JP5173044B1 - 操作装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高度な制御を行うことなく、触覚の呈示と、押し下げ操作の検出と、を行うことができる操作装置を提供する。
【解決手段】操作装置1は、主に、操作面をなぞる操作を検出するタッチパネル2と、タッチパネル2の基準位置から下方向の押し下げ操作を可能にする押下機構部3と、押下機構部3を介した押し下げ操作を検出するプッシュスイッチ5と、タッチパネル2の基準位置から上方向の間での駆動を可能にする駆動機構部7と、を備えて概略構成されている。
【選択図】図1
【解決手段】操作装置1は、主に、操作面をなぞる操作を検出するタッチパネル2と、タッチパネル2の基準位置から下方向の押し下げ操作を可能にする押下機構部3と、押下機構部3を介した押し下げ操作を検出するプッシュスイッチ5と、タッチパネル2の基準位置から上方向の間での駆動を可能にする駆動機構部7と、を備えて概略構成されている。
【選択図】図1
Description
本発明の実施の形態は、操作装置に関する。
従来の技術として、スライド操作を検出するタッチセンサと、触感を呈示するようにタッチセンサに振動を加える触感呈示部と、タッチセンサに加えられた荷重を検出することで、タッチセンサになされたプッシュ操作を検出する荷重検出部と、を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、タッチセンサに対するユーザのスライド操作及びプッシュ操作に応じて、ユーザに触感によるフィードバックを呈示することができる。
しかし、従来の入力装置は、振動による触感の呈示の際、タッチセンサを介して荷重検出部に荷重が付加されるので、荷重検出部を機能させない等の制御を行う必要があった。
従って、本発明の目的は、高度な制御を行うことなく、触覚の呈示と、押し下げ操作の検出と、を行うことができる操作装置を提供することにある。
本発明の一態様は、操作面をなぞる操作を検出する検出部と、検出部の基準位置から下方向の押し下げ操作を可能にする押下機構部と、押下機構部を介した押し下げ操作を検出する押下検出部と、駆動力を発生する駆動力発生部、駆動力発生部の出力軸に設けられた出力軸側ギア、及び出力軸側ギアと噛み合い、検出部に設けられた第1のリンクと連結される第1の凸部が設けられた第1のギアを有し、検出部の基準位置から上方向の間での駆動を可能にする駆動機構部と、を備えた操作装置を提供する。
本発明によれば、高度な制御を行うことなく、触覚の呈示と、押し下げ操作の検出と、を行うことができる。
(実施の形態の要約)
実施の形態に係る操作装置は、操作面をなぞる操作を検出する検出部と、検出部の基準位置から下方向の押し下げ操作を可能にする押下機構部と、押下機構部を介した押し下げ操作を検出する押下検出部と、検出部の基準位置から上方向の間での駆動を可能にする駆動機構部と、を備える。
実施の形態に係る操作装置は、操作面をなぞる操作を検出する検出部と、検出部の基準位置から下方向の押し下げ操作を可能にする押下機構部と、押下機構部を介した押し下げ操作を検出する押下検出部と、検出部の基準位置から上方向の間での駆動を可能にする駆動機構部と、を備える。
[実施の形態]
(操作装置1の構成)
図1は、実施の形態に係る操作装置の分解斜視図である。図2(a)は、実施の形態に係る操作装置の配置を説明するための概略図であり、(b)は、操作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。
(操作装置1の構成)
図1は、実施の形態に係る操作装置の分解斜視図である。図2(a)は、実施の形態に係る操作装置の配置を説明するための概略図であり、(b)は、操作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。
操作装置1は、主に、操作面をなぞる操作を検出する検出部としてのタッチパネル2と、タッチパネル2の基準位置から下方向の押し下げ操作を可能にする押下機構部3と、押下機構部3を介した押し下げ操作を検出する押下検出部としてのプッシュスイッチ5と、タッチパネル2の基準位置から上方向の間での駆動を可能にする駆動機構部7と、を備えて概略構成されている。
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のタッチパネル2の位置を示している。
また操作装置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。
操作装置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。操作装置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操作装置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操作装置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、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、操作装置1に表示部は含まれないが、操作装置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に付加する力生成部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。しかし操作装置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。
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を基準位置から上方向に駆動する。駆動位置とは、上方向に最大の駆動量で駆動された位置を示すものとする。
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。
駆動機構部7は、基準位置から上方向にタッチパネル2を駆動し、さらに上方向に駆動されたタッチパネル2を基準位置に駆動する。従って駆動機構部7は、タッチパネル2を基準位置から下方向には駆動しないように構成されている。つまり後述する触覚の呈示は、基準位置から駆動位置、駆動位置から基準位置、までの範囲で行われる。
この基準位置からの駆動量は、一例として、0.2〜0.5mmである。従ってタッチパネル2とベゼル10とのクリアランスは、一例として、1mm程度である。
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。よって操作装置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、制御部80と、記憶部82、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、制御部80と、記憶部82、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。
記憶部82は、操作装置1が電気的に接続された電子機器から取得した画像情報820と、触覚パターン情報821と、を記憶する半導体メモリである。記憶部82は、一例として、制御部80のRAMであっても良い。
画像情報820は、例えば、表示装置91に表示される画像の情報である。
触覚パターン情報821は、例えば、後述する触覚パターンに従って触覚の呈示を実行するために必要な情報を含んで構成されている。この制御部80は、画像情報820及び触覚パターン情報821に基づいて触覚の呈示を行うように駆動機構部7を制御する。
制御部80は、プッシュスイッチ5、タッチパネル基板23及びモータ75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。
制御部80は、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。
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、0.2〜0.5mmである。
(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。
以下に、本実施の形態に係る操作装置1の動作を、各図を参照しながら説明する。まず操作装置1が、表示装置91に表示される画像に対応して触覚を呈示する動作について説明する。
(触覚パターンについて)
図7(a)は、表示装置91に表示される画像を示す概略図であり、(b)は、x軸方向の触覚パターンを示す概略図であり、(c)は、y軸方向の触覚パターンを示す概略図である。図7(b)は、縦軸がz軸で、横軸がx軸である。図7(c)は、縦軸がy軸であり、横軸がz軸である。なおz軸方向は、タッチパネル2の操作面200の法線方向である。
図7(a)は、表示装置91に表示される画像を示す概略図であり、(b)は、x軸方向の触覚パターンを示す概略図であり、(c)は、y軸方向の触覚パターンを示す概略図である。図7(b)は、縦軸がz軸で、横軸がx軸である。図7(c)は、縦軸がy軸であり、横軸がz軸である。なおz軸方向は、タッチパネル2の操作面200の法線方向である。
図7(a)に示すように、表示装置91が、その表示画面92に等間隔に並ぶアイコン93〜アイコン96を表示しているものとする。図7(a)では、表示画面92の左上をxy座標の原点とし、x軸は、右側が正、y軸は、下側が正となるものとする。
操作者が、一列に並んだアイコン93〜アイコン96の中央を通るx軸方向の点線上を指でなぞる操作を行った場合の触覚パターン97は、図7(b)に示すように、アイコン93〜アイコン96に対応する位置でタッチパネル2を基準位置から駆動位置に駆動するパターンとなっている。
触覚パターン97は、アイコン93に対応する座標x1から座標x2の間でタッチパネル2を駆動するものである。また触覚パターン97は、アイコン94に対応する座標x3から座標x4の間でタッチパネル2を駆動するものである。また触覚パターン97は、アイコン95に対応する座標x5から座標x6の間でタッチパネル2を駆動するものである。また触覚パターン97は、アイコン96に対応する座標x7から座標x8の間でタッチパネル2を駆動するものである。
操作者が、例えば、左方向からアイコン93に対応する操作面200をx軸に沿ってなぞる操作を行った場合、座標x1において、タッチパネル2が基準位置から駆動位置に駆動され、座標x2において、駆動位置から基準位置に駆動される。また操作者が、例えば、右方向からアイコン93に対応する操作面200をx軸に沿ってなぞる操作を行った場合、座標x2において、タッチパネル2が基準位置から駆動位置に駆動され、座標x1において、駆動位置から基準位置に駆動される。
上述の動作は、x軸に沿った操作について説明したが、続いてy軸に沿った操作について説明する。
操作者が、アイコン93の中央を通るy軸方向の点線上を指でなぞる操作を行う場合の触覚パターン98は、図7(c)に示すように、アイコン93に対応する位置でタッチパネル2を基準位置から駆動位置に駆動するパターンとなっている。
触覚パターン98は、アイコン93に対応する座標y1から座標y2の間でタッチパネル2を駆動するものである。
操作者が、例えば、上方向からアイコン93に対応する操作面200をy軸に沿ってなぞる操作を行った場合、座標y1において、タッチパネル2が基準位置から駆動位置に駆動され、座標y2において、駆動位置から基準位置に駆動される。また操作者が、例えば、下方向からアイコン93に対応する操作面200をy軸に沿ってなぞる操作を行った場合、座標y2において、タッチパネル2が基準位置から駆動位置に駆動され、座標y1において、駆動位置から基準位置に駆動される。
続いて、以下では、操作装置1のタッチパネル2の駆動について説明する。
(触覚の呈示について)
図8は、実施の形態に係る操作装置の基準位置からの駆動を示す概略図である。図8は、実線が基準位置にある場合の操作装置1を示し、二点鎖線が駆動位置にある場合の操作装置1を示す。アイコン93の左側からなぞる操作が行われる場合の駆動について説明する。
図8は、実施の形態に係る操作装置の基準位置からの駆動を示す概略図である。図8は、実線が基準位置にある場合の操作装置1を示し、二点鎖線が駆動位置にある場合の操作装置1を示す。アイコン93の左側からなぞる操作が行われる場合の駆動について説明する。
制御部80は、タッチパネル2から出力された座標情報、記憶部82に記憶された画像情報820及び触覚パターン情報821に基づいて検出点の座標がx1となると、モータ75を駆動する駆動信号を出力する。
モータ75は、駆動信号に基づいて正回転(矢印A方向)に回転する。この回転にともなって、ピニオンギア76が、図8の紙面において反時計回りに回転すると共に第1のギア71が時計回りに回転する。
この第1のギア71の回転により、第1のギア71のリンクピン711が、ベース24のリンク245を介してタッチパネル2を上方向に移動させると共に、シャフト73を介して第2のギア72が回転し、第2のギア72のリンクピン721が、ベース24のリンク246を介してタッチパネル2を上方向に移動させる。
制御部80は、タッチパネル2が駆動位置に駆動されるまで制御信号を出力する。
続いて、以下では、駆動位置から基準位置への駆動について説明する。
制御部80は、タッチパネル2から出力された座標情報、記憶部82に記憶された画像情報820及び触覚パターン情報821に基づいて検出点の座標がx2となると、モータ75を駆動する駆動信号を出力する。
モータ75は、駆動信号に基づいて逆回転(矢印B方向)に回転する。この回転にともなって、ピニオンギア76が、図8の紙面において時計回りに回転すると共に第1のギア71が反時計回りに回転する。
この第1のギア71の回転により、第1のギア71のリンクピン711が、ベース24のリンク245を介してタッチパネル2を下方向に移動させると共に、シャフト73を介して第2のギア72が回転し、第2のギア72のリンクピン721が、ベース24のリンク246を介してタッチパネル2を下方向に移動させる。
制御部80は、タッチパネル2が基準位置に駆動されるまで制御信号を出力する。
続いて、以下では、タッチパネル2の押し下げ操作について説明する。
(押し下げ操作について)
図9は、実施の形態に係る操作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。
図9は、実施の形態に係る操作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。
操作者が、例えば、アイコン93に対応する操作面200に指が位置する状態で、操作面200を下方向に押し下げる。
この押し下げ操作により、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9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9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。
プッシュロッド30は、図9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。
電子機器は、操作情報に基づいてアイコン93が選択、決定されたと判定し、アイコン93に割り当てられた機能を実行する。
(実施の形態の効果)
本実施の形態に係る操作装置1は、高度な制御を行うことなく、触覚の呈示と、押し下げ操作の検出と、を行うことができる。操作装置1は、触覚の呈示は、基準位置から上方向にタッチパネル2を駆動することで行い、押し下げ操作は、タッチパネル2が基準位置から押し下げられることにより行われる。従って操作装置1は、触覚の呈示の際に、プッシュロッド30がプッシュスイッチ5を押し下げることがないので、簡単な制御で触覚の呈示と押し下げ操作の検出を行うことができる。よって操作装置1は、高度な処理能力を有する制御部が必要ないので、低コストである。
本実施の形態に係る操作装置1は、高度な制御を行うことなく、触覚の呈示と、押し下げ操作の検出と、を行うことができる。操作装置1は、触覚の呈示は、基準位置から上方向にタッチパネル2を駆動することで行い、押し下げ操作は、タッチパネル2が基準位置から押し下げられることにより行われる。従って操作装置1は、触覚の呈示の際に、プッシュロッド30がプッシュスイッチ5を押し下げることがないので、簡単な制御で触覚の呈示と押し下げ操作の検出を行うことができる。よって操作装置1は、高度な処理能力を有する制御部が必要ないので、低コストである。
操作装置1は、モータ75を用いた触覚の呈示を行うことができるので、圧電素子を用いた触覚の呈示と比べて、強い振動を指に与えることができる。
操作装置1は、スタビライザー6及びギアシャフト部70を備えているので、タッチパネル2の隅を押し下げる操作がなされても、プッシュスイッチ5をオンすることができる。また操作装置1は、スタビライザーを2つ配置する必要がないので、低コストである。
操作装置1は、表示装置91に表示される画像の画像情報820に基づいて触覚を呈示することができるので、操作者は、操作面200に視線を移動させなくてもアイコンの位置等が把握できる。
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…操作装置、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、60…基部、61、62…端部、70…ギアシャフト部、71…第1のギア、72…第2のギア、73…シャフト、74a…ピン、74b…ピン、75…モータ、75a…ブラケット、76…ピニオンギア、80…制御部、82…記憶部、90…センターコンソール、91…表示装置、92…表示画面、93〜96…アイコン、97、98…触覚パターン、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、820…画像情報、821…触覚パターン情報
Claims (6)
- 操作面をなぞる操作を検出する検出部と、
前記検出部の基準位置から下方向の押し下げ操作を可能にする押下機構部と、
前記押下機構部を介した前記押し下げ操作を検出する押下検出部と、
駆動力を発生する駆動力発生部、前記駆動力発生部の出力軸に設けられた出力軸側ギア、及び前記出力軸側ギアと噛み合い、前記検出部に設けられた第1のリンクと連結される第1の凸部が設けられた第1のギアを有し、前記検出部の前記基準位置から上方向の間での駆動を可能にする駆動機構部と、
を備えた操作装置。 - さらに表示装置に表示される画像の画像情報に基づいて前記駆動機構部を制御して前記検出部を駆動させる制御部を備えた請求項1に記載の操作装置。
- 前記押下機構部が、
前記押し下げ操作に基づいて前記検出部の下面に接触するロッドと、
前記ロッドを支持し、前記第1のリンクが挿入されるリンク孔を有する支持部と、
前記支持部に設けられ、前記検出部の方向の力を生成して前記ロッドに付加する力生成部と、
を備えた請求項1又は2に記載の操作装置。 - 前記押下機構部が、前記第1のリンクが挿入されるリンク孔を有する支持部を備えた請求項1又は2に記載の操作装置。
- 前記駆動機構部が、
一方端部が前記第1のギアに接続するシャフトと、
前記シャフトの他方端部が接続し、前記第1のリンクと対向する第2のリンクと連結される第2の凸部が設けられた回転部材と、
を備えた請求項3又は4に記載の操作装置。 - 前記検出部と前記支持部とを連結する連結部材が、
基部と、
前記基部の一方端部を曲げて形成された第1の端部と、
前記基部の他方端部を曲げて形成された第2の端部と、
を備え、
前記基部が前記シャフトと交差するように、前記支持部に取り付けられ、
前記第1の端部及び前記第2の端部が前記検出部に取り付けられる請求項5に記載の操作装置。
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