JP2014081720A - 入力装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】押し下げ操作が軽く、クリック感を備えた操作フィーリングに優れた入力装置を提供する。
【解決手段】操作部としてのタッチパネル2の押下操作を検出して検出情報を出力する検出部としてのエンコーダディスク77a、78a、エンコーダ77b、78bと、操作部の基準位置から下方向への押下操作が可能なように構成され、押下操作の方向とは反対方向に、節度感を有して反力呈示を行なう反力生成部50を備えた押下機構部3と、操作部を駆動する駆動機構部7と、検出部から取得した検出情報に基づいて、節度感を呈示する領域で、押下操作の方向及びその反対方向の力を生成して駆動機構部7を制御する制御部80と、を有して入力装置1を構成する。
【選択図】図1
【解決手段】操作部としてのタッチパネル2の押下操作を検出して検出情報を出力する検出部としてのエンコーダディスク77a、78a、エンコーダ77b、78bと、操作部の基準位置から下方向への押下操作が可能なように構成され、押下操作の方向とは反対方向に、節度感を有して反力呈示を行なう反力生成部50を備えた押下機構部3と、操作部を駆動する駆動機構部7と、検出部から取得した検出情報に基づいて、節度感を呈示する領域で、押下操作の方向及びその反対方向の力を生成して駆動機構部7を制御する制御部80と、を有して入力装置1を構成する。
【選択図】図1
Description
本発明の実施の形態は、入力装置に関する。
従来の技術として、タッチパネル面を押し下げることで操作されるプッシュスイッチをタッチパネルの下に備えた入力装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この入力装置は、利用者の指等が座標検出面に接触すると接触位置の座標を検出するタッチパネルと、タッチパネル下に設けられてタッチパネルの座標検出面が押し下げられることで操作されるプッシュスイッチと、プッシュスイッチが設置される筐体と、筐体に対してタッチパネル底面を弾性支持するリンク部材とを有し、利用者の指等によって座標指示操作とプッシュ操作とを実行することができる。
また、操作部が、浮上している状態と着地している状態とを明確に区別するようにクリック感を持たせるため、摺動体の上部と操作体の内側天面との間に設けられたばねをシリコンゴム等で形成されたお椀状のクリックばねとしている。これにより、操作部をプッシュ操作する場合に、クリック感を感じることができるとされている。
しかし、従来の入力装置においては、プッシュ操作時の操作荷重を低減するためにクリックばねの弾性力を低減すると復帰力が弱くなって基準位置まで戻らない場合が生じる。そこで、モータ等によりプッシュ操作の方向と反対方向に力を付加してアシストすると、プッシュ操作時の操作荷重は低減できるがクリック感が減少してしまうという問題がある。
従って、本発明の目的は、押し下げ操作が軽く、クリック感を備えた操作フィーリングに優れた入力装置を提供することにある。
[1]本発明は、上記目的を達成するため、操作部の押下操作を検出して検出情報を出力する検出部と、前記操作部の基準位置から下方向への押下操作が可能なように構成され、前記押下操作の方向とは反対方向に、節度感を有して反力呈示を行なう反力生成部を備えた押下機構部と、前記操作部を駆動する駆動機構部と、前記検出部から取得した前記検出情報に基づいて、前記節度感を呈示する領域で、前記押下操作の方向及びその反対方向の力を生成して前記駆動機構部を制御する制御部と、を有することを特徴とする入力装置を提供する。
[2]前記制御部は、さらに前記反力生成部が生成する力とは反対方向の力を生成して前記押下機構部を介して前記操作部を前記押下操作の方向とは反対方向に駆動することを特徴とする上記[1]に記載した入力装置であってもよい。
[3]また、前記検出部は、前記押下操作により行われる前記操作部の移動に伴って回転する円板の回転角度を検出して前記検出情報を出力する上記[1]又は[2]に記載した入力装置であってもよい。
本発明によれば、押し下げ操作が軽く、クリック感を備えた操作フィーリングに優れた入力装置を提供することができる。
[実施の形態]
(入力装置1の構成)
図1は、実施の形態に係る入力装置の分解斜視図である。図2(a)は、実施の形態に係る入力装置の配置を説明するための概略図であり、図2(b)は、入力装置のブロック図である。なお、以下に記載する上下とは、特に断らない限り、図1の紙面の上下を基準としている。また、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
(入力装置1の構成)
図1は、実施の形態に係る入力装置の分解斜視図である。図2(a)は、実施の形態に係る入力装置の配置を説明するための概略図であり、図2(b)は、入力装置のブロック図である。なお、以下に記載する上下とは、特に断らない限り、図1の紙面の上下を基準としている。また、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
本発明の実施の形態に係る入力装置1は、操作部としてのタッチパネル2の押下操作を検出して検出情報を出力する検出部としてのエンコーダディスク77a、78a、エンコーダ77b、78bと、操作部の基準位置から下方向への押下操作が可能なように構成され、押下操作の方向とは反対方向に、節度感を有して反力呈示を行なう反力生成部50を備えた押下機構部3と、操作部を駆動する駆動機構部7と、検出部から取得した検出情報に基づいて、節度感を呈示する領域で、押下操作の方向及びその反対方向の力を生成して駆動機構部7を制御する制御部80と、を有して構成されている。
タッチパネル2の押下操作を検出して検出情報を出力する検出部は、エンコーダディスク77a、78aとエンコーダ77b、78bによる回転角度の検出手段には限られず、例えば、押下げされるタッチパネル2側に設けられた反射板をフォトインタラプタにより検出するよう構成された検出部によることも可能である。
また、節度感を有して反力呈示を行なう反力生成部50は、後述するスプリング31とプッシュスイッチ5の組み合わせにより構成されるが、これに限られず、例えば、節度感を呈示する節度ばねや、節度感を呈示するラバー製のドーム形状をしたラバードーム等であってもよい。
ここで基準位置とは、タッチパネル2に操作がなされていない場合に、支持部材としてのスプリング31の反力とタッチパネル2の自重による重力とが釣り合っている状態におけるタッチパネル2の位置を示している。
また入力装置1は、図1に示すように、カバー4aと、ベゼル10と、シールド12と、スタビライザー6と、制御基板8と、を備えて概略構成されている。
入力装置1は、車両9に搭載されている電子機器を操作するように構成されている。入力装置1は、図2(a)に示すように、運転座席と助手席の間に伸びるセンターコンソール90に配置されている。電子機器は、一例として、カーナビゲーション装置、音楽再生装置、動画再生装置及び空調装置等である。
(ベゼル10の構成)
ベゼル10は、図1及び図2(a)に示すように、センターコンソール90の表面と段差が無くなるように入力装置1に設けられている。このベゼル10は、タッチパネル2の操作面200が露出する開口100を有する板形状に形成されている。ベゼル10は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。
ベゼル10は、図1及び図2(a)に示すように、センターコンソール90の表面と段差が無くなるように入力装置1に設けられている。このベゼル10は、タッチパネル2の操作面200が露出する開口100を有する板形状に形成されている。ベゼル10は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。
ベゼル10は、図1に示すように、裏面から突出する脚101〜脚104を四隅に備えている。この脚101〜脚104は、後述するボディ4に取り付けられるように構成されている。
(タッチパネル2の構成)
タッチパネル2は、例えば、図1に示すように、シート20と、プレート21と、パネル22と、タッチパネル基板23と、ベース24と、を備えて概略構成されている。
タッチパネル2は、例えば、図1に示すように、シート20と、プレート21と、パネル22と、タッチパネル基板23と、ベース24と、を備えて概略構成されている。
シート20は、例えば、操作者の指の滑りを良くする目的で、プレート21の凹部210の底面211に貼られている。このシート20は、樹脂材料を用いて矩形状に形成されている。操作者は、このシート20の表面(操作面200)に対して操作を行い、その操作をタッチパネル基板23が検出する。
プレート21は、例えば、エラストマー樹脂等の樹脂材料を用いて形成される。このプレート21は、矩形状を有し、その周囲には段差が設けられている。またプレート21の中央には、凹部210が設けられている。プレート21は、タッチパネル基板23上に配置される。
パネル22は、例えば、四角い枠であり、プレート21、タッチパネル基板23及びベース24を一体とする。このパネル22は、例えば、樹脂材料を用いて形成される。
タッチパネル基板23は、例えば、静電容量を検出する静電容量タッチセンサである。このタッチパネル基板23は、検出面230に接近、又は接触した検出対象との間の静電容量を検出し、検出点の座標情報(接触座標)を出力するように構成されている。本実施の形態においては、検出面230上に、プレート21及びシート20が配置されているので、シート20の操作面200に対する接近、接触を検出するように構成されている。なお上記の接近とは、静電容量がしきい値を越えるほど接近した状態を示している。タッチパネル基板23が検出する検出対象は、操作者の体の一部、スタイラスペンのような導電性を有するもの等であるが、以下では特に断らない限り、指による操作を対象とする。
タッチパネル2は、静電容量タッチセンサに限定されず、操作面200をなぞる操作を検出可能なセンサであれば良い。本実施の形態では、入力装置1に表示部91は含まれないが、入力装置1は、タッチパネル基板23を透明基板で構成し、タッチパネル基板23の下に表示部91を備える構成としても良い。
図3(a)は、実施の形態に係るベースの下面図であり、(b)は、側面図である。
ベース24は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。このベース24は、図1、図3(a)及び(b)に示すように、矩形状でかつ、板形状を有している。
このベース24は、上面24aに収納部240aが形成されている。この収納部240aには、タッチパネル基板23が収納されている。
またベース24の下面24bには、図3(a)及び(b)に示すように、4つの側面の近傍のそれぞれに脚240〜脚243が設けられている。この脚240〜脚243は、断面がU字形状となっている。脚240〜脚243は、後述するボディ4に形成された貫通孔に挿入される。従って脚240〜脚243は、タッチパネル2が移動する際のガイドとなる。
ベース24の下面24bには、対向する、リンク245とリンク246、及び取付部247と取付部248が設けられている。リンク245及びリンク246は、四角柱形状を有しており、その長さは脚240〜脚243よりも長い。また取付部247及び取付部248は、四角柱形状を有し、その長さは、脚240〜脚243よりも短い。
リンク245は、後述する駆動機構部7の第1のギア71のリンクピン711が挿入されるリンク凹部245aを有する。またリンク246は、駆動機構部7の第2のギア72のリンクピン721が挿入されるリンク凹部246aを有する。
取付部247は、後述するスタビライザー6の一方の端部が挿入される凹部247aを有する。また取付部248は、スタビライザー6の他方の端部が挿入される凹部248aを有する。
ベース24は、収納部240aに貫通孔249を有する。この貫通孔249には、タッチパネル基板23のケーブル231が挿入される。このケーブル231は、制御基板8に電気的に接続される。
(シールド12の構成)
シールド12は、例えば、導電性を有する金属材料を用いて形成される。このシールド12は、タッチパネル2の側面を覆うような枠形状を有し、制御基板8の接地回路に電気的に接続されている。
シールド12は、例えば、導電性を有する金属材料を用いて形成される。このシールド12は、タッチパネル2の側面を覆うような枠形状を有し、制御基板8の接地回路に電気的に接続されている。
(押下機構部3の構成)
図4(a)は、実施の形態に係るボディの上面図であり、(b)は、図4(a)のIV(b)-IV(b)線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。
図4(a)は、実施の形態に係るボディの上面図であり、(b)は、図4(a)のIV(b)-IV(b)線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。
押下機構部3は、押し下げ操作に基づいてタッチパネル2の下面24bに接触するロッドとしてのプッシュロッド30と、プッシュロッド30を支持する支持部としてのボディ4と、ボディ4に設けられ、タッチパネル2の方向の力を生成してプッシュロッド30に付加する支持部材としてのスプリング31と、を備えて概略構成されている。
ボディ4は、図1、図4(a)及び(b)に示すように、上部に収納部40が設けられている。この収納部40には、タッチパネル2が収納される。ボディ4は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。
また収納部40は、その底面40aの中央にロッド開口400が形成されている。このロッド開口400は、底面40aから下方向に伸びるように筒状に形成され、プッシュロッド30及びスプリング31が挿入される。
この底面40aには、さらに図4(a)の紙面において時計回りに貫通孔であるガイド41〜ガイド44が形成されている。また底面40aには、対向するように、リンク孔45とリンク孔46、取付孔47と取付孔48、が形成されている。さらに底面40aには、ガイド41とロッド開口400の間に、ケーブルが挿入される貫通孔49が形成されている。この貫通孔49は、収納部40に収納されたタッチパネル2のベース24の貫通孔249に対応する位置に形成される。
ガイド41には、ベース24の脚240が挿入される。ガイド42には、ベース24の脚241が挿入される。ガイド43には、ベース24の脚242が挿入される。ガイド44には、ベース24の脚243が挿入される。
リンク孔45には、リンク245が挿入される。またリンク孔46には、リンク246が挿入される。
取付孔47には、取付部247が挿入される。スタビライザー6は、取付孔47に挿入された取付部247に取り付けられる。取付孔48には、取付部248が挿入される。スタビライザー6は、取付孔48に挿入された取付部248に取り付けられる。ボディ4の底面40aの逆側の面には、スタビライザー6を取り付けることができるように、取付部401〜取付部403が、突出するように形成されている。
取付部401は、後述するスタビライザー6の基部60の一方端部側を支持する。取付部402は、基部60の中央部分を支持する。取付部403は、基部60の他方端部側を支持する。
ロッド開口400は、図4(a)に示すように、その底面400aに十字形状の貫通孔400bを有する。この貫通孔400bには、後述するプッシュロッド30の先端部305が挿入される。
またロッド開口400の側面には、後述するプッシュロッド30の凸部が挿入されるスリット400cが形成されている。さらにスリット400cの収納部40側には、プッシュロッド30の凸部が接触する抜止400dが形成されている。この抜止400dは、ロッド開口400に挿入されたスプリング31の弾性力により、ロッド開口400からプッシュロッド30が抜けるのを防止している。
図5(a)は、実施の形態に係るプッシュロッドの側面図であり、(b)は、下面図である。
プッシュロッド30は、図5(a)及び(b)に示すように、細長い四角柱となる本体300と、円柱形状を有し、本体300の端面300aから突出する接触部303と、接触部303よりも一回り小さい円柱形状を有する取付部304と、取付部304の先端から突出する先端部305と、を備えて概略構成されている。このプッシュロッド30は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。
本体300は、短手方向の両側面から突出する凸部301及び凸部302が形成されている。この凸部301及び凸部302は、ボディ4のロッド開口400に形成されたスリット400cに挿入され、タッチパネル2の押し下げ操作に伴う上下方向の移動のガイドとして機能する。
接触部303には、ロッド開口400に挿入されたスプリング31の端部が接触する。従ってプッシュロッド30は、ロッド開口400に挿入されたスプリング31から、タッチパネル2方向の弾性力を付加されている。しかしプッシュロッド30の凸部301及び凸部302が、抜止400dと接触するので、プッシュロッド30は、ロッド開口400から抜けないようにされている。
従ってプッシュロッド30とタッチパネル2との間にクリアランスを設けた場合、プッシュロッド30は、タッチパネル2のベース24の下面24bに押し付けられることなくクリアランスを保つことが可能となる。
取付部304は、スプリング31が挿入される部分である。この取付部304から突出して設けられた先端部305は、短手方向の断面が十字形状で、細長い形状を有している。先端部305は、ロッド開口400の貫通孔400bに挿入されている。
スプリング31は、例えば、金属材料を用いて形成されたコイルスプリングである。なおスプリング31は、金属材料に限定されず、樹脂材料等を用いて形成されても良い。また力生成部は、コイルスプリングに限定されず、プッシュロッド30にタッチパネル2方向の力を付加することができる機械要素であれば良い。
(スタビライザー6の構成)
タッチパネル2とボディ4とを連結する連結部材としてのスタビライザー6は、基部60と、基部60の一方端部を曲げて形成された第1の端部としての端部61と、基部60の他方端部を曲げて形成された第2の端部としての端部62と、を備え、基部60がシャフト73と交差するように、ボディ4に取り付けられ、端部61及び端部62がタッチパネル2に取り付けられている。
タッチパネル2とボディ4とを連結する連結部材としてのスタビライザー6は、基部60と、基部60の一方端部を曲げて形成された第1の端部としての端部61と、基部60の他方端部を曲げて形成された第2の端部としての端部62と、を備え、基部60がシャフト73と交差するように、ボディ4に取り付けられ、端部61及び端部62がタッチパネル2に取り付けられている。
スタビライザー6は、例えば、図1に示すように、針金を細長い楕円形状とし、その長手の一部を切り取ったような形状を有する。
このスタビライザー6は、タッチパネル2になされた、偏った押し下げ操作においても、プッシュロッド30を介してプッシュスイッチ5をオンすることができるように設けられたものである。
この偏った押し下げ操作とは、タッチパネル2の操作面200の中央から離れた位置でなされた操作を示している。このスタビライザー6は、その長手方向における偏った押し下げ操作を許容するように構成されている。
押し下げ操作が、例えば、操作面200の隅で行われた場合、タッチパネル2の隅の移動量と、中央での移動量と、では異なり、中央での移動量が十分でなくてプッシュスイッチ5がオンとならない可能性がある。しかし入力装置1は、スタビライザー6の長手方向に沿った位置で、偏った押し下げ操作が行われた場合、端部61又は端部62の一方が基部60に対してねじれ、そのねじれによって生じる力により、他方がそのねじれに追従する。この追従により、他方の端部が取り付けられているベース24を下方向に引っ張ることとなり、タッチパネル2の傾きが修正された状態で下方に移動するので、確実にプッシュロッド30を介してプッシュスイッチ5をオンさせることが可能となる。
(駆動機構部7の構成)
図6(a)は、実施の形態に係る駆動機構部の第1のギアの概略図であり、(b)は、図6(a)のVI(b)-VI(b)線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、(c)は、第1のギアの側面図であり、(d)は、第2のギアの概略図であり、(e)は、図6(d)のVI(e)-VI(e)線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、(f)は、第2のギアの側面図である。
図6(a)は、実施の形態に係る駆動機構部の第1のギアの概略図であり、(b)は、図6(a)のVI(b)-VI(b)線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、(c)は、第1のギアの側面図であり、(d)は、第2のギアの概略図であり、(e)は、図6(d)のVI(e)-VI(e)線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、(f)は、第2のギアの側面図である。
駆動機構部7は、図1に示すように、ギアシャフト部70と、モータ75と、を備えて概略構成されている。ギアシャフト部70は、第1のギア71と、第2のギア72と、シャフト73と、を備えて概略構成されている。
具体的には、駆動機構部7は、駆動力を発生する駆動力発生部としてのモータ75と、モータ75の出力軸に設けられた出力軸側ギアとしてのピニオンギア76と、ピニオンギア76と噛み合い、タッチパネル2に設けられた第1のリンクとしてのリンク245と連結される第1の凸部としてのリンクピン711が設けられた第1のギア71と、を備えている。
また駆動機構部7は、一方端部が第1のギア71に接続するシャフト73と、シャフト73の他方端部が接続し、リンク245と対向する第2のリンクとしてのリンク246と連結される第2の凸部としてのリンクピン721が設けられた回転部材としての第2のギア72と、を備えている。
また、駆動機構部7は、タッチパネル2の基準位置S0からの位置又は変位であるストロークSを検出する検出部を有する。この検出部は、第1のギア71に取り付けられるスリット円板等であるエンコーダディスク77aと、第2のギア72に取り付けられるスリット円板等であるエンコーダディスク78aと、それぞれ制御基板8に設けられたエンコーダ77bとエンコーダ78bとを有して構成され、これによって回転角度が読み取られる。
第1のギア71及び第2のギア72は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。シャフト73は、例えば、金属材料を用いて棒形状に形成されている。
第1のギア71は、図6(a)に示すように、半円形状を有し、モータ75の出力軸に設けられたピニオンギア76と噛み合うギア部710が円周に形成されている。また第1のギア71の回転軸のシャフト73側には、シャフト取付部713が設けられている。このシャフト取付部713には、図6(c)に示すように、挿入孔713aが形成され、シャフト73が挿入される。
シャフト取付部713の反対側には、ピン挿入部712が設けられている。このピン挿入部712の挿入孔712aには、図1に示すピン74aが挿入される。このピン74aによって、第1のギア71は、ボディ4に回転可能に取り付けられている。
第1のギア71は、ピン挿入部712に隣接してリンクピン711が設けられている。このリンクピン711は、ベース24のリンク245のリンク凹部245aに挿入される。
第2のギア72は、図6(d)に示すように、半円形状を有し、ギア部720が円周に形成されている。また第2のギア72のシャフト73側には、シャフト取付部723が設けられている。このシャフト取付部723には、図6(f)に示すように、挿入孔723aが形成され、シャフト73が挿入される。なお第2のギア72は、第1のギア71と同形状、同質量であることが好ましいので、第1のギア71と同じギア形状を有しているが、これに限定されず、ギア部が形成されない形状であっても良い。
シャフト取付部723の反対側には、ピン挿入部722が設けられている。このピン挿入部722の挿入孔722aには、図1に示すピン74bが挿入される。このピン74bによって、第2のギア72は、ボディ4に回転可能に取り付けられている。
第2のギア72は、ピン挿入部722に隣接してリンクピン721が設けられている。このリンクピン721は、ベース24のリンク246のリンク凹部246aに挿入される。
モータ75は、ブラケット75aを介して制御基板8に取り付けられている。このモータ75の出力軸には、ピニオンギア76が取り付けられている。このピニオンギア76は、第1のギア71のギア部710と噛み合うように構成されている。
モータ75は、図1に示すように、正逆回転するように構成されている。ここで、正回転とは、例えば、図1に示す矢印A方向であり、逆回転とは、矢印B方向である。
モータ75が正回転(矢印A方向)する場合、図1の紙面において反時計回りにピニオンギア76が回転する。この反時計回りの回転により、第1のギア71が時計回りに回転すると共にリンクピン711が上方向に移動し、ベース24のリンク245を介してタッチパネル2を上方向に駆動する。
またモータ75が逆回転(矢印B方向)する場合、図1の紙面において時計回りにピニオンギア76が回転する。この時計回りの回転により、第1のギア71が反時計回りに回転すると共にリンクピン711が下方向に移動し、ベース24のリンク245を介してタッチパネル2を上方向から基準位置に駆動する。
ここでギアシャフト部70は、その長手方向が、スタビライザー6の長手方向と交差するように配置される。これは、スタビライザー6が、その長手方向に沿った位置で偏った押し下げ操作を許容するように構成されたのに対して、当該長手方向と交差する方向に沿った位置で偏った押し下げ操作を許容させるためである。
ギアシャフト部70の長手方向に沿った位置で偏った押し下げ操作が行われた場合、ベース24のリンク245又はリンク246を介して第1のギア71又は第2のギア72の何れかが回転する。一方のギアが回転すれば、他方のギアが回転するので、他方のリンクピンが挿入されたリンクを介してベース24が押し下げられる。従って、タッチパネル2の傾きが修正された状態で下方に移動するので、確実にプッシュロッド30を介してプッシュスイッチ5をオンさせることが可能となる。よって入力装置1は、スタビライザー6及びギアシャフト部70によって、偏った押し下げ操作を許容することが可能となる。
(制御基板8の構成)
制御基板8は、図2(b)に示すように、プッシュスイッチ5と、エンコーダ77b、78bと、制御部80とが配置されたプリント配線基板である。
制御基板8は、図2(b)に示すように、プッシュスイッチ5と、エンコーダ77b、78bと、制御部80とが配置されたプリント配線基板である。
制御部80は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うCPU(Central Processing Unit)、半導体メモリであるRAM(Random Access Memory)及びROM(Read Only Memory)等から構成されるマイクロコンピュータである。
制御部80は、プッシュスイッチ5、タッチパネル基板23、モータ75及びエンコーダ77b、78bと電気的に接続されている。
プッシュスイッチ5は、先端が押されることで、制御部80にプッシュ情報を出力する押ボタンスイッチである。このプッシュ情報は、プッシュスイッチ5がオンされたことを示す情報である。なおプッシュスイッチ5は、押ボタンスイッチに限定されず、荷重を検出する荷重センサ等であっても良い。
タッチパネル基板23は、座標情報を出力するように構成されている。この座標情報は、タッチパネル基板23が検出した検出対象の座標の情報である。
エンコーダ77b、78bは、それぞれ第1のギア71、第2のギア72に取り付けられたエンコーダディスク77a、78aの回転角度を検出し、角度情報を制御部80に出力する。
制御部80は、エンコーダディスク77a、78aから入力された角度情報に基づいて、モータ75を制御するための駆動信号を出力するように構成されている。モータ75は、この駆動信号に基づいて正逆回転を行う。なお、角度情報と駆動信号との関係については後述する。
また制御部80は、座標情報及びプッシュ情報に基づいて操作情報を生成し、接続された電子機器に出力するように構成されている。この操作情報は、検出点の座標の情報、及びプッシュ操作の有無等を含む情報である。
なお基準位置から押下位置までの押下量は、一例として、0.5mmである。なお、押下量が2mm程度の一般的なスイッチを用いてもよい。
(カバー4aの構成)
カバー4aは、図1に示すように、ボディ4の下に取り付けられるものである。このカバー4aは、例えば、樹脂材料等を用いて形成されている。
カバー4aは、図1に示すように、ボディ4の下に取り付けられるものである。このカバー4aは、例えば、樹脂材料等を用いて形成されている。
(反力生成部50の構成)
反力生成部50は、スプリング31とプッシュスイッチ5から構成されている。スプリング31は、前述のように、例えば、金属材料を用いて形成されたコイルスプリングであり、基準位置からの押下げ量であるストロークSに比例して、タッチパネル2を上方向に戻そうとする反力である荷重Fをタッチパネル2に付加する。また、プッシュスイッチ5は、前述のように、先端が押されることで、制御部80にプッシュ情報を出力する押ボタンスイッチであるが、タクトスイッチとして押圧動作の開始後からオン動作の前後で節度感(クリック感)を呈示する。
反力生成部50は、スプリング31とプッシュスイッチ5から構成されている。スプリング31は、前述のように、例えば、金属材料を用いて形成されたコイルスプリングであり、基準位置からの押下げ量であるストロークSに比例して、タッチパネル2を上方向に戻そうとする反力である荷重Fをタッチパネル2に付加する。また、プッシュスイッチ5は、前述のように、先端が押されることで、制御部80にプッシュ情報を出力する押ボタンスイッチであるが、タクトスイッチとして押圧動作の開始後からオン動作の前後で節度感(クリック感)を呈示する。
この反力生成部50が呈示するF−S特性は、スプリング31のF−S特性とプッシュスイッチ5のF−S特性を加算した特性曲線となる。
図7(a)は、基準位置S0から下方向の移動量であるストロークSとその位置で操作部(タッチパネル2)に作用する荷重Fとの関係を示す、反力生成部50によるF−S特性図である。
図7(a)に示す反力生成部50によるF−S特性は、基準位置S0(0、0)からストロークS方向に荷重Fが増加し、点A0(Sa、FA0)で極大値となった後に荷重Fが減少する。点B0(Sb、FB0)で極小値となった後に荷重Fが増加し、最大ストロークの点C(Sc、FC)に至る。この反力生成部50によるF−S特性は、基準位置S0からストロークS方向への荷重曲線と、点Cから点B0、A0を通って基準位置S0に戻る荷重曲線は同じである。すなわち、操作部であるタッチパネル2を基準位置S0から下方向に押下操作する場合に受ける反力と、押下操作後に基準位置S0まで上方向に戻るときに受ける反力とは同じである。
このF−S特性により、操作者は、点A0から点B0を通過して点Cに至る節度感を呈示する領域において、反力(荷重F)が変化する節度感(クリック感)を感じることができる。
以下に、本実施の形態に係る入力装置1の動作を、各図を参照しながら説明する。
(動作)
(1)押し下げ操作
図8は、実施の形態に係る入力装置の基準位置からの押し下げ操作における動作を示す概略図である。
(1)押し下げ操作
図8は、実施の形態に係る入力装置の基準位置からの押し下げ操作における動作を示す概略図である。
まず、操作者が、操作面200を下方向に押し下げると、タッチパネル2が押し下げられ、タッチパネル2の下面24bが、プッシュロッド30の端面300bに接触すると共に、プッシュロッド30が、図7の紙面下側に移動する。
プッシュロッド30は、凸部301及び凸部302がボディ4のロッド開口400のスリット400cに案内されながら下方向に移動する。この移動に伴って、プッシュロッド30の先端面306がプッシュスイッチ5の先端に接触して押し下げる。
プッシュスイッチ5は、先端が押し下げられたことによってオンとなり、プッシュ情報を出力する。操作者は、このプッシュスイッチ5のオン動作において、図7(a)に示す点Aから点Bを通過して点Cに至る節度感を呈示する領域において、反力(荷重F)が変化する節度感(クリック感)を感じることができる。
なお、このときタッチパネル2の移動とともにベース24のリンク245、246を介して第1のギア71、第2のギア72を図8中のA方向に回転させる。
操作者が押し下げ操作を終了し、操作面200から指を離すと、スプリング31に蓄積された弾性力が開放され、図8の紙面の上方向にプッシュロッド30を押し上げる。プッシュロッド30は、上方向に移動すると共に、プッシュロッド30に接触していたタッチパネル2が、押し下げ位置から基準位置まで移動する。
なお、このときタッチパネル2の移動とともにベース24のリンク245、246を介して第1のギア71、第2のギア72を図8中のB方向に回転させる。また、エンコーダ77b、78bは、第1のギア71、第2のギア72に設けられたエンコーダディスク77a、78aから第1のギア71、第2のギア72の角度情報を取得する。
プッシュロッド30は、図8に示すように、抜止400dによって上方向の移動が規制される。従ってタッチパネル2は、基準位置まで移動することとなる。
制御部80は、プッシュスイッチ5から取得したプッシュ情報、及びタッチパネル基板23から取得した座標情報に基づいて操作情報を生成し、電子機器に出力する。
(2)モータアシスト動作
図7(b)は、ストロークSとその位置で操作部に作用するモータアシスト力を示す図である。ストロークSからS1の区間でモータアシスト力がマイナス方向へ増加する。すなわち、モータ75は、荷重を増加させながら基準位置から下方向にタッチパネル2に荷重を加える。ストロークS1からS2の区間では、モータアシスト力はFmとして一定である。ストロークS2からScの区間では、モータ75は、荷重を減少させながら基準位置から下方向にタッチパネル2に荷重を加える。
図7(b)は、ストロークSとその位置で操作部に作用するモータアシスト力を示す図である。ストロークSからS1の区間でモータアシスト力がマイナス方向へ増加する。すなわち、モータ75は、荷重を増加させながら基準位置から下方向にタッチパネル2に荷重を加える。ストロークS1からS2の区間では、モータアシスト力はFmとして一定である。ストロークS2からScの区間では、モータ75は、荷重を減少させながら基準位置から下方向にタッチパネル2に荷重を加える。
上記のモータアシスト力は、操作者が押下操作を軽く行なうことができるようにするためであり、押下動作時及び戻り動作時に加えられる。すなわち、反力生成部50による反力である弾性力を一定量だけ打ち消すものであるが、モータ75のコギング力を打ち消すためにその分のアシスト力を加重したものとしてもよい。
図7(c)は、ストロークSとその位置で操作部に作用する荷重Fとの関係を示すF−S特性図である。A、Bを通ってCに至る曲線は、基準位置から下方向への押下動作時のF−S特性図であり、CからB’、A’、Oに至る曲線は、最大押下げ位置C(ストロークS=Sc)から基準位置への戻り動作時のF−S特性図である。ここで、A、Bを通ってCに至る押下動作時にはモータアシスト力Fmを小さく設定し、一方、CからB’、A’、Oに至る戻り動作時にはモータアシスト力Fmを大きく設定する。これにより、押下動作時及び戻り動作時に軽く、特に、戻り動作時に軽い押下操作が可能なF−S特性が得られる。
(3)アシスト補正動作
図7(d)は、基準位置から下方向への押下げ動作時におけるアシスト補正のストロークSと補正力との関係を示す図である。アシスト補正は、押下動作時に節度感(クリック感)をより感じるために、点Aから点Bを通過して点Cに至る節度感を呈示する領域において、制御部80が押下操作の方向及びその反対方向の力をモータ75により生成して駆動機構部7を制御するものである。また、前述のモータアシスト動作をすることによって押下動作時の節度感(クリック感)が低下することを抑制できる効果を有する。
図7(d)は、基準位置から下方向への押下げ動作時におけるアシスト補正のストロークSと補正力との関係を示す図である。アシスト補正は、押下動作時に節度感(クリック感)をより感じるために、点Aから点Bを通過して点Cに至る節度感を呈示する領域において、制御部80が押下操作の方向及びその反対方向の力をモータ75により生成して駆動機構部7を制御するものである。また、前述のモータアシスト動作をすることによって押下動作時の節度感(クリック感)が低下することを抑制できる効果を有する。
図7(d)に示すように、点Aから点Bを通過して点Cに至る節度感を呈示する領域において、ストロークS3からSbの区間でアシスト補正力がマイナス方向へF1まで加えられ、ストロークSbからS4の区間でアシスト補正力がプラス方向へF2まで加えられる。
図7(e)は、図7(c)におけるF−S特性にアシスト補正を施して節度感(クリック感)を強調したF−S特性図である。このアシスト補正されたF−S特性によれば、操作者はより節度感(クリック感)を感じることができる。すなわち、図7(c)における点Bの荷重FBに対して、図7(e)における点B’’の荷重FB’ ’はより小さく、これにより節度感(クリック感)を強く感じることができるようになる。また、アシスト補正力は、点Aから点Bを通過して点Cに至る節度感を呈示する領域において押下操作の方向及びその反対方向の力とされているので、ガタを感じることなく節度感(クリック感)を得ることができる。
なお、上記示したアシスト補正動作は、モータアシスト動作を行なわずに単独で行なうことが可能である。
(実施の形態の効果)
(1)本実施の形態に係る入力装置1は、アシスト補正として、押下動作時に節度感(クリック感)をより感じるために、点Aから点Bを通過して点Cに至る節度感を呈示する領域において、制御部80が押下操作の方向及びその反対方向の力をモータ75により生成して駆動機構部7を制御する。これにより、操作者は、押下動作時にガタを感じることなく、より節度感(クリック感)を得ることができる。したがって、押下動作によりプッシュスイッチ5をオンするエンター入力するシステムにおいて、エンター入力のフィーリングを改善することが可能となる。
(2)また、モータアシスト動作により押下操作を軽く行なうことができるようにされた場合の、モータアシスト動作によるエンター入力フィーリングの悪化を改善することが可能となる。
(3)以上により、押し下げ操作が軽く、クリック感を備えた操作フィーリングに優れた入力装置を提供することができる。
(1)本実施の形態に係る入力装置1は、アシスト補正として、押下動作時に節度感(クリック感)をより感じるために、点Aから点Bを通過して点Cに至る節度感を呈示する領域において、制御部80が押下操作の方向及びその反対方向の力をモータ75により生成して駆動機構部7を制御する。これにより、操作者は、押下動作時にガタを感じることなく、より節度感(クリック感)を得ることができる。したがって、押下動作によりプッシュスイッチ5をオンするエンター入力するシステムにおいて、エンター入力のフィーリングを改善することが可能となる。
(2)また、モータアシスト動作により押下操作を軽く行なうことができるようにされた場合の、モータアシスト動作によるエンター入力フィーリングの悪化を改善することが可能となる。
(3)以上により、押し下げ操作が軽く、クリック感を備えた操作フィーリングに優れた入力装置を提供することができる。
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1 入力装置
2 タッチパネル
3 押下機構部
4 ボディ
4a カバー
5 プッシュスイッチ
6 スタビライザー
7 駆動機構部
8 制御基板
9 車両
10 ベゼル
12 シールド
20 シート
21 プレート
22 パネル
23 タッチパネル基板
24 ベース
24a 上面
24b 下面
30 プッシュロッド
31 スプリング
40 収納部
40a 底面
41−44 ガイド
45、46 リンク孔
47、48 取付孔
49 貫通孔
50 反力生成部
60 基部
61、62 端部
70 ギアシャフト部
71、72 ギア
73 シャフト
74a、74b ピン
75 モータ
75a ブラケット
76 ピニオンギア
77a、78a エンコーダディスク
77b、78b エンコーダ
80 制御部
90 センターコンソール
100 開口
101、104 脚
200 操作面
210 凹部
211 底面
230 検出面
231 ケーブル
240−243 脚
240a 収納部
245、246 リンク
245a、246a リンク凹部
247、248 取付部
247a、248a 凹部
249 貫通孔
300 本体
300a、300b 端面
301、302 凸部
303 接触部
304 取付部
305 先端部
306 先端面
400 ロッド開口
400a 底面
400b 貫通孔
400c スリット
400d 抜止
401−403 取付部
710 ギア部
711 リンクピン
712 ピン挿入部
712a 挿入孔
713 シャフト取付部
713a 挿入孔
720 ギア部
721 リンクピン
722 ピン挿入部
722a 挿入孔
723 シャフト取付部
723a 挿入孔
2 タッチパネル
3 押下機構部
4 ボディ
4a カバー
5 プッシュスイッチ
6 スタビライザー
7 駆動機構部
8 制御基板
9 車両
10 ベゼル
12 シールド
20 シート
21 プレート
22 パネル
23 タッチパネル基板
24 ベース
24a 上面
24b 下面
30 プッシュロッド
31 スプリング
40 収納部
40a 底面
41−44 ガイド
45、46 リンク孔
47、48 取付孔
49 貫通孔
50 反力生成部
60 基部
61、62 端部
70 ギアシャフト部
71、72 ギア
73 シャフト
74a、74b ピン
75 モータ
75a ブラケット
76 ピニオンギア
77a、78a エンコーダディスク
77b、78b エンコーダ
80 制御部
90 センターコンソール
100 開口
101、104 脚
200 操作面
210 凹部
211 底面
230 検出面
231 ケーブル
240−243 脚
240a 収納部
245、246 リンク
245a、246a リンク凹部
247、248 取付部
247a、248a 凹部
249 貫通孔
300 本体
300a、300b 端面
301、302 凸部
303 接触部
304 取付部
305 先端部
306 先端面
400 ロッド開口
400a 底面
400b 貫通孔
400c スリット
400d 抜止
401−403 取付部
710 ギア部
711 リンクピン
712 ピン挿入部
712a 挿入孔
713 シャフト取付部
713a 挿入孔
720 ギア部
721 リンクピン
722 ピン挿入部
722a 挿入孔
723 シャフト取付部
723a 挿入孔
Claims (3)
- 操作部の押下操作を検出して検出情報を出力する検出部と、
前記操作部の基準位置から下方向への押下操作が可能なように構成され、前記押下操作の方向とは反対方向に、節度感を有して反力呈示を行なう反力生成部を備えた押下機構部と、
前記操作部を駆動する駆動機構部と、
前記検出部から取得した前記検出情報に基づいて、前記節度感を呈示する領域で、前記押下操作の方向及びその反対方向の力を生成して前記駆動機構部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする入力装置。 - 前記制御部は、さらに前記反力生成部が生成する力とは反対方向の力を生成して前記押下機構部を介して前記操作部を前記押下操作の方向とは反対方向に駆動することを特徴とする請求項1に記載の入力装置。
- 前記検出部は、前記押下操作により行われる前記操作部の移動に伴って回転する円板の回転角度を検出して前記検出情報を出力する請求項1又は2に記載の入力装置。
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
JP2012228009A JP2014081720A (ja) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | 入力装置 |
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---|---|
JP2014081720A true JP2014081720A (ja) | 2014-05-08 |
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ID=50785878
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JP2012228009A Pending JP2014081720A (ja) | 2012-10-15 | 2012-10-15 | 入力装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2012
- 2012-10-15 JP JP2012228009A patent/JP2014081720A/ja active Pending
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