JP2005100118A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 操作部材の操作性を向上させることのできる入力装置を提供する。
【解決手段】 １対のプーリ４，５に巻き掛けられている操作部材２と、移動可能なガイドローラ６とを有し、操作部材２の移動軌跡にはガイドローラ６によって膨らみ部８が形成されており、操作部材２の走行量に対応して表示装置の表示画面上のマークの移動を行う入力装置１であって、操作部材２の膨らみ部８の頂部８ａの突出量Ｈを制御可能な突出量制御機構２０を設ける。
【選択図】 図２

Description

本発明は、入力装置に係り、特に、ホスト機器に接続され、ホスト機器に接続された表示装置の表示画面上に表示されている入力位置を示すマークを遠隔操作によって移動するのに好適な入力装置に関する。

従来から、コンピュータなどの入力装置の一つとして、表示装置の表示画面上に表示されている入力位置を示すマークとしてのカーソルやドットなどのポインタを遠隔操作することのできるポインティングデバイスと称されるものがある。この種の入力装置として、無端環状のベルト状に形成された操作部材の表面の一部をケースの外部に突出させるとともに、１対のプーリと平行に延在するように操作部材の内側に配設されたガイドローラによって、操作部材の移動軌跡に、外側に凸の膨らみ部を形成し、この膨らみ部を操作者が直接操作することにより、表示画面上のポインタの移動を行うことのできるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２４２４１１号公報

しかしながら、前述した従来の入力装置においては、操作部材の操作性が悪いという問題点があった。

すなわち、従来の入力装置は、ストロークの長い操作を容易に行うことができるものの、操作時に、操作部材を動かすストロークに応じて操作部材の突出量を制御、詳しくは操作部材を大きく動かす場合には操作部材の膨らみ部の突出量を大きくし、操作部材を小さく動かす場合には操作部材の膨らみ部の突出量を小さくすることができないという問題点があった。

本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、操作部材の操作性を向上させることのできる入力装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明の入力装置の特徴は、回転自在とされた１対のプーリに巻き掛けられている無端環状のベルト状に形成された操作部材と、前記１対のプーリの相互間において前記１対のプーリと平行に延在するように前記操作部材の内側に配設されたガイドローラとを有し、前記操作部材の移動軌跡には前記ガイドローラによって外側に凸の膨らみ部が形成されており、前記操作部材の走行量に対応して表示装置の表示画面上の入力位置を示すマークの移動を行う入力装置であって、前記操作部材の膨らみ部の頂部の突出量を制御するための突出量制御機構が設けられている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、操作部材の膨らみ部の頂部の突出量を、操作部材を大きく動かす場合には大きく、操作部材を小さく動かす場合には小さくすることが容易にできる。

本発明の入力装置においては、前記突出量制御機構が、突出量制御用駆動モータと、この突出量制御用駆動モータの駆動力をもって駆動され前記ガイドローラを往復移動させるガイドローラ移動機構とを有していることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、操作部材の膨らみ部の頂部の突出量の制御をより容易かつ確実に行うことができる。

本発明の入力装置においては、操作部材用駆動モータと、この操作部材用駆動モータの駆動力をもって前記操作部材を駆動させる操作部材駆動機構とが設けられていることが好ましい。そして、このような構成を採用したことにより、操作部材用駆動モータの駆動力によって操作部材を駆動させることができるので、操作部材を円滑に作動させることができる。

本発明に係る入力装置によれば、操作部材の操作性を向上させることができるなどの極めて優れた効果を奏する。

以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。

図１および図２は本発明に係る入力装置の第１実施形態を示すものであり、図１は要部を簡略化して示す断面図、図２は図１のガイドローラ近傍の構成の要部を示す一部切断側面図である。

図１に示すように、本実施形態の入力装置１は、操作者が直接操作可能な操作部材としてのエンドレスベルト２を有している。このエンドレスベルト２は、ゴム様弾性体、樹脂および布などを単独もしくは組み合わせて形成されており、全体として無端環状のベルト状に形成されている。なお、エンドレスベルト２の操作面となる表面には、指先Ｆによる操作を容易とするための平目あるいはあや目ローレットなどの各種の滑り止め用の模様を形成してもよい。

前記エンドレスベルト２は、ケース３の内部に水平方向に間隔をおいて配置された１対のプーリ４，５の外周に巻き掛けられている。また、１対のプーリ４，５の相互間のほぼ中間部分には、１対のプーリ４，５より大径のガイドローラ６が１対のプーリ４，５と平行に延在するように配設されている。

前記エンドレスベルト２の一部、本実施形態においてはエンドレスベルト２のほぼ上半分は、ケース３の上面に形成された平面ほぼ矩形状の開口７を介して外部に突出されている。また、ケース３の外部に突出されたエンドレスベルト２の移動軌跡には、エンドレスベルト２の背面に当接されたガイドローラ６によって上方に凸の膨らみ部８が形成されている。この膨らみ部８分の頂部８ａとケース３の上面、詳しくは開口７の上端面との間隔が、エンドレスベルト２の膨らみ部８の頂部８ａの突出量Ｈ、すなわちエンドレスベルト２の突出量Ｈとされている。そして、ケース３の外側に突出して露出しているエンドレスベルト２の表面の膨らみ部８を操作者が指先Ｆなどで直接触れることにより、エンドレスベルト２を図１の矢印にて示す左方向あるいは右方向のいずれかに直接走行させて図示しない表示装置の表示画面上の入力位置を示すマークとしてのポインタの遠隔操作による移動を行うことができるようになっている。

前記１対のプーリ４，５は、円筒状に形成されているとともに、エンドレスベルト２が両プーリ４，５から外れるのを防止する脱落防止手段としての外向きフランジ（図示せず）が軸方向の両端部に形成されている。このフランジは、設計コンセプトなどの必要に応じて設ければよい。また、両プーリ４，５の内孔には、それぞれプーリ支持軸９，１０が固着されている。これらのプーリ支持軸９，１０は、その長さが両プーリ４，５の軸方向の長さより長く形成されており、それぞれのプーリ支持軸９，１０の両先端部は、プーリ４，５の両端面から外部に突出されている。さらに、各プーリ支持軸９，１０の両先端部近傍は、ケース３の内部に配設された図示しない軸受によって回転自在に支持されており、これによりエンドレスベルト２がその長手方向に沿って走行自在とされている。また、両プーリ４，５は、その中心がケース３の内部に位置するように配設されている。

なお、プーリ支持軸９，１０は、プーリ４，５の両端面の軸心部に一体形成してもよい。

前記ケース３の内部には、回転自在に支持されたテンションプーリ１１が配設されている。このテンションプーリ１１は、ガイドローラ６の下部と図１の右側に示すプーリ５の下部との間に位置するエンドレスベルト２のほぼ中間部分の表面に下方から当接されている。また、テンションプーリ１１は、１対のプーリ４，５より小径とされているとともに、ケース３の内部において図１の上下方向に移動自在とされている。さらに、テンションプーリ１１には、ケース３の内部底面に一端が固着された付勢ばね１２の他端が接続されており、付勢ばね１２の付勢力をもって、常には、テンションプーリ１１をエンドレスベルト２に下方から上方に向かって当接させることができるとともに、エンドレスベルト２に所定のテンションを付与することができるようになっている。

図２に示すように、前記ガイドローラ６は、ガイドローラ支持ヘッド１３によって回転自在に支持されている。このガイドローラ支持ヘッド１３は、底板１３ａと、この底板１３ａの図２の左右方向両端縁から上方に向かって延出された相互に対向する右側板１３ｂおよび左側板１３ｃとにより上部が開口の上向きコ字状に形成されている。そして、右側板１３ｂおよび左側板１３ｃによってガイドローラ６の両端面の中心部にそれぞれ突設されたガイドローラ支軸１４が回転自在に支持されるようになっている。また、ガイドローラ支持ヘッド１３は、スライダを兼ねており、図示しないスライドガイドに沿って図２の両矢印Ｍにて示す上下方向に往復移動（昇降）可能に配設されている。なお、ガイドローラ支持ヘッド１３の移動軌跡は、図２の両矢印Ｍにて示す上下方向の直線状に限定されるものではなく、突出量Ｈを増減できる形状、例えば斜め方向の直線状、円弧状などとしてもよい。

前記ガイドローラ支持ヘッド１３の右側板１３ｂの外側には、ラック体１５がその長手方向を図２の上下方向に向けて固着されている。このラック体１５の図２の右側には、歯部１５ａが形成されており、この歯部１５ａにはウォームギア状の駆動ねじ体１６が噛合されている。また、駆動ねじ体１６は、ケース３の内部に配設された突出量制御用駆動モータ１７の出力軸１７ａに固着されており、突出量制御用駆動モータ１７を駆動することで、ガイドローラ支持ヘッド１３とともにガイドローラ６を上下方向に移動させることができるようになっている。また、突出量制御用駆動モータ１７は、ＣＰＵおよびメモリなどにより構成された制御部１８に電気的に接続されており、制御部１８から送出される制御指令に基づいて駆動方向および駆動量などの駆動制御が行われるようになっている。

すなわち、制御部１８から送出される制御指令に基づいて突出量制御用駆動モータ１７を駆動することで、ガイドローラ６を上下動し、このガイドローラ６の上下動により、エンドレスベルト２の膨らみ部８の頂部８ａの突出量Ｈを変化させるとともに、所定の突出量Ｈを保持させることができるようになっている。

前記制御部１８は、ホスト機器に電気的に接続されており、ホスト機器には、表示装置（ともに図示せず）が電気的に接続されている。

すなわち、本実施形態の入力装置１は、ホスト機器および表示装置とともにシステムの一部を構成している。

なお、本実施形態の入力装置１における前記突出量Ｈの設定は、制御部１８に記憶されるプログラムに基づいて実施されるようになっている。例えば突出量Ｈを予め大、中、小の３段階に多段設定し、これらの突出量Ｈをソフトウエアによって表示装置の表示画面上に表示し、これらの表示のうちの何れかをポインタで選択することにより、突出量制御機構２０を駆動して突出量Ｈを自動的に設定することができる。勿論、エンドレスベルト２の突出量Ｈを無段階設定することも可能である。この場合、突出量制御用駆動モータ１７の駆動量と駆動方向とは手動入力されることになる。

前記ガイドローラ支持ヘッド１３、ラック体１５および駆動ねじ体１６により、本実施形態の突出量制御用駆動モータ１７の駆動力をもって駆動されガイドローラ６を往復移動させるガイドローラ移動機構１９が構成されている。

なお、ガイドローラ移動機構１９としては、ガイドローラ６を上下動できる構成であればよく、従来公知の各種の構成から選択使用することができる。例えば、ラック体１５および駆動ねじ体１６のかわりに従来公知の直動機構を用いたり、ラック体１５および駆動ねじ体１６を用いずに、ガイドローラ支持ヘッド１３を出力軸が進退可能な突出量制御用駆動モータによって駆動する構成としたりすることができる。

前記突出量制御用駆動モータ１７、制御部１８およびガイドローラ移動機構１９により、本実施形態のエンドレスベルト２の膨らみ部８の頂部８ａの外側への突出量Ｈを制御するための突出量制御機構２０が構成されている。

つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。

本実施形態の入力装置１によれば、従来と同様に、ケース３の外部に突出しているエンドレスベルト２の表面を操作者が指先Ｆで直接触れてエンドレスベルト２を図１の右回りあるいは左回りのいずれかの方向に操作することにより、表示装置の表示画面上の入力位置を示すマークの遠隔操作による移動をエンドレスベルト２の走行量に対応して行うことができる。

この時、本実施形態の入力装置１によれば、従来と異なり、エンドレスベルト２の膨らみ部８の頂部８ａの外側への突出量Ｈを制御する突出量制御機構２０が設けられているので、突出量Ｈを変化させることができる。

すなわち、本実施形態の入力装置１によれば、突出量制御用駆動モータ１７を駆動し、突出量制御用駆動モータ１７の駆動にともなう駆動ねじ体１６の回転により、ラック体１５を上昇させることでラック体１５とともにガイドローラ６を上昇させることができる。そして、ガイドローラ６の上昇とともに、エンドレスベルト２の膨らみ部８の頂部８ａも上方に移動し、突出量Ｈを大きくすることが容易かつ確実にできる。この突出量Ｈを大きくした状態を図３に示す。なお、図３には、突出量Ｈを誇張して示してある。

なお、突出量Ｈを小さくする場合には、突出量制御用駆動モータ１７を逆方向に駆動し、突出量制御用駆動モータ１７の駆動にともなう駆動ねじ体１６の回転により、ラック体１５を下降させることでラック体１５とともにガイドローラ６を下降させることにより実施できる。

したがって、本実施形態の入力装置１によれば、エンドレスベルト２の突出量Ｈを、エンドレスベルト２の操作量であるストロークに応じて、エンドレスベルト２を大きく動かす場合には大きく、エンドレスベルトを小さく動かす場合には小さくすることができる。その結果、エンドレスベルト２の操作性を容易かつ確実に向上させることができる。

また、本実施形態の入力装置１によれば、突出量制御機構２０が、突出量制御用駆動モータ１７と、この突出量制御用駆動モータ１７の駆動力をもって駆動されガイドローラ６を往復移動させるガイドローラ移動機構１９とを有しているので、突出量制御用駆動モータ１７を駆動することで、ガイドローラ６を上下動し、このガイドローラ６の上下動により、エンドレスベルト２の突出量Ｈを変化させることができる。すなわち、エンドレスベルト２の突出量Ｈの制御をより容易かつ確実に行うことができる。

図４は本発明に係る入力装置の第２実施形態を示す要部の平面図である。

本実施形態の入力装置３１は、エンドレスベルト２の操作性を前述した第１実施形態の入力装置１より向上させたものである。

すなわち、本実施形態の入力装置３１は、前述した第１実施形態の入力装置１における１対のプーリ４，５のうちの少なくとも一方のプーリ４を駆動プーリとする構成とされている。

具体的に説明すると、図４に示すように、一方のプーリ４の内孔に固着されたプーリ支持軸９の図４の下方に示す一端には、操作部材用駆動モータ３２の出力軸３２ａの先端部が接続されており、操作部材用駆動モータ３２の駆動によりエンドレスベルト２を駆動させることができるように形成されている。また、プーリ支持軸９の図４の上方に示す他端には、エンドレスベルト２の走行量を検出するための走行量検出手段としてのエンコーダ３３の回転円板３３ａが取り付けられている。また、回転円板３３ａの周縁部に対向するようにエンコーダ３３のホトセンサ（フォトインタラプタ）３３ｂが配設されている。なお、図４中の符号３６は軸受を示している。

前記１対のプーリ４，５および操作部材用駆動モータ３２の出力軸３２ａが直接接続されるプーリ支持軸９により、本実施形態の操作部材用駆動モータ３２の駆動力をもってエンドレスベルト２を駆動させる操作部材駆動機構３４が構成されている。

なお、プーリ支持軸９と操作部材用駆動モータ３２とは、歯車伝動、ベルト電動などの回転電動機構を用いて接続してもよい。

前記操作部材用駆動モータ３２およびエンコーダ３３は、ともにＣＰＵおよびメモリなどからなるベルト動作制御部３５に電気的に接続されており、一方の操作部材用駆動モータ３２は、ベルト動作制御部３５から送出される制御指令にしたがって動作制御がなされ、他方のエンコーダ３３は、ホトセンサ３３ｂにより検出したプーリ支持軸９の回転にともなう光のオンオフ信号をベルト動作制御部３５に送出することができるようになっている。

前記ベルト動作制御部３５には、少なくとも入力装置１の動作制御を行うための各種のプログラムおよび種々のデータなどが記憶されている。

前記プログラムとしては、エンドレスベルト２の操作量である走行量、詳しくはエンコーダ３３から送出されるプーリ支持軸９の回転にともなう光のオンオフ信号、すなわちエンドレスベルト２の走行量から表示画面上のポインタの移動量を演算するプログラムや、エンドレスベルト２の動作制御を行うプログラムなどがある。

前記エンドレスベルト２の動作制御を行うプログラムとしては、例えば、エンドレスベルト２が操作された際、すなわち、ケース３の外部に突出しているエンドレスベルト２の膨らみ部８の表面を操作者が指先Ｆで直接触れてエンドレスベルト２を右回りあるいは左回りのいずれかの方向に操作した場合、エンコーダ３３によりエンドレスベルト２の操作方向（走行方向）を検出し、操作部材用駆動モータ３２を駆動するとともに、エンドレスベルト２の操作方向に応じて操作部材用駆動モータ３２の出力軸３２ａの回転方向を制御するプログラムを例示できる。この時、操作部材用駆動モータ３２は、例えば、予め設定された速度でエンドレスベルト２を自動的に駆動し、操作者がエンドレスベルト２の停止操作、例えばエンドレスベルト２をガイドローラ６に押しつける操作を行った場合、操作部材用駆動モータ３２の駆動を停止することができるものを例示できる。

また、触感制御プログラムを例示することができる。この触感制御プログラムは、エンドレスベルト２の操作に対応して操作対象の属性や状態を感触としてフィードバックさせるためのものである。このような触感制御プログラムとしては、例えば、エンドレスベルト２を駆動する際に、エンドレスベルト２を間欠駆動させたり、操作部材用駆動モータ３２の駆動トルク、速度などを変化させたりすることで、操作者が操作するエンドレスベルト２に、例えばクリック感などの種々の操作感触を付与することができるものを例示できる。

なお、触感制御プログラムは、ホスト機器の制御手段が操作者の選択した操作対象の属性やその状態を触感としてフィードバックする必要があると認識し、制御手段の駆動制御指令（フィーリング・コマンド）が出力されたときに動作するように構成するとよい。

勿論、触感制御プログラムは、システム全体の仕様、設計コンセプトなどの必要に応じて設ければよい。

その他の構成については、前述した第１実施形態の入力装置１と同様とされているので、その詳しい説明は省略する。

このような構成からなる本実施形態の入力装置３１によれば、前述した第１実施形態の入力装置１と同様の効果を奏するとともに、操作部材用駆動モータ３２の駆動力によって操作部材としてのエンドレスベルト２を駆動させることができるので、エンドレスベルト２をより円滑に作動させることができる。その結果、エンドレスベルト２の操作性をより容易かつ確実に向上させることができる。

すなわち、本実施形態の入力手段３１によれば、ケース３の外部に突出しているエンドレスベルト２の表面を操作者が指先Ｆで直接触れてエンドレスベルト２を右回りあるいは左回りのいずれかの方向に操作すると、操作部材用駆動モータ３２が駆動しエンドレスベルト２が予め設定された速度で自動的に走行を開始する。

この時、エンコーダ３３によりエンドレスベルト２の操作方向（走行方向）が検出され、この検出結果に応じて操作部材用駆動モータ３２の出力軸３２ａの回転方向が操作方向に沿って設定される。

また、操作者がエンドレスベルト２の停止操作、例えばエンドレスベルト２を指先ＦＦでガイドローラ６に押しつける操作を行った場合、操作部材用駆動モータ３２の駆動が停止する。

この時、エンドレスベルト２の走行開始から停止するまでの走行量および方向がエンコーダ３３によって検出される。この検出結果に基づいて、表示装置の表示画面上のポインタの遠隔操作による移動を行うことができる。

また、本実施形態の入力装置３１によれば、操作者がエンドレスベルト２の表面を操作すると、ベルト動作制御部３５は、操作者の操作方向に沿ってエンドレスベルト２を自動的に駆動させることができるとともに、エンドレスベルト２の動作を多種多様、例えばエンドレスベルト２の操作感を操作者にフードバック可能なように制御することが容易にできる。

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、本発明の入力装置を従来公知のマウスに搭載することができる。

本発明の入力装置は、コンピュータの入力装置のみならず、近年の、エアコン、ラジオ、テレビジョン、ＣＤプレーヤ、ナビゲーションシステム、電動シート、電動ミラーなど多くの電子機器が備えられる車両、例えば自動車における車載用入力装置として用いることができる。

すなわち、本発明の入力装置は、数多くの電子機器を個々に操作しようとすると、自動車の運転に支障をきたすことにもなりかねないので、安全運転を励行しつつ所望の電子機器のオン・オフ切換や機能選択、さらには選択された機能の調整などを、１つの手動操作部を操作することによってこれら全てを操作するようにした車載用入力装置として好適である。

本発明に係る入力装置の第１実施形態の要部を簡略化して示す断面図 図１のガイドローラ近傍の構成の要部を示す一部切断側面図 図１のエンドレスベルトの突出量を大きくした状態を誇張して示す図１と同様の図 本発明に係る入力装置の第２実施形態の要部を簡略化して示す平面図

符号の説明

１、３１ 入力装置
２ エンドレスベルト
３ ケース
４、５ プーリ
６ ガイドローラ
７ 開口
８ 膨らみ部
８ａ 頂部
９、１０ プーリ支持軸
１３ ガイドローラ支持ヘッド
１４ ガイドローラ支軸
１５ ラック体
１６ 駆動ねじ体
１７ 突出量制御用駆動モータ
１７ａ 出力軸
１８ 制御部
１９ ガイドローラ移動機構
２０ 突出量制御機構
３２ 操作部材用駆動モータ
３３ エンコーダ
３４ 操作部材駆動機構
３５ ベルト動作制御部
Ｆ 指先Ｆ
Ｈ 突出量

Claims (3)

1. 回転自在とされた１対のプーリに巻き掛けられている無端環状のベルト状に形成された操作部材と、前記１対のプーリの相互間において前記１対のプーリと平行に延在するように前記操作部材の内側に配設されたガイドローラとを有し、前記操作部材の移動軌跡には前記ガイドローラによって外側に凸の膨らみ部が形成されており、前記操作部材の走行量に対応して表示装置の表示画面上の入力位置を示すマークの移動を行う入力装置であって、
   前記操作部材の膨らみ部の頂部の突出量を制御するための突出量制御機構が設けられていることを特徴とする入力装置。
2. 前記突出量制御機構が、突出量制御用駆動モータと、この突出量制御用駆動モータの駆動力をもって駆動され前記ガイドローラを往復移動させるガイドローラ移動機構とを有していることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 操作部材用駆動モータと、この操作部材用駆動モータの駆動力をもって前記操作部材を駆動させる操作部材駆動機構とが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の入力装置。