JP7411141B2 - 入力装置 - Google Patents
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Description
(入力装置100の概要)
図1は、第1実施形態に係る入力装置100の側面図である。図1に示す入力装置100は、各種電子機器(例えば、ゲームコントローラ等)に用いられ、押圧操作可能である。図1に示すように、入力装置100は、上下方向(Z軸方向)に延在する操作軸101を有する。操作軸101の上端部には、操作ノブ101Bが取り付けられている。入力装置100は、操作ノブ101Bの下方への押圧操作により、操作軸101を下方へ移動させることができる。操作軸101の下方への移動量は、センサ103によって検知され、センサ103から、制御装置10に対して出力される。
図2は、第1実施形態に係る入力装置100の動作の第1例を示す側面図である。図3は、第1実施形態に係る入力装置100の動作の第2例を示す側面図である。
図4は、第1実施形態に係る入力装置100の変形例を示す図である。図4に示す入力装置100-2は、可動域調整部104の代わりに可動域調整部104-2を備える点で、入力装置100と異なる。可動域調整部104-2は、可動域調整部104と同様に、回転軸105Aの回転に伴って、左右方向(Y軸方向)に直線移動可能である。
(入力装置200の概要)
図5は、第2実施形態に係る入力装置200の側面図である。図6は、第2実施形態に係る入力装置200の外観斜視図である。図5および図6に示す入力装置200は、各種電子機器(例えば、ゲームコントローラ等)に用いられ、押圧操作可能である。図5および図6に示すように、入力装置200は、上下方向(Z軸方向)に延在する操作軸201を有する。操作軸201の上端部には、操作ノブ201Bが取り付けられている。入力装置200は、操作ノブ201Bの下方への押圧操作により、操作軸201を下方へ移動させることができる。操作軸201の下方への移動量は、センサ203によって検知され、センサ203から、制御装置10に対して出力される。
図7は、第2実施形態に係る入力装置200の動作の第1例を示す側面図である。図8は、第2実施形態に係る入力装置200の動作の第2例を示す側面図である。図9は、第2実施形態に係る入力装置200の動作の第3例を示す側面図である。
図10は、第2実施形態に係る入力装置200が備える可動域調整部204のバリエーションの第1例を示す図である。図10に示す可動域調整部204-1は、当接面204Aが螺旋階段状を有する。これにより、可動域調整部204-1は、当該可動域調整部204-1が回転移動することで、操作軸201の先端部201Aが当接面204Aに当接する高さ位置を段階的に変更することができ、よって、操作軸201の最大押し込み量を段階的に変更することができる。特に、図10に示す可動域調整部204-1は、当接面204Aにおける複数の段が、36°毎に形成されており、隣接する2つの段の高低差は、0.5mmとなっている。これにより、可動域調整部204-1は、当該可動域調整部204-1を36°単位で回転移動させることで、操作軸201の最大押し込み量を、0.5mm単位で段階的に変更することができる。
(入力装置300の構成)
図13は、第3実施形態に係る入力装置300のYZ平面による断面図である。図13に示す入力装置300は、各種電子機器(例えば、ゲームコントローラ等)に用いられ、押圧操作可能である。図13に示すように、入力装置300は、ラバーステム301を備えており、当該ラバーステム301は、上下方向(Z軸方向)に延在する軸部301Aを有する。軸部301Aの上端部には、操作ノブ308が当接している。入力装置300は、操作ノブ308の下方への押圧操作により、軸部301Aを下方へ移動させることができる。軸部301Aの下方への移動量は、センサ303によって検知され、センサ303から、制御装置10に対して出力される。
図14は、第3実施形態に係る入力装置300の動作の第1例を示す断面図である。図15は、第3実施形態に係る入力装置300の動作の第2例を示す断面図である。
図16は、第3実施形態に係る入力装置300の第1変形例を示す図である。図16に示す入力装置300-2は、可動域調整部304の代わりに可動域調整部304-2を備える点で、入力装置300と異なる。可動域調整部304-2は、可動域調整部304と同様に、回転軸305Aの回転に伴って、左右方向(Y軸方向)に直線移動可能である。
(入力装置400の構成)
図18は、第4実施形態に係る入力装置400の外観斜視図である。図19は、第4実施形態に係る入力装置400の分解斜視図である。図20は、第4実施形態に係る入力装置400のYZ平面による断面図である。
図21は、各実施形態の各入力装置に適用され得る押圧操作の荷重特性の第1例を示す図である。図22は、各実施形態の各入力装置に適用され得る押圧操作の荷重特性の第2例を示す図である。図23は、各実施形態の各入力装置に適用され得る押圧操作の荷重特性の第3例を示す図である。
図24は、第2実施形態で説明した入力装置200による最大押し込み量の検知方法の一例を説明するための図である。図24に示す例では、第2実施形態で説明した入力装置200に対し、センサ203として、ストロークセンサを設けている。センサ203は、操作軸201に取り付けられたリフレクタ203Aの位置を検知することで、操作軸201のストローク量を検知可能である。
100,100-2,200,300,300-2,300-3,400 入力装置
101,201 操作軸
101A,201A 先端部
101B,201B,308,408 操作ノブ
102,202 力覚発生器
103,203,303,403 センサ
203A リフレクタ
104,104-2,204,204-1,204-2,204-3,304,304-2,304-3,420 可動域調整部
104A,204A,304A 当接面
104B,304B 貫通孔
105,205,305,430 可動域調整用電動機
105A,205A,305A 回転軸
105B,205B,305B,432 回転駆動体
204B,422 回転軸
301,401 ラバーステム
301A,401A 軸部
301B,401B スカート部
304C,421 当接部
306,406 ケース
306A,406A 上部開口
307,307-2,407 リミッター
307A,407A 先端部
307B 傾斜面
406B 貫通穴
410,410-1,410-2,410-3,410-4 プッシュボタン
431 ギヤ群
440 フレーム
441 開口部
450 基板
Claims (23)
- 第1の方向に延在し、前記第1の方向に直線移動可能な操作軸と、
前記操作軸に力を加える力覚発生器と、
前記操作軸の移動量を検知するセンサと、
前記操作軸の最大押し込み位置を変更する可動域調整部と、
前記可動域調整部を動作させる可動域調整用電動機と
を備え、
可動域調整部は、
前記操作軸の先端部が当接する当接部を有し、前記動作することによって、前記当接部に対する前記先端部の当接位置が、前記第1の方向で変化することにより、前記操作軸の前記最大押し込み位置を変更する
ことを特徴とする入力装置。 - 前記当接部は、傾斜した当接面であり、
前記可動域調整用電動機は、前記第1の方向と直交する第2の方向を軸方向とする回転軸を有し、
前記可動域調整部は、前記第2の方向に貫通して設けられ、前記回転軸が挿通される貫通孔を有し、
前記可動域調整部は、前記回転軸の回転に伴って、前記第2の方向に直線移動することにより、前記当接面に対する前記先端部の当接位置が、前記第1の方向で変化する
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。 - 前記当接部は、階段状の当接面であり、
前記可動域調整用電動機は、前記第1の方向と直交する第2の方向を軸方向とする回転軸を有し、
前記可動域調整部は、前記第2の方向に貫通して設けられ、前記回転軸が挿通される貫通孔を有し、
前記可動域調整部は、前記回転軸の回転に伴って、前記第2の方向に直線移動することにより、前記当接面に対する前記先端部の当接位置が、前記第1の方向で変化する
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。 - 前記当接部は、螺旋状の当接面であり、
前記可動域調整部は、前記第1の方向を軸方向とする回転軸を有し、前記回転軸を回転中心として回転することにより、前記当接面に対する前記先端部の当接位置が、前記第1の方向で変化する
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。 - 前記当接部は、螺旋階段状の当接面であり、
前記可動域調整部は、前記第1の方向を軸方向とする回転軸を有し、前記回転軸を回転中心として回転することにより、前記当接面に対する前記先端部の当接位置が、前記第1の方向で変化する
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。 - 複数の前記操作軸を有し、
前記可動域調整部は、
前記複数の操作軸の各々の前記先端部が当接する、傾斜状または階段状の複数の前記当接部を有し、
前記可動域調整部は、前記第1の方向を軸方向とする回転軸を有し、前記回転軸を回転中心として回転することにより、前記複数の当接部の各々に対する、前記複数の操作軸の各々の前記先端部の当接位置を、前記第1の方向で変化させる
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。 - 前記複数の操作軸は、前記可動域調整部の前記回転軸を中心とする同心円状に配置されており、
前記複数の当接部の各々に対する、前記複数の操作軸の各々の前記先端部の当接位置を、前記第1の方向で互いに同一となるように、前記複数の当接部が互いに同形状を有する
ことを特徴とする請求項6に記載の入力装置。 - 4つの前記操作軸と、
4つの前記当接部とを有する
ことを特徴とする請求項7に記載の入力装置。 - 前記操作軸の先端部が、前記当接面に直接的に当接する
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載の入力装置。 - 前記操作軸と前記可動域調整部の間において、前記第1の方向に直線移動可能に設けられたリミッターをさらに備え、
前記リミッターの先端部が、前記当接面に当接する
ことを特徴とする請求項2から5のいずれか一項に記載の入力装置。 - 前記操作軸と前記可動域調整部の間において、前記第1の方向に直線移動可能に設けられ、先端部に傾斜面を有するリミッターをさらに備え、
前記可動域調整用電動機は、前記第1の方向と直交する第2の方向を軸方向とする回転軸を有し、
前記可動域調整部は、前記第2の方向に貫通して設けられ、前記回転軸が挿通される貫通孔を有し、
前記可動域調整部は、前記回転軸の回転に伴って、前記第2の方向に直線移動することにより、当該可動域調整部の前記当接部に対する前記リミッターの前記傾斜面の当接位置が、前記第1の方向で変化する
ことを特徴とする請求項1に記載の入力装置。 - 前記力覚発生器は、前記操作軸に操作付加を付与するパッシブ型の力覚発生器である
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の入力装置。 - 前記力覚発生器は、磁気粘性流体を用いた前記パッシブ型の力覚発生器である
ことを特徴とする請求項12に記載の入力装置。 - 前記力覚発生器は、前記操作軸を前記第1の方向に移動させることが可能なアクティブ型の力覚発生器である
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の入力装置。 - 前記力覚発生器は、リニアモータである
ことを特徴とする請求項14に記載の入力装置。 - 前記操作軸は、ラバーステムの中央に設けられているゴム製の軸部であり、
前記力覚発生器は、前記ラバーステムの前記軸部を取り囲むゴム製のスカート部である
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の入力装置。 - 前記センサは、前記操作軸の位置を検知可能な位置センサであって、
前記位置センサで検知した前記操作軸の位置に応じて、前記力覚発生器を制御する制御装置を備える
ことを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の入力装置。 - 前記制御装置は、
前記操作軸の押し込み量が第1の所定量未満の場合、前記操作軸の押し込み量の増加に従い、前記力覚発生器が前記操作軸に加える操作負荷を増加し、
前記操作軸の押し込み量が前記第1の所定量以上、かつ、第2の所定量未満の場合、前記操作軸の押し込み量の増加に従い、前記力覚発生器が前記操作軸に加える操作負荷を減少し、
前記操作軸の押し込み量が前記第2の所定量以上の場合、前記操作軸の押し込み量の増加に従い、前記力覚発生器が前記操作軸に加える操作負荷を増加し、
前記操作軸の押し込み量が第1の所定量以上、かつ、第2の所定量未満の第3の所定量以上の場合、スイッチがオンになったと判定する
ことを特徴とする請求項17に記載の入力装置。 - 前記制御装置は、
前記操作軸の前記最大押し込み位置が変更された場合、
前記操作軸の押し込み量が前記第2の所定量未満のときの荷重特性を変更し、且つ、前記操作軸の押し込み量が前記第2の所定量以上のときの荷重特性を変更しない
ことを特徴とする請求項18に記載の入力装置。 - 前記制御装置は、
前記操作軸の前記最大押し込み位置が変更された場合、
前記操作軸の押し込み量が前記第1の所定量未満のときの荷重特性を変更し、且つ、前記操作軸の押し込み量が前記第1の所定量以上のときの荷重特性を変更しない
ことを特徴とする請求項18に記載の入力装置。 - 前記制御装置は、
前記可動域調整用電動機を動作させて、前記操作軸の前記最大押し込み位置を変更した後に、前記力覚発生器を動作させて、前記操作軸の前記先端部を前記当接部に当接させ、その際の前記操作軸のストローク量を前記センサによって検知することにより、前記操作軸の前記最大押し込み位置を判定する
ことを特徴とする請求項17から20のいずれか一項に記載の入力装置。 - 前記制御装置は、
電源投入時に、前記力覚発生器を動作させて、前記操作軸の前記先端部を前記当接部に当接させ、その際の前記操作軸のストローク量を前記センサによって検知することにより、前記操作軸の前記最大押し込み位置の初期値を判定し、
以降、前記操作軸の前記最大押し込み位置の前記初期値と、前記可動域調整用電動機の制御量とに基づいて、前記操作軸の前記最大押し込み位置の最新値を判定する
ことを特徴とする請求項21に記載の入力装置。 - 前記センサは、前記操作軸を押し込む荷重を検知する荷重センサである
ことを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載の入力装置。
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