JP5295970B2 - 入力装置及びこれを搭載した電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、位置や座標をコンピュータに入力する入力装置及びこれを搭載した電子機器に関する。

この種の入力装置は、例えば磁性部材と磁気センサとを有しており、このセンサが磁性部材の位置を検出する。そして、この検出信号はコンピュータで解析され、種々の制御に用いられる。
ここで、近年、電気機器の軽量小型化に伴い、入力装置にも小型化が求められている。そのため、その小型化、特に薄型化を図る装置の技術が日本国特開２００６−４９０１５号公報に開示されている。

ところで、上述した入力装置は、２つの磁気センサと１つのスイッチとを有し、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）のうち、Ｘ軸及びＹ軸方向に関する磁性部材の位置は、各磁気センサで検出可能に構成されている。
一方、Ｚ軸方向にはスイッチが用いられており、このＺ軸方向に関する磁性部材の位置は、スイッチの押圧量によって検出可能に構成されている。

しかしながら、上記従来の技術では、磁性部材の３次元的な動作の検出に、磁気センサの他、スイッチも必要としており、これでは入力装置の構造が複雑になるとの問題がある。
また、これら磁気センサ及びスイッチを用いて磁性部材の３次元的な動作を検出する場合には、磁性部材の位置の特定プロセスが複雑になるし、その位置の精度を高められないとの問題も生ずる。磁性部材の位置を特定するには、磁気センサによる検出結果とスイッチによる検出結果とをそれぞれ併せて解析しなければならないからである。

このように、上記従来の技術では、磁性部材の３次元的な動作を磁気センサのみで検出する点については格別な配慮がなされていない。

日本国特開２００６−４９０１５号公報

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡易な構成で磁性部材の３次元的な動作を検出する入力装置及びこれを搭載した電子機器を提供することにある。

上記した目的を達成するために、本発明の入力装置は、中立位置にてその内部に空間を有しており、その変形後には中立位置に向けて自己復帰可能な復帰部材と、復帰部材の変形に伴い、互いに直交する３軸方向に移動可能な磁性部材と、磁性部材の中立位置に対する３軸方向の位置をそれぞれ検出する複数の磁気センサとを具備する。

本発明によれば、当該入力装置は、復帰部材と、磁性部材と、複数の磁気センサとを備えており、この復帰部材は、中立位置にてその内部に空間を有しており、この復帰部材の変形後には中立位置に向けて自己復帰可能に構成されている。また、磁性部材は、この復帰部材の変形に連動し、互いに直交する３軸方向に移動可能に構成されている。そして、複数の磁気センサが磁性部材による中立位置に対する３軸方向の位置をそれぞれ検出している。

すなわち、磁性部材による３軸方向の総ての位置が磁気センサのみで検出されており、従来の如く、磁気センサ及びスイッチを用いて位置を検出する場合に比してスイッチを必要とせず、簡易な構成で磁性部材の３次元的な動作が検出可能になる。
また、これら磁気センサ及びスイッチを用いて磁性部材の３次元的な動作を検出する場合には、磁気センサによる検出結果とスイッチによる検出結果とをそれぞれ併せて磁性部材の位置を特定する必要がある。しかし、本発明によれば、同種の器具である磁気センサの検出結果から磁性部材の位置が特定されるので、磁性部材の位置の特定プロセスが複雑にならず、その位置の精度も高められる。

また、本発明において、復帰部材は、復帰部材の頂部に受容孔を有しており、受容孔の開口に嵌合して復帰部材から突出する一方、復帰部材の内側にて磁性部材を支持し、磁性部材を移動させることが可能な操作部材を具備する。
このように、本発明の入力装置は操作部材を備え、操作部材は、頂部に受容孔を有する弾性部材から突出している。また、操作部材は、その内側にて磁性部材を支持し、磁性部材を移動させることが可能に構成されている。
また本発明は、復帰部材が弾性部材で構成されることにより、３軸方向のうち中立位置から操作部材をその突出方向に沿う軸線の方向へ引く操作、及び、操作部材を軸線回りに回転させる操作の少なくとも一方を可能とする構成である。

そして、この操作部材は受容孔の開口に嵌合されており、操作部材、つまり、磁性部材の移動は弾性部材を直ちに変形させ、操作者は直感的な操作感を得ることができる。
しかも、上述のように、磁性部材の位置の特定に必要な構成は、磁性部材と磁気センサのみで済むことから、従来に比してインターフェースの構造が単純になり、操作部材のバリエーション展開も容易になる。

また、空間に配置されており、各磁気センサをそれぞれ配設するシート部材をさらに具備し、操作部材は、操作者に把持される把持部と、把持部の内側にて各磁気センサに向けて延設されており、その先端に磁性部材を有する支持部とを備え、支持部の周壁は受容孔に対峙し、磁性部材は空間に配置されていることが好ましい。

このように、当該入力装置はシート部材も備え、このシート部材には、複数の磁気センサがそれぞれ配設される。一方、操作部材は、把持部及び支持部を備えており、この支持部が受容孔からシート部材に向けて挿入されることにより、支持部の周壁は受容孔に対峙し、磁性部材は空間に配置される。これにより、磁性部材と磁気センサとの距離が短くなり、磁性部材の位置が高精度で特定可能になる。

さらに、磁性部材は、受容孔とシート部材との間に配置されていることが好ましい。磁性部材が、空間において受容孔とシート部材との間に配置されているので、把持部を操作者に近づける「引く」動作の他、操作者から離間させる「押す」動作も可能になるし、磁性部材と弾性部材や磁気センサとの接触も回避され、入力装置の長寿命化に寄与するからである。

また好ましくは、磁気センサのうち、装置の高さ方向における磁性部材の位置を検出する磁気センサは、磁性部材の軸線と略同一の軸線上に配設されている。
このように、装置の高さ方向における磁性部材の位置を検出するセンサが磁性部材の軸線と略同一の軸線上に配設されていることから、シート部材が小さくて済む。また、当該センサが磁性部材の軸線から外れた位置に配設する場合に比して、補正が不要になるし、この高さ方向の位置の検出精度も高くなる。

さらに好ましくは、磁気センサのうち、装置の長さ方向における磁性部材の位置を検出する磁気センサは、高さ方向の軸を含む平面に配設され、装置の幅方向における磁性部材の位置を検出する磁気センサは、長さ方向の軸を含む平面に配設されている。
各センサが、装置の長さ方向、装置の幅方向、及び装置の高さ方向に配設されているので、磁性部材の水平方向、垂直方向、並びに回転方向の３次元的な動作の総てを確実に検出することができるからである。

また、復帰部材を囲繞し、磁力線を遮断する遮蔽部材をさらに具備する。このように、当該入力装置は遮蔽部材をさらに備えており、この遮蔽部材は、復帰部材を囲繞し、磁力線を遮断している。よって、外部から復帰部材の内部に向けて侵入する磁力線が遮断され、磁気センサによる磁性部材の位置の検出精度がより一層高くなる。

さらに、シート部材に載置されており、復帰部材を復帰部材の内側から照らす発光部材を備えていれば、復帰部材がその内側から発光部材で照らされているので、当該入力装置がインテリアとしても機能するし、この入力装置の設置箇所が容易に識別可能になる。
さらにまた、本発明では復帰部材に弾性部材を用いることで、自己復帰させるための部品が必要とされないため、簡易な構造で且つ小型化可能な入力装置になる。

また、本発明の電子機器が上述した入力装置を搭載すれば、磁気センサのみで磁性部材の３次元的な動作を検出可能になり、磁性部材の位置を正確に検出できるので、電子機器の信頼性向上に寄与する。

本実施例の入力装置を車両内に備えた図、 図１の入力装置の外観斜視図、 図１の入力装置の分解斜視図、 図１の入力装置の一部断面図、 図１の電子機器による制御ブロック図、 図１の入力装置による動作を示す図、 図６の動作のうち、水平スクロール操作を示す図、 図１の入力装置による他の動作を示す図、 図８の動作のうち、縮小操作を示す図、 図１の入力装置によるさらに他の動作を示す図、及び 図１０の動作のうち、メニュー呼び出し操作を示す図である。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
図１には車両１の運転席及び助手席が示されており、シート４から見て各座席の前方には、インストルメントパネル２が車幅方向に沿って配置されている。当該パネル２の前方にはフロントガラス６が設けられ、各座席からは車両１の進行方向を見渡すことができる。

一方、この運転席には、車両１の速度、走行距離やシフト位置等を表示する計器類８がパネル２の正面に配置されており、また、ハンドル１０はパネル２の下方からシート４に向けて延びる軸１１の先端に回転可能に取り付けられている。さらに、この軸１１の周壁にはシフトレバー１２が上下動可能に取り付けられており、当該レバー１２は助手席に向けて延設されている。

また、このパネル２の正面には複数の噴出し口１４が形成され、エアーコンディショニング装置からの空気が車両１の内部に向けて送出される。
ここで、本実施例では、運転席と助手席との間において、当該パネル２の上面にはモニター１６が設置されている。このモニター１６は、後述するカーナビゲーション装置（電子機器）８０の構成部品であり、その表示画面９４は、この装置８０の起動に伴い、地図や操作メニュー等が表示可能に構成されている。なお、このモニター１６はパネル２の適宜位置に埋め込まれていても良い。

同図で見て、運転席と助手席との間には、センターコンソール１８が設置されている。このコンソール１８はインストルメントパネル２の下方からシート４に向けて突出しており、当該コンソール１８において、噴出し口１４の近傍には、エアーコンディショニング装置やオーディオ装置等の操作部２０が形成されている。

そして、このコンソール１８において、シート４側の適宜位置にはアナログ３Ｄ入力デバイス（入力装置）２２が設けられている。当該入力デバイス２２もカーナビゲーション装置８０の構成部品であり、この装置８０の起動に伴って種々の操作が可能になる。
より詳しくは、本実施例の入力デバイス２２は、図２の外観斜視図の他、図３の分解斜視図や図４の一部断面図にも示される如く、まず、弾性部材（復帰部材）３０を備えており、本実施例の弾性部材３０は、例えばエラストマー等の合成ゴムやシリコーンゴム等で構成されている。

この弾性部材３０は、本実施例では裁頭の略半球形状に形成されたドーム状本体３１を有し、その裁頭部分を上方に向けて配置される（図３，４）。より具体的には、この本体３１は、可撓性を有し、且つ、その変形に対して反発力を有する所定の肉厚で構成されており、その内部には略半球形状の中空部（空間）３２が形成されている。

また、ドーム状本体３１の頂部には受容孔３４が穿設されており、この受容孔３４は、この本体３１の外部と中空部３２とを貫通している。つまり、中空部３２や底部３８は、開口３６を介してその外部から視認可能に構成される。
なお、本実施例の弾性部材３０は、例えばパーマロイ等の合金で構成された磁気シールド部材（遮蔽部材）７０によって、その外周側が囲繞されており（図２，３）、車両１内の例えばスピーカ等から発せられた磁力線が中空部３２内に侵入しないように構成されている。

このように、本実施例の弾性部材３０は、図２〜図４に示された中立位置、換言すれば、基準位置であるデフォルト位置にて、ドーム状本体３１の内側に略半球形状の中空部３２を有しており、この本体３１は操作部材４０に連動して変形する。そして、この本体３１の変形後には当該中立位置に向けて自己復帰し、操作部材４０を元の位置に戻すことができる。

この操作部材４０は弾性部材３０の上方に配置されている。詳しくは、操作部材４０は、弾性部材３０に向けて徐々に縮径されるカップ状本体４１を有し（図４）、この本体４１は例えば樹脂で構成される。また、当該本体４１は、把持部４４、係合部４６及び支持部５０を有しており、この把持部４４はカップ状本体４１の頂部に配置され、入力デバイス２２の操作者に把持可能な形状で形成されている。

次に、係合部４６は、把持部４４の下端に連なり、弾性部材３０に向けて延設されている。この係合部４６の適宜位置には溝部４８が形成されており、本実施例の溝部４８は、本体４１の軸心に向けて窪む形状にて、係合部４６の周壁に刻設されている。また、この溝部４８は、上述した受容孔３４の開口３６よりも、その厚さ方向で見てやや小さく、且つ、その径方向で見てやや大きく構成され、これら溝部４８と開口３６とは強く嵌合される。これにより、操作部材４０に生じた力は弾性部材３０に速やかに伝達される。

さらに、このカップ状本体４１は、図４に示されるように、所定の肉厚を有し、把持部４４や係合部４６の内側には空間４２が形成され、支持部５０はこの空間４２に設けられている。
具体的には、本実施例の支持部５０は中実の丸棒状に形成され、本体４１の軸心に一致して弾性部材３０に向けて延設されている。この支持部５０の長さは操作部材４０の高さよりも大きく構成される。より詳しくは、支持部５０の長さは、仮に、溝部４８と開口３６とを嵌合し、操作部材４０を弾性部材の上方に突出させた場合には、この支持部５０が受容孔３４から挿入されて、中空部３２に達する大きさで構成されている。

また、この支持部５０は、その上端が把持部４４の裏面に連結され、その下端（先端）には磁石（磁性部材）５２が１つ固定されている。
すなわち、本実施例の磁石５２は、操作部材４０に支持され、操作者による操作部材４０の移動方向に沿って中空部３２内、より具体的には、受容孔３４と基台６０との間を３次元的に移動可能に構成されている。そして、中立位置に対する磁石５２の位置は、３個のセンサ６６，６７，６８で検出される。

本実施例の磁気センサ６６〜６８は円板状の基台（シート部材）６０に配設される。詳しくは、まず、この基台６０は、底部３８の近傍にてドーム状本体３１に囲繞されている。また、この基台６０は、図示しない引き回し電極やランドを有しており、これら各センサ６６〜６８は基台６０の上面６２に配設されている。

一方、この基台６０の下面６４は、所定の回路パターンを有する図示しない配線基板に載置されている。なお、この配線基板は入力デバイス２２をセンターコンソール１８から取り外すと、車両１内に露出する。
そして、本実施例の各センサ６６〜６８は、それぞれ特定の１軸方向だけが検出可能に構成されており、各センサ６６〜６８は、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向における磁石５２の位置をそれぞれ検出する。

これら各センサ６６〜６８は、磁石５２との距離をそれぞれ検出し、この距離と磁力とが直線状に比例関係にあることを利用している。詳しくは、例えば磁石５２との距離が短くなると、磁力が大きくなるとの性質を利用しており、各センサ６６〜６８にて、磁石５２からの磁力線の大きさや向きをそれぞれ検知することにより、センサ６６と磁石５２との距離、センサ６７と磁石５２との距離、並びに、センサ６８と磁石５２との距離がそれぞれ検出される。

より具体的には、図３に示される如く、本実施例の上面６２の中心位置にはＺ軸方向センサ６８が配置されている。このセンサ６８は、入力デバイス２２の高さ方向における磁石５２の位置が検出可能に構成されており、本実施例のセンサ６８は、中立位置における支持部５０の軸心上、換言すれば、この中立位置における磁石５２の軸線と略同一の軸線上に配設されている。

これに対し、Ｘ軸方向センサ６６は、上記高さ方向の軸（Ｚ軸）を含む平面に設けられ、本実施例では上面６２に配設されている。そして、このセンサ６６は、入力デバイス２２の長さ方向、換言すれば、車両１の車長方向における磁石５２の位置が検出可能に構成されている。一方、Ｙ軸方向センサ６７は、この長さ方向の軸（Ｘ軸）を含む平面にて上面６２に配設されており、入力デバイス２２の幅方向、換言すれば、車両１の車幅方向における磁石５２の位置が検出可能に構成されている。

これにより、各センサ６６〜６８は、磁石５２に非接触の状態で、この磁石５２の中立位置に対する３軸方向の位置をそれぞれ検出しており、磁石５２の回転動作も検出可能になる。なお、この各センサ６６〜６８には、例えばＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子、ＡＭＲ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子やＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子の如くの電気抵抗効果素子、若しくはホール素子等の公知の磁気センサを用いることができる。

そして、上述した各センサ６６〜６８の電極は、上記配線基板の回路パターンを介してカーナビゲーション装置８０に電気的に接続されている。
詳しくは、図５に示されるように、本実施例のカーナビゲーション装置８０は制御部８２を備え、この制御部８２は、Ａ／Ｄコンバータ８４及びコントローラ８６を有している。

Ａ／Ｄコンバータ８４には、３軸分のアナログ信号が各センサ６６〜６８から入力されており、コンバータ８４は、デジタル信号に変換し、１つのラインでコントローラ８６に出力している。磁石５２の３次元的な動作を処理するためには、複数の信号を同時にコントローラ８６に取り込む必要があるからである。

コントローラ８６は、ＣＰＵ８８、メモリ９０及び出力制御部９２を有している。このＣＰＵ８８はコンバータ８４からの信号をリアルタイムで演算し、出力制御部９２は、各センサ６６〜６８と磁石５２との距離をそれぞれ検出し、この磁石５２の中立位置に対する変化量を求めて現在の位置を特定する。そして、このデータはメモリ９０のＲＡＭに格納される。

また、このメモリ９０のＲＯＭには、各種の制御プログラムが格納されており、出力制御部９２は、特定された磁石５２の位置に基づいて所定のプログラムを実行し、その信号をモニター１６の表示画面９４に出力している。
次に、図６〜図１１を参照すると、本実施例の入力デバイス２２による操作例が示されている。

まず、図６は水平スクロール動作であり、同図の中央部分に枠で囲まれた操作部材４０及び弾性部材３０の状態が中立位置を示している。
操作者の手で把持部４４を掴み、例えば、運転席に向けて操作部材４０に力を加えると、弾性部材３０は右方に向けて倒れる。その後、この手を把持部４４から離すと、弾性部材３０は左方に反発し、中立位置に戻る。

具体的には、図７に示されるように、まず、中立位置では、表示画面９４の中心が信号機を有するＴ字路付近に一致している（同図（Ａ））。
ここで、操作部材４０を運転席に向けて操作すると、弾性部材３０は右方に向けて倒れ、同時に、磁石５２も右方に向けて移動する。各センサ６６〜６８はこの磁石５２との距離を検出し、出力制御部９２は、水平スクロールのプログラムを実行する。つまり、この場合の表示画面９４では、その中心が上述のＴ字路から左側に向けて水平移動する（同図（Ｂ））。

その後、この手を把持部４４から離すと、弾性部材３０は左方に反発し、操作部材４０及び弾性部材３０は、同図（Ａ）に示された中立位置に戻る。しかしながら、表示画面９４の中心は、同図（Ｂ）に示された位置に維持され、この中心の位置が次の操作に対する基準位置になる。
他の水平スクロール動作についても同様であり、図６に示される如く、車両１の前方に向けて操作部材４０に力を加えると、弾性部材３０は前方に向けて倒れ、この場合の表示画面９４は、その中心が下側に向けて水平移動する。

一方、助手席に向けて操作部材４０に力を加えると、弾性部材３０は左方に向けて倒れるので、表示画面９４の中心は右側に向けて水平移動するし、車両１の後方に向けて操作部材４０に力を加えれば、弾性部材３０は後方に向けて倒れることから、表示画面９４の中心は上側に向けて水平移動する。
そして、いずれの操作においても、この手を把持部４４から離すと、弾性部材３０は反発し、操作部材４０及び弾性部材３０は中立位置に戻る。

次に、図８は拡大縮小動作であり、同図の中央部分に枠で囲まれた操作部材４０及び弾性部材３０の状態が中立位置を示している。
この場合にも、操作者の手で把持部４４を掴み、例えば、車両１の上方に向けて操作部材４０に力を加えると、弾性部材３０は上方に向けて伸び、その後、この手を把持部４４から離すと、弾性部材３０は下方に反発し、中立位置に戻ることになる。

より詳しくは、図９に示される如く、まず、中立位置では、表示画面９４は駅前のＴ字路付近のみを表示している（同図（Ａ））。
ここで、操作部材４０を車両１の天井に向けて引き上げると、弾性部材３０は上方に向けて伸び、同時に、磁石５２も上方に向けて移動する。各センサ６６〜６８はこの磁石５２との距離を検出し、出力制御部９２は、縮小表示のプログラムを実行する。すなわち、この場合の表示画面９４は、上述のＴ字路の周辺も示す俯瞰図を表示する（同図（Ｂ））。

その後、この手を把持部４４から離すと、弾性部材３０は下方に反発し、操作部材４０及び弾性部材３０は、同図（Ａ）に示された中立位置に戻る。一方、表示画面９４は、同図（Ｂ）に示された大きさに維持され、この大きさが次の操作に対する基準位置になる。
拡大表示についても同様である。図８に示されるように、車両１の床に向けて操作部材４０を押し込むと、弾性部材３０は下方に向けて縮み、この場合の表示画面９４には詳細図が表示される。なお、この場合にも、この手を把持部４４から離すと、弾性部材３０は反発し、操作部材４０及び弾性部材３０は中立位置に戻る。

続いて、図１０は操作メニューの呼び出し動作である。この場合には、操作者の手で把持部４４を掴み、操作部材４０に、例えば、時計回りに回動させる力を加えると、弾性部材３０も時計回りに回動する。その後、この手を把持部４４から離すと、弾性部材３０は反時計回りに反発し、中立位置に戻る。
より具体的には、図１１に示される如く、まず、中立位置では、表示画面９４は駅前のＴ字路を表示している（同図（Ａ））。

ここで、操作部材４０を上方から見て時計回りに回動させると、弾性部材３０も時計回りに回動する。同時に、磁石５２も時計回りに回動する。各センサ６６〜６８はこの磁石５２との距離を検出し、出力制御部９２は、メニュー呼び出しのプログラムを実行する。例えば、この場合の表示画面９４は、上述のＴ字路の上に「自宅に帰る」及び「目的地設定」のメニューを表示する（同図（Ｂ））。

そして、仮に「自宅に帰る」を選択したい場合には、手を把持部４４から離せば、弾性部材３０は反時計回りに反発し、操作部材４０及び弾性部材３０は中立位置に戻るので、この状態にて車両１の前方或いは後方に向けて操作部材４０に力を加え、「自宅に帰る」の表示色を反転させる。
続いて、操作部材４０及び弾性部材３０を再び中立位置に戻した後、車両１の床に向けて操作部材４０を押し込めば、弾性部材３０は下方に向けて縮み、「自宅に帰る」が選択される。

なお、選択したメニューを中止したい場合には、図１０に示されるように、操作部材４０を上方から見て反時計回りに回動させると、弾性部材３０も反時計回りに回動し、現在のメニューがキャンセル可能になる。
このように、入力デバイス２２を搭載したカーナビゲーション装置８０では、操作者が操作部材４０を操作すると、弾性部材３０が速やかに変形し、磁石５２の位置変化が各センサ６６〜６８で検出される。そして、表示画面９４には、コントローラ８６の解析結果に応じて種々の画面が表示されることになる。

ところで、上述した入力デバイス２２はインテリアとしても利用可能である。例えば、弾性部材３０を半透明の素材で構成させ、また、基台６０の適宜位置にＬＥＤ（発光部材）を載置すれば、この弾性部材３０はその内側から照らされるので、この入力デバイス２２は内照式のインテリアとして利用することができる。

以上のように、本実施例によれば、入力デバイス２２は、基台６０と、弾性部材３０と、操作部材４０と、磁石５２と、３つの磁気センサ６６〜６８と、磁気シールド部材７０とを具備している。
この弾性部材３０は、中立位置にてその内部に略半球状の中空部３２を有しており、この弾性部材３０の変形後には中立位置に向けて自己復帰可能に構成されている。また、磁石５２は、この弾性部材３０の変形に連動し、互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に移動可能に構成されている。そして、３つの磁気センサ６６〜６８が、磁石５２による中立位置に対する３軸方向の位置をそれぞれ検出する。

すなわち、磁石５２による３軸方向の総ての位置が磁気センサ６６〜６８のみで検出されており、従来の如く、磁気センサの他、スイッチも用いて磁石の位置を検出する場合に比して当該スイッチを必要としない。したがって、従来に比して簡易な構成で磁石５２の３次元的な動作が検出可能になる。
また、従来のように、磁石によるＺ軸方向の位置をスイッチで代用する場合には、磁気センサによる検出結果とスイッチによる検出結果とをそれぞれ併せて磁石の位置を特定する必要がある。しかしながら、本実施例によれば、別種の器具ではなく、同種の器具である磁気センサ６６〜６８の検出結果から磁石５２の位置が特定されるので、磁石５２の位置の特定プロセスが複雑にならず、その位置の精度も高められる。

さらに、操作部材４０は、裁頭の略半球形状に形成された弾性部材３０から突出し、その内側にて磁石５２を支持し、この磁石５２の移動を操作可能に構成されている。そして、この操作部材４０は受容孔３４の開口３６に強く嵌合されており、操作部材４０、つまり、磁石５２の移動は弾性部材３０を直ちに変形させるので、操作者は直感的な操作感を得ることができる。

より詳しくは、操作者が操作部材４０を押す、引く、傾ける、或いは捻ると、弾性部材３０からのフォースフィードバックがあり、この操作者は、いわゆる「動かした感」を得られるのである。
しかも、上述のように、磁石５２の位置の特定に必要な構成は、磁石５２と磁気センサ６６〜６８とのみで済むことから、従来に比してハードウエアインターフェースの構造が単純になり、操作部材４０のバリエーション展開も容易になる。

さらにまた、基台６０には、３つの磁気センサ６６〜６８が配設される一方、操作部材４０は、把持部４４及び支持部５０を備えており、この支持部５０が受容孔３４から基台６０に向けて挿入されると、この支持部５０の周壁は受容孔３４に対峙し、磁石５２は中空部３２に配置される。これにより、磁石５２とセンサ６６〜６８との距離が短くなり、磁石５２の位置が高精度で特定可能になる。

また、磁石５２が、中空部３２において受容孔３４と基台６０との間に配置されているので、把持部４４を車両１の天井に向けて引き上げる動作の他、車両１の床に向けて押し込む動作も可能になり、磁石５２の移動方向が増え、入力デバイス２２の利用範囲がより広範囲になる。
しかも、中空部３２内に浮いた状態の磁石５２は、弾性部材３０や磁気センサ６６〜６８に全く接触せずに移動できることから、入力デバイス２２の長寿命化に寄与するし、これらの摺動に伴うノイズも生じないので、その位置をさらに高精度で検出できる。

さらに、磁気センサ６６〜６８のうち、Ｚ軸方向の位置を検出するセンサ６８が磁石５２の軸線と略同一の軸線上に配設されていることから、基台６０が小さくて済む。また、当該センサ６８が磁石５２の軸線から外れた位置に配設する場合に比して、補正が不要になるし、このＺ軸方向の位置の検出精度も高くなる。

また、各センサ６６〜６８が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に配設されているので、磁石５２の水平方向、垂直方向、並びに回転方向の３次元的な動作の総てを確実に検出することができる。
さらに、磁気シールド部材７０は、弾性部材３０を囲繞し、磁力線を遮断している。よって、外部から弾性部材３０の中空部３２に向けて侵入する磁力線が遮断され、センサ６６〜６８による磁石５２の位置の検出精度がより一層高くなる。しかも、この中空部３２で生じた磁力線の放出も回避され、この点も、位置の検出精度の向上に寄与する。

さらにまた、弾性部材３０がその内側からＬＥＤで照らされていれば、入力デバイス２２がインテリアとしても機能するし、このデバイス２２の設置箇所が暗闇の状態であっても容易に識別可能になる。
また、弾性部材３０を用いることで、自己復帰させるための部品が必要とされないため、簡易な構造で且つ小型化可能な入力デバイス２２になる。

また、上述したセンサ６６〜６８のみで磁石５２の３次元的な動作を検出可能になり、磁石５２の位置を正確に検出できるので、カーナビゲーション装置８０の信頼性向上に寄与する。詳しくは、操作者はその手でモニター１６に触れることなく、表示画面９４の遠隔操作によって目的を達成でき、モニター１６に直接に触れる場合に比して、操作者の視線の移動が少なくなって安全な運転を行えるからである。

さらに、表示画面９４の遠隔操作が可能になれば、このモニター１６を例えば運転席から遠く離れた位置にも設置できるので、車両１内のスペースも有効に利用可能になる。
本発明は、上述した各実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。

例えば、上記実施例では、弾性部材３０と操作部材４０とが別体で構成されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではなく、これらは一体的に構成されていても良い。
また、上記実施例では、ドーム状本体３１が合成ゴム等で構成されている。しかし、本発明の復帰部材は、その変形に対し反発力を有している限り、上方に向けて徐々に縮径する渦巻状に形成されたバネで構成されていても良い。さらに、その内部に空間を有している限り、外観は略半球形状の他、三角錐等の多角錐の形状で構成されていても良い。

さらに、上記実施例では、磁石５２は中空部３２に配設されている。これが最適例であるものの、この磁石は上面６２の近傍に配設されていても良い。なぜならば、この場合にも、Ｚ軸の上半分、つまり、上述した操作部材を車両１の天井に向けて引き上げる操作はできるからである。
さらにまた、上記実施例では、磁石５２が操作部材４０に支持されているが、この操作部材は省略することができる。つまり、磁石は弾性部材に支持されていても良く、この場合の磁石は、弾性部材を直接に操作して移動することになる。なお、上述した磁気シールド部材７０も省略可能である。

そして、これらいずれの場合にも、従来よりも簡易な構成で磁石の３次元的な動作が検出できるとの効果を奏する。
最後に、上記実施例では、電子機器としてカーナビゲーション装置に具現化した例を示している。しかしながら、本発明の電子機器は、上述したエアーコンディショニング装置やオーディオ装置にも当然に適用できるし、また、デジタルカメラ等の機器にも適用可能である。

Claims (8)

1. 中立位置にてその内部に空間を有しており、その変形後には前記中立位置に向けて自己復帰可能であり、頂部に受容孔が形成された復帰部材と、
   前記復帰部材の変形に伴い、互いに直交する３軸方向に移動可能な磁性部材と、
   前記磁性部材の前記中立位置に対する前記３軸方向の位置をそれぞれ検出する複数の磁気センサと、
   前記復帰部材の前記受容孔の開口に嵌合して前記復帰部材から突出する一方、前記復帰部材の内側にて前記磁性部材を支持し、前記磁性部材を移動させることが可能な操作部材とを備え、
   前記復帰部材が弾性部材で構成されることにより、前記３軸方向のうち前記中立位置から前記操作部材をその突出方向に沿う軸線の方向へ引く操作、及び、前記操作部材を前記軸線回りに回転させる操作の少なくとも一方を可能とすることを特徴とする入力装置。
2. 請求項１に記載の入力装置であって、
   前記空間に配置されており、前記各磁気センサをそれぞれ配設するシート部材をさらに具備し、
   前記操作部材は、操作者に把持される把持部と、該把持部の内側にて前記各磁気センサに向けて延設されており、その先端に前記磁性部材を有する支持部とを備え、
   該支持部の周壁は前記受容孔に対峙し、前記磁性部材は前記空間に配置されていることを特徴とする入力装置。
3. 請求項２に記載の入力装置であって、
   前記磁性部材は、前記受容孔と前記シート部材との間に配置されていることを特徴とする入力装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の入力装置であって、
   前記磁気センサのうち、該装置の高さ方向における前記磁性部材の位置を検出する磁気センサは、前記磁性部材の軸線と略同一の軸線上に配設されていることを特徴とする入力装置。
5. 請求項４に記載の入力装置であって、
   前記磁気センサのうち、該装置の長さ方向における前記磁性部材の位置を検出する磁気センサは、前記高さ方向の軸を含む平面に配設され、
   前記装置の幅方向における前記磁性部材の位置を検出する磁気センサは、前記長さ方向の軸を含む平面に配設されていることを特徴とする入力装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の入力装置であって、
   前記復帰部材を囲繞し、磁力線を遮断する遮蔽部材をさらに具備することを特徴とする入力装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の入力装置であって、
   前記シート部材に載置されており、前記復帰部材を該復帰部材の内側から照らす発光部材を備えていることを特徴とする入力装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の入力装置を搭載した電子機器。

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