-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung.
-
Einschlägiger Stand der Technik
-
Eine bereits bekannte Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Drehbetätigung und eine Schiebebetätigung in einer Richtung im Wesentlichen orthogonal zu einer Rotationsachse für die Drehbetätigung auszuführen, zeichnet sich durch folgende Merkmale aus. Ein erster Schiebe-Detektorsensor, ein zweiter Detektor und ein Schiebehalter sind auf einer Platte angeordnet. Ein Halter/Gleitstück ist durch den Schiebehalter verschiebbar abgestützt. Ein Rotor ist von dem Halter/Gleitstück drehbar abgestützt. Der Halter/das Gleitstück besitzt ein erstes Detektionsobjekt. Bei der Schiebebetätigung führen der Rotor und der Halter/das Gleitstück gemeinsam eine Verschiebebewegung aus, und eine Änderung in der Position des ersten Detektionsobjekts, die durch die Verschiebebewegung verursacht ist, wird durch den ersten Detektor erfasst. Der Rotor beinhaltet ein zylindrisches Element, das den Halter/das Gleitstück umgibt, sowie ein zweites Detektionsobjekt, das sich in Umfangsrichtung des zylindrischen Elements erstreckt. Der erste Detektor und der Schiebehalter sind auf der Innenseite eines Kreises positioniert, der durch Projizieren des zylindrischen Elements auf die Platte definiert ist. Wenn der Rotor rotationsmäßig bewegt wird, wird eine durch die Rotation verursachte Änderung in der Position des zweiten Detektionsobjekts durch den zweiten Detektor erfasst (siehe z.B. Patentdokument 1).
-
Liste des Standes der Technik
-
Patentliteratur
-
Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr.
2011-3505 -
Kurzbeschreibung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Bei der bekannten Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung erfasst der erste Detektor eine Bewegung in der Schieberichtung, und der zweite Detektor erfasst eine Bewegung in der Rotationsrichtung. Wenn bei einer derartigen Konfiguration eine Schiebebetätigung ausgeführt wird, kann der zweite Detektor eine Bewegung in der Rotationsrichtung erfassen, so dass ein Detektionsfehler resultiert.
-
Ein Ziel besteht daher in der Bereitstellung einer Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung, die in der Lage ist, eine Betätigung in Form einer Schiebebetätigung und einer Drehbetätigung korrekt zu erfassen und zu unterscheiden.
-
Lösung des Problems
-
Eine Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist Folgendes auf: ein Betätigungselement; einen Rotationsmechanismus, der das ausgebildet ist, das Betätigungselements in drehbarer Weise zu halten; einen Gleitmechanismus, der dazu ausgebildet ist, das Betätigungselement derart abzustützen, dass das Betätigungselement in einer Verschieberichtung verschiebbar ist, die eine Rotationsachse des Rotationsmechanismus schneidet; und einen berührungslosen Detektor, der eine Mehrzahl von berührungslosen Sensoren aufweist und dazu ausgebildet ist, eine Bewegungsrichtung und ein Bewegungsausmaß eines Detektionsobjekts zu erfassen, wobei sich das Detektionsobjekt zusammen mit dem Betätigungselement bewegt. Bei dem berührungslosen Detektor handelt es sich um einen von einem Paar von berührungslosen Detektoren, die über die Rotationsachse des Betätigungselements hinweg einander gegenüberliegend auf einer Rotations-Ortskurve des Detektionsobjekts des Betätigungselements angeordnet sind, wobei das Paar der berührungslosen Detektoren orthogonal zu der Verschieberichtung ausgerichtet ist.
-
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
-
Es kann eine Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung bereitgestellt werden, die in der Lage ist, eine Betätigung in Form einer Schiebebetätigung und einer Drehbetätigung korrekt zu erfassen und zu unterscheiden.
-
Figurenliste
-
- [1] 1 zeigt eine Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
- [2] 2 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht der Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung.
- [3] 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Linie A-A in 1.
- [4A] 4A veranschaulicht die positionsmäßige Beziehung zwischen Fotounterbrechern und Vorsprüngen eines Drehelements.
- [4B] 4B veranschaulicht die positionsmäßige Beziehung zwischen den Fotounterbrechern und den Vorsprüngen des Drehelements.
- [5] 5 zeigt eine Schaltungskonfiguration der Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung.
- [6] 6 zeigt einen Teil einer Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung gemäß einer Modifizierung der Ausführungsform.
- [7] 7 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Linie B-B in 6.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
-
< Ausführungsform >
-
1 veranschaulicht eine Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform. 2 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht der Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100. 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Linie A-A in 1.
-
Die nachfolgende Beschreibung basiert auf ein kartesisches X-Y-Z-Koordinatensystem. Zur Vereinfachung der Beschreibung können Oberflächen und Enden auf der +Z-Seite als obere Oberflächen und obere Enden bezeichnet werden, und Oberflächen und Enden auf der -Z-Seite können als untere Oberflächen und untere Enden bezeichnet werden. Derartige Definitionen stellen nicht notwendigerweise universelle Beziehungen in der vertikalen Position dar. Außerdem bezieht sich eine Draufsicht auf eine Ansicht in einer X-Y-Ebene.
-
Die Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100 weist eine Platte 101, Fotounterbrecher 102, eine Basis 110, ein Gleitstück 120, einen Führungsring 130, einen Halter 140, einen Drückschalter, ein Lager 150, ein Drehelement 160 und einen Knopf 170 auf.
-
Bei der Platte 101 handelt es sich beispielsweise um eine Leiterplatte, die einem Standard bzw. einer Norm FR4 (flammbeständig, Typ 4) entspricht. Die Platte 101 trägt die Fotounterbrecher 102, die Basis 110 und den Drückschalter 145. Die Basis 110 ist unter dem Gleitstück 120, dem Führungsring 130, dem Halter 140, dem Lager 150, dem Drehelement 160 und dem Knopf 170 angeordnet.
-
Bei den Fotounterbrechern 102 handelt es sich um zwei Fotounterbrecher 102, die auf der oberen Oberfläche der Platte 101 angeordnet sind. Die beiden Fotounterbrecher 102 stellen Beispiele für das Paar der berührungslosen Detektoren dar. Die Fotounterbrecher 102 besitzen in einer X-Z-Draufsicht jeweils eine rechteckige U-Form und bilden eine Nut 102A in einem in X-Richtung breitenmäßig zentralen Bereich derselben. Die Nut 102A ist von der oberen Oberfläche des Fotounterbrechers 102 nach unten vertieft ausgebildet.
-
Bei den beiden Fotounterbrechern 102 handelt es sich jeweils um lichtdurchlässige Zweiphasen-Fotounterbrecher. Bei jedem Fotounterbrecher sind zwei Lichtemitter Seite an Seite in der Y-Richtung an einer von einem Paar von einander gegenüberliegenden Innenwänden der Nut 102A angeordnet, und zwei Lichtempfänger sind Seite an Seite in der Y-Richtung an der anderen von dem Paar der Innenwände der Nut 102A angeordnet. Der Lichtempfänger auf der +Y-Seite ist in der Lage, einen von dem Lichtemitter auf der +Y-Seite emittierten Lichtstrahl zu empfangen. Der Lichtempfänger auf der -Y-Seite ist in der Lage, einen von dem Lichtemitter auf der -Y-Seite emittierten Lichtstrahl zu empfangen. Bei jedem der Fotounterbrecher 102 dienen das Paar aus dem Lichtempfänger und dem Lichtemitter, die auf der +Y-Seite angeordnet sind, sowie das Paar aus dem Lichtempfänger und dem Lichtemitter, die auf der -Y-Seite angeordnet sind, als zwei lichtdurchlässige Fotounterbrecher, die Beispiele für die Mehrzahl von berührungslosen Sensoren darstellen.
-
Zusätzlich zu den 1 bis 3 wird die Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 4A und 4B weiter beschrieben. Die 4A und 4B veranschaulichen die positionsmäßige Beziehung zwischen den Fotounterbrechern 102 und Vorsprüngen 161A (Beispiele für das Detektionsobjekt, das sich zusammen mit dem Betätigungselement bewegt). Die Vorsprünge 161A sind in dem Drehelement 160 enthalten. Die 4A und 4B veranschaulichen eine Rotations-Ortskurve 161A1, entlang derer sich die Vorsprünge 161A des Drehelements 160 rotationsmäßig bewegen.
-
Die in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildeten Fotounterbrecher 102 sind auf der Rotations-Ortskurve 161A1 der Vorsprünge 161A des Drehelements 160 positioniert, und zwar auf einander gegenüberliegenden Seiten einer bei der Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100 definierten Rotationsachse C in einer zu der Y-Achse orthogonalen Richtung (bei der es sich um ein Beispiel für eine die Rotationsachse schneidende Richtung handelt). Das Drehelement 160 dreht sich um die Rotationsachse C sowie in einer Richtung, in der die Mehrzahl von Vorsprüngen 161A angeordnet ist. Somit bildet die Rotations-Ortskurve 161A1 der Vorsprünge 161A einen Kreis, der auf die Rotationsachse C zentriert ist und auf dem die Mehrzahl der Vorsprünge 161A angeordnet ist.
-
Bei den Fotounterbrechern 102 handelt es sich um einen Zweiphasen-Typ. Somit lassen sich die Bewegungsrichtung und das Bewegungsausmaß bzw. der Bewegungsbetrag des Drehelements 160 erfassen. Die Fotounterbrecher 102 geben jeweils zwei Lichtempfangssignale ab, die den Zustand des Lichtempfangs durch die beiden jeweiligen Lichtempfänger anzeigen. Daher sind die Fotounterbrecher 102 jeweils in der Lage, eine Bewegung der Vorsprünge 161A des Drehelements 160 in einer in 4A veranschaulichten Rotationsrichtung sowie eine Bewegung der Vorsprünge 161A des Drehelements 160 in einer in 4B veranschaulichten Gleitrichtung bzw. Verschieberichtung zu erfassen. Ein Erfassungs- bzw. Detektionsverfahren wird im Folgenden separat beschrieben.
-
Während sich die vorliegende Ausführungsform auf einen Fall bezieht, in dem lichtdurchlässige Zweiphasen-Fotounterbrecher verwendet werden, kann es sich bei den Fotounterbrechern 102 alternativ auch um einen Reflexions-Typ handeln. In letzterem Fall handelt es sich bei dem Detektionsobjekt vorzugsweise um einen Reflektor, der Licht reflektiert, oder um eine Aluminiumplattierung oder eine reflektierende Dichtung. Als weitere Alternative für die beiden Zweiphasen-Fotounterbrecher 102 können vier lichtdurchlässige Einphasen-Fotounterbrecher in zwei Paaren angeordnet sein. Als noch eine weitere Alternative für die Fotounterbrecher 102 können Magnete aufweisende Magnetsensoren verwendet werden. In letzterem Fall handelt es sich bei dem Detektionsobjekt vorzugsweise um einen Magneten.
-
Die Basis 110 ist an der oberen Oberfläche der Platte 101 befestigt. Die Basis 110 besitzt einen zylindrischen Körper 111 und drei Beine 112. Der Körper 111 ist mit den Beinen 112 an der Platte 101 befestigt und besitzt eine Durchgangsöffnung 111A, die sich in der Z-Richtung in der Draufsicht durch das Zentrum des Körpers 111 erstreckt. Der Körper 111 besitzt zwei Aussparungen 113 und zwei Aussparungen 114 an seinem oberen Ende. Die Aussparungen 113 sind in der X-Achsen-Richtung angeordnet. Die Aussparungen 114 sind in der Y-Achsen-Richtung angeordnet. Die Mittelachse der Durchgangsöffnung 111A stimmt mit der Rotationsachse C überein.
-
Bei dem Gleitstück 120 handelt es sich um ein Beispiel für den Gleitmechanismus, wobei das Gleitstück 120 einen zylindrischen Körper 121, Vorsprünge 122 und Plattenbereiche 123 aufweist. Der Körper 121 besitzt einen Außendurchmesser, der kleiner ist als der kleinste Innendurchmesser der in dem Körper 111 der Basis 110 vorgesehenen Durchgangsöffnung 111A. Die Mittelachse der durch den Körper 121 gebildeten zylindrischen Form stimmt mit der Rotationsachse C überein.
-
Bei den Vorsprüngen 122 handelt es sich um zwei kubische Bereiche, die in der Z-Richtung in einem mittleren Bereich des Körpers 121 vorgesehen sind und in der +X- bzw. der -X-Richtung wegragen. Die beiden Vorsprünge 122 sind von den beiden Aussparungen 113 aufgenommen. Die beiden Vorsprünge 122 besitzen in der Y-Richtung eine geringere Breite als die beiden Aussparungen 113. Daher ist das Gleitstück 120 in der Y-Richtung in Bezug auf die Basis 110 beweglich. Der Spalt zwischen der Außenwand von jedem der Vorsprünge 122 und der Innenwand von einer entsprechenden der Aussparungen 113, die einander in der Y-Richtung gegenüberliegen, wird als maximale Länge betrachtet, über die das Drehelement 160 in der Y-Richtung beweglich ist, und entspricht der Bewegungsstrecke des Knopfes 170 in der Y-Richtung.
-
Bei den Plattenbereichen 123 handelt es sich um zwei plattenartige Bereiche, die in der Z-Richtung in einem mittleren Bereich des Körpers 121 vorgesehen sind und in der +Y- bzw. der -Y-Richtung wegragen. Die unteren Oberflächen der Plattenbereiche 123 befinden sich in Kontakt mit der oberen Oberfläche des Körpers 111 der Basis 110. Die Plattenbereiche 123 weisen jeweils einen Vorsprung 123A auf. Der Vorsprung 123A ragt von der unteren Oberfläche des Plattenbereichs 123 schräg in Richtung auf den Körper 121 weg.
-
Die Vorsprünge 123A sind jeweils von einer entsprechenden der Aussparungen 114 der Basis 110 aufgenommen. Die Vorsprünge 123A besitzen im Wesentlichen die gleiche Breite in der X-Richtung wie die Aussparungen 114. Wenn sich das Gleitstück 120 in der Y-Richtung in Bezug auf die Basis 110 bewegt, sind somit die Vorsprünge 123A an ihren in Breitenrichtung äußeren Wänden durch die in Breitenrichtung inneren Wände der jeweiligen Aussparungen 114 derart geführt, dass sie in der X-Richtung nicht verschoben werden. Bei einer solchen Bewegung halten die Plattenbereiche 123 das Gleitstück 120 in einer konstanten Höhe in Bezug auf die Basis 110, während sie sich in Kontakt mit der oberen Oberfläche des Körpers 111 der Basis 110 befinden.
-
Die Vorsprünge 122 des in der vorstehend beschriebenen Weise ausgebildeten Gleitstücks 120 sind ausgehend von dem in Breitenrichtung gelegenen Zentrum einer entsprechenden der Aussparungen 113 jeweils in der +Y-Richtung und der -Y-Richtung verschiebbar.
-
Bei dem Führungsring 130 handelt es sich um ein dünnes ringförmiges Element. Bei Positionierung des Gleitstücks 120 in der Durchgangsöffnung 111A der Basis 110 befindet sich der Führungsring 130 von oben in Kontakt mit dem Gleitstück 120, wodurch die Vorsprünge 122 und die Plattenbereiche 123 des Gleitstücks 120 an ihren oberen Oberflächen daran gehindert sind, sich in der Z-Richtung zu bewegen. Der Führungsring 130 ist mit vier Schrauben 119 an der Basis 110 befestigt. Die Mittelachse des Führungsrings 130 stimmt mit der Rotationsachse C überein.
-
Der Halter 140 weist einen zylindrischen Körper 141 und einen zylindrischen Schaft 142 auf. Der Schaft 142 ist kontinuierlich mit dem unteren Ende des Körpers 141 ausgebildet. Eine Durchgangsöffnung 140A erstreckt sich durch die in der Draufsicht zentralen Bereiche des Körpers 141 und des Schafts 142. Die Mittelachsen der durch den Körper 141 und den Schaft 142 gebildeten zylindrischen Formen stimmen mit der Rotationsachse C überein.
-
Der Umfang des Körpers 141 ist von der Unterseite in Richtung auf die Oberseite vertieft ausgebildet. Die Vertiefung erstreckt sich über den gesamten Umfang. Das obere Ende des Gleitstücks 120 ist in der Vertiefung mit einem Spalt in der Z-Richtung positioniert, so dass das Gleitstück 120 gehalten ist. Der Schaft 142 ist in eine in dem Körper 121 des Gleitstücks 120 vorgesehene Durchgangsöffnung eingepasst und derart gehalten, dass sein unteres Ende mit dem Drückschalter 145 in Kontakt steht. Der Halter 140 ist in einer derartigen Weise gehalten, dass er in der Z-Richtung in Bezug auf das Gleitstück 120 beweglich ist. Wenn der Knopf 170 mit Druck beaufschlagt wird, beaufschlagt der Halter 140 den Drückschalter 145 mit Druck, um den Drückschalter 145 einzuschalten. Der Drückschalter 145 ist zum Erfassen der Drückbetätigung des Knopfes 170 in der - Z-Richtung vorgesehen.
-
Bei dem Lager 150 handelt es sich um ein Beispiel des Rotationsmechanismus, wobei das Lager 150 eine ringförmige Form aufweist. Das Lager 150 beinhaltet ein inneres Element und ein äußeres Element, die drehbar sind. Das innere Element ist auf den Außenumfang des oberen Endes des Körpers 141 des Halters 140 gepasst. Die Rotationsachse des Lagers 150 stimmt mit der Rotationsachse C überein.
-
Das Drehelement 160 besitzt einen Körper 161, einen Vorsprung 162 und eine Abdeckung 163. Der Körper 161, der Vorsprung 162 und die Abdeckung 163 sind alle zylindrisch. Das Drehelement 160 weist eine Durchgangsöffnung 160A auf, die sich in der Z-Richtung durch das Drehelement 160 hindurch erstreckt. Die Mittelachse der Durchgangsöffnung 160A stimmt mit der Rotationsachse C überein.
-
Der Vorsprung 162 ist kontinuierlich mit dem oberen Ende des Körpers 161 ausgebildet. Die Abdeckung 163 ist kontinuierlich mit dem unteren Ende des Körpers 161 ausgebildet. Die Außendurchmesser des Körpers 161, des Vorsprungs 162 und der Abdeckung 163 werden in folgender Reihenfolge größer: Vorsprung 162, Körper 161 und Abdeckung 163.
-
Das Drehelement 160 ist an seiner Innenumfangsfläche an den oberen Enden der Vorsprünge 122 auf das äußere Element des Lagers 150 gepasst, so dass das Drehelement 160 in Bezug auf den Halter 140 drehbar ist. Das Drehelement 160 ist unter Zwischenanordnung des Lagers 150 und des Halters 140 von dem Gleitstück 120 gehalten und ist somit in Bezug auf die Basis 110 drehbar und in der Y-Richtung verschiebbar.
-
Der Körper 161 erstreckt sich im Inneren der Abdeckung 163 in der -Z-Richtung und weist die Mehrzahl von Vorsprüngen 161A auf. Die Vorsprünge 161A sind an dem unteren Ende des Körpers 161 sowie auf dem Umfang des Körpers 161 angeordnet. Bei den Vorsprüngen 161A handelt es sich um rechteckige Bereiche, die von dem unteren Ende des Körpers 161 wegragen und in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Körpers 161 angeordnet sind. Intervalle bzw. Abstände 161B, die zwischen benachbarten Vorsprüngen 161A vorhanden sind, sind ebenfalls in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung der Vorsprünge 161A vorgesehen.
-
Die Vorsprünge 161A können durch die Nuten 102A der Fotounterbrecher 102 in der Y-Richtung hindurchlaufen. Die Position der Vorsprünge 161A in der Z-Richtung ist derart vorgegeben, dass die Vorsprünge 161A die Wege zwischen den beiden Lichtemittern und den beiden Lichtempfängern unterbrechen, die in jedem der Fotounterbrecher 102 enthalten sind.
-
Die Rotations-Ortskurve 161A1 der Vorsprünge 161A und ein durch den Körper 161 in der Draufsicht gebildeter Kreis besitzen eine gemeinsame Rotationsachse, nämlich C. Wenn sich das Drehelement 160 um die Rotationsachse C dreht, bewegt sich die Mehrzahl der Vorsprünge 161A rotationsmäßig um die Rotationsachse C auf dem Kreis.
-
Die Breite von jedem der Vorsprünge 161A in der Umfangsrichtung sowie von jedem der Abstände 161B sind ausreichend kleiner als das Betätigungsausmaß (die Bewegungsstrecke) in der Y-Richtung, das bei der Drehbetätigung oder der Schiebebetätigung erzielt werden soll. Bei der Drehbetätigung oder der Schiebebetätigung besteht somit keine Möglichkeit, dass die von den beiden Lichtemittern jedes Fotounterbrechers 102 emittierten Lichtstrahlen durch einen einzelnen Vorsprung 161A gleichzeitig und kontinuierlich blockiert oder hindurch gelassen werden. Daher ändern sich die Zustände der Lichtstrahlen.
-
Bei jedem der vorstehend beschriebenen Fotounterbrecher 102 werden die hindurchgelassenen Lichtstrahlen von den beiden Lichtemittern von den Vorsprüngen 161A in intermittierender Weise blockiert, während sich das Drehelement 160 dreht. Die Lichtstrahlen, die von den beiden Lichtemittern jedes Fotounterbrechers 102 emittiert werden, werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten blockiert oder wieder hindurchgelassen.
-
Während die Vorsprünge 161A des Drehelements 160 rotationsmäßig bewegt oder verschoben werden, kann somit die Richtung der Rotationsbewegung oder der Schiebebewegung festgestellt werden, indem ermittelt wird, welcher der beiden bei jedem der Fotounterbrecher 102 emittierten Lichtstrahlen früher blockiert oder wieder hindurchgelassen wird.
-
In einem Anfangszustand, in dem die beiden Lichtempfänger jedes Fotounterbrechers 102 beide die jeweiligen Lichtstrahlen empfangen, bewegen sich die Vorsprünge 161A bei einer Verschiebebewegung der Vorsprünge 161A des Drehelements 160 in der Y-Richtung in den Nuten 102A der Fotounterbrecher 102 in der Y-Richtung, wie dies in 4B dargestellt ist. Bei einer solchen Bewegung des Drehelements 160 in der Y-Richtung wird einer der beiden Lichtstrahlen, die bei jedem der Fotounterbrecher 102 emittiert werden, durch einen der Vorsprünge 161A früher blockiert als der andere und kann somit nicht empfangen werden. Somit wird der Lichtempfangszustand zwischen den beiden Lichtempfängern verändert.
-
In einem anderen Anfangszustand, in dem die beiden Lichtempfänger jedes Fotounterbrechers 102 beide daran gehindert sind, die jeweiligen Lichtstrahlen zu empfangen, erfolgt bei einer Bewegung der Vorsprünge 161A des Drehelements 160 in der Y-Richtung eine Bewegung der Vorsprünge 161A in den Nuten 102A der beiden Fotounterbrecher 102 in der Y-Richtung, wie dies in 4B dargestellt ist. Bei einer solchen Bewegung des Drehelements 160 in der Y-Richtung wird einer der beiden Lichtstrahlen bei jedem der Fotounterbrecher 102, die durch die Vorsprünge 161A blockiert worden sind, früher hindurch gelassen und empfangen als der andere. Auf diese Weise wird der Lichtempfangszustand zwischen den beiden Lichtempfängern verändert.
-
In dem Anfangszustand, in dem die beiden Lichtempfänger jedes Fotounterbrechers 102 beide die jeweiligen Lichtstrahlen empfangen, werden dann, wenn das Drehelement 160 beispielsweise eine Rotationsbewegung im Uhrzeigersinn ausführt, von den beiden Lichtempfängern, die jeweils in den beiden, auf dem Kreis einander gegenüberliegend angeordneten Fotounterbrechern 102 enthalten sind, zwei Paare von Lichtempfangssignalen abgegeben, die entgegengesetzte Bewegungsrichtungen (die +Y-Richtung und die -Y-Richtung) des Drehelements 160 und der Vorsprünge 161A anzeigen, wie dies in 4A dargestellt ist. Die Bewegungsrichtungen sind durch Pfeile P (im Uhrzeigersinn) dargestellt, die hinsichtlich der Rotationsrichtung identisch sind.
-
In dem Anfangszustand, in dem die beiden Lichtempfänger jedes Fotounterbrechers 102 beide die jeweiligen Lichtstrahlen empfangen, erfolgt bei einer Verschiebung des Drehelements 160 beispielsweise in der -Y-Richtung eine Bewegung der Vorsprünge 161A in den Nuten 102A der beiden Fotounterbrecher 102 in der -Y-Richtung, wie dies in 4B dargestellt ist. Bei einer solchen Bewegung des Drehelements 160 in der Y-Richtung wird der von mindestens einem der beiden Lichtemitter in jedem der Fotounterbrecher 102 emittierte Lichtstrahl durch einen der Vorsprünge 161A blockiert. Auf diese Weise wird der Lichtempfangszustand zwischen den beiden Lichtempfängern verändert. In einem derartigen Fall geben die beiden Fotounterbrecher 102 zwei Paare von Lichtempfangssignalen ab, die anzeigen, dass die Bewegungsrichtung des Drehelements 160 und der Vorsprünge 161A identisch ist. Die Bewegungsrichtungen sind in 4B durch Pfeile Q veranschaulicht, die hinsichtlich der Verschieberichtung (-Y-Richtung) identisch sind.
-
Die vorstehend beschriebene Veränderung in dem Lichtempfangszustand gilt auch für die folgenden Fälle: einen Fall, in dem das Drehelement 160 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird oder in der +Y-Richtung verschoben wird, sowie einen Fall, in dem das Drehelement 160 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn gedreht oder in der +Y-Richtung oder der -Y-Richtung verschoben wird, und zwar in einem Anfangszustand, in dem die beiden Lichtempfänger von jedem der Fotounterbrecher 102 beide daran gehindert sind, die jeweiligen Lichtstrahlen zu empfangen, oder in einem weiteren Anfangszustand, in dem einer der beiden Lichtempfänger von jedem der Fotounterbrecher 102 den Lichtstrahl empfängt. In allen Fällen sind die Bewegungsrichtungen des Drehelements 160 und der Vorsprünge 161A, die durch die beiden Paare von Lichtempfangssignalen angezeigt werden, hinsichtlich der Rotationsrichtung identisch, wenn das Drehelement 160 in der Rotationsrichtung bewegt wird, sowie hinsichtlich der Verschieberichtung (Y-Richtung) identisch, wenn das Drehelement 160 in der Y-Richtung verschoben wird.
-
Durch die Verwendung der beiden Paare von Lichtempfangssignalen, die von den beiden Fotounterbrechern 102 abgegeben werden, wenn eine Drehbetätigung oder eine Schiebebetätigung ausgeführt wird, können die Drehbetätigung und die Schiebebetätigung voneinander unterschieden werden.
-
Bei dem Knopf 170 handelt es sich um ein Beispiel für das Betätigungselement; dieser beinhaltet einen scheibenförmigen Körper 171 und einen zylindrischen Vorsprung 172. Der Vorsprung 172 ist kontinuierlich mit dem unteren Ende des Körpers 171 ausgebildet. Der Vorsprung 172 besitzt einen kleineren Außendurchmesser als der Körper 171. Bei dem Körper 171 handelt es sich um einen Bereich, der von dem Nutzer direkt oder indirekt betätigt werden kann. Der Vorsprung 172 ist auf den Außenumfang des Vorsprungs 162 gepasst und dadurch befestigt. Hierdurch drehen sich der Knopf 170 und das Drehelement 160 gemeinsam.
-
Das in dieser Weise einstückig mit dem Knopf 170 ausgebildete Drehelement 160 ist derart gehalten, dass es in Bezug auf den Halter 140 drehbar ist. Der Halter 140 ist in Bezug auf die Basis 110 in der Y-Richtung verschiebbar. Somit ist der Knopf 170 in Bezug auf die Basis 110 drehbar und in der Y-Richtung verschiebbar. Hinsichtlich der Verschieberichtung ist der Knopf 170 ausgehend von der neutralen Position in der +Y-Richtung oder der -Y-Richtung bewegbar.
-
5 veranschaulicht eine Schaltungskonfiguration der Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100. 5 zeigt die Fotounterbrecher 102 und eine Steuervorrichtung 180. Die Steuervorrichtung 180 kann im Inneren (z.B. auf der oberen Oberfläche der Platte 101) der in 1 bis 3 dargestellten Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100 oder außerhalb der Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100 vorgesehen sein.
-
In 5 beinhalten die Fotounterbrecher 102 jeweils zwei Lichtemitter 103A und 103C sowie zwei Lichtempfänger 103B und 103D. Die Lichtemitter 103A und 103C sind Beispiele für die Lichtemissionseinrichtung. Die Lichtempfänger 103B und 103D sind Beispiele für die Lichtempfangseinrichtung. Die Fotounterbrecher 102 geben jeweils zwei Lichtempfangssignale ab, die jeweils anzeigen, ob der entsprechende der Lichtempfänger 103B und 103D den Lichtstrahl empfängt.
-
Wenn eine Drehbetätigung oder eine Schiebebetätigung an dem Knopf 170 ausgeführt wird, ändern sich die beiden Lichtempfangssignale nacheinander mit einem zeitlichen Abstand. Eine solche Niveauänderung zwischen den beiden Lichtempfangssignalen zeigt die Richtung an, in der sich die Vorsprünge 161A des Drehelements 160 in Verbindung mit der an dem Knopf 170 ausgeführten Drehbetätigung oder Schiebebetätigung bewegen. Die beiden Lichtempfangssignale sind Beispiele für die Bewegungsrichtungsinformation, die die Bewegungsrichtung des Knopfes 170 anzeigt.
-
Die Steuervorrichtung 180 wird beispielsweise durch einen Mikrocomputer mit einer CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einem RAM (Speicher mit wahlfreiem Zugriff), einem ROM (Nur-Lese-Speicher), einer Eingangs-/Ausgangs-Schnittstelle, einem internen Bus usw. verkörpert.
-
Die Steuervorrichtung 180 weist eine Bestimmungseinheit 181, eine Betätigungsausmaß-Erfassungseinheit 182 und einen Speicher 183 auf. Die Bestimmungseinheit 181 und die Betätigungsausmaß-Erfassungseinheit 182 sind Funktionen, die als Programme von der Steuervorrichtung 180 auszuführen sind und als Funktionsblöcke dargestellt sind. Bei dem Speicher 183 handelt es sich um einen in der Steuervorrichtung 180 enthaltenen Speicher, wobei dieser als Funktion veranschaulicht ist.
-
Die Bestimmungseinheit 181 stellt fest, ob es sich bei der an dem Knopf 170 ausgeführten Betätigung um eine Drehbetätigung oder eine Schiebebetätigung handelt, und zwar unter Bezugnahme auf die einzelnen Bewegungsrichtungsinformationen, die die Bewegungsrichtung des Knopfes 170 anzeigen. Wenn die Bewegungsrichtungsinformationen, die als zwei Paare von Lichtempfangssignalen ermittelt werden, die von den beiden jeweiligen Fotounterbrechern 102 abgegeben werden, jeweilige Bewegungsrichtungen der Vorsprünge 161A anzeigen, die hinsichtlich der Verschieberichtung des Drehelements 160 unterschiedlich sind, jedoch hinsichtlich der Rotationsrichtung des Drehelements 160 identisch sind, trifft die Bestimmungseinheit 181 die Feststellung, dass der Knopf 170 in der Richtung gedreht worden ist, die durch diese Bewegungsrichtungsinformationen angezeigt wird.
-
Wenn die Bewegungsrichtungsinformationen, die als zwei Paare von Lichtempfangssignalen ermittelt werden, die von den beiden jeweiligen Fotounterbrechern 102 abgegeben werden, jeweilige Bewegungsrichtungen der Vorsprünge 161A anzeigen, die hinsichtlich der Y-Richtung identisch sind, trifft die Bestimmungseinheit 181 die Feststellung, dass der Knopf 170 in der durch diese Bewegungsrichtungsinformationen angezeigten Richtung verschoben worden ist.
-
Die Betätigungsausmaß-Erfassungseinheit 182 erfasst das Betätigungsausmaß (die Bewegungsstrecke) bei der Drehbetätigung oder der Schiebebetätigung in Bezug auf die beiden Paare von Lichtempfangssignalen, die von den beiden jeweiligen Fotounterbrechern 102 abgegeben werden. Das Betätigungsausmaß bei der Drehbetätigung bezieht sich auf das Bewegungsausmaß, um das der Knopf 170 in der Rotationsrichtung gedreht wird. Das Betätigungsausmaß bei der Schiebebetätigung bezieht sich auf das Bewegungsausmaß, um das der Knopf 170 in der Y-Richtung betätigt wird. In beiden Fällen werden Änderungen in den Zuständen der Lichtempfangssignale erfasst, die bei der Betätigung auftreten, und das Betätigungsausmaß wird in Bezug auf die Anzahl von Malen festgestellt, mit der solche Änderungen aufgetreten sind. Das Betätigungsausmaß, d.h. die Bewegungsstrecke, bei der Schiebebetätigung ist kurz. Ein solches Betätigungsausmaß kann zwischen zwei Niveaus erfasst werden: dem Zustand mit keiner Betätigung und dem Zustand mit einer Betätigung über die volle Bewegungsstrecke (unabhängig davon, ob irgendeine Bewegung über die Bewegungsstrecke stattgefunden hat).
-
Der Speicher 183 speichert Programme, Daten und dergleichen, die für die Steuervorrichtung 180 zum Ausführen von relevanten Prozessen erforderlich sind, welche die Feststellung, ob es sich bei der ausgeführten Betätigung um die Drehbetätigung oder die Schiebebetätigung handelt, sowie die Erfassung des Betätigungsausmaßes beinhalten.
-
Zusammengefasst betrachtet sind zwei Zweiphasen-Fotounterbrecher 102 auf der Rotations-Ortskurve 161A1 der Vorsprünge 161A des Drehelements 160 sowie auf einer geraden Linie angeordnet, die parallel zu der X-Achse verläuft und durch die Rotationsachse C hindurchgeht. Somit können die an dem Knopf 170 ausgeführte Drehbetätigung und Schiebebetätigung voneinander unterschieden werden, und zwar unter Bezugnahme auf die beiden Paare von Lichtempfangssignalen, die von den beiden jeweiligen Zweiphasen-Fotounterbrechern 102 abgegeben werden.
-
Eine derartige Konfiguration versetzt die Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100 in die Lage, die Betätigung in Form einer Schiebebetätigung und einer Drehbetätigung korrekt zu erfassen und zu unterscheiden.
-
Das Betätigungsausmaß jeweils bei der Schiebebetätigung und der Drehbetätigung wird durch die Betätigungsausmaß-Erfassungseinheit 182 in Bezug auf die beiden Lichtempfangssignale erfasst, die von den Fotounterbrechern 102 abgegeben werden. Eine derartige Konfiguration versetzt die Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100 in die Lage, die Betätigung in Form einer Schiebebetätigung und einer Drehbetätigung korrekt zu erfassen und zu unterscheiden sowie Information abzugeben, die das Betätigungsausmaß sowohl bei der Schiebebetätigung als auch bei der Drehbetätigung anzeigt.
-
Durch die Verwendung der beiden Zweiphasen-Fotounterbrecher 102 lassen sich die Schiebebetätigung und die Drehbetätigung erfassen. Eine solche Konfiguration vereinfacht die Konstruktion der Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100.
-
Bei einer bekannten Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung mit einem Sensor, der eine Bewegung in einer Rotationsrichtung erfasst, und einem Sensor, der eine Bewegung in einer Verschieberichtung erfasst, kann eine Betätigung in der Verschieberichtung versehentlich als Betätigung in der Rotationsrichtung erfasst werden, wenn das Betätigungsausmaß in der Verschieberichtung nicht ausreichend kleiner vorgegeben ist als die Beabstandung in der Rotationsrichtung. Eine solche Konfiguration begrenzt das Bewegungsausmaß in der Verschieberichtung.
-
Dagegen besitzt die Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100 gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform keine solche Einschränkung hinsichtlich des Betätigungsausmaßes in der Verschieberichtung. Eine solche Konfiguration verschafft der Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100 ein hohes Maß an Konstruktionsfreiheit.
-
Ob es sich bei der ausgeführten Betätigung um die Drehbetätigung oder die Schiebebetätigung handelt, wird von der Bestimmungseinheit 181 unter Bezugnahme auf die beiden Paare von Lichtempfangssignalen festgestellt, die von den beiden jeweiligen Zweiphasen-Fotounterbrechern 102 abgegeben werden. Bei einer solchen Konfiguration kann die Feststellung, ob es sich bei der ausgeführten Betätigung um die Drehbetätigung oder die Schiebebetätigung handelt, korrekt getroffen werden, und zwar unabhängig von dem Erfassungszeitpunkt, der in Abhängigkeit von der größenmäßigen Beziehung zwischen der Beabstandung der Vorsprünge 161A in der Rotationsrichtung und der Bewegungsstrecke in der Betätigungsrichtung variiert.
-
Ob es sich bei der ausgeführten Betätigung um die Drehbetätigung oder die Schiebebetätigung handelt, wird in Abhängigkeit davon bestimmt, ob die Bewegungsrichtungen des Drehelements 160, die durch die beiden Paare von Lichtempfangssignalen angezeigt werden, die von den jeweiligen Fotounterbrechern 102 abgegeben werden, hinsichtlich der Rotationsrichtung oder hinsichtlich der Y-Richtung identisch sind. Bei einer solchen Konfiguration kann die Feststellung, ob es sich bei der ausgeführten Betätigung um die Drehbetätigung oder die Schiebebetätigung handelt, korrekt getroffen werden.
-
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform bezieht sich auf einen Fall, in dem das Betätigungsausmaß jeweils bei der Schiebebetätigung und der Drehbetätigung durch die Betätigungsausmaß-Erfassungseinheit 182 in Bezug auf die von den Fotounterbrechern 102 abgegebenen Lichtempfangssignale erfasst wird. Alternativ kann zusätzlich ein Element vorgesehen sein, das ein Betätigungsausmaß bei der Schiebebetätigung erfasst.
-
6 veranschaulicht einen Teil einer Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100A gemäß einer Modifizierung der Ausführungsform. 7 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Linie B-B in 6. Die in 6 und 7 dargestellte Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100A ist unter Hinzufügen von zwei Drückschaltern 190 zu der in den 1 bis 3 dargestellten Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100 gebildet. In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den 6 und 7 wird auf eine Beschreibung von Elementen verzichtet, die den Halter 140, das Lager 150, das Drehelement 160 und den Knopf 170 beinhalten und die gleiche Konfiguration wie bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform aufweisen.
-
Die Drückschalter 190 sind auf der oberen Oberfläche der Platte 101 angeordnet und stützen die unteren Enden von jeweiligen Aktuatoren 190A von unten ab. Die Aktuatoren 190A besitzen jeweils eine im Wesentlichen runde säulenartige Form und erstrecken sich durch jeweilige Durchgangsöffnungen in dem Körper 111 der Basis 110. Die Durchgangsöffnungen erstrecken sich jeweils von der unteren Oberfläche des Körpers 111 zu den jeweiligen Aussparungen 114. Die beiden Drückschalter 190 sind auf der +Y-Seite bzw. der -Y-Seite auf einer geraden Linie angeordnet, die parallel zu der Y-Achse ist, bei der es sich um die Verschieberichtung handelt, und die durch die Mittelachse C hindurchgeht.
-
Bei den Drückschaltern 190 kann es sich jeweils z.B. um einen Metallkuppel-Schalter handeln. Der Metallkuppel-Schalter besitzt eine Metallkuppel (nicht dargestellt), die sich konvex nach oben erstreckt, wenn der Schalter nicht in der -Z-Richtung nach unten gedrückt wird. Wenn der Schalter in der -Z-Richtung vollständig nach unten gedrückt wird, ist die Metallkuppel invertiert, so dass sie nach unten konvex ist, wodurch der Bedienungsperson ein Klickgefühl vermittelt wird.
-
Wenn sich der Knopf 170 in der neutralen Position befindet, in der der Knopf 170 weder in der +Y-Richtung noch in der -Y-Richtung betätigt wird, befinden sich die oberen Enden der Aktuatoren 190A in leichtem Kontakt mit den Abschrägungen der jeweiligen Vorsprünge 123A des Gleitstücks 120.
-
Wenn der Knopf 170 in der +Y-Richtung oder der -Y-Richtung verschoben wird, wird das Gleitstück 120 verschoben, wodurch ein entsprechender der Vorsprünge 123A das obere Ende von einem entsprechenden der Aktuatoren 190A mit Druck beaufschlagt. Die Vorsprünge 123A ragen in Bezug auf die Verschieberichtung zwischen dem Körper 121 und den unteren Oberflächen der Plattenbereiche 123 in schräger Richtung weg und wirken somit als Steuerflächen. Wenn der Knopf 170 in der +Y-Richtung oder der -Y-Richtung verschoben wird, wird ein entsprechender der Aktuatoren 190A in der -Z-Richtung mit Druck beaufschlagt, wodurch ein entsprechender der Drückschalter 190 in der -Z-Richtung mit Druck beaufschlagt wird.
-
Wenn der Drückschalter 190 vollständig nach unten gedrückt wird, wird die Metallkuppel invertiert, so dass sie nach unten konvex ist und mit einer unter der Metallkuppel vorgesehenen Kontaktstelle in Kontakt tritt, wodurch eine elektrische Verbindung hergestellt wird. Bei diesem Prozess wird der Bedienungsperson durch den Knopf 170 ein Klickgefühl vermittelt.
-
Bei der Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100A mit den vorstehend beschriebenen Drückschaltern 190 wird die Bewegungsrichtung in einem frühen Stadium des Eingabevorgangs in Bezug auf die von den beiden Fotounterbrechern 102 abgegebenen Lichtempfangssignale erfasst, so dass festgestellt wird, ob es sich bei der ausgeführten Betätigung um die Drehbetätigung oder die Schiebebetätigung handelt. Wenn es sich bei der ausgeführten Betätigung um eine Schiebebetätigung handelt, wird die Erfassung des Betätigungsausmaßes bei der Schiebebetätigung durch die Betätigungsausmaß-Erfassungseinheit 182 in Abhängigkeit von Signalen vorgenommen, die von den Drückschaltern 190 abgegeben werden, anstatt den Lichtempfangssignalen, die von den beiden Fotounterbrechern 102 abgegeben werden.
-
Bei der Umkehrung von einer der Metallkuppeln, die in den Drückschaltern 190 vorhanden sind, kann die Betätigungsausmaß-Erfassungseinheit 182 in sicherer Weise feststellen, dass eine Schiebebetätigung ausgeführt worden ist.
-
Die vorstehend beschriebene Modifizierung der Ausführungsform versetzt die Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung 100A in die Lage, die Betätigung in Form einer Schiebebetätigung und einer Drehbetätigung korrekt zu erfassen und zu unterscheiden, wobei sie in sicherer Weise feststellen kann, dass eine Schiebebetätigung ausgeführt worden ist.
-
Vorstehend sind zwar einige Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtungen gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die speziell hierin offenbarte Ausführungsform beschränkt. Es können verschiedene Modifikationen und Änderungen an der vorstehenden Ausführungsform vorgenommen werden, ohne dass man den Umfang der beigefügten Ansprüche verlässt.
-
Die vorliegende internationale Anmeldung beansprucht den Vorteil der japanischen Patentanmeldung Nr.
2019-193046 , eingereicht am 23. Oktober 2019, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100, 100A
- Verbundbetätigungs-Eingabevorrichtung
- 102
- Fotounterbrecher
- 120
- Gleitstück
- 150
- Lager
- 160
- Drehelement
- 170
- Knopf
- 180
- Steuervorrichtung
- 181
- Bestimmungseinheit
- 190
- Drückschalter
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 20113505 [0003]
- JP 2019193046 [0074]
