JP6498584B2 - Multi-directional input device - Google Patents

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Description

本発明は、揺動操作される操作部のポジションを検出する多方向入力装置に関する。   The present invention relates to a multidirectional input device that detects the position of an operation unit that is operated to swing.

車両用のシフト装置においては、安全性確保のために、シフトレバーのシフト方向の検出を多重化することが求められている。例えば特許文献1に記載のシフト装置では、シャフトと一体で回動するマグネットの磁束の変化をMRE素子によって検出するとともに、2つのフォトインタラプタと突片によってシフトレバーのシフト方向の変化を検出することにより、シフト方向の検出の冗長化を図っている。ここで、突片は、シフト方向に回動可能とされたシャフトの先端に取り付けられた、ほぼ扇形状のプレートに形成されており、シフトレバーと一体で回動する。フォトインタラプタは、シフトレバーとともに移動する突片によって、受光状態又は遮光状態となるように構成されているため、フォトインタラプタからの出力信号によって、シフトレバーのシフト方向の変化が検出可能となる。磁気、光は非接触な検出手段であり接触式に比べ長寿命を実現できる。   In a vehicle shift device, it is required to multiplex detection of the shift direction of the shift lever in order to ensure safety. For example, in the shift device described in Patent Document 1, a change in the magnetic flux of a magnet that rotates integrally with a shaft is detected by an MRE element, and a change in the shift direction of the shift lever is detected by two photo interrupters and a projecting piece. Thus, redundancy in detection of the shift direction is achieved. Here, the projecting piece is formed on a substantially fan-shaped plate attached to the tip of a shaft that is rotatable in the shift direction, and rotates integrally with the shift lever. Since the photo interrupter is configured to be in a light receiving state or a light shielding state by a projecting piece that moves together with the shift lever, a change in the shift direction of the shift lever can be detected by an output signal from the photo interrupter. Magnetism and light are non-contact detection means, and can achieve a longer life than the contact type.

特開2003−154868号公報JP 2003-154868 A

しかしながら、特許文献1に記載のシフト装置は、フォトインタラプタを用いたセンサユニットにおいて、シフトレバーと一体に揺動するシャフトと、このシャフトとともに回動するプレートと、このプレートに形成された突片と、2つのフォトインタラプタとを用いており、機構が複雑かつ大型化していた。   However, the shift device described in Patent Document 1 is a sensor unit that uses a photo interrupter. A shaft that swings integrally with a shift lever, a plate that rotates together with the shaft, and a protrusion that is formed on the plate. Two photo interrupters were used, and the mechanism was complicated and large.

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされ、耐環境性に強く、且つ小規模な構成で操作部のポジションを高精度に検出できる多方向入力装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a multidirectional input device that is highly resistant to the environment and can detect the position of the operation unit with high accuracy with a small configuration.

本発明の多方向入力装置は、揺動操作によって複数のポジションのいずれかに配置される操作部と、前記揺動操作によって配置された前記操作部のポジションをそれぞれ検出する光学センサユニットおよび磁気センサユニットと、前記光学センサユニットおよび前記磁気センサユニットによって共有され、前記操作部の各ポジションに固有の姿勢になる被検出部と、前記被検出部を、前記光学センサユニットによる光学式のポジション判定と前記磁気センサユニットによる磁気式のポジション判定との双方に使用する判定部と、有し、前記被検出部は、前記操作部の揺動操作に応じた磁場を生じる磁石であるとともに、光が照射される被照射領域を備えており、前記光学センサユニットは、記被検出部に前記光を照射する光源と、前記被検出部の前記光が照射される前記被照射領域を撮像する撮像部と、を有し、前記磁気センサユニットは、前記被検出部が生じる前記磁場の変化を検出する磁気センサを有し、前記判定部は、前記光学式のポジション判定において、前記撮像部が撮像した撮像画像内における前記被照射領域の像を基に前記操作部のポジションを判定し、前記磁気式のポジション判定において、前記磁気センサが検出した前記磁場の変化を基に前記操作部のポジションを判定する。 The multi-directional input device of the present invention includes an operation unit disposed at any one of a plurality of positions by a swing operation, and an optical sensor unit and a magnetic sensor that respectively detect the positions of the operation units disposed by the swing operation. A unit, a detected part that is shared by the optical sensor unit and the magnetic sensor unit and has a unique posture at each position of the operation unit, and an optical position determination by the optical sensor unit. A determination unit that is used for both magnetic position determination by the magnetic sensor unit , and the detected unit is a magnet that generates a magnetic field according to a swing operation of the operation unit, and is irradiated with light. It includes an irradiated region which is, the optical sensor unit, before Symbol a light source for irradiating the light to the part to be detected, the test Has an imaging unit which the light parts are for imaging the irradiated region to be irradiated, wherein the magnetic sensor unit includes a magnetic sensor for detecting changes in the magnetic field which the part to be detected occurs, the In the optical position determination, the determination unit determines a position of the operation unit based on an image of the irradiated area in a captured image captured by the imaging unit. In the magnetic position determination, the determination unit determines the magnetic position. The position of the operation unit is determined based on the change in the magnetic field detected by the sensor.

この構成によれば、被検出部を、光学センサユニットによる光学式のポジション判定と、磁気センサユニットによる磁気式のポジション判定との双方に使用するため、簡単かつ少なく部品点数で小規模な構成で2つの異なる非接触の判定方式でポジションの判定をすることができる。ここで、使用環境において、磁気的なノイズが発生した場合には光学センサユニットによる判定は影響を受けず、意図しない外光が生じた場合には磁気センサユニットによる判定は影響を受けない。そのため、耐環境変動に強い、信頼性の高い判定を行うことができる。
また、この機構によれば、光学センサユニットおよび磁気センサユニットの双方が操作部のポジションを非接触で検出するため、長寿命を実現できる。
According to this configuration, since the detected portion is used for both the optical position determination by the optical sensor unit and the magnetic position determination by the magnetic sensor unit, it is simple and has a small configuration with a small number of parts. The position can be determined by two different non-contact determination methods. Here, when magnetic noise occurs in the use environment, the determination by the optical sensor unit is not affected, and when unintentional external light occurs, the determination by the magnetic sensor unit is not affected. Therefore, it is possible to make a highly reliable determination that is resistant to environmental fluctuations.
Further, according to this mechanism, since both the optical sensor unit and the magnetic sensor unit detect the position of the operation unit in a non-contact manner, a long life can be realized.

好適には本発明の多方向入力装置は、前記被検出部の前記被照射領域に付されたマーカを有し、前記判定部は、前記撮像画像内における前記マーカの像を基に、前記操作部のポジションを判定する。   Preferably, the multi-directional input device of the present invention has a marker attached to the irradiated area of the detected part, and the determination part performs the operation based on the image of the marker in the captured image. Determine the position of the part.

この構成によれば、前記被検出部の前記被照射領域にマーカを付すので、撮像画像を基にしたポジション判定の精度を高めることができる。そのため、撮像部として比較的精度が低いものを用いることができ、小規模化および低価格化が図れる。   According to this configuration, since the marker is attached to the irradiated region of the detected portion, it is possible to improve the accuracy of position determination based on the captured image. For this reason, an image pickup unit having a relatively low accuracy can be used, and a reduction in size and price can be achieved.

好適には本発明の多方向入力装置の前記マーカは、前記被照射領域内の当該マーカの周囲の領域との間にコントラストを有している。
この構成によれば、撮像画像内でコントラストを基にマーカの像を容易に検出でき、ポジション判定の精度を高めることができる。
Preferably, the marker of the multidirectional input device according to the present invention has a contrast with a region around the marker in the irradiated region.
According to this configuration, the marker image can be easily detected based on the contrast in the captured image, and the accuracy of the position determination can be improved.

好適には本発明の多方向入力装置の前記操作部はシフトレバーであり、軸受を中心に揺動し、一端にシフトノブが設けられたシャフトを有し、前記被検出部は、前記シャフトの前記軸受に対して前記シフトノブと反対側に設けられている
この構成によれば、前記被検出部を前記シフトノブの動きに連動させることができる。
Preferably, the operation portion of the multi-directional input device of the present invention is a shift lever, and has a shaft that swings around a bearing and has a shift knob at one end, and the detected portion is the shaft of the shaft. According to this configuration provided on the opposite side of the shift knob with respect to the bearing, the detected portion can be interlocked with the movement of the shift knob.

好適には本発明の多方向入力装置の前記被検出部は、前記シャフトの前記撮像部側の端部に位置している。
この構成によれば、操作部の動きに応じて比較的長距離移動するシャフトの端部に前記被検出部を位置させるため、光学センサユニットおよび磁気センサユニットのいずれにおいても、被検出部の動きを検出しやすくなる。
Preferably, the detected part of the multidirectional input device of the present invention is located at an end of the shaft on the imaging part side.
According to this configuration, since the detected portion is positioned at the end portion of the shaft that moves relatively long distance according to the movement of the operation portion, the movement of the detected portion is performed in both the optical sensor unit and the magnetic sensor unit. Is easier to detect.

好適には本発明の多方向入力装置は、前記光源、前記撮像部および前記磁気センサを搭載した基板する。
この構成によれば、前記光源、前記撮像部および前記磁気センサの位置決めが容易になり、高精度な検出が可能になる。
Preferably, the multidirectional input device of the present invention is a substrate on which the light source, the imaging unit, and the magnetic sensor are mounted.
According to this configuration, the light source, the imaging unit, and the magnetic sensor can be easily positioned, and highly accurate detection is possible.

好適には本発明の多方向入力装置の前記判定部は、前記被検出部が移動開始前と移動開始後の前記撮像画像を用いて前記マーカの移動方向と移動量を特定し、当該特定した結果を基に前記操作部のポジションを判定する。
この構成によれば、マーカの移動方向と移動量を基に操作部のポジションを高精度に判定できる。
Preferably, the determination unit of the multi-directional input device according to the present invention specifies the movement direction and the movement amount of the marker using the captured images before and after the detected part starts moving. The position of the operation unit is determined based on the result.
According to this configuration, the position of the operation unit can be determined with high accuracy based on the moving direction and moving amount of the marker.

本発明によれば、耐環変動に強く、且つ小規模な構成で操作部のポジションを高精度に検出できる多方向入力装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a multidirectional input device that is resistant to variation in ring resistance and that can detect the position of the operation unit with high accuracy with a small-scale configuration.

図1は、本発明の実施形態に係る多方向入力装置の外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view of a multidirectional input device according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示す被検出部の側から見た外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view as seen from the detected portion side shown in FIG. 図3Aは本実施形態の多方向入力装置のセンサ系の配置を説明するための図、図3Bは図3Aの上側から見たレンズと磁気センサの配置を説明するための図である。FIG. 3A is a diagram for explaining the arrangement of the sensor system of the multidirectional input device of this embodiment, and FIG. 3B is a diagram for explaining the arrangement of the lens and the magnetic sensor as viewed from the upper side of FIG. 3A. 図4は、図1に示す多方向入力装置の機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram of the multidirectional input device shown in FIG.

以下、本発明の実施形態に係るシフト装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る多方向入力装置1の外観斜視図である。図2は、図1に示す被検出部31の側から見た外観斜視図である。
図3Aは本実施形態の多方向入力装置1のセンサ系の配置を説明するための図、図3Bは図3Aの上側から見たレンズ41と磁気センサ43の配置を説明するための図である。
図4は、図1に示す多方向入力装置1の機能ブロック図である。
Hereinafter, a shift device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external perspective view of a multidirectional input device 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an external perspective view seen from the detected portion 31 side shown in FIG.
3A is a diagram for explaining the arrangement of the sensor system of the multidirectional input device 1 according to the present embodiment, and FIG. 3B is a diagram for explaining the arrangement of the lens 41 and the magnetic sensor 43 as viewed from the upper side of FIG. 3A. .
FIG. 4 is a functional block diagram of the multidirectional input device 1 shown in FIG.

図1に示すように、多方向入力装置1は、例えば、シフトノブ11、シャフト12、軸受13で構成されるシフトレバー(操作部)10を有する。
運転者が把持するシフトノブ11からシャフト12が延び、このシャフト12が軸受13によって、Y1−Y2方向及びX1−X2方向に揺動可能に支持されている。軸受13は、シャフト12およびシフトノブ11を揺動可能な状態で車体に固定する。
As illustrated in FIG. 1, the multidirectional input device 1 includes a shift lever (operation unit) 10 including, for example, a shift knob 11, a shaft 12, and a bearing 13.
A shaft 12 extends from a shift knob 11 held by a driver, and the shaft 12 is supported by a bearing 13 so as to be swingable in the Y1-Y2 direction and the X1-X2 direction. The bearing 13 fixes the shaft 12 and the shift knob 11 to the vehicle body in a swingable state.

運転者がシフトノブ11を操作してシャフト12を揺動させることにより、シフトレバー10が複数のポジションのいずれかにシフトされる。ここで、本実施形態に係る多方向入力装置1を車両用シフターとして使用する場合、上記複数のポジションに、N(ニュートラル)、D(ドライブ)、R(リターン)、H(ホーム)、P(パーキング)などのポジションを適宜割り当てることができる。
各ポジション間の移動は、例えば、図1に示すシフトノブ11をX1−X2方向、Y1−Y2方向に移動して行われる。
When the driver operates the shift knob 11 to swing the shaft 12, the shift lever 10 is shifted to one of a plurality of positions. Here, when the multidirectional input device 1 according to the present embodiment is used as a vehicle shifter, N (neutral), D (drive), R (return), H (home), P ( A position such as parking) can be appropriately assigned.
The movement between the positions is performed, for example, by moving the shift knob 11 shown in FIG. 1 in the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction.

また、多方向入力装置1は、運転者がシフトノブ11から手を離しても操作後の位置に保持されるタイプ、及び、シフトノブ11から手を離すとホームポジションに戻るタイプのいずれにも適用できる。さらにまた、ポジションの数及び配置は本実施形態に示すものに限定されない。
シャフト12のシフトノブ11とは反対側には被検出部31が設けられており、被検出部31がシフトレバー10のポジションに応じた固有の姿勢になる。
Further, the multidirectional input device 1 can be applied to both a type in which the driver is held at the position after the operation even if the driver releases his hand from the shift knob 11 and a type in which the driver returns to the home position when the hand is released from the shift knob 11. . Furthermore, the number and arrangement of positions are not limited to those shown in this embodiment.
A detected portion 31 is provided on the opposite side of the shaft 12 from the shift knob 11, and the detected portion 31 has a unique posture corresponding to the position of the shift lever 10.

多方向入力装置1は、シフトレバー10のポジションを検出する光学センサユニット21および磁気センサユニット41を有する。   The multidirectional input device 1 includes an optical sensor unit 21 and a magnetic sensor unit 41 that detect the position of the shift lever 10.

光学センサユニット21は、例えば、被検出部31、レンズ33、光源35、撮像部37および判定部39を有する。
被検出部31は、シフトレバー10の各ポジションに固有の姿勢になる。被検出部31は、シャフト12のZ2方向の下端部に設けられている。被検出部31は、例えば、磁石で構成され、少なくとも下面の一部にマーカ27が設けられている。マーカ27は、被照射領域31a内の当該マーカ27の周囲の領域との間にコントラストを有している。マーカ27としては、例えば、白丸、蛍光剤で赤く光るものが用いられる。マーカ27は、被照射領域31aに塗料等で付着してもよいし、接着剤等で接着してもよい。
The optical sensor unit 21 includes, for example, a detection unit 31, a lens 33, a light source 35, an imaging unit 37, and a determination unit 39.
The detected part 31 has a posture unique to each position of the shift lever 10. The detected part 31 is provided at the lower end of the shaft 12 in the Z2 direction. The detected part 31 is composed of, for example, a magnet, and a marker 27 is provided on at least a part of the lower surface. The marker 27 has a contrast with the area around the marker 27 in the irradiated area 31a. As the marker 27, for example, a white circle or a fluorescent agent that glows red is used. The marker 27 may be adhered to the irradiated region 31a with a paint or the like, or may be adhered with an adhesive or the like.

図3A及び図3Bに示すように、光源35、撮像部37および磁気センサ43は基板23上に設けられている。
撮像部37の被検出部31側にはレンズ33が設けられている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the light source 35, the imaging unit 37, and the magnetic sensor 43 are provided on the substrate 23.
A lens 33 is provided on the detection unit 31 side of the imaging unit 37.

光源35は、被検出部31の被照射領域31aに光を照射する。
レンズ33は、光源35から照射された光の被照射領域31aでの反射光を撮像部37に集光する。
撮像部37は、レンズ33を介して被照射領域31aからの反射光を結像する。すなわち、撮像部37は、被検出部31の被照射領域31aを撮像する。
撮像部37としては、例えば、数十画素×数十画素のように低解像度で安価なものが用いられる。
The light source 35 irradiates the irradiated area 31 a of the detected part 31 with light.
The lens 33 condenses the reflected light from the irradiated region 31 a of the light emitted from the light source 35 on the imaging unit 37.
The imaging unit 37 forms an image of the reflected light from the irradiated region 31 a via the lens 33. That is, the imaging unit 37 images the irradiated region 31 a of the detected unit 31.
As the imaging unit 37, for example, a low resolution and inexpensive one such as several tens of pixels × several tens of pixels is used.

判定部39は、撮像部37が被照射領域31aを撮像した撮像結果である撮像画像内における被照射領域31aの像を基に、シフトレバー10のポジションを判定する。具体的には、判定部39は、被照射領域31aの撮像画像内のマーカ27の像を基に、シフトレバー10のポジションを判定する。
このとき、判定部39は、被検出部31の移動開始前と移動開始後の上記撮像画像を基に、マーカ27の移動方向と移動量を特定し、当該特定した結果を基に、シフトレバー10のポジションを判定する。
本実施形態では、判定部39は、撮像部37が撮像した画像に基づいて、被検出部31の被照射領域31a内のマーカ27の大まかな移動を検出する。そのため、判定部39は、比較的処理能力が低いコンピュータで実現できる。
The determination unit 39 determines the position of the shift lever 10 based on the image of the irradiated region 31a in the captured image that is the imaging result of the imaging unit 37 capturing the irradiated region 31a. Specifically, the determination unit 39 determines the position of the shift lever 10 based on the image of the marker 27 in the captured image of the irradiated region 31a.
At this time, the determination unit 39 identifies the movement direction and the movement amount of the marker 27 based on the captured images before and after the movement of the detected unit 31, and based on the identified result, the shift lever Determine 10 positions.
In the present embodiment, the determination unit 39 detects a rough movement of the marker 27 in the irradiated area 31 a of the detected unit 31 based on the image captured by the imaging unit 37. Therefore, the determination unit 39 can be realized by a computer having a relatively low processing capability.

磁気センサユニット41は、磁石である被検出部31と、磁気センサ43と、判定部39とを有する。
磁気センサ43は、図3A及び図3Bに示すように、レンズ33の近傍に設けられている。磁気センサ43は、例えばホール素子、磁気抵抗効果素子、又は、巨大磁気抵抗効果素子であり、シフトレバー10の揺動操作によって生じる磁場の変化を検出する。より具体的には、被検出部31は多極着磁された磁石であり、シフトレバー10の揺動操作に応じて被検出部31が変位することにともなって、被検出部31の下面の向きや、当該下面と磁気センサ43との距離が変化することによって、発生する磁場(磁界)が変化する。磁気センサ43においては、シフトレバー10の揺動操作によって変化する磁場を電気抵抗の変化として検出し、検出結果を判定部39に出力する。
The magnetic sensor unit 41 includes a detected part 31 that is a magnet, a magnetic sensor 43, and a determination part 39.
The magnetic sensor 43 is provided in the vicinity of the lens 33 as shown in FIGS. 3A and 3B. The magnetic sensor 43 is, for example, a Hall element, a magnetoresistive effect element, or a giant magnetoresistive effect element, and detects a change in the magnetic field caused by the swinging operation of the shift lever 10. More specifically, the detected portion 31 is a multipolar magnetized magnet, and the detected portion 31 is displaced in accordance with the swing operation of the shift lever 10, so that the detected portion 31 has a lower surface. The generated magnetic field (magnetic field) changes as the direction and the distance between the lower surface and the magnetic sensor 43 change. The magnetic sensor 43 detects a magnetic field that changes due to the swinging operation of the shift lever 10 as a change in electrical resistance, and outputs the detection result to the determination unit 39.

判定部39は、磁気センサ43からの検出結果を基に、シフトレバー10のポジションを判定する。
すなわち、判定部39は、光学センサユニット21における光学式と、磁気センサユニット41における磁気式との双方の方式で、シフトレバー10のポジションを判定する。
The determination unit 39 determines the position of the shift lever 10 based on the detection result from the magnetic sensor 43.
That is, the determination unit 39 determines the position of the shift lever 10 by both the optical method in the optical sensor unit 21 and the magnetic method in the magnetic sensor unit 41.

以下、多方向入力装置1の動作を説明する。
運転者がシフトノブ11を操作してシャフト12を揺動させることにより、シフトレバー10が複数のポジションのいずれかにシフトされる。
多方向入力装置1では、シフトレバー10のポジションを光学センサユニット21および磁気センサユニット41の双方で判定する。
Hereinafter, the operation of the multidirectional input device 1 will be described.
When the driver operates the shift knob 11 to swing the shaft 12, the shift lever 10 is shifted to one of a plurality of positions.
In the multidirectional input device 1, the position of the shift lever 10 is determined by both the optical sensor unit 21 and the magnetic sensor unit 41.

シャフト12の搖動に応じて、被検出部31の被照射領域31aに設けられたマーカ27が搖動する。マーカ27には光源35が光が照射されており、レンズ33を介してマーカ27からの反射光がレンズ33で集光されて撮像部37に結像する。   In response to the swing of the shaft 12, the marker 27 provided in the irradiated region 31a of the detected portion 31 swings. The marker 27 is irradiated with light from a light source 35, and reflected light from the marker 27 is condensed by the lens 33 through the lens 33 and forms an image on the imaging unit 37.

そして、判定部39は、撮像部37の撮像画像に基づいて、被検出部31の被照射領域31a内のマーカ27の移動方向および移動量を検出して、シフトレバー10の移動後のポジションを判定する。これが光学センサユニット21による判定である。
また、多方向入力装置1では、上述した光学センサユニット21による判定と同時に以下の磁気センサユニット41による判定を行う。
Then, the determination unit 39 detects the movement direction and the movement amount of the marker 27 in the irradiated region 31a of the detection unit 31 based on the captured image of the imaging unit 37, and determines the position after the shift lever 10 has moved. judge. This is the determination by the optical sensor unit 21.
In the multidirectional input device 1, the following determination by the magnetic sensor unit 41 is performed simultaneously with the determination by the optical sensor unit 21 described above.

すなわち、多方向入力装置1では、シフトレバー10の揺動操作に応じて被検出部31が変位することにともなって、被検出部31の下面の向きや、当該下面と磁気センサ43との距離が変化することによって、発生する磁場(磁界)が変化する。磁気センサ43においては、シフトレバー10の揺動操作によって変化する磁場を電気抵抗の変化として検出し、検出結果を判定部39に出力する。
判定部39は、磁気センサ43からの検出結果を基に、シフトレバー10のポジションを判定する。
That is, in the multidirectional input device 1, the detected portion 31 is displaced in accordance with the swinging operation of the shift lever 10, and accordingly, the orientation of the lower surface of the detected portion 31 and the distance between the lower surface and the magnetic sensor 43. Changes the generated magnetic field (magnetic field). The magnetic sensor 43 detects a magnetic field that changes due to the swinging operation of the shift lever 10 as a change in electrical resistance, and outputs the detection result to the determination unit 39.
The determination unit 39 determines the position of the shift lever 10 based on the detection result from the magnetic sensor 43.

判定部39は、光学センサユニット21および磁気センサユニット41による判定が一致していれば、それをシフトレバー10のポジションとして出力する。
また、判定部39は、光学センサユニット21および磁気センサユニット41による判定が不一致の場合は、エラーを出力する。
If the determinations by the optical sensor unit 21 and the magnetic sensor unit 41 match, the determination unit 39 outputs it as the position of the shift lever 10.
Moreover, the determination part 39 outputs an error, when the determination by the optical sensor unit 21 and the magnetic sensor unit 41 is inconsistent.

以上説明したように、多方向入力装置1によれば、被検出部31を、光学センサユニット21による光学式のポジション判定と、磁気センサユニット41による磁気式のポジション判定との双方に使用するため、簡単かつ少なく部品点数で小規模な構成で2つの異なる非接触の判定方式でポジションの判定をすることができる。
ここで、多方向入力装置1の使用環境において、磁気的なノイズが発生した場合には光学センサユニット21による判定は影響を受けず、意図しない外光が生じた場合には磁気センサユニット41による判定は影響を受けない。そのため、耐環境変動に強い、信頼性の高い判定を行うことができる。
As described above, according to the multidirectional input device 1, the detected portion 31 is used for both the optical position determination by the optical sensor unit 21 and the magnetic position determination by the magnetic sensor unit 41. The position can be determined by two different non-contact determination methods with a simple and small number of parts and a small configuration.
Here, in the environment where the multidirectional input device 1 is used, when magnetic noise occurs, the determination by the optical sensor unit 21 is not affected, and when unintended outside light occurs, the magnetic sensor unit 41 determines. Judgment is not affected. Therefore, it is possible to make a highly reliable determination that is resistant to environmental fluctuations.

また、多方向入力装置1では、判定部39は、撮像画像内の被検出部31の被照射領域31aに付されたマーカ27の像を基にシフトレバー10のポジションを判定する。そのため、撮像画像を基にしたポジション判定の精度を高めることができる。その結果、撮像部37として比較的精度が低いものを用いることができ、多方向入力装置1の小規模化および低価格化が図れる。   In the multidirectional input device 1, the determination unit 39 determines the position of the shift lever 10 based on the image of the marker 27 attached to the irradiated region 31 a of the detected unit 31 in the captured image. Therefore, the accuracy of position determination based on the captured image can be increased. As a result, a relatively low accuracy can be used as the imaging unit 37, and the multi-directional input device 1 can be reduced in size and price.

また、多方向入力装置1のマーカ27は、被検出部31の被照射領域31a内のマーカ27の周囲の領域との間にコントラストを有している。そのため、撮像画像内でコントラストを基にマーカ27の像を容易に検出でき、シフトレバー10のポジション判定の精度を高めることができる。   In addition, the marker 27 of the multidirectional input device 1 has a contrast with the area around the marker 27 in the irradiated area 31 a of the detected part 31. Therefore, the image of the marker 27 can be easily detected based on the contrast in the captured image, and the accuracy of the position determination of the shift lever 10 can be improved.

また、多方向入力装置1では、光学センサユニット21および磁気センサユニット41の双方がシフトレバー10のポジションを非接触で検出するため、長寿命を実現できる。   Moreover, in the multidirectional input device 1, since both the optical sensor unit 21 and the magnetic sensor unit 41 detect the position of the shift lever 10 in a non-contact manner, a long life can be realized.

また、多方向入力装置1では、被検出部31は、シャフト12の撮像部37側の端部に位置している。この構成によれば、シフトレバー10の動きに応じて被検出部31を比較的長距離移動させることができ、光学センサユニット21および磁気センサユニット41のいずれにおいても、被検出部31の動きを検出しやすくなる。   In the multidirectional input device 1, the detected part 31 is located at the end of the shaft 12 on the imaging part 37 side. According to this configuration, the detected portion 31 can be moved a relatively long distance in accordance with the movement of the shift lever 10, and the movement of the detected portion 31 can be controlled in both the optical sensor unit 21 and the magnetic sensor unit 41. It becomes easy to detect.

また、多方向入力装置1では、光源35、撮像部37および磁気センサ43は基板23上に設けられている。そのため、光源35、撮像部37および磁気センサ43の位置決めが容易になり、ポジション検出精度を高めることができると共に、製造コストを抑えられる。   In the multidirectional input device 1, the light source 35, the imaging unit 37, and the magnetic sensor 43 are provided on the substrate 23. Therefore, the light source 35, the imaging unit 37, and the magnetic sensor 43 can be easily positioned, the position detection accuracy can be increased, and the manufacturing cost can be reduced.

本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above.
That is, those skilled in the art may make various modifications, combinations, subcombinations, and alternatives regarding the components of the above-described embodiments within the technical scope of the present invention or an equivalent scope thereof.

例えば、上述した実施形態では、マーカ27として図2に示す円形のものを例示したが、マーカ27は楕円、四角形、三角形等の形状であってもよい。
また、上述した実施形態では、被検出部31を、シャフト12の撮像部37側の端部に設けた場合を例示したが、シャフト12の端部以外の箇所、あるいはシャフト12と連動する他の部材に設けてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the marker 27 has a circular shape illustrated in FIG. 2, but the marker 27 may have an ellipse, a rectangle, a triangle, or the like.
Further, in the above-described embodiment, the case where the detected portion 31 is provided at the end portion of the shaft 12 on the imaging portion 37 side is illustrated. However, the portion other than the end portion of the shaft 12 or other portions that are linked to the shaft 12 is exemplified. You may provide in a member.

また、上述した実施形態では、本発明の多方向入力装置をシフト装置に適用した場合を例示しが、操作部のポジションを検出するものであればシフト装置以外の装置に本発明を適用してもよい。   In the embodiment described above, the case where the multi-directional input device of the present invention is applied to a shift device is illustrated. However, the present invention is applied to devices other than the shift device as long as the position of the operation unit is detected. Also good.

本発明は、車両等のシフト装置等の分野に適用可能である。   The present invention is applicable to the field of shift devices for vehicles and the like.

1…多方向入力装置
10…シフトレバー(操作部)
11…シフトノブ
12…シャフト
13…軸受
27…マーカ
31…被検出部
31a…被照射領域
33…レンズ
35…光源
37…撮像部
39…判定部


1 ... Multi-directional input device 10 ... Shift lever (operation unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Shift knob 12 ... Shaft 13 ... Bearing 27 ... Marker 31 ... Detected part 31a ... Irradiation area 33 ... Lens 35 ... Light source 37 ... Imaging part 39 ... Determination part


Claims (7)

揺動操作によって複数のポジションのいずれかに配置される操作部と、
前記揺動操作によって配置された前記操作部のポジションをそれぞれ検出する光学センサユニットおよび磁気センサユニットと、
前記光学センサユニットおよび前記磁気センサユニットによって共有され、前記操作部の各ポジションに固有の姿勢になる被検出部と、
前記被検出部を、前記光学センサユニットによる光学式のポジション判定と前記磁気センサユニットによる磁気式のポジション判定との双方に使用する判定部と、
を有し、
前記被検出部は、前記操作部の揺動操作に応じた磁場を生じる磁石であるとともに、光が照射される被照射領域を備えており、
前記光学センサユニットは、
記被検出部に前記光を照射する光源と、
前記被検出部の前記光が照射される前記被照射領域を撮像する撮像部と、
を有し、
前記磁気センサユニットは、前記被検出部が生じる前記磁場の変化を検出する磁気センサを有し、
前記判定部は、
前記光学式のポジション判定において、前記撮像部が撮像した撮像画像内における前記被照射領域の像を基に前記操作部のポジションを判定し、
前記磁気式のポジション判定において、前記磁気センサが検出した前記磁場の変化を基に前記操作部のポジションを判定する
多方向入力装置。
An operation unit arranged at one of a plurality of positions by a swing operation;
An optical sensor unit and a magnetic sensor unit for detecting the position of the operation unit arranged by the swing operation;
A detected part that is shared by the optical sensor unit and the magnetic sensor unit and has a unique posture at each position of the operation unit;
A determination unit used for both the optical position determination by the optical sensor unit and the magnetic position determination by the magnetic sensor unit ;
Have
The detected portion is a magnet that generates a magnetic field according to the swinging operation of the operation portion, and includes an irradiated region that is irradiated with light.
The optical sensor unit is
A light source for irradiating the light before Symbol detected portion,
An imaging unit that images the irradiated region irradiated with the light of the detected unit;
Have
The magnetic sensor unit includes a magnetic sensor for detecting changes in the magnetic field detection target portion is generated,
The determination unit
In the optical position determination, the position of the operation unit is determined based on the image of the irradiated area in the captured image captured by the imaging unit,
A multidirectional input device for determining a position of the operation unit based on a change in the magnetic field detected by the magnetic sensor in the magnetic position determination.
前記被検出部の前記被照射領域に付されたマーカを有し、
前記判定部は、前記撮像画像内における前記マーカの像を基に、前記操作部のポジションを判定する
請求項1に記載の多方向入力装置。
Having a marker attached to the irradiated region of the detected portion;
The multidirectional input device according to claim 1, wherein the determination unit determines a position of the operation unit based on an image of the marker in the captured image.
前記マーカは、前記被照射領域内の当該マーカの周囲の領域との間にコントラストを有している
請求項2に記載の多方向入力装置。
The marker has a contrast with a region around the marker in the irradiated region.
The multidirectional input device according to claim 2 .
前記操作部はシフトレバーであり、軸受を中心に揺動し、一端にシフトノブが設けられたシャフトを有し、
前記被検出部は、前記シャフトの前記軸受に対して前記シフトノブと反対側に設けられている
請求項1〜3のいずれかに記載の多方向入力装置。
The operation unit is a shift lever, swings around a bearing, and has a shaft provided with a shift knob at one end,
The multidirectional input device according to claim 1, wherein the detected portion is provided on the opposite side of the shift knob with respect to the bearing of the shaft.
前記被検出部は、前記シャフトの前記撮像部側の端部に位置している
請求項4に記載の多方向入力装置。
The multidirectional input device according to claim 4, wherein the detected part is located at an end of the shaft on the imaging part side.
前記光源、前記撮像部および前記磁気センサを搭載した基板
を有する請求項1〜5のいずれかに記載の多方向入力装置。
The multidirectional input device according to claim 1, further comprising a substrate on which the light source, the imaging unit, and the magnetic sensor are mounted.
前記判定部は、前記被検出部が移動開始前と移動開始後の前記撮像画像を用いて前記マーカの移動方向と移動量を特定し、当該特定した結果を基に前記操作部のポジションを判定する
請求項2または請求項3に記載の多方向入力装置。
The determination unit specifies a movement direction and a movement amount of the marker using the captured images before and after the detection target starts moving, and determines the position of the operation unit based on the specified result. Do
The multidirectional input device according to claim 2 or claim 3 .
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