JP2015198027A - 操作入力装置 - Google Patents
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Abstract
Description
操作部(120)に加えられた力により弾性変形する起歪体(140)と、
操作部(120)と起歪体(140)とを連結し、操作部(120)に加えられた力により、少なくとも一部が変形する連結体(130、130A)と、
起歪体(140)の変形を検出する少なくとも4つの歪検出部(150)と、
歪検出部(150)のそれぞれの歪検出結果に基づいて、操作部(120)に加えられた力を操作力として算出する操作力算出部(170)と、
操作部(120)を固定する固定部(160)と、を備える操作入力装置において、
操作部(120)の操作面(121a)側の周囲には、操作面(121a)方向に突出する突部(122a)が設けられ、
操作部(120)の操作面(121a)とは反対側の端部(122b)が、固定部(160)に固定されていることを特徴としている。
以下、本発明の第1実施形態における操作入力装置100の構成ついて、図1〜図5を用いて説明する。図1に示すように、操作入力装置100は、例えば、車両用のナビゲーション装置10に対する操作用の入力を行う装置となっている。操作入力装置100の対象機器としては、上記ナビゲーション装置10の他にも、空調装置、オーディオ機器等、種々の機器に対応することが可能である。
図6に示すように、操作者の操作板121に対するタッチ操作(タップ)によって、座標位置x1、y1にz軸方向の操作力Fzが加えられたとする。各歪検出部151〜154に伝達されるz軸方向の力は、fz1、fz2、fz3、fz4であり、
(数1)
Fz=fz1+fz2+fz3+fz4
である。
(数2)
Fx・x1=(fz1+fz4)・w−(fz2+fz3)・w
である。
(数3)
Fx・y1=mz1+mz2
である。
(数4)
x1={(fz1+fz4)−(fz2+fz3)}・w/(fz1+fz2+fz3+fz4)
と、算出することができる。
(数5)
y1=(mz1+mz2)/(fz1+fz2+fz3+fz4)
と、算出することができる。
(1)x軸方向に力が加えられる場合
図7(a)に示すように、操作部120に対してx軸方向の操作力Fxが加えられた場合、第1起歪体140aの中央部(中央固定部141)には、z軸のマイナス方向に力Fx1が作用する。これにより、第1歪検出部151および第4歪検出部154には、z軸のマイナス方向にそれぞれ力fz1、fz4が作用する。
(2)y軸方向に力が加えられる場合
図7(b)に示すように、操作部120に対してy軸方向の操作力Fyが加えられた場合、第1起歪体140aの中央部(中央固定部141)には、y軸のマイナス方向に力Fy1が作用する。そして、力Fy1に基づくモーメントにより、第1歪検出部151にはz軸のプラス方向に力fz1が作用し、第4歪検出部154にはz軸のマイナス方向に力fz4が作用する。
(3)z軸方向に力(引き上げあるいは押し下げ)が加えられる場合
図7(c)に示すように、操作部120に対してz軸方向の操作力Fzが加えられた場合(ここでは引き上げ方向)、第1起歪体140aの中央部(中央固定部141)には、z軸のプラス方向に力Fz1が作用する。これにより、第1歪検出部151および第4歪検出部154には、z軸のプラス方向にそれぞれ力fz1、fz4が作用する。
(4)y軸方向に力が加えられる場合
図7(d)に示すように、操作部120に対してz軸周りの操作力Mzが加えられた場合、第1起歪体140aの中央部(中央固定部141)には、y軸のプラス方向に力Mz1が作用する。そして、力Mz1に基づくモーメントにより、第1歪検出部151にはz軸のマイナス方向に力fz1が作用し、第4歪検出部154にはz軸のプラス方向に力fz4が作用する。
操作面121aに沿う方向、つまり、x軸方向あるいはy軸方向(あるいはx軸y軸の任意の方向)に操作部120(ダイアル部122)を操作する場合、操作部120に突部122aを設けていることから、突出する突部122aに操作力が加えられる形となる。このとき、操作部120の端部122bは固定台160に固定されていることから、操作面121aから端部122b側に向かう力(z軸のマイナス方向の力)は作用しないものとなる。また、操作面121aから端部122bとは反対側に向かう力(z軸のプラス方向の力)も作用しないものとなる。よって、操作面121aに沿う方向の操作力に対して、操作面121aおよび端部122b間を繋ぐ方向(z軸方向)の操作力が混合されるような操作が行われないものとなる。したがって、混合力の作用によって正確な操作力の位置検出ができなくなることを防止できる。
第2実施形態の操作入力装置100Aを図8に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、連結体130の形状を変更して、連結体130Aとしたものである。
上記各実施形態では、操作部120における突部122aを、ダイアル部122の側面122eに負の勾配を持たせることで形成するようにしたが、これに限定されるものではない。例えば、ダイアル部122を断面一定の円筒状に形成して、操作板121側の端部の周囲において、操作面121aに沿う方向に突出する突部としてもよい。
110 操作板
120 操作部
121a 操作面
122a 突部
122b 端部
130、130A 連結体
140 起歪体
150 歪検出部
160 固定台(固定部)
170 信号処理部(操作力算出部)
Claims (3)
- 操作用の操作面(121a)を有する操作部(120)と、
前記操作部(120)に加えられた力により弾性変形する起歪体(140)と、
前記操作部(120)と前記起歪体(140)とを連結し、前記操作部(120)に加えられた力により、少なくとも一部が変形する連結体(130、130A)と、
前記起歪体(140)の変形を検出する少なくとも4つの歪検出部(150)と、
前記歪検出部(150)のそれぞれの歪検出結果に基づいて、前記操作部(120)に加えられた力を操作力として算出する操作力算出部(170)と、
前記操作部(120)を固定する固定部(160)と、を備える操作入力装置において、
前記操作部(120)の前記操作面(121a)側の周囲には、前記操作面(121a)方向に突出する突部(122a)が設けられ、
前記操作部(120)の前記操作面(121a)とは反対側の端部(122b)が、前記固定部(160)に固定されていることを特徴とする操作入力装置。 - 前記操作部(120)の側面は、前記操作面(121a)側から前記端部(122b)側に向けて負の勾配が設けられており、
前記負の勾配によって、前記操作面(121a)側の周囲に前記突部(122a)が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の操作入力装置。 - 前記連結体(130A)は、板バネによって形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の操作入力装置。
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