und das Hilfsantriebselement 8 führt eine Rotationsbewegung im Gegenuhrzeigersinn in Bezug auf die Zeichnung aus, so dass sich der in 12F gezeigte Zustand ergibt. Dabei wird der Vorsprungbereich 6b in der Führungsnut 2c in Bezug auf die Zeichnung nach unten verlagert, und der Vorsprungbereich 8b wird in der Führungsnut 2d in Bezug auf die Zeichnung nach oben verlagert. Da sich der Vorsprungbereich 7b nur in der Längsrichtung innerhalb der Führungsnut 2e bewegt, führt jedoch das zweite Antriebselement 7 keine Rotationsbewegung aus. Da ferner der Verzahnungsbereich 6c das Zahnrad 10 in Abhängigkeit von der Rotationsbewegung des ersten Antriebselements 6 antriebsmäßig bewegt, dreht sich die Motorwelle 9a des ersten Motors 9 zusammen mit dem ersten Antriebselement 6. Da der Rotationszustand der Motorwelle 9a durch den Sensor 13 detektiert wird, wird der Bewegungszustand des Betätigungselements 2 in der X-Richtung detektiert, und die Steuerschaltung 16 steuert den Antrieb des ersten Motors 9 auf der Basis des Detektionsresultats des Sensors 13. Somit wird die Rotationskraft des ersten Motors 9 über das erste Antriebselement 8 und das Hilfsantriebselement 8 auf das Betätigungselement 2 aufgebracht, so dass hierdurch die Übertragung eines angemessenen Kraftgefühls bzw. Betätigungsgefühls, wie z. B. eines Widerstandsgefühls, auf den Finger eines Benutzers ermöglicht wird. Da das erste Antriebselement 6 und das Hilfsantriebselement 8 sich ferner in entgegengesetzten Richtungen rotationsmäßig bewegen, während die zueinander liniensymmetrischen Vorsprungbereiche 6b und 8b mit dem Betätigungselement 2 in Eingriff stehen, führt das Betätigungselement 2 keine Rotationsbewegung aus, wenn das Betätigungselement 2 in der X-Richtung verschoben wird. Da ferner das erste Antriebselement 6, das mit dem Zahnrad 10 kämmt, oder das Hilfsantriebselement 8, das mit dem Antriebselement 6 kämmt, rotationsbeweglich gehaltert ist, besteht kein Risiko des Auftretens von Klappern bei den beiden Antriebselementen 6 und 8, die durch die Verschiebebewegung des Betätigungselements 2 antriebsmäßig bewegt werden.
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Wenn der Benutzer das Betätigungselement 2 zu der anderen Seite (der linken Seite in den Zeichnungen) in der X-Richtung ausgehend von dem in 12E gezeigten Zustand verschiebt, führt das erste Antriebselement 6 eine Rotationsbewegung im Gegenuhrzeigersinn in Bezug auf die Zeichnungen aus, und das Hilfsantriebselement 8 führt eine Rotationsbewegung im Gegenuhrzeigersinn in Bezug auf die Zeichnungen aus, so dass sich der in 12D gezeigte Zustand ergibt. Hierbei ist die grundlegende Arbeitsweise die gleiche wie bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel. Jedoch ist die Rotationsrichtung der von dem Verzahnungsbereich 6c des ersten Antriebselements 6 antriebsmäßig bewegten Motorwelle 9a entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel.
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Wenn der Benutzer das Betätigungselement 2 ausgehend von dem in 12E gezeigten Zustand zu einer Seite (der Oberseite in den Zeichnungen) in der Y-Richtung verschiebt, wird der Vorsprungbereich 7b durch das Betätigungselement 2 antriebsmäßig bewegt. Selbst wenn sich das zweite Antriebselement 7 dabei im Gegenuhrzeigersinn in Bezug auf die Zeichnung rotationsmäßig bewegt, gelangt das Betätigungselement 2 in den in 12B gezeigten Zustand. Da sich hierbei die Vorsprungbereiche 6b bzw. 8b nur in der Längsrichtung innerhalb der Führungsnuten 2c und 2d bewegen, führt das erste Antriebselement 6 oder das Hilfsantriebselement 8 keine Rotationsbewegung aus. Da ferner der Verzahnungsbereich 7c das Zahnrad 12 in Abhängigkeit von der Rotation des zweiten Antriebselements 7 antriebsmäßig bewegt, dreht sich die Motorwelle 11a des zweiten Motors 11 zusammen mit dem zweiten Antriebselement 7. Da der Rotationszustand der Motorwelle 11a durch den Sensor 14 detektiert wird, wird der Bewegungszustand des Betätigungselements 2 in der Y-Richtung detektiert, und die Steuerschaltung 16 steuert den Antrieb des zweiten Motors 11 auf der Basis des Detektionsresultats des Sensors 14. Somit wird die Rotationskraft des zweiten Motors 11 über das zweite Antriebselement 7 auf das Betätigungselement 2 aufgebracht, so dass die Übertragung eines angemessenen Kraftgefühls auf den Finger des Benutzers ermöglicht ist. Ferner ist auch in diesem Fall die Rotation des Betätigungselements 2 durch die Vorsprungbereiche 6b und 8b unterdrückt. Da das mit dem Zahnrad 12 kämmende zweite Antriebselement 7 drehbar gelagert ist, besteht ferner kein Risiko des Auftretens von Klappern bei dem zweiten Antriebselement 7, das durch die Verschiebebewegung des Betätigungselements 2 antriebsmäßig bewegt wird.
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Wenn der Benutzer das Betätigungselement 2 ausgehend von dem in 12E gezeigten Zustand zu der anderen Seite (der Unterseite in Bezug auf die Zeichnungen) in der Y-Richtung verschiebt, führt das zweite Antriebselement 7 eine rotationsmäßige Bewegung im Uhrzeigersinn aus, so dass sich der in 12H gezeigte Zustand ergibt. Hierbei ist wiederum die grundlegende Betriebsweise die gleiche wie bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel. Jedoch ist die Rotationsrichtung der Motorwelle 11a, die durch den Verzahnungsbereich 7c des zweiten Antriebselements 7 antriebsmäßig bewegt wird, entgegengesetzt zu der Rotationsrichtung bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel.
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Im Folgenden wird die Arbeitsweise beschrieben, bei der der Benutzer das Betätigungselement 2 ausgehend von dem in 12E gezeigten Zustand in einer schrägen Richtung in Bezug auf die X- und Y-Richtung verschiebt. Wenn der Benutzer das Betätigungselement 2 aus dem in 12E gezeigten Zustand beispielsweise in Richtung schräg nach rechts oben verschiebt, werden der Vorsprungbereich 6b des ersten Antriebselements 6 und der Vorsprungbereich 8b des Hilfsantriebselements 8 in der X-Richtung zur einen Seite (der rechten Seite in den Zeichnungen) antriebsmäßig bewegt. Somit dreht sich die Motorwelle 9a zusammen mit dem ersten Antriebselement 6, und der Vorsprungbereich 7b des zweiten Antriebselements 7 wird in der Y-Richtung zu der einen Seite (der Oberseite in den Zeichnungen) antriebsmäßig bewegt, so dass die Motorwelle 11a zusammen mit dem zweiten Antriebselement 7 rotationsmäßig bewegt wird. Als Ergebnis hiervon gelangen die Antriebselemente 6 bis 8 in den in 12C gezeigten Zustand. Da sich hierbei das Betätigungselement 2 in der X-Richtung und der Y-Richtung bewegt, werden die in der X- und der Y-Richtung vorhandenen Komponenten detektiert, die eine Veränderung in der Position des Betätigungselements 2 darstellen. Das heißt, es wird der Bewegungszustand des Betätigungselements 2 in der X-Richtung und der Y-Richtung durch die Sensoren 13 und 14 detektiert, und die Rotationskräfte des ersten und des zweiten Motors 9 und 11, die auf der Basis des Detektionsresultats antriebsmäßig bewegt werden, werden auf das Betätigungselement 2 aufgebracht, so dass auf diese Weise die Übertragung eines angemessenen Kraftgefühls auf den Finger des Benutzers ermöglicht ist.
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Die grundlegende Arbeitsweise bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel ist die gleiche wie bei dem Vorgang, in dem der Benutzer das Betätigungselement 2 ausgehend von dem in 12E gezeigten Zustand in Richtung schräg nach links oben verschiebt, so dass sich der in 12A gezeigte Zustand ergibt, dem Vorgang, in dem der Benutzer das Betätigungselement 2 in Richtung schräg nach rechts unten in Bezug auf die Zeichnung verschiebt, so dass sich der in 12I gezeigte Zustand ergibt, oder dem Vorgang, in dem der Benutzer das Betätigungselement 2 in Richtung schräg nach links unten in Bezug auf die Zeichnung verschiebt, so dass sich der in 12G gezeigte Zustand ergibt.
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Wie vorstehend beschrieben worden ist, werden bei der Eingabevorrichtung 1 mit variablem Betätigungsgefühl gemäß dem Ausführungsbeispiel dann, wenn der Benutzer das Betätigungselement 2 in einer beliebigen Richtung entlang einer vorbestimmten Ebene von Hand verschiebt, das erste Antriebselement 6 und das Hilfsantriebselement 8 rotationsmäßig bewegt, und zwar entsprechend der in der X-Richtung vorhandenen Komponente einer Veränderung in der Position des Betätigungselements 2, so dass dadurch die Motorwelle 9a des ersten Motors 9 rotationsmäßig bewegt wird. Ferner wird auch das zweite Antriebselement 7 entsprechend der in der Y-Richtung vorhandenen Komponente einer Veränderung in der Position des Betätigungselements 2 rotationsmäßig angetrieben, um dadurch die Motorwelle 11a des zweiten Motors 11 rotationsmäßig zu bewegen. Aus diesem Grund werden die Rotationskräfte der Motoren 9 und 11 auf das Betätigungselement 2 aufgebracht, und zwar unter Steuerung des Antriebs der Motoren 9 und 11 auf der Basis der Detektionsresultate der Sensoren 13 und 14, die den Bewegungszustand des Betätigungselements 2 in der X-Richtung und der Y-Richtung detektieren, so dass auf diese Weise die Übertragung eines angemessenen Kraftgefühls auf den Finger des Benutzers ermöglicht ist. Da ferner das Betätigungselement 2, die Antriebselemente 6 bis 8 sowie die Motoren 9 und 11 gleichzeitig und in kompakter Weise innerhalb eines in der Draufsicht engen Raums untergebracht werden können, ist eine Reduzierung der Größe der gesamten Eingabevorrichtung in einfacher Weise möglich. Da ferner die Konstruktion einfach ist, lässt sich ein Kostenanstieg bei der Eingabevorrichtung verhindern. Da die das Betätigungselement 2 antriebsmäßig bewegenden Antriebselemente 6 bis 8 drehbar gelagert sind, besteht kein Risiko des Auftretens eines Klapperns bei den Antriebselementen 6 bis 8 während der Verschiebebewegung des Betätigungselements 2, und somit sind auch zufriedenstellende Betriebseigenschaften zu erwarten.
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Bei der Eingabevorrichtung 1 mit variablem Betätigungsgefühl gemäß dem Ausführungsbeispiel sind die Vorsprungbereiche 6c und 8c in die in Y-Richtung des Betätigungselements 2 verlaufenden Führungsnuten 2c und 2d verschiebbar eingesetzt, und der Vorsprungbereich 7c ist die in X-Richtung des Betätigungselements 2 verlaufende Führungsnut 2e verschiebbar eingesetzt. Auf diese Weise ist es möglich, die Antriebselemente 6 bis 8 unter Verwendung der Verschiebebewegung des Betätigungselements 2 in gleichmäßiger Weise rotationsmäßig anzutreiben, so dass zufriedenstellende Betriebseigenschaften zu erwarten sind. Es kann jedoch auch eine Eingriffskonstruktion aufgegriffen werden, bei der die an dem Betätigungselement 2 vorgesehenen Vorsprungbereiche in die entsprechenden Führungsbereiche verschiebbar eingeführt sind, die an den Antriebselementen 6 bis 8 vorgesehen sind und nutförmig oder in Form einer länglichen Öffnung ausgebildet sind.
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Bei der Eingabevorrichtung 2 mit variablem Betätigungsgefühl gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das Hilfsantriebselement 8 vorgesehen, das mit dem Verzahnungsbereich 6c derart kämmt, dass es in der entgegengesetzten Richtung zu dem ersten Antriebselement 6 rotationsmäßig bewegt wird, jedoch kann das Hilfsantriebselement 8 auch weggelassen werden. Wenn jedoch das Hilfsantriebselement 8 mit dem Betätigungselement 2 zusammenwirkt, während der Vorsprungbereich 8c des Hilfsantriebselements 8 wie bei dem Ausführungsbeispiel liniensymmetrisch mit dem Vorsprungbereich 6c des ersten Antriebselements 6 vorgesehen ist, ist es wünschenswert, dass eine Rotation des Betätigungselements 2, die Grund zur Besorgnis gibt, während der Verschiebebewegung von diesem verhindert ist. Das heißt, wenn das Hilfsantriebselement 8 nicht vorgesehen ist, kann das Betätigungselement 2 eine geringfügige Rotationsbewegung ausführen, während das Betätigungselement 2 in der X-Richtung verschoben wird, so dass sich eine Position relativ zu dem Vorsprungbereich 6c des ersten Antriebselements 6 verändert. Wenn jedoch der Vorsprungbereich 8c des Hilfsantriebselements 8 mit dem Betätigungselement 2 zusammenwirkt, lässt sich eine solche unerwünschte Rotationsbewegung im Voraus verhindern.
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Im Folgenden wird eine Eingabevorrichtung 20 mit variablem Betätigungsgefühl gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die 13 bis 15 beschrieben. In den 13 bis 15 sind Komponenten, die in den 1 bis 12 gezeigten Komponenten entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine Wiederholung der Beschreibung von diesen verzichtet wird.
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Die Eingabevorrichtung 20 mit variablem Betätigungsgefühl gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Eingabevorrichtung 1 mit variablem Betätigungsgefühl gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darin, dass das auf der Motorwelle 9a des ersten Motors 9 festgelegte Zahnrad 10 zwischen dem Verzahnungsbereich 6c des ersten Antriebselements 6 und dem Verzahnungsbereich 8c des Hilfsantriebselements 8 angeordnet ist und sich der Vorsprungbereich (der erste Eingriffsbereich) 6b des ersten Antriebselements 6 und der Vorsprungbereich (der Hilfseingriffsbereich) 8b des Hilfsantriebselements 8 über das Zahnrad 10 zusammen bewegen. Die übrige Konfiguration ist im Wesentlichen die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
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Bei der Eingabevorrichtung 20 mit variablem Betätigungsgefühl gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kämmt der an dem ersten Antriebselement 6 ausgebildete fächerförmige Verzahnungsbereich 6c nicht direkt mit dem an dem Hilfsantriebselement 8 ausgebildeten fächerförmigen Verzahnungsbereich 8c, sondern das auf der Motorwelle 9a des ersten Motors 9 festgelegte Zahnrad 10 ist zwischen den beiden Verzahnungsbereichen 6c und 8c angeordnet. Somit drehen sich das erste Antriebselement 6 und das Hilfsantriebselement 8 über das Zahnrad 10 in entgegengesetzten Richtungen, und der Vorsprungbereich (der erste Eingriffsbereich) 6b und der Vorsprungbereich (des Hilfseingriffsbereichs) 8b bewegen sich zusammen. Daher erfolgt die Kraftübertragung an einem einzigen Kämmeingriffsbereich zwischen dem ersten Antriebselement 6 und dem Hilfsantriebselement 8 sowie dem ersten Motor 9. Aus diesem Grund kann durch Spiel an der Eingriffsposition verursachtes Klappern sowohl bei dem ersten Antriebselement 6 als auch bei dem Hilfsantriebselement 8 unterdrückt werden. Da ferner die Rotationskraft des ersten Motors 9 nicht nur auf das erste Antriebselement 6, sondern auch auf das Hilfsantriebselement 8 direkt übertragen wird, ist es ferner möglich, ein direkteres Betätigungsgefühl zu erzeugen.
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Bei der Eingabevorrichtung 20 mit variablem Betätigungsgefühl gemäß dem Ausführungsbeispiel ist die Stützachse 8a als Rotationszentrum des Hilfsantriebselements 8 außen angeordnet, und der in die Führungsnut 2e des Betätigungselements 2 eingesetzte Vorsprungbereich 8b ist in der Nähe des Zahnrads 10 angeordnet. Hierdurch ist es möglich, die Distanz zwischen dem Vorsprungbereich 6b des ersten Antriebselements 6 und dem Vorsprungbereich 8b des Hilfsantriebselements 8 kürzer auszubilden als bei dem ersten Ausführungsbeispiel und somit eine Verringerung der Größe der Eingabevorrichtung insgesamt zu unterstützen.
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Bei der Eingabevorrichtung 20 mit variablem Betätigungsgefühl gemäß dem Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von abgewinkelten Stücken bzw. Winkelstücken 4g an dem peripheren Randbereich der als untere Halterungsplatte 4 verwendeten Metallplatte ausgebildet, wobei die obere Halterungsplatte 3 und die untere Halterungsplatte 4 über die Winkelstücke 4g in integraler Weise miteinander verbunden sind, so dass zwischen den beiden Halterungsplatten 3 und 4 ein Spalt gebildet ist, in dem die Antriebselemente 6 bis 8 oder die Zahnräder 10 und 12 anzuordnen sind. Die Winkelstücke 4g der unteren Halterungsplatte 4 haben somit die gleiche Funktion wie die Abstandselemente 5 des ersten Ausführungsbeispiels. Aus diesem Grund lässt sich die Anzahl der Komponenten vermindern, und dadurch können wiederum die Kosten für die Vorrichtung reduziert werden.
