JP5782917B2 - Operation input device - Google Patents

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Description

本発明は、操作入力の作用によりコイルの軸方向に変位するコアを備える操作入力装置に関し、より詳細には、コアに振動を与えることが可能なものに関する。   The present invention relates to an operation input device including a core that is displaced in the axial direction of a coil by the action of an operation input, and more particularly to an apparatus capable of applying vibration to the core.

従来、抵抗膜方式のタッチパネルを用いて使用者の指の押圧時の入力位置及び押圧力を検知するとともに、タッチパネルに振動を与える入力装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この入力装置では、電圧測定回路によって入力位置及び押圧力を検知する一方で、振動モータなどによって使用者に対して振動を与えている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an input device that detects an input position and a pressing force when a user's finger is pressed using a resistance film type touch panel and applies vibration to the touch panel (see, for example, Patent Document 1). In this input device, an input position and a pressing force are detected by a voltage measurement circuit, while vibration is given to a user by a vibration motor or the like.

特開2005−275632号公報JP 2005-275632 A

しかしながら、上述の従来技術では、操作入力を検出する機能と振動を与える機能を別々の独立した構成で実現しているため、入力装置が大型化しやすい。また、振動を与える機能を実現するための構成も複雑である。   However, in the above-described prior art, the function of detecting an operation input and the function of applying vibration are realized by separate and independent configurations, and thus the input device is likely to be large. Also, the configuration for realizing the function of giving vibration is complicated.

そこで、本発明は、操作入力を検出する機能と振動を与える機能を単純な構成で実現できる、操作入力装置の提供を目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an operation input device that can realize a function of detecting an operation input and a function of applying vibration with a simple configuration.

上記目的を達成するため、本発明に係る操作入力装置は、
コイルと、
操作入力の作用により前記コイルの軸方向に変位するコアと、
前記コイルの外周側面と上面と下面とを覆うように配置された第1のヨーク部と、
前記コイルの内側下部に配置された第2のヨーク部と、
前記コアを支持する弾性体とを備え、
前記コイルは、前記コアの変位量に応じた信号を出力し、
前記コアは、前記コイルに流れる電流により前記コアと前記第2のヨーク部との間に発生する磁気吸引力によって可動することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an operation input device according to the present invention comprises:
Coils,
A core that is displaced in the axial direction of the coil by the action of an operation input;
A first yoke portion disposed so as to cover an outer peripheral side surface, an upper surface and a lower surface of the coil;
A second yoke portion disposed at the inner lower portion of the coil;
An elastic body that supports the core;
The coil outputs a signal corresponding to the amount of displacement of the core,
The core is movable by a magnetic attraction generated between the core and the second yoke portion by a current flowing through the coil.

また、上記目的を達成するため、本発明に係る操作入力装置は、
コイルと、
操作入力の作用により前記コイルの軸方向に変位するコアと、
前記コイルの外周側面と上面と下面とを覆うように配置された第1のヨーク部と、
前記コイルの内側下部に配置された第2のヨーク部と、
前記コアを支持する弾性体と、
前記コイルから出力される信号に基づいて、前記コアの変位量を検出する検出手段と、
前記コアと前記第2のヨーク部との間に磁気吸引力を発生させる電流を前記コイルに流すことによって、前記コアを可動させる制御手段とを備えることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, an operation input device according to the present invention includes:
Coils,
A core that is displaced in the axial direction of the coil by the action of an operation input;
A first yoke portion disposed so as to cover an outer peripheral side surface, an upper surface and a lower surface of the coil;
A second yoke portion disposed at the inner lower portion of the coil;
An elastic body supporting the core;
Detecting means for detecting a displacement amount of the core based on a signal output from the coil;
Control means for moving the core by causing a current to generate a magnetic attractive force between the core and the second yoke portion to flow through the coil is provided.

本発明によれば、操作入力を検出する機能と振動を与える機能を単純な構成で実現できる。   According to the present invention, the function of detecting an operation input and the function of giving vibration can be realized with a simple configuration.

操作入力がコア13に作用していない操作初期状態での操作入力装置1の正面視断面図である。FIG. 3 is a front sectional view of the operation input device 1 in an initial operation state in which an operation input does not act on the core 13. コア13が操作終点状態での操作入力装置1の正面視断面図である。It is a front view sectional view of operation input device 1 in the state where core 13 is an operation end point. 操作初期状態での操作入力装置2の正面視断面図である。It is a front view sectional view of operation input device 2 in the operation initial state. 操作終点状態での操作入力装置2の正面視断面図である。It is a front view sectional view of operation input device 2 in an operation end point state. コアのストローク量と磁気吸引力との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the stroke amount of a core, and magnetic attraction force. 操作初期状態での操作入力装置3の正面視断面図である。It is front view sectional drawing of the operation input apparatus 3 in the operation initial state. 操作終点状態での操作入力装置3の正面視断面図である。It is a front view sectional view of operation input device 3 in an operation end point state. 操作入力装置3の一部の正面視断面図である。4 is a front sectional view of a part of the operation input device 3. FIG. 操作入力装置3の一部の正面視断面図である。4 is a front sectional view of a part of the operation input device 3. FIG. インダクタンスの変化を検出する検出部と、操作部を可動させる制御部とを含む制御回路の一例のブロック図である。It is a block diagram of an example of a control circuit including a detection unit that detects a change in inductance and a control unit that moves an operation unit. 図7の各点における波形を示した図である。It is the figure which showed the waveform in each point of FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態の説明を行う。図1A,1Bは、本発明の一実施形態である操作入力装置1の模式的な断面図である。操作入力装置1の外形は略円柱状であるため、操作入力装置1の全体図については省略する。同様の理由により、後述の他の操作入力装置の全体図についても省略する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B are schematic cross-sectional views of an operation input device 1 according to an embodiment of the present invention. Since the outer shape of the operation input device 1 is substantially cylindrical, the overall view of the operation input device 1 is omitted. For the same reason, an overall view of other operation input devices described later is also omitted.

操作入力装置1は、X,Y,Z軸によって定まる直交座標系において、XY平面の法線方向側から入力される操作者の手指等による操作入力を操作部で受ける操作インターフェイスである。操作入力装置1は、操作部で受けた操作入力に応じて変化する出力信号を出力する。その出力信号に基づいて操作者による操作入力が検出される。操作入力の検出によって、その検出された操作入力に対応する操作内容をコンピュータに把握させることができる。   The operation input device 1 is an operation interface that receives an operation input by an operator's finger or the like input from the normal direction side of the XY plane in an orthogonal coordinate system determined by X, Y, and Z axes. The operation input device 1 outputs an output signal that changes according to the operation input received by the operation unit. An operation input by the operator is detected based on the output signal. By detecting the operation input, it is possible to make the computer grasp the operation content corresponding to the detected operation input.

操作入力装置1は、所定のホストに搭載又は接続される。ホストの具体例として、携帯端末(携帯電話、携帯ゲーム機、音楽や映像の携帯プレーヤーなど)、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、車両用コンピュータ、操作コントローラ、マウス、電化製品などの電子機器が挙げられる。操作入力装置1とホストとの接続形態は、有線接続でもよいし、無線接続でもよい。また、操作入力装置1自体が、操作コントローラやマウスなどの電子機器であってもよい。   The operation input device 1 is mounted or connected to a predetermined host. Specific examples of the host include electronic devices such as mobile terminals (mobile phones, mobile game machines, music and video mobile players, etc.), game machines, personal computers, vehicle computers, operation controllers, mice, and electrical appliances. The connection form between the operation input device 1 and the host may be a wired connection or a wireless connection. The operation input device 1 itself may be an electronic device such as an operation controller or a mouse.

操作入力装置1は、そのようなホストに搭載又は接続されるディスプレイの画面上に表示されるオブジェクトを、操作者が意図した操作内容に従って、移動させることができる。画面上に表示されるオブジェクトは、例えば、カーソルやポインタなどの指示表示である。キャラクターなどの表示物でもよい。また、操作者が所定の操作入力を与えることにより、その操作入力に対応する電子機器の所望の機能を発揮させることができる。   The operation input device 1 can move an object displayed on the screen of a display mounted on or connected to such a host according to the operation content intended by the operator. The object displayed on the screen is, for example, an instruction display such as a cursor or a pointer. A display object such as a character may be used. In addition, when an operator gives a predetermined operation input, a desired function of the electronic device corresponding to the operation input can be exhibited.

また、操作入力装置1は、操作部を操作する操作者の触覚に作用する刺激を、その操作部によって強制的に付与可能な操作インターフェイスである。   The operation input device 1 is an operation interface capable of forcibly applying a stimulus that acts on the tactile sensation of an operator who operates the operation unit by the operation unit.

図1Aは、操作入力が操作部に作用していない操作初期状態での操作入力装置1の正面視断面図である。図1Bは、操作入力が操作部に作用することによりコア13が操作終点状態に至ったときの操作入力装置1の正面視断面図である。操作入力装置1は、コイル11と、コア13と、ヨーク14と、ヨーク15と、弾性体16とを備える。   FIG. 1A is a front cross-sectional view of the operation input device 1 in an initial operation state in which operation input does not act on the operation unit. FIG. 1B is a front sectional view of the operation input device 1 when the core 13 reaches the operation end point state due to the operation input acting on the operation unit. The operation input device 1 includes a coil 11, a core 13, a yoke 14, a yoke 15, and an elastic body 16.

コイル11は、線材(導線)が筒状に巻かれて形成されている。図1A,1Bには、コイル11が、ボビン18の円筒部の外周側面に巻き回されて固定されている構成が例示されている。   The coil 11 is formed by winding a wire (conductive wire) into a cylindrical shape. 1A and 1B illustrate a configuration in which the coil 11 is wound around and fixed to the outer peripheral side surface of the cylindrical portion of the bobbin 18.

コア13は、操作部に作用する操作入力により、コイル11の軸方向(図の場合、操作入力装置1の上下方向)に変位する軟磁性体である。コア13は、操作入力が直接又は間接的に作用する操作部の動きに連動する。コア13は、操作部とは別部品でもよいし、操作部の一部位でもよいし、操作部自体でもよい。   The core 13 is a soft magnetic body that is displaced in the axial direction of the coil 11 (in the figure, the vertical direction of the operation input device 1) by an operation input that acts on the operation unit. The core 13 is interlocked with the movement of the operation unit on which the operation input acts directly or indirectly. The core 13 may be a separate component from the operation unit, a part of the operation unit, or the operation unit itself.

ヨーク14は、コイル11の外周側面と上面と下面とを覆うように配置された軟磁性体である。図1A,1Bには、ヨーク14の外形が円柱状に形成されている構成が例示されている。ヨーク14の上面には、コア13が貫通可能な開口部が形成されている。   The yoke 14 is a soft magnetic material disposed so as to cover the outer peripheral side surface, the upper surface, and the lower surface of the coil 11. 1A and 1B illustrate a configuration in which the outer shape of the yoke 14 is formed in a cylindrical shape. An opening through which the core 13 can penetrate is formed on the upper surface of the yoke 14.

ヨーク15は、コイル11の内側下部に配置された軟磁性体である。図1A,1Bには、ヨーク15が、コイル11の内周側面(ボビン18の内周側面でもよい)の下側部位を沿うように形成された円筒部を備える構成が例示されている。   The yoke 15 is a soft magnetic material arranged at the inner lower part of the coil 11. 1A and 1B illustrate a configuration in which the yoke 15 includes a cylindrical portion formed so as to follow a lower portion of the inner peripheral side surface of the coil 11 (which may be the inner peripheral side surface of the bobbin 18).

コア及びヨークは、例えば、比透磁率が1よりも高い材質であればよく、比透磁率が1.001以上あると好適である。具体的には、鉄、鉄の合金(鋼など)が挙げられる。鉄の比透磁率は5000である。コア及びヨークは、例えば、鋼板から成形されるとよい。   For example, the core and the yoke may be made of a material having a relative permeability higher than 1, and it is preferable that the relative permeability is 1.001 or more. Specifically, iron, iron alloys (steel, etc.) are mentioned. The relative permeability of iron is 5000. The core and the yoke may be formed from, for example, a steel plate.

弾性体16は、コア13を弾性的に支持する部材である。図1A,1Bには、弾性体16が、コイル11の筒内(ボビン18の筒内でもよい)に形成された空間に配置されている構成が例示されている。弾性体16の上端部は、コア13の下端部に接触し、弾性体16の下端部は、ヨーク14の下面に接触している。弾性体16の具体例として、スプリング、ゴム、スポンジなどが挙げられる。   The elastic body 16 is a member that elastically supports the core 13. 1A and 1B illustrate a configuration in which the elastic body 16 is disposed in a space formed in the cylinder of the coil 11 (or in the cylinder of the bobbin 18). The upper end portion of the elastic body 16 is in contact with the lower end portion of the core 13, and the lower end portion of the elastic body 16 is in contact with the lower surface of the yoke 14. Specific examples of the elastic body 16 include a spring, rubber, and sponge.

コア13の変位によりコイル11とコア13との位置関係が変化すると、コイル11周辺の透磁率が変化するため、コイル11の自己インダクタンスが変化する。コイル11は、そのインダクタンスの変化に応じて、コア13の変位量に応じた信号波形を出力する。したがって、その信号波形を検出することによって、コア13及びコア13に連動する操作部の変位量(操作量)を算出できる。   When the positional relationship between the coil 11 and the core 13 changes due to the displacement of the core 13, the magnetic permeability around the coil 11 changes, so that the self-inductance of the coil 11 changes. The coil 11 outputs a signal waveform corresponding to the amount of displacement of the core 13 according to the change in inductance. Therefore, by detecting the signal waveform, it is possible to calculate the displacement amount (operation amount) of the operation unit linked to the core 13 and the core 13.

また、操作入力装置1は、ヨーク14と、ヨーク15と、コア13とによって構成される磁気回路を有する。コイル11に流れる電流に応じて、この磁気回路に磁束が発生する。この磁束によって、コア13とヨーク15との間のギャップに、コア13とヨーク15とを引き付ける磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力によって、コア13及びコア13に連動する操作部を強制的に動かすことができる。磁気吸引力の強弱は、コイル11に流す電流に応じて調整可能である。   In addition, the operation input device 1 has a magnetic circuit including a yoke 14, a yoke 15, and a core 13. A magnetic flux is generated in this magnetic circuit in accordance with the current flowing through the coil 11. This magnetic flux generates a magnetic attractive force that attracts the core 13 and the yoke 15 in the gap between the core 13 and the yoke 15. By this magnetic attraction force, the core 13 and the operation unit linked to the core 13 can be forcibly moved. The strength of the magnetic attractive force can be adjusted according to the current flowing through the coil 11.

コア13は、ヨーク14の上面に形成された開口部の縁にコア13の側面が接触しながらスライドする。また、ヨーク15の下端は、ヨーク14の下面に接触する。磁気回路を構成するコアとヨークが互いに接触していることで、接触していない場合に比べて、その磁気回路に発生する磁束を強くできる(漏れ磁束を減らすことができる)。その結果、コア13とヨーク15との間のギャップに発生する磁気吸引力も強くできる。   The core 13 slides while the side surface of the core 13 contacts the edge of the opening formed on the upper surface of the yoke 14. The lower end of the yoke 15 is in contact with the lower surface of the yoke 14. Since the core and the yoke constituting the magnetic circuit are in contact with each other, the magnetic flux generated in the magnetic circuit can be strengthened (leakage magnetic flux can be reduced) as compared with the case where they are not in contact. As a result, the magnetic attractive force generated in the gap between the core 13 and the yoke 15 can be increased.

したがって、このような構成を有する操作入力装置1によれば、コア13及びコア13に連動する操作部の変位量を検出可能にするコイル11に電流を流すだけで、コア13及びコア13に連動する操作部に一又は二往復以上の振動を与えることができる。そのため、操作部に作用する操作入力を検出する機能と操作部に振動を与える機能の両方の機能を単純な構成で実現できる。   Therefore, according to the operation input device 1 having such a configuration, it is possible to link the core 13 and the core 13 only by passing a current through the coil 11 that can detect the displacement amount of the core 13 and the operation unit that is linked to the core 13. One or two or more reciprocating vibrations can be applied to the operating unit. Therefore, both a function of detecting an operation input acting on the operation unit and a function of applying vibration to the operation unit can be realized with a simple configuration.

また、ヨーク15がコイル11の内側下部に配置されていることによって、ヨーク15が無い場合に比べて、操作部が操作終点に至ったときの磁気吸引力を大きくすることができる。この点について説明する。   In addition, since the yoke 15 is disposed at the lower inner side of the coil 11, it is possible to increase the magnetic attractive force when the operation unit reaches the operation end point, compared with the case where the yoke 15 is not provided. This point will be described.

図2A,2Bは、ヨーク15が無い操作入力装置2の模式的な断面図である。図2Aは、操作入力が操作部に作用していない操作初期状態での操作入力装置2の正面視断面図である。図2Bは、操作入力が操作部に作用することによりコア13が操作終点状態に至ったときの操作入力装置2の正面視断面図である。   2A and 2B are schematic cross-sectional views of the operation input device 2 without the yoke 15. FIG. 2A is a front cross-sectional view of the operation input device 2 in an initial operation state in which the operation input does not act on the operation unit. FIG. 2B is a front sectional view of the operation input device 2 when the core 13 reaches the operation end point state due to the operation input acting on the operation unit.

不図示のハードストップ機構に突き当たって機械的に変位できない位置までストロークしたコア13の位置をストローク終点とし、実際に操作者が操作可能な位置までストロークしたコア13の位置を操作終点とすると、操作終点で指先に刺激を与える振動を発生させるためには、操作終点では機械的にコア13を固定してはならない。したがって、操作終点はストローク終点よりも手前になるように、コア13の突出量などを設定する必要がある。   When the position of the core 13 that has hit a hard stop mechanism (not shown) and stroked to a position where it cannot be mechanically displaced is the end point of the stroke, In order to generate a vibration that stimulates the fingertip at the end point, the core 13 must not be mechanically fixed at the operation end point. Therefore, it is necessary to set the protrusion amount of the core 13 so that the operation end point is in front of the stroke end point.

一方、操作入力装置2のように、磁気吸引力を発生させるためのギャップをコア13とヨーク14の間に形成した場合、そのギャップがゼロに近づくほどそのギャップ間に発生する磁気吸引力は強くなる。したがって、図3の曲線L1で示されるように、ストローク終点S1で最も強い磁気吸引力F1が発生する。しかしながら、上述したように操作終点S2をストローク終点S1よりも手前に設けなければならないため、操作入力装置2の構成の場合、操作入力装置2で発生させることが可能な最大の磁気吸引力F1よりも小さな磁気吸引力F2しか操作終点S2では発生させることができなくなる。   On the other hand, when a gap for generating a magnetic attractive force is formed between the core 13 and the yoke 14 as in the operation input device 2, the magnetic attractive force generated between the gaps becomes stronger as the gap approaches zero. Become. Therefore, as indicated by the curve L1 in FIG. 3, the strongest magnetic attractive force F1 is generated at the stroke end point S1. However, since the operation end point S2 must be provided before the stroke end point S1 as described above, in the case of the configuration of the operation input device 2, the maximum magnetic attraction force F1 that can be generated by the operation input device 2 is used. However, only a small magnetic attractive force F2 can be generated at the operation end point S2.

これに対して、図1A,1Bに示した操作入力装置1の場合、コイル11外周を取り囲むヨーク14の下部に、コア13の外径よりも大きい内径を有する円筒部を有するヨーク15が設けられている。したがって、コア13が操作終点まで変位しても、ヨーク15とコア13は機械的に干渉することはない。そのため、ヨーク15とコア13との間のギャップが操作終点S2でゼロになるように設定すると、図3の曲線L2で示されるように、操作入力装置1で発生させることが可能な最大の磁気吸引力F1を操作終点S2で発生させることができる。   In contrast, in the case of the operation input device 1 shown in FIGS. 1A and 1B, a yoke 15 having a cylindrical portion having an inner diameter larger than the outer diameter of the core 13 is provided below the yoke 14 surrounding the outer periphery of the coil 11. ing. Therefore, even if the core 13 is displaced to the operation end point, the yoke 15 and the core 13 do not interfere mechanically. Therefore, when the gap between the yoke 15 and the core 13 is set to be zero at the operation end point S2, the maximum magnetism that can be generated by the operation input device 1 as shown by the curve L2 in FIG. The suction force F1 can be generated at the operation end point S2.

このように、ヨーク15を備えることで、コア13のZ方向(すなわち、コイル11の軸線方向)のストロークを操作終点で規制することなく、最大の磁気吸引力を操作終点で発生させることができ、ヨーク15が無い場合に比べて、操作者の指先に強い触感を与えることが可能となる。   Thus, by providing the yoke 15, the maximum magnetic attraction force can be generated at the operation end point without restricting the stroke of the core 13 in the Z direction (that is, the axial direction of the coil 11) at the operation end point. Compared with the case where the yoke 15 is not provided, it is possible to give a strong tactile feeling to the fingertip of the operator.

次に、本発明の一実施形態である操作入力装置の構成について更に詳細に説明する。   Next, the configuration of the operation input device according to the embodiment of the present invention will be described in more detail.

図4A,4Bは、本発明の一実施形態である操作入力装置3の模式的な断面図である。図4Aは、操作入力が操作部に作用していない操作初期状態での操作入力装置3の正面視断面図である。図4Bは、コア23が操作終点状態に至ったときの操作入力装置3の断面図である。操作入力装置3は、コイル21と、コア23と、リターンバネ26と、ヨーク24と、ヨーク25と、ヨーク27とを備える。上述の操作入力装置と同様の構成については、その説明を省略する。   4A and 4B are schematic cross-sectional views of the operation input device 3 according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A is a front cross-sectional view of the operation input device 3 in an operation initial state in which an operation input does not act on the operation unit. FIG. 4B is a cross-sectional view of the operation input device 3 when the core 23 reaches the operation end point state. The operation input device 3 includes a coil 21, a core 23, a return spring 26, a yoke 24, a yoke 25, and a yoke 27. The description of the same configuration as the above-described operation input device is omitted.

コイル21は、円筒状に線材(導線)が巻かれて、ボビン28に固定されたものである。コイル21は、円筒状であるが、角筒状等の他の筒状の形状でもよい。図4A,4Bには、コイル21が、ボビン28の円筒部の外側側面に巻き回されて固定されている構成が例示されている。   The coil 21 is fixed to the bobbin 28 by winding a wire (conductive wire) in a cylindrical shape. The coil 21 has a cylindrical shape, but may have another cylindrical shape such as a rectangular tube shape. 4A and 4B illustrate a configuration in which the coil 21 is wound around and fixed to the outer side surface of the cylindrical portion of the bobbin 28.

コア23は、コイル21の内径よりも外径が小さい円柱状の軟磁性体である。コア23は、操作入力が直接又は間接的に作用する操作部の動きに連動して、コイル21の軸線方向に変位する。コア23は、ボビン28の円筒部の内側の空間を移動する。コア23の変位量は、コア23の上方から作用する操作入力の入力量に応じて、連続的に変化する。コア23は、コア23に作用する操作入力により、コイル21の軸線上を変位することによって、コイル21のインダクタンスを変化させる変位部材である。コア23はヨーク24の下面に近づく方向にストロークするにつれて、コイル21のインダクタンスは増加し、コア23がヨーク24の下面から離れる方向にストロークするにつれて、コイル21のインダクタンスは減少する。コア23は、コイル21が円筒状であれば、円柱状の軟磁性体であることが好ましく、コイル21が角筒状であれば、角柱状の軟磁性体であることが好ましい。   The core 23 is a cylindrical soft magnetic body having an outer diameter smaller than the inner diameter of the coil 21. The core 23 is displaced in the axial direction of the coil 21 in conjunction with the movement of the operation unit on which the operation input acts directly or indirectly. The core 23 moves in the space inside the cylindrical portion of the bobbin 28. The displacement amount of the core 23 changes continuously according to the input amount of the operation input acting from above the core 23. The core 23 is a displacement member that changes the inductance of the coil 21 by displacing the axis of the coil 21 by an operation input acting on the core 23. As the core 23 strokes in the direction approaching the lower surface of the yoke 24, the inductance of the coil 21 increases, and as the core 23 moves in a direction away from the lower surface of the yoke 24, the inductance of the coil 21 decreases. The core 23 is preferably a columnar soft magnetic body if the coil 21 is cylindrical, and is preferably a prismatic soft magnetic body if the coil 21 is a rectangular tube.

リターンバネ26は、コア23をコイル21の軸線方向に変位可能に弾性的に支持する支持部材である。リターンバネ26は、コア23とヨーク24の下面との間に形成された空間に配置されている。   The return spring 26 is a support member that elastically supports the core 23 so as to be displaceable in the axial direction of the coil 21. The return spring 26 is disposed in a space formed between the core 23 and the lower surface of the yoke 24.

ヨーク24は、コイル21の外周側面と上面と下面とを覆うように配置された円柱状の軟磁性体である。ヨーク25は、コイル21の内周側面(ボビン28の内周側面でもよい)の下側部位を沿うように形成された円筒部を備える。ヨーク27は、コイル21の内周側面(ボビン28の内周側面でもよい)の上側部位を沿うように形成された円筒状の軟磁性体である。ヨーク27の内径は、コア23の上部が進入可能な大きさである。   The yoke 24 is a columnar soft magnetic body disposed so as to cover the outer peripheral side surface, the upper surface, and the lower surface of the coil 21. The yoke 25 includes a cylindrical portion formed so as to follow a lower portion of the inner peripheral side surface of the coil 21 (which may be the inner peripheral side surface of the bobbin 28). The yoke 27 is a cylindrical soft magnetic body formed so as to extend along the upper part of the inner peripheral side surface of the coil 21 (or the inner peripheral side surface of the bobbin 28). The inner diameter of the yoke 27 is large enough to allow the upper part of the core 23 to enter.

操作入力装置3は、ヨーク24と、ヨーク25と、コア23と、ヨーク27とによって構成される磁気回路を有する。コイル21に流す電流が、この磁気回路に磁束Φを発生させる。図中の矢印は、磁束Φの方向を示している。コア23の下面とヨーク25の上面との間のギャップの方向が、コイル21の軸線に平行になるように、コア23とヨーク25がコイル21の内側空間に配置されている。   The operation input device 3 includes a magnetic circuit including a yoke 24, a yoke 25, a core 23, and a yoke 27. The current flowing through the coil 21 generates a magnetic flux Φ in this magnetic circuit. The arrows in the figure indicate the direction of the magnetic flux Φ. The core 23 and the yoke 25 are arranged in the inner space of the coil 21 so that the direction of the gap between the lower surface of the core 23 and the upper surface of the yoke 25 is parallel to the axis of the coil 21.

コア23は、ヨーク27の内周側面にコア23の外周側面が接触しながらスライドする。また、ヨーク27の上端は、ヨーク24の上面に接触し、ヨーク25の下端は、ヨーク24の下面に接触する。磁気回路を構成するコアとヨークが互いに接触することで、接触していない場合に比べて、その磁気回路に発生する磁束を強くできる(漏れ磁束を減らすことができる)。その結果、コア23とヨーク25との間のギャップに発生する磁気吸引力も強くできる。   The core 23 slides while the outer peripheral side surface of the core 23 contacts the inner peripheral side surface of the yoke 27. The upper end of the yoke 27 is in contact with the upper surface of the yoke 24, and the lower end of the yoke 25 is in contact with the lower surface of the yoke 24. When the core and the yoke constituting the magnetic circuit are in contact with each other, the magnetic flux generated in the magnetic circuit can be strengthened (leakage magnetic flux can be reduced) as compared with the case where they are not in contact. As a result, the magnetic attractive force generated in the gap between the core 23 and the yoke 25 can be increased.

また、仮にヨーク27が無い場合、コア23がコイル21の内側空間に進入した図4Bの状態でも、コア23とヨーク24が非接触になることにより、磁気回路に発生する磁束が弱くならないようにすることが求められる。そのためには、例えば、図4Bの状態でもコア23がヨーク24に接触するように、コア23の高さを高くしなければならない。しかしながら、コア23の高さを高くすると、図4Aの状態でコア23はヨーク24に対して上方に突き出るため、操作入力装置3の小型化が難しくなるおそれがある。また、コア23の体積が増加するため、操作入力装置3の重量がアップするおそれがある。   Further, if there is no yoke 27, the magnetic flux generated in the magnetic circuit is not weakened by the non-contact of the core 23 and the yoke 24 even in the state of FIG. It is required to do. For this purpose, for example, the height of the core 23 must be increased so that the core 23 contacts the yoke 24 even in the state of FIG. 4B. However, when the height of the core 23 is increased, the core 23 protrudes upward with respect to the yoke 24 in the state shown in FIG. 4A, so that it is difficult to reduce the size of the operation input device 3. Further, since the volume of the core 23 increases, the weight of the operation input device 3 may increase.

これに対し、ヨーク27を備えることによって、図4Bの状態でも、コア23はヨーク27を介してヨーク24に接触できる。そのため、コア23の高さを高くしなくても、磁気回路に発生する磁束が弱くなることを防ぐことができる。また、コア23の高さを高くする必要がないため、操作入力装置の大型化や重量アップを防止できる。   On the other hand, by providing the yoke 27, the core 23 can contact the yoke 24 via the yoke 27 even in the state of FIG. 4B. Therefore, it is possible to prevent the magnetic flux generated in the magnetic circuit from being weakened without increasing the height of the core 23. In addition, since it is not necessary to increase the height of the core 23, it is possible to prevent the operation input device from being enlarged and increased in weight.

また、操作入力装置3は、コア23が操作入力により押し込まれることで、ヨーク25とヨーク27の間に形成された空隙がコア23の磁束中継により狭まる。その空隙が狭まることで、コイル21の自己インダクタンスが増加する。この自己インダクタンスの増加をコイル21に電流を流すことにより評価することで、コア23及びコア23に連動する操作部の押し込み量が検出できる。それと共に、押し込み量を検出するためにコイル21に流す電流とは別に、その電流よりも大きな電流をコイル21に流すことで、操作者に刺激を与える振動をコア23に発生させることができる。   Further, in the operation input device 3, when the core 23 is pushed by an operation input, a gap formed between the yoke 25 and the yoke 27 is narrowed by the magnetic flux relay of the core 23. As the gap is narrowed, the self-inductance of the coil 21 increases. By evaluating the increase of the self-inductance by passing a current through the coil 21, it is possible to detect the pushing amount of the core 23 and the operation unit linked to the core 23. At the same time, separately from the current that flows through the coil 21 in order to detect the amount of pushing, the core 23 can generate vibration that stimulates the operator by flowing a current larger than that current through the coil 21.

また、操作入力装置3は、コイル21の外側に配置されたヨーク24を製品ケースとしても兼ねることができるため、製品のサイズに対し、コイル21のサイズを最大限に大きくできる。その結果、製品のサイズに対して発生する磁界強度の効率を向上させられる。   In addition, since the operation input device 3 can also serve as a product case, the yoke 24 arranged outside the coil 21 can increase the size of the coil 21 to the maximum with respect to the size of the product. As a result, the efficiency of the magnetic field strength generated with respect to the product size can be improved.

また、コイル21の内径に円筒状のヨーク25,27を配設することで、コイル21の内部に円柱状の空間が設けられる。その円柱状の空間内に、コア23とヨーク25との間の空隙が形成されている。これにより、コイル21によって発生した磁束をコイル21の内壁面側へ誘導でき、リターンバネ26を配設可能な空間を作ることができる。   Further, by arranging cylindrical yokes 25 and 27 on the inner diameter of the coil 21, a columnar space is provided inside the coil 21. A gap between the core 23 and the yoke 25 is formed in the cylindrical space. Thereby, the magnetic flux generated by the coil 21 can be guided to the inner wall surface side of the coil 21, and a space in which the return spring 26 can be disposed can be created.

したがって、操作入力装置3は、操作入力により変位、変形する部材(コア23及びリターンバネ26)を最小限に小さくできる。また、製品のサイズに対し、発生する磁束、インダクタンス及び操作者に与えるフィードバック力を、効率良く発揮できる。さらに、コア23のサイズを小さくできるので、可動部位であるコア23の重量を軽くでき、フィードバック力を発生する時の応答性を上げることができる。   Therefore, the operation input device 3 can minimize the members (core 23 and return spring 26) that are displaced and deformed by the operation input. Further, the magnetic flux generated, the inductance, and the feedback force given to the operator can be efficiently exhibited with respect to the size of the product. Furthermore, since the size of the core 23 can be reduced, the weight of the core 23 that is a movable part can be reduced, and the responsiveness when the feedback force is generated can be improved.

また、図5に示されるように、コア23の下面23bには、リターンバネ26の外径よりも大きい内径を有する円柱状の凹部23cが形成されている。凹部23cは、リターンバネ26をコイル21の軸線方向に滑らかに伸縮させるガイドとして機能する。リターンバネ26の上端は、凹部23cの底面であるバネ受け面23dに接触する。   Also, as shown in FIG. 5, a cylindrical recess 23 c having an inner diameter larger than the outer diameter of the return spring 26 is formed on the lower surface 23 b of the core 23. The recess 23 c functions as a guide for smoothly extending and retracting the return spring 26 in the axial direction of the coil 21. The upper end of the return spring 26 contacts a spring receiving surface 23d that is the bottom surface of the recess 23c.

また、コア23の中央部に形成された凹部23cの磁束密度は、ヨーク25及び27によりコイル21の内壁面側へ誘導されている磁束の磁束密度に比べて低い。そのため、磁気回路の効率を落とすことなく、リターンバネ26を凹部23cで固定できる。   Further, the magnetic flux density of the concave portion 23 c formed in the central portion of the core 23 is lower than the magnetic flux density of the magnetic flux guided to the inner wall surface side of the coil 21 by the yokes 25 and 27. Therefore, the return spring 26 can be fixed by the recess 23c without reducing the efficiency of the magnetic circuit.

また、凹部23cを設けることで、リターンバネ26を長くできる。そのため、リターンバネ26の圧縮方向に対する設計自由度、強度(耐久性)を向上させることができる。また、凹部23cを形成することで、可動部であるコア23の重量を軽減できるため、フィードバック力発生時の応答性が向上できる。   Moreover, the return spring 26 can be lengthened by providing the recessed part 23c. Therefore, the degree of freedom in design and strength (durability) of the return spring 26 in the compression direction can be improved. Moreover, since the weight of the core 23 which is a movable part can be reduced by forming the recessed part 23c, the responsiveness at the time of feedback force generation can be improved.

また、コア23は、コア23の側面の下側部位に設けられたフランジ部23eを有し、ボビン28は、ボビン28の円筒部の内側側面に設けられたフランジ部28aを有する。フランジ部28aは、フランジ部23eの上面とフランジ部28aの下面とが接触して組み合うことで、コア23がリターンバネ26によって復帰できる位置を制限する。これにより、操作入力が操作部を介してコア23に作用していない操作初期状態において、コア23の位置がリターンバネ26の復帰力によって固定される。つまり、コア23がヨーク24の下面から離れる向きの復帰力がリターンバネ26によってコア23に付与された状態で、リターンバネ26はヨーク24の下面とコア23との間に配置されている。   Further, the core 23 has a flange portion 23 e provided at a lower portion of the side surface of the core 23, and the bobbin 28 has a flange portion 28 a provided on the inner side surface of the cylindrical portion of the bobbin 28. The flange portion 28a limits the position at which the core 23 can be returned by the return spring 26 by combining the upper surface of the flange portion 23e and the lower surface of the flange portion 28a in contact with each other. Thereby, the position of the core 23 is fixed by the return force of the return spring 26 in the initial operation state where the operation input does not act on the core 23 via the operation unit. That is, the return spring 26 is disposed between the lower surface of the yoke 24 and the core 23 in a state where the return force in the direction in which the core 23 is separated from the lower surface of the yoke 24 is applied to the core 23 by the return spring 26.

また、コア23のフランジ部23eの外径d1よりも、ヨーク25の内径d2を大きくすることによって、コア23がヨーク25の内側空間まで進入できるようになる。そのため、ヨーク24の下面から上面までの高さが同じであれば、外径d1よりも内径d2が大きい場合、外径d1よりも内径d2が小さい場合に比べて、コア23がストローク可能な最大長を長くできる。   Further, by making the inner diameter d2 of the yoke 25 larger than the outer diameter d1 of the flange portion 23e of the core 23, the core 23 can enter the inner space of the yoke 25. Therefore, if the height from the lower surface to the upper surface of the yoke 24 is the same, when the inner diameter d2 is larger than the outer diameter d1, the maximum possible stroke of the core 23 is larger than when the inner diameter d2 is smaller than the outer diameter d1. The length can be increased.

また、図6に示されるように、ヨーク27の円筒部の内径d3が、フランジ部28aの内径d4よりも大きくすることによって、軟磁性体のコア23と軟磁性体のヨーク27が直接接触しながらスライドすることを防止できる。また、コア23のストロークはフランジ部28aによってガイドされる。そのため、ボビン28をガイドに適した樹脂等の材質にすることで、コア23のストロークに伴う磨耗を軽減できるとともに、コア23の側面の上側部位がフランジ部28aの縁をスライドするときの摩擦力を軽減できる。   Further, as shown in FIG. 6, by making the inner diameter d3 of the cylindrical portion of the yoke 27 larger than the inner diameter d4 of the flange portion 28a, the soft magnetic core 23 and the soft magnetic yoke 27 are in direct contact with each other. It is possible to prevent sliding. The stroke of the core 23 is guided by the flange portion 28a. Therefore, by making the bobbin 28 a material such as a resin suitable for the guide, wear accompanying the stroke of the core 23 can be reduced, and the frictional force when the upper portion of the side surface of the core 23 slides the edge of the flange portion 28a. Can be reduced.

次に、コイルのインダクタンスの変化を検出する検出部と、そのコイルに電流を流すことによって、コアを可動させる制御部について説明する。   Next, a detection unit that detects a change in the inductance of the coil and a control unit that moves the core by flowing a current through the coil will be described.

検出部は、コイルのインダクタンスの変化を電気的に検出することで、操作部の連続的に変化するアナログ変位量に応じた検出信号を出力する検出手段である。検出部は、不図示の基板に実装される検出回路によって構成されるとよい。   The detection unit is a detection unit that outputs a detection signal corresponding to an analog displacement amount that continuously changes in the operation unit by electrically detecting a change in the inductance of the coil. The detection unit may be configured by a detection circuit mounted on a substrate (not shown).

例えば、検出部は、コイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量を検出し、その物理量の検出値を操作部の変位量に等価な値として出力する。また、検出部は、コイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量を検出することによりコイルのインダクタンスを算出し、そのインダクタンスの算出値を操作部の変位量に等価な値として出力するものでもよい。また、検出部は、その物理量の検出値又はそのインダクタンスの算出値から操作部の変位量を演算し、その変位量の演算値を出力するものでもよい。   For example, the detection unit detects a physical quantity that changes equivalently to a change in the inductance of the coil, and outputs the detected value of the physical quantity as a value equivalent to the displacement amount of the operation unit. In addition, the detection unit may calculate the inductance of the coil by detecting a physical quantity that changes equivalently to the change in the inductance of the coil, and output the calculated value of the inductance as a value equivalent to the displacement of the operation unit. Good. Further, the detection unit may calculate the displacement amount of the operation unit from the detected value of the physical quantity or the calculated value of the inductance, and output the calculated value of the displacement amount.

具体的には、検出部は、パルス信号をコイルに供給することによって、コイルのインダクタンスの大きさに対応して変化する信号波形をコイルに発生させ、その信号波形に基づいてコイルのインダクタンスの変化を電気的に検出するとよい。   Specifically, the detection unit supplies a pulse signal to the coil to generate a signal waveform that changes in accordance with the magnitude of the inductance of the coil, and changes the inductance of the coil based on the signal waveform. Is preferably detected electrically.

例えば、コイルの上端面の上方領域における操作部の下方への変位量が増加するにつれて、コイル周辺の透磁率が増加し、コイルのインダクタンスが増加する。コイルのインダクタンスが増加するにつれて、パルス信号の供給によりコイルの両端に発生するパルス電圧波形の振幅も大きくなる。そこで、その振幅をコイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量とすることで、検出部は、その振幅を検出することによって、その振幅の検出値を操作部の変位量に等価な値として出力することができる。また、検出部は、その振幅の検出値からコイルのインダクタンスを算出し、そのインダクタンスの算出値を操作部の変位量に等価な値として出力することもできる。   For example, as the amount of downward displacement of the operation unit in the upper region of the upper end surface of the coil increases, the magnetic permeability around the coil increases and the inductance of the coil increases. As the inductance of the coil increases, the amplitude of the pulse voltage waveform generated at both ends of the coil by supplying the pulse signal also increases. Therefore, by setting the amplitude as a physical quantity that changes equivalently to the change in the inductance of the coil, the detection unit detects the amplitude and sets the detected value of the amplitude as a value equivalent to the displacement amount of the operation unit. Can be output. The detection unit can also calculate the inductance of the coil from the detected value of the amplitude, and output the calculated value of the inductance as a value equivalent to the displacement amount of the operation unit.

また、コイルのインダクタンスが増加するにつれて、パルス信号の供給によりコイルに流れるパルス電流波形の傾きが緩やかになる。そこで、その傾きをコイルのインダクタンスの変化に等価的に変化する物理量とすることで、検出部は、その傾きを検出することによって、その傾きの検出値を操作部の変位量に等価な値として出力することができる。また、検出部は、その傾きの検出値からコイルのインダクタンスを算出し、そのインダクタンスの算出値を操作部の変位量に等価な値として出力することもできる。   Further, as the inductance of the coil increases, the slope of the pulse current waveform flowing through the coil becomes gentle due to the supply of the pulse signal. Therefore, by setting the inclination as a physical quantity that changes equivalently to the change in the inductance of the coil, the detection unit detects the inclination and sets the detected value of the inclination as a value equivalent to the displacement amount of the operation unit. Can be output. The detection unit can also calculate the inductance of the coil from the detected value of the tilt, and output the calculated value of the inductance as a value equivalent to the displacement amount of the operation unit.

検出部は、例えば、コイルに第1のパルス信号を供給することによってコイルのインダクタンスの変化を検出する検出手段である。検出部は、コイルに第1のパルス信号に対応するパルス電流(第1のパルス電流)を供給することによってコイルの両端に発生するパルス電圧(第1のパルス電圧)に基づいて、コイルのインダクタンスの変化を検出する。コイルのインダクタンスの変化の検出結果に応じて、操作部の変位量を算出することができる。   The detection unit is, for example, a detection unit that detects a change in the inductance of the coil by supplying a first pulse signal to the coil. The detection unit supplies a pulse current (first pulse current) corresponding to the first pulse signal to the coil, and based on a pulse voltage (first pulse voltage) generated at both ends of the coil, the inductance of the coil Detect changes. The displacement amount of the operation unit can be calculated according to the detection result of the change in the inductance of the coil.

一方、制御部は、例えば、コイルに第1のパルス信号に対して位相が異なる第2のパルス信号を供給することによって操作部を可動させる磁界を発生させる制御手段である。コイルに第2のパルス信号に対応するパルス電流(第2のパルス電流)が流れることによって生ずる磁界によって、操作部をコアと共にコイルに引き寄せたり引き離したりする力が発生する。コイルに第2のパルス信号が供給されることによって生ずる力の大きさ変動によって、操作部を振動させる。すなわち、第2のパルス信号は、一時的に振幅が変化する信号であるので、操作部に与える力の大きさに変動を与えることができる。   On the other hand, the control unit is, for example, a control unit that generates a magnetic field that moves the operation unit by supplying a second pulse signal having a phase different from that of the first pulse signal to the coil. A magnetic field generated by a pulse current (second pulse current) corresponding to the second pulse signal flowing through the coil generates a force that pulls the operation unit to and from the coil together with the core. The operation unit is vibrated by fluctuations in the magnitude of the force generated when the second pulse signal is supplied to the coil. That is, since the second pulse signal is a signal whose amplitude temporarily changes, the magnitude of the force applied to the operation unit can be varied.

第1のパルス信号及び第2のパルス信号は、矩形波でもよいし、三角波でもよいし、ノコギリ波でもよい。   The first pulse signal and the second pulse signal may be a rectangular wave, a triangular wave, or a sawtooth wave.

図7は、インダクタンスの変化を検出する検出部と、操作部を可動させる制御部とを含む制御回路の一例のブロック図である。制御回路は、コイルLのインダクタンスの変化を検出する算出手段である。制御回路は、CPU等の演算回路70と、演算回路70の第1の出力ポート71に接続された駆動回路76と、演算回路70の第2の出力ポート72とADポート73とに接続された受信回路77とを備える。コイルLは、受信回路77及び駆動回路76を介して、演算回路70に接続される。   FIG. 7 is a block diagram of an example of a control circuit including a detection unit that detects a change in inductance and a control unit that moves the operation unit. The control circuit is calculation means for detecting a change in inductance of the coil L. The control circuit is connected to an arithmetic circuit 70 such as a CPU, a drive circuit 76 connected to the first output port 71 of the arithmetic circuit 70, and a second output port 72 and an AD port 73 of the arithmetic circuit 70. A receiving circuit 77. The coil L is connected to the arithmetic circuit 70 via the receiving circuit 77 and the driving circuit 76.

駆動回路76は、演算回路70の出力ポート71からの出力信号に応じて定電流源76aの出力電流をコントロールすることによって、コイルLに電流を流す。受信回路77は、コイルLに電流を流すことに伴い発生する電圧を、アンプ77aを通してピークホールド回路77bに入力する(ボトムホールド回路に入力されてもよい)。ピークホールド回路77bによってピークホールドされたピーク値(アナログ値)は、ADポート73に入力されて、ADコンバータによって、デジタル値に変換される。   The drive circuit 76 controls the output current of the constant current source 76 a according to the output signal from the output port 71 of the arithmetic circuit 70, thereby causing a current to flow through the coil L. The receiving circuit 77 inputs a voltage generated when a current flows through the coil L to the peak hold circuit 77b through the amplifier 77a (may be input to the bottom hold circuit). The peak value (analog value) peak-held by the peak hold circuit 77b is input to the AD port 73 and converted into a digital value by the AD converter.

図8は、図7の各点における波形を示した図である。演算回路70の出力ポート71から矩形波の電圧波形が出力される。この電圧によって、定電流回路76aは、コイルに一定の電流を流す。これにより、コイルは微分波形の電圧V2を発生させる。電圧波形V2として、電圧波形V1の立ち上がりに同期した波形2−1が得られるとともに、電圧波形V1の立下りに同期した波形2−2が得られる。波形2−2は、波形2−1に対して正負が逆側の波形である。アンプ77aは、電圧波形V2を、ADコンバータのダイナミックレンジに適した大きさに増幅する。電圧波形V2をピークホールドするか又はボトムホールドするかによって、そのホールドした値がADコンバータ(ADポート73)に取り込まれる。波形2−1,2−2の振幅値は、各コイルのインダクタンスの大きさに比例して大きくなるため、この振幅値を検出することによって、各コイルのインダクタンスの大きさを評価できる。   FIG. 8 is a diagram showing waveforms at each point in FIG. A rectangular wave voltage waveform is output from the output port 71 of the arithmetic circuit 70. With this voltage, the constant current circuit 76a passes a constant current through the coil. As a result, the coil generates a voltage V2 having a differential waveform. As the voltage waveform V2, a waveform 2-1 synchronized with the rising edge of the voltage waveform V1 is obtained, and a waveform 2-2 synchronized with the falling edge of the voltage waveform V1 is obtained. The waveform 2-2 is a waveform whose positive and negative sides are opposite to those of the waveform 2-1. The amplifier 77a amplifies the voltage waveform V2 to a size suitable for the dynamic range of the AD converter. Depending on whether the voltage waveform V2 is peak-held or bottom-held, the held value is taken into the AD converter (AD port 73). Since the amplitude values of the waveforms 2-1 and 2-2 increase in proportion to the magnitude of the inductance of each coil, the magnitude of the inductance of each coil can be evaluated by detecting this amplitude value.

このように、上述の本発明の実施形態の場合、インダクタンスを検出するコイルに印加電圧をフィードバック用に加えるだけで振動を発生できる。例えば、インダクタンスを検出するための検出回路部の駆動回路から出力させる波形の周波数、電圧、間隔などを変化させるだけで、操作部の検出機能と振動の発生機能を実現できる。このように、極めて構成が単純であり、追加するアクチュエータも必要ない。   Thus, in the above-described embodiment of the present invention, vibration can be generated simply by applying an applied voltage to the coil for detecting the inductance for feedback. For example, the detection function of the operation unit and the vibration generation function can be realized only by changing the frequency, voltage, interval, and the like of the waveform output from the drive circuit of the detection circuit unit for detecting the inductance. Thus, the configuration is extremely simple, and no additional actuator is required.

いわゆる、振動モータのような操作入力装置を含む製品全体(例えば、操作コントローラ)を振動させるような方法は、製品全体を振動させる強さと時間でしか変化がつけられない。しかしながら、本発明の実施形態であれば、操作部に力の変化を直接出力できる。そのため、例えば複数個の操作入力装置を搭載すれば、その操作部ごとにフィードバックを出力できる(振動させることができる)。また、操作コントローラのような製品を持っている手に対してフィードバック振動が伝わることを抑制できるため、直接的な触感を与えることができる。   A so-called method of vibrating an entire product (for example, an operation controller) including an operation input device such as a vibration motor can be changed only by the strength and time of vibrating the entire product. However, if it is embodiment of this invention, the change of force can be directly output to an operation part. Therefore, for example, if a plurality of operation input devices are mounted, feedback can be output (vibrated) for each operation unit. Moreover, since it is possible to suppress the feedback vibration from being transmitted to the hand holding the product such as the operation controller, a direct tactile sensation can be given.

また、振動モータは振動の振幅を上げるために回転数を上げる必要があり、回転が上がるまでの時間がかかるため応答性が低く、振動周波数と振幅を個別に制御できない。しかしながら、本発明の実施形態であれば、操作部という重量の比較的軽い部位にのみ力を出力するため、出力されるパルスを変更することにより、1パルスでクリック感のような触感を出力することも、パルスを繰り返して振動のような触感を出力することもできる。また、振幅、周波数、パルス幅などを自在に変更できるため、必要に応じて触感を変化させることができる。   Further, the vibration motor needs to increase the number of rotations in order to increase the amplitude of vibration, and since it takes time until the rotation increases, the response is low, and the vibration frequency and amplitude cannot be individually controlled. However, according to the embodiment of the present invention, the force is output only to the relatively light part of the operation unit, so that the tactile sensation such as a click feeling is output with one pulse by changing the output pulse. In addition, it is possible to output a tactile sensation like vibration by repeating pulses. In addition, since the amplitude, frequency, pulse width, and the like can be freely changed, the tactile sensation can be changed as necessary.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形、改良及び置換を加えることができる。上述の実施例それぞれの各部の構成を組み合わせてもよい。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications, improvements, and modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Substitutions can be added. You may combine the structure of each part of the above-mentioned Example.

例えば、操作部を弾性的に支持する支持部材は、リターンバネのような弾性部材に限らず、ゴム部材でもよいし、スポンジ部材でもよいし、空気や油が充填されたシリンダーでもよい。   For example, the support member that elastically supports the operation unit is not limited to an elastic member such as a return spring, but may be a rubber member, a sponge member, or a cylinder filled with air or oil.

また、本発明の操作入力装置は、手指に限らず、手のひらで操作するものあってもよい。また、足指や足の裏で操作するものであってもよい。また、操作者が触れる面は、平面でも、凹面でも、凸面でもよい。   Further, the operation input device of the present invention is not limited to fingers and may be operated with the palm of the hand. Moreover, you may operate with a toe or a sole. The surface touched by the operator may be a flat surface, a concave surface, or a convex surface.

1〜3 操作入力装置
11 コイル
13 コア
14 ヨーク部
15 ヨーク部
16 弾性体
18 ボビン
23 コア
23b 下面
23c 凹部
23d バネ受け面
23e フランジ部
24 ヨーク部
25 ヨーク部
26 リターンバネ
27 ヨーク部
28 ボビン
28a フランジ部
70 演算回路
76 駆動回路
77 受信回路
Φ 磁束
1 to 3 operation input devices 11 coil 13 core 14 yoke portion 15 yoke portion 16 elastic body 18 bobbin 23 core 23b lower surface 23c recess 23d spring receiving surface 23e flange portion 24 yoke portion 25 yoke portion 26 return spring 27 yoke portion 28 bobbin 28a flange 70 arithmetic circuit 76 driving circuit 77 receiving circuit Φ magnetic flux

Claims (11)

コイルと、
操作入力の作用により前記コイルの軸方向に変位するコアと、
前記コイルの外周側面と上面と下面とを覆うように配置された第1のヨーク部と、
前記コイルの内側下部に配置された第2のヨーク部と、
前記コアを支持する弾性体とを備え、
前記コイルは、前記コアの変位量に応じた信号を出力し、
前記コアは、前記コイルに流れる電流により前記コアと前記第2のヨーク部との間に発生する磁気吸引力によって可動する、操作入力装置。
Coils,
A core that is displaced in the axial direction of the coil by the action of an operation input;
A first yoke portion disposed so as to cover an outer peripheral side surface, an upper surface and a lower surface of the coil;
A second yoke portion disposed at the inner lower portion of the coil;
An elastic body that supports the core;
The coil outputs a signal corresponding to the amount of displacement of the core,
The operation input device, wherein the core is moved by a magnetic attractive force generated between the core and the second yoke portion by a current flowing through the coil.
前記第2のヨーク部は、筒部を有する、請求項1に記載の操作入力装置。   The operation input device according to claim 1, wherein the second yoke portion has a cylindrical portion. 前記筒部の内径が、前記コアの外径よりも大きい、請求項2に記載の操作入力装置。   The operation input device according to claim 2, wherein an inner diameter of the cylindrical portion is larger than an outer diameter of the core. 前記弾性体は、前記コイルの内側に配置された、請求項1から3のいずれか一項に記載の操作入力装置。   The operation input device according to claim 1, wherein the elastic body is arranged inside the coil. 前記コアは、前記弾性体を受ける凹部を有する、請求項4に記載の操作入力装置。   The operation input device according to claim 4, wherein the core has a recess that receives the elastic body. 前記コイルを固定するボビンを備え、
前記コアは、前記ボビンの内側を変位する、請求項1から5のいずれか一項に記載の操作入力装置。
A bobbin for fixing the coil;
The operation input device according to claim 1, wherein the core is displaced inside the bobbin.
前記コアは、前記コアの側面に設けられた第1のフランジ部を有し、
前記ボビンは、前記ボビンの内側に設けられた第2のフランジ部を有し、
前記第2のフランジ部は、前記第1のフランジ部と組み合うことで、前記コアが前記弾性体によって復帰できる位置を制限する、請求項6に記載の操作入力装置。
The core has a first flange portion provided on a side surface of the core;
The bobbin has a second flange portion provided inside the bobbin,
The operation input device according to claim 6, wherein the second flange portion is combined with the first flange portion to limit a position where the core can be returned by the elastic body.
前記コイルの内側上部に配置された第3のヨーク部を備える、請求項1から7のいずれか一項に記載の操作入力装置。   The operation input device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a third yoke portion disposed on an inner upper portion of the coil. 前記第3のヨーク部は、前記コアが進入可能な筒部を有する、請求項8に記載の操作入力装置。   The operation input device according to claim 8, wherein the third yoke portion has a cylindrical portion into which the core can enter. 前記コイルの内側上部に配置された第3のヨーク部を備え、
前記第3のヨーク部は、前記コアが進入可能な筒部を有し、
前記第3のヨーク部の前記筒部の内径が、前記第2のフランジ部の内径よりも大きい、請求項7に記載の操作入力装置。
A third yoke portion disposed on the inner upper side of the coil;
The third yoke part has a cylindrical part into which the core can enter,
The operation input device according to claim 7, wherein an inner diameter of the cylindrical portion of the third yoke portion is larger than an inner diameter of the second flange portion.
コイルと、
操作入力の作用により前記コイルの軸方向に変位するコアと、
前記コイルの外周側面と上面と下面とを覆うように配置された第1のヨーク部と、
前記コイルの内側下部に配置された第2のヨーク部と、
前記コアを支持する弾性体と、
前記コイルから出力される信号に基づいて、前記コアの変位量を検出する検出手段と、
前記コアと前記第2のヨーク部との間に磁気吸引力を発生させる電流を前記コイルに流すことによって、前記コアを可動させる制御手段とを備える、操作入力装置。
Coils,
A core that is displaced in the axial direction of the coil by the action of an operation input;
A first yoke portion disposed so as to cover an outer peripheral side surface, an upper surface and a lower surface of the coil;
A second yoke portion disposed at the inner lower portion of the coil;
An elastic body supporting the core;
Detecting means for detecting a displacement amount of the core based on a signal output from the coil;
An operation input device comprising: control means for moving the core by causing a current to generate a magnetic attractive force between the core and the second yoke portion to flow through the coil.
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