WO2013153934A1 - 操作装置 - Google Patents

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WO2013153934A1
WO2013153934A1 PCT/JP2013/058300 JP2013058300W WO2013153934A1 WO 2013153934 A1 WO2013153934 A1 WO 2013153934A1 JP 2013058300 W JP2013058300 W JP 2013058300W WO 2013153934 A1 WO2013153934 A1 WO 2013153934A1
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WO
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touch panel
gear
detection unit
link
unit
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Application number
PCT/JP2013/058300
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English (en)
French (fr)
Inventor
平野　善久
上野　博司
Original Assignee
株式会社東海理化電機製作所
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Publication date
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Priority to DE112013001978.7T priority patent/DE112013001978B4/de
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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
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    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H2003/0293—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch with an integrated touch switch

Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to an operating device.
  • a touch sensor that detects a slide operation
  • a tactile sensation providing unit that applies vibration to the touch sensor so as to present a tactile sensation
  • a push applied to the touch sensor by detecting a load applied to the touch sensor.
  • An input device including a load detection unit that detects an operation is known (for example, see Patent Document 1).
  • This input device can present tactile feedback to the user according to the user's slide operation and push operation on the touch sensor.
  • an object of the present invention is to provide an operating device capable of preventing erroneous detection of a pressing operation when presenting a tactile sensation without performing advanced control.
  • a detection unit that is driven between a reference position and an upward drive position from the reference position when a predetermined operation of the user tracing the operation surface is detected;
  • a pressing mechanism unit that allows a user to perform a pressing operation in a direction, a pressing detection unit that detects the pressing operation via the pressing mechanism unit, and a driving mechanism unit that allows the detection unit to be driven.
  • An operating device is provided.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of an operating device according to an embodiment.
  • FIG. 2A is a schematic diagram for explaining the arrangement of the operation device according to the embodiment, and FIG. 2B is a block diagram of the operation device.
  • FIG. 3A is a bottom view of the base according to the embodiment, and FIG. 3B is a side view.
  • 4A is a top view of the body according to the embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line IV (b) -IV (b) of FIG. It is sectional drawing.
  • Fig.5 (a) is a side view of the push rod which concerns on embodiment, (b) is a bottom view.
  • FIG. 6A is a schematic diagram of the first gear of the drive mechanism unit according to the embodiment, and FIG.
  • FIG. 6B is cut along line VI (b) -VI (b) in FIG. It is sectional drawing which looked at the cross section from the arrow direction, (c) is a side view of a 1st gear, (d) is the schematic of a 2nd gear, (e) is FIG. It is sectional drawing which looked at the cross section cut
  • 7A is a schematic diagram showing an image displayed on the display device 91
  • FIG. 7B is a schematic diagram showing a tactile pattern in the x-axis direction
  • FIG. 7C is a tactile sense in the y-axis direction.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating driving from the reference position of the operating device according to the embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an operation in the push-down operation from the reference position of the operating device according to the embodiment.
  • the operation device includes a detection unit that is driven between a reference position and a drive position upward from the reference position when a predetermined operation of the user tracing the operation surface is detected, and a reference position of the detection unit
  • a pressing mechanism unit that allows the user to perform a downward pressing operation, a pressing detection unit that detects the pressing operation via the pressing mechanism unit, and a driving mechanism unit that allows the detection unit to be driven.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of an operating device according to an embodiment.
  • FIG. 2A is a schematic diagram for explaining the arrangement of the operation device according to the embodiment, and
  • FIG. 2B is a block diagram of the operation device.
  • the upper and lower sides described below are based on the upper and lower sides of the sheet of FIG. 1 unless otherwise specified.
  • the ratio of components may differ from an actual ratio.
  • the operation device 1 mainly includes a touch panel 2 as a detection unit that detects an operation of tracing the operation surface, a pressing mechanism unit 3 that enables a downward pressing operation from a reference position of the touch panel 2, and a pressing mechanism unit 3.
  • the push switch 5 serving as a press detection unit that detects a pressing operation via the touch panel 2 and a drive mechanism unit 7 that enables driving from the reference position of the touch panel 2 in the upward direction are schematically configured.
  • the reference position indicates the position of the touch panel 2 when the touch panel 2 is not operated.
  • the operating device 1 is schematically configured to include a cover 4 a, a bezel 10, a shield 12, a stabilizer 6, and a control board 8.
  • the operating device 1 is configured to operate an electronic device mounted on the vehicle 9. As shown in FIG. 2A, the operating device 1 is disposed on a center console 90 that extends between a driver seat and a passenger seat. Electronic devices are, for example, car navigation devices, music playback devices, video playback devices, air conditioning devices, and the like.
  • the bezel 10 is provided in the operating device 1 so that there is no level difference from the surface of the center console 90.
  • the bezel 10 is formed in a plate shape having an opening 100 through which the operation surface 200 of the touch panel 2 is exposed.
  • the bezel 10 is formed using, for example, a resin material.
  • the bezel 10 includes legs 101 to 104 protruding from the back surface at four corners.
  • the legs 101 to 104 are configured to be attached to the body 4 described later.
  • the touch panel 2 includes a sheet 20, a mask rubber 21, a panel 22, a touch panel substrate 23, and a base 24.
  • the sheet 20 is affixed to the bottom surface 211 of the concave portion 210 of the mask rubber 21 for the purpose of, for example, improving the sliding of the operator's finger.
  • the sheet 20 is formed in a rectangular shape using a resin material. The operator operates the surface (operation surface 200) of the sheet 20, and the touch panel substrate 23 detects the operation.
  • the mask rubber 21 is formed using a resin material such as an elastomer resin, for example.
  • the mask rubber 21 has a rectangular shape, and a step is provided around the mask rubber 21.
  • a concave portion 210 is provided at the center of the mask rubber 21.
  • the mask rubber 21 is disposed on the touch panel substrate 23.
  • the panel 22 is, for example, a square frame, and the mask rubber 21, the touch panel substrate 23, and the base 24 are integrated.
  • the panel 22 is formed using, for example, a resin material.
  • the touch panel substrate 23 is, for example, a capacitance touch sensor that detects capacitance.
  • the touch panel substrate 23 is configured to detect capacitance between a detection target approaching or contacting the detection surface 230 and outputting coordinate information of detection points.
  • the approach and contact of the sheet 20 to the operation surface 200 are detected. Note that the above approach indicates a state in which the capacitance approaches the threshold value.
  • the detection target detected by the touch panel substrate 23 is a part of the operator's body, a conductive material such as a stylus pen, and the like, but the following is a target operation unless otherwise specified.
  • the touch panel 2 is not limited to a capacitive touch sensor, and may be any sensor that can detect an operation of tracing the operation surface 200.
  • the operation device 1 does not include a display unit, but the operation device 1 may be configured such that the touch panel substrate 23 is formed of a transparent substrate and the display unit is provided under the touch panel substrate 23.
  • FIG. 3A is a bottom view of the base according to the embodiment, and FIG. 3B is a side view.
  • the base 24 is formed using a resin material, for example. As shown in FIGS. 1, 3A and 3B, the base 24 has a rectangular shape and a plate shape.
  • legs 240 to 243 are provided on the lower surface 24b of the base 24 in the vicinity of the four side surfaces, respectively.
  • the legs 240 to 243 have a U-shaped cross section.
  • the legs 240 to 243 are inserted into through holes formed in the body 4 to be described later. Accordingly, the legs 240 to 243 serve as guides when the touch panel 2 moves.
  • the lower surface 24b of the base 24 is provided with a link 245 and a link 246, and an attachment portion 247 and an attachment portion 248 that face each other.
  • the link 245 and the link 246 have a quadrangular prism shape, and the length thereof is longer than the legs 240 to 243.
  • the attachment portion 247 and the attachment portion 248 have a quadrangular prism shape, and the length thereof is shorter than the legs 240 to 243.
  • the link 245 has a link recess 245a into which a link pin 711 of the first gear 71 of the drive mechanism unit 7 to be described later is inserted.
  • the link 246 has a link recess 246 a into which the link pin 721 of the second gear 72 of the drive mechanism unit 7 is inserted.
  • the mounting portion 247 has a concave portion 247a into which one end portion of the stabilizer 6 described later is inserted. Further, the attachment portion 248 has a concave portion 248a into which the other end portion of the stabilizer 6 is inserted.
  • the base 24 has a through hole 249 in the storage portion 240a.
  • the cable 231 of the touch panel substrate 23 is inserted into the through hole 249. This cable 231 is electrically connected to the control board 8.
  • the shield 12 is formed using, for example, a conductive metal material.
  • the shield 12 has a frame shape that covers the side surface of the touch panel 2 and is electrically connected to the ground circuit of the control board 8.
  • FIG. 4A is a top view of the body according to the embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line IV (b) -IV (b) of FIG. It is sectional drawing.
  • the push-down mechanism unit 3 is provided on the push rod 30 as a rod that contacts the lower surface 24b of the touch panel 2 based on a push-down operation, the body 4 as a support unit that supports the push rod 30, and the body 4. And a spring 31 as a force generation unit that generates a force in the direction and applies the force to the push rod 30.
  • the body 4 is provided with a storage portion 40 at the top.
  • the touch panel 2 is stored in the storage unit 40.
  • the body 4 is formed using, for example, a resin material.
  • the storage portion 40 has a rod opening 400 formed at the center of the bottom surface 40a.
  • the rod opening 400 is formed in a cylindrical shape so as to extend downward from the bottom surface 40a, and the push rod 30 and the spring 31 are inserted therein.
  • guides 41 to 44 which are through holes, are formed in the clockwise direction on the paper surface of FIG. 4A.
  • a link hole 45 and a link hole 46, and an attachment hole 47 and an attachment hole 48 are formed on the bottom surface 40a so as to face each other.
  • a through hole 49 into which a cable is inserted is formed in the bottom surface 40a between the guide 41 and the rod opening 400. The through hole 49 is formed at a position corresponding to the through hole 249 of the base 24 of the touch panel 2 stored in the storage unit 40.
  • the leg 240 of the base 24 is inserted into the guide 41.
  • a leg 241 of the base 24 is inserted into the guide 42.
  • a leg 242 of the base 24 is inserted into the guide 43.
  • a leg 243 of the base 24 is inserted into the guide 44.
  • the link 245 is inserted into the link hole 45.
  • a link 246 is inserted into the link hole 46.
  • the mounting portion 247 is inserted into the mounting hole 47.
  • the stabilizer 6 is attached to the attachment portion 247 inserted into the attachment hole 47.
  • a mounting portion 248 is inserted into the mounting hole 48.
  • the stabilizer 6 is attached to the attachment portion 248 inserted into the attachment hole 48.
  • attachment portions 401 to 403 are formed so as to protrude so that the stabilizer 6 can be attached.
  • the mounting portion 401 supports one end portion side of the base portion 60 of the stabilizer 6 described later.
  • the attachment portion 402 supports the central portion of the base portion 60.
  • the attachment portion 403 supports the other end side of the base portion 60.
  • the rod opening 400 has a cross-shaped through hole 400b on its bottom surface 400a as shown in FIG. A distal end portion 305 of the push rod 30 described later is inserted into the through hole 400b.
  • FIG. 5 (a) is a side view of the push rod according to the embodiment, and FIG. 5 (b) is a bottom view.
  • the push rod 30 has a main body 300 that is an elongated rectangular column, a cylindrical shape, a contact portion 303 that protrudes from the end surface 300 a of the main body 300, and a contact portion 303.
  • the mounting portion 304 has a cylindrical shape that is slightly smaller than that of the mounting portion 304, and a front end portion 305 that protrudes from the front end of the mounting portion 304.
  • the push rod 30 is formed using, for example, a resin material.
  • the main body 300 is formed with a convex portion 301 and a convex portion 302 that protrude from both side surfaces in the lateral direction.
  • the convex portion 301 and the convex portion 302 are inserted into a slit 400 c formed in the rod opening 400 of the body 4, and function as a guide for movement in the vertical direction accompanying the pressing operation of the touch panel 2.
  • the push rod 30 is given an elastic force in the direction of the touch panel 2 from the spring 31 inserted into the rod opening 400.
  • the convex portion 301 and the convex portion 302 of the push rod 30 are in contact with the retaining member 400d, the push rod 30 is prevented from being removed from the rod opening 400.
  • the push rod 30 can maintain the clearance without being pressed against the lower surface 24 b of the base 24 of the touch panel 2.
  • the attachment part 304 is a part into which the spring 31 is inserted.
  • the tip portion 305 provided so as to protrude from the attachment portion 304 has a cross-sectional shape in the short side direction and an elongated shape.
  • the tip 305 is inserted into the through hole 400 b of the rod opening 400.
  • the spring 31 is a coil spring formed using, for example, a metal material.
  • the spring 31 is not limited to a metal material, and may be formed using a resin material or the like.
  • the force generation unit is not limited to a coil spring, and may be any mechanical element that can apply a force in the direction of the touch panel 2 to the push rod 30.
  • the stabilizer 6 as a connecting member that connects the touch panel 2 and the body 4 includes a base 60, an end 61 as a first end formed by bending one end of the base 60, and the other end of the base 60. And an end portion 62 as a second end portion formed by bending the portion, and is attached to the body 4 so that the base portion 60 intersects the shaft 73, and the end portion 61 and the end portion 62 are attached to the touch panel 2. It is attached.
  • the stabilizer 6 has a shape in which a wire is formed into an elongated elliptical shape and a part of the longitudinal direction is cut off.
  • the stabilizer 6 is provided so that the push switch 5 can be turned on via the push rod 30 even when the push-down operation is performed on the touch panel 2.
  • the uneven push-down operation indicates an operation performed at a position away from the center of the operation surface 200 of the touch panel 2.
  • This stabilizer 6 is configured to allow a biased pressing operation in the longitudinal direction.
  • the amount of movement at the corner of the touch panel 2 is different from the amount of movement at the center. May not turn on.
  • the operation device 1 when a biased pressing operation is performed at a position along the longitudinal direction of the stabilizer 6, one of the end portion 61 or the end portion 62 is twisted with respect to the base portion 60, and a force generated by the twist is generated. The other follows the twist.
  • the base 24 to which the other end is attached is pulled downward, and moves downward with the tilt of the touch panel 2 corrected, so that the push switch 5 is reliably connected via the push rod 30. Can be turned on.
  • FIG. 6A is a schematic diagram of the first gear of the drive mechanism unit according to the embodiment, and FIG. 6B is cut along line VI (b) -VI (b) in FIG. It is sectional drawing which looked at the cross section from the arrow direction, (c) is a side view of a 1st gear, (d) is the schematic of a 2nd gear, (e) is FIG. It is sectional drawing which looked at the cross section cut
  • the drive mechanism unit 7 is schematically configured to include a gear shaft unit 70 and a motor 75.
  • the gear shaft portion 70 is schematically configured to include a first gear 71, a second gear 72, and a shaft 73.
  • the drive mechanism unit 7 includes a motor 75 as a driving force generation unit that generates a driving force, a pinion gear 76 as an output shaft side gear provided on the output shaft of the motor 75, and a pinion gear 76. And a first gear 71 provided with a link pin 711 as a first convex portion that is engaged with a link 245 as a first link provided on the touch panel 2.
  • the drive mechanism unit 7 is connected to a shaft 73 whose one end is connected to the first gear 71 and a link 246 as a second link that is connected to the other end of the shaft 73 and faces the link 245. And a second gear 72 as a rotating member provided with a link pin 721 as a second convex portion.
  • the first gear 71 and the second gear 72 are formed using, for example, a resin material.
  • the shaft 73 is formed in a rod shape using a metal material, for example.
  • the first gear 71 has a semicircular shape, and a gear portion 710 that meshes with a pinion gear 76 provided on the output shaft of the motor 75 is formed on the circumference.
  • a shaft mounting portion 713 is provided on the shaft 73 side of the rotation shaft of the first gear 71.
  • an insertion hole 713a is formed in the shaft attachment portion 713, and the shaft 73 is inserted.
  • a pin insertion portion 712 is provided on the opposite side of the shaft attachment portion 713.
  • a pin 74a shown in FIG. 1 is inserted into the insertion hole 712a of the pin insertion portion 712.
  • the first gear 71 is rotatably attached to the body 4 by the pin 74a.
  • the first gear 71 is provided with a link pin 711 adjacent to the pin insertion portion 712.
  • the link pin 711 is inserted into the link recess 245 a of the link 245 of the base 24.
  • the second gear 72 has a semicircular shape, and a gear portion 720 is formed on the circumference.
  • a shaft attachment portion 723 is provided on the shaft 73 side of the second gear 72.
  • an insertion hole 723a is formed in the shaft attachment portion 723, and the shaft 73 is inserted. Since the second gear 72 preferably has the same shape and the same mass as the first gear 71, the second gear 72 has the same gear shape as the first gear 71. The shape may not be formed.
  • a pin insertion portion 722 is provided on the opposite side of the shaft attachment portion 723.
  • a pin 74b shown in FIG. 1 is inserted into the insertion hole 722a of the pin insertion portion 722.
  • the second gear 72 is rotatably attached to the body 4 by the pin 74b.
  • the second gear 72 is provided with a link pin 721 adjacent to the pin insertion portion 722.
  • the link pin 721 is inserted into the link recess 246 a of the link 246 of the base 24.
  • the motor 75 is attached to the control board 8 via a bracket 75a.
  • a pinion gear 76 is attached to the output shaft of the motor 75.
  • the pinion gear 76 is configured to mesh with the gear portion 710 of the first gear 71.
  • the motor 75 is configured to rotate forward and backward as shown in FIG.
  • the forward rotation is, for example, the direction of arrow A shown in FIG. 1
  • the reverse rotation is the direction of arrow B.
  • the pinion gear 76 rotates counterclockwise on the paper surface of FIG. Due to this counterclockwise rotation, the first gear 71 rotates clockwise and the link pin 711 moves upward, and the touch panel 2 is driven upward from the reference position via the link 245 of the base 24.
  • the drive position indicates a position driven in the upward direction with the maximum drive amount.
  • the driving mechanism unit 7 drives the touch panel 2 upward from the reference position, and further drives the touch panel 2 driven upward to the reference position. Therefore, the drive mechanism unit 7 is configured not to drive the touch panel 2 downward from the reference position. That is, the tactile sense to be described later is performed in the range from the reference position to the drive position and from the drive position to the reference position.
  • the driving amount from this reference position is 0.2 to 0.5 mm as an example. Therefore, the clearance between the touch panel 2 and the bezel 10 is about 1 mm as an example.
  • the gear shaft portion 70 is arranged so that its longitudinal direction intersects the longitudinal direction of the stabilizer 6. This is because the stabilizer 6 is configured to allow a pressing operation biased at a position along the longitudinal direction, whereas a pressing operation biased at a position along the direction intersecting the longitudinal direction is allowed. This is to make it happen.
  • control board 8 is a printed wiring board on which the push switch 5, the control unit 80, and the storage unit 82 are arranged.
  • the control unit 80 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that performs operations and processing on the acquired data according to a stored program, a RAM (Random Access Memory) that is a semiconductor memory, a ROM (Read Only Memory), and the like. Microcomputer.
  • a CPU Central Processing Unit
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • the storage unit 82 is a semiconductor memory that stores image information 820 and tactile pattern information 821 acquired from an electronic device to which the controller device 1 is electrically connected.
  • the storage unit 82 may be the RAM of the control unit 80.
  • the image information 820 is information on an image displayed on the display device 91, for example.
  • the tactile pattern information 821 includes, for example, information necessary for executing tactile presentation according to a tactile pattern described later.
  • the control unit 80 controls the drive mechanism unit 7 to present a tactile sense based on the image information 820 and the tactile pattern information 821.
  • the control unit 80 is electrically connected to the push switch 5, the touch panel substrate 23, and the motor 75.
  • the push switch 5 is a push button switch that outputs push information to the control unit 80 when the tip is pushed. This push information is information indicating that the push switch 5 is turned on.
  • the push switch 5 is not limited to a push button switch, but may be a load sensor that detects a load.
  • the touch panel substrate 23 is configured to output coordinate information.
  • This coordinate information is information on the coordinates of the detection target detected by the touch panel substrate 23.
  • the control unit 80 is configured to output a drive signal for controlling the motor 75.
  • the motor 75 performs forward / reverse rotation based on this drive signal.
  • control unit 80 is configured to generate operation information based on the coordinate information and push information and output it to the connected electronic device.
  • This operation information is information including information on the coordinates of the detection point, presence / absence of a push operation, and the like.
  • the pressing amount from the reference position to the pressing position is 0.2 to 0.5 mm as an example.
  • the cover 4a is attached below the body 4 as shown in FIG.
  • the cover 4a is formed using, for example, a resin material.
  • controller device 1 presents a tactile sensation corresponding to an image displayed on the display device 91.
  • FIG. 7A is a schematic diagram showing an image displayed on the display device 91
  • FIG. 7B is a schematic diagram showing a tactile pattern in the x-axis direction
  • FIG. 7C is a tactile sense in the y-axis direction. It is the schematic which shows a pattern.
  • the vertical axis is the z-axis and the horizontal axis is the x-axis.
  • the vertical axis is the y-axis
  • the horizontal axis is the z-axis.
  • the z-axis direction is a normal direction of the operation surface 200 of the touch panel 2.
  • the display device 91 displays icons 93 to 96 arranged on the display screen 92 at equal intervals.
  • the upper left of the display screen 92 is the origin of the xy coordinates, and the x axis is positive on the right side and the lower side of the y axis is positive.
  • the tactile pattern 97 when the operator performs an operation of tracing with the finger on the dotted line in the x-axis direction passing through the center of the icons 93 to 96 arranged in a line is shown.
  • the tactile pattern 97 drives the touch panel 2 between the coordinates x 1 and the coordinates x 2 corresponding to the icon 93.
  • the tactile pattern 97 is for driving the touch panel 2 between the coordinates x 3 and the coordinates x 4 corresponding to the icon 94.
  • the tactile pattern 97 is for driving the touch panel 2 between the coordinates x 5 and the coordinates x 6 corresponding to the icon 95.
  • the tactile pattern 97 is for driving the touch panel 2 between the coordinates x 7 and the coordinates x 8 corresponding to the icon 96.
  • the touch panel 2 when the operator performs an operation of tracing the operation surface 200 corresponding to the icon 93 from the left direction along the x axis, the touch panel 2 is driven from the reference position to the driving position at the coordinate x 1 , and the coordinate x 2 In this case, the drive position is driven to the reference position.
  • the touch panel 2 when the operator performs an operation of tracing the operation surface 200 corresponding to the icon 93 from the right direction along the x axis, the touch panel 2 is driven from the reference position to the driving position at the coordinate x 2 , and the coordinate x In 1 , it is driven from the drive position to the reference position.
  • the tactile pattern 98 when the operator performs an operation of tracing with a finger on the dotted line in the y-axis direction passing through the center of the icon 93 is shown in FIG.
  • the pattern is driven from the reference position to the drive position.
  • the tactile pattern 98 is for driving the touch panel 2 between the coordinate y 1 and the coordinate y 2 corresponding to the icon 93.
  • the touch panel 2 is driven from the reference position to the driving position at the coordinate y 1 , and the coordinate y 2 In this case, the drive position is driven to the reference position.
  • the touch panel 2 is driven from the reference position to the driving position at the coordinate y 2 , and the coordinate y In 1 , it is driven from the drive position to the reference position.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating driving from the reference position of the operating device according to the embodiment.
  • FIG. 8 shows the operating device 1 when the solid line is at the reference position, and shows the operating device 1 when the two-dot chain line is at the drive position. The drive when the operation of tracing from the left side of the icon 93 is performed will be described.
  • the control unit 80 Based on the coordinate information output from the touch panel 2, the image information 820 stored in the storage unit 82, and the tactile pattern information 821, the control unit 80 generates a drive signal for driving the motor 75 when the coordinate of the detection point becomes x 1. Output.
  • the motor 75 rotates forward (in the direction of arrow A) based on the drive signal. With this rotation, the pinion gear 76 rotates counterclockwise on the paper surface of FIG. 8 and the first gear 71 rotates clockwise.
  • the rotation of the first gear 71 causes the link pin 711 of the first gear 71 to move the touch panel 2 upward via the link 245 of the base 24, and the second gear 72 via the shaft 73.
  • the link pin 721 of the second gear 72 moves the touch panel 2 upward via the link 246 of the base 24.
  • the control unit 80 outputs a control signal until the touch panel 2 is driven to the driving position.
  • the control unit 80 Based on the coordinate information output from the touch panel 2, the image information 820 stored in the storage unit 82, and the tactile pattern information 821, the control unit 80 generates a drive signal for driving the motor 75 when the coordinate of the detection point becomes x 2. Output.
  • the motor 75 rotates in the reverse direction (arrow B direction) based on the drive signal. With this rotation, the pinion gear 76 rotates clockwise on the paper surface of FIG. 8 and the first gear 71 rotates counterclockwise.
  • the link pin 711 of the first gear 71 moves the touch panel 2 downward via the link 245 of the base 24, and the second gear 72 moves via the shaft 73.
  • the link pin 721 of the second gear 72 moves the touch panel 2 downward via the link 246 of the base 24.
  • the control unit 80 outputs a control signal until the touch panel 2 is driven to the reference position.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an operation in the push-down operation from the reference position of the operating device according to the embodiment.
  • the operator pushes down the operation surface 200 in a state where a finger is positioned on the operation surface 200 corresponding to the icon 93, for example.
  • This push-down operation pushes down the touch panel 2, the lower surface 24b of the touch panel 2 comes into contact with the end surface 300b of the push rod 30, and the push rod 30 moves to the lower side of the page in FIG.
  • the push rod 30 moves downward while the convex portion 301 and the convex portion 302 are guided by the slit 400 c of the rod opening 400 of the body 4. Along with this movement, the front end surface 306 of the push rod 30 comes into contact with the front end of the push switch 5 and is pushed down.
  • the push switch 5 is turned on when the tip is pushed down and outputs push information.
  • the push rod 30 is restricted from moving upward by a stop 400d. Accordingly, the touch panel 2 moves to the reference position.
  • the control unit 80 generates operation information based on the push information acquired from the push switch 5 and the coordinate information acquired from the touch panel substrate 23, and outputs the operation information to the electronic device.
  • the electronic device determines that the icon 93 has been selected and determined based on the operation information, and executes the function assigned to the icon 93.
  • the operating device 1 can present a tactile sensation and detect a push-down operation without performing advanced control.
  • the operating device 1 performs tactile presentation by driving the touch panel 2 upward from the reference position, and the push-down operation is performed by pressing the touch panel 2 from the reference position. Therefore, since the push rod 30 does not depress the push switch 5 when presenting a tactile sense, the controller device 1 can present the tactile sense and detect the push-down operation with simple control. Therefore, since the controller 1 does not require a control unit having a high processing capacity, it is low in cost.
  • the operating device 1 can present a tactile sensation using the motor 75, it can give a strong vibration to the finger as compared to a tactile sensation using a piezoelectric element.
  • the operation device 1 includes the stabilizer 6 and the gear shaft portion 70, the push switch 5 can be turned on even if an operation of pushing down the corner of the touch panel 2 is performed. Further, the operating device 1 is low in cost because it is not necessary to arrange two stabilizers.
  • the operation device 1 can present a tactile sense based on the image information 820 of the image displayed on the display device 91, the operator can grasp the position of the icon without moving the line of sight to the operation surface 200. it can.
  • the vibration when a tactile sensation due to vibration is presented, the vibration may be erroneously detected as a load due to the push operation by being added to the load detection unit via the touch sensor even though the push operation is not performed. Applicable to operating devices.

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Abstract

　高度な制御を行うことなく、触覚の呈示の際の押し下げ操作の誤検出を防止することができる操作装置を提供する。　操作装置１は、主に、操作面をなぞる操作を検出するタッチパネル２と、タッチパネル２の基準位置から下方向の押し下げ操作を可能にする押下機構部３と、押下機構部３を介した押し下げ操作を検出するプッシュスイッチ５と、タッチパネル２の基準位置から上方向の間での駆動を可能にする駆動機構部７と、を備えて概略構成されている。

Description

操作装置
　本発明の実施の形態は、操作装置に関する。
　従来の技術として、スライド操作を検出するタッチセンサと、触感を呈示するようにタッチセンサに振動を加える触感呈示部と、タッチセンサに加えられた荷重を検出することで、タッチセンサになされたプッシュ操作を検出する荷重検出部と、を備えた入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
　この入力装置は、タッチセンサに対するユーザのスライド操作及びプッシュ操作に応じて、ユーザに触感によるフィードバックを呈示することができる。
特開２０１１－４８６０６号公報
　しかし、従来の入力装置は、振動による触感の呈示の際、プッシュ操作をしていないにも関わらずこの振動がタッチセンサを介して荷重検出部に付加されてプッシュ操作による荷重として誤検出される可能性がある。このため、この誤検出を防止するためには荷重検出部を機能させない等の高度な制御を行う必要があった。
　従って、本発明の目的は、高度な制御を行うことなく、触覚の呈示の際の押し下げ操作の誤検出を防止することができる操作装置を提供することにある。
　本発明の一態様は、操作面をなぞるユーザの所定操作を検出したとき基準位置と当該基準位置から上方向の駆動位置との間で駆動される検出部と、前記検出部の基準位置から下方向へのユーザの押し下げ操作を可能にする押下機構部と、前記押下機構部を介して前記押し下げ操作を検出する押下検出部と、前記検出部の駆動を可能にする駆動機構部とを備えた操作装置を提供する。
　本発明によれば、高度な制御を行うことなく、触覚の呈示の際の押し下げ操作の誤検出を防止することができる。
図１は、実施の形態に係る操作装置の分解斜視図である。 図２（ａ）は、実施の形態に係る操作装置の配置を説明するための概略図であり、（ｂ）は、操作装置のブロック図である。 図３（ａ）は、実施の形態に係るベースの下面図であり、（ｂ）は、側面図である。 図４（ａ）は、実施の形態に係るボディの上面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のIV（ｂ）-IV（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。 図５（ａ）は、実施の形態に係るプッシュロッドの側面図であり、（ｂ）は、下面図である。 図６（ａ）は、実施の形態に係る駆動機構部の第１のギアの概略図であり、（ｂ）は、図６（ａ）のVI（ｂ）-VI（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｃ）は、第１のギアの側面図であり、（ｄ）は、第２のギアの概略図であり、（ｅ）は、図６（ｄ）のVI（ｅ）-VI（ｅ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｆ）は、第２のギアの側面図である。 図７（ａ）は、表示装置９１に表示される画像を示す概略図であり、（ｂ）は、ｘ軸方向の触覚パターンを示す概略図であり、（ｃ）は、ｙ軸方向の触覚パターンを示す概略図である。 図８は、実施の形態に係る操作装置の基準位置からの駆動を示す概略図である。 図９は、実施の形態に係る操作装置の基準位置からの押し下げ操作における動作を示す概略図である。
（実施の形態の要約）
　実施の形態に係る操作装置は、操作面をなぞるユーザの所定操作を検出したとき基準位置と当該基準位置から上方向の駆動位置との間で駆動される検出部と、前記検出部の基準位置から下方向へのユーザの押し下げ操作を可能にする押下機構部と、前記押下機構部を介して前記押し下げ操作を検出する押下検出部と、前記検出部の駆動を可能にする駆動機構部とを備える。
[実施の形態]
（操作装置１の構成）
　図１は、実施の形態に係る操作装置の分解斜視図である。図２（ａ）は、実施の形態に係る操作装置の配置を説明するための概略図であり、（ｂ）は、操作装置のブロック図である。なお、以下に記載する上下とは、特に断らない限り、図１の紙面の上下を基準としている。また、実施の形態に係る各図において、部品と部品との比率は、実際の比率とは異なる場合がある。
　操作装置１は、主に、操作面をなぞる操作を検出する検出部としてのタッチパネル２と、タッチパネル２の基準位置から下方向の押し下げ操作を可能にする押下機構部３と、押下機構部３を介した押し下げ操作を検出する押下検出部としてのプッシュスイッチ５と、タッチパネル２の基準位置から上方向の間での駆動を可能にする駆動機構部７と、を備えて概略構成されている。
　ここで基準位置とは、タッチパネル２に操作がなされていない場合のタッチパネル２の位置を示している。
　また操作装置１は、図１に示すように、カバー４ａと、ベゼル１０と、シールド１２と、スタビライザー６と、制御基板８と、を備えて概略構成されている。
　操作装置１は、車両９に搭載されている電子機器を操作するように構成されている。操作装置１は、図２（ａ）に示すように、運転座席と助手席の間に伸びるセンターコンソール９０に配置されている。電子機器は、一例として、カーナビゲーション装置、音楽再生装置、動画再生装置及び空調装置等である。
（ベゼル１０の構成）
　ベゼル１０は、図１及び図２（ａ）に示すように、センターコンソール９０の表面と段差が無くなるように操作装置１に設けられている。このベゼル１０は、タッチパネル２の操作面２００が露出する開口１００を有する板形状に形成されている。ベゼル１０は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。
　ベゼル１０は、図１に示すように、裏面から突出する脚１０１～脚１０４を四隅に備えている。この脚１０１～脚１０４は、後述するボディ４に取り付けられるように構成されている。
（タッチパネル２の構成）
　タッチパネル２は、例えば、図１に示すように、シート２０と、マスクラバー２１と、パネル２２と、タッチパネル基板２３と、ベース２４と、を備えて概略構成されている。
　シート２０は、例えば、操作者の指の滑りを良くする目的で、マスクラバー２１の凹部２１０の底面２１１に貼られている。このシート２０は、樹脂材料を用いて矩形状に形成されている。操作者は、このシート２０の表面（操作面２００）に対して操作を行い、その操作をタッチパネル基板２３が検出する。
　マスクラバー２１は、例えば、エラストマー樹脂等の樹脂材料を用いて形成される。このマスクラバー２１は、矩形状を有し、その周囲には段差が設けられている。またマスクラバー２１の中央には、凹部２１０が設けられている。マスクラバー２１は、タッチパネル基板２３上に配置される。
　パネル２２は、例えば、四角い枠であり、マスクラバー２１、タッチパネル基板２３及びベース２４を一体とする。このパネル２２は、例えば、樹脂材料を用いて形成される。
　タッチパネル基板２３は、例えば、静電容量を検出する静電容量タッチセンサである。このタッチパネル基板２３は、検出面２３０に接近、又は接触した検出対象との間の静電容量を検出し、検出点の座標情報を出力するように構成されている。本実施の形態においては、検出面２３０上に、マスクラバー２１及びシート２０が配置されているので、シート２０の操作面２００に対する接近、接触を検出するように構成されている。なお上記の接近とは、静電容量がしきい値を越えるほど接近した状態を示している。タッチパネル基板２３が検出する検出対象は、操作者の体の一部、スタイラスペンのような導電性を有するもの等であるが、以下では特に断らない限り、指による操作を対象とする。
　タッチパネル２は、静電容量タッチセンサに限定されず、操作面２００をなぞる操作を検出可能なセンサであれば良い。本実施の形態では、操作装置１に表示部は含まれないが、操作装置１は、タッチパネル基板２３を透明基板で構成し、タッチパネル基板２３の下に表示部を備える構成としても良い。
　図３（ａ）は、実施の形態に係るベースの下面図であり、（ｂ）は、側面図である。
　ベース２４は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。このベース２４は、図１、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、矩形状でかつ、板形状を有している。
　このベース２４は、上面２４ａに収納部２４０ａが形成されている。この収納部２４０ａには、タッチパネル基板２３が収納されている。
　またベース２４の下面２４ｂには、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、４つの側面の近傍のそれぞれに脚２４０～脚２４３が設けられている。この脚２４０～脚２４３は、断面がＵ字形状となっている。脚２４０～脚２４３は、後述するボディ４に形成された貫通孔に挿入される。従って脚２４０～脚２４３は、タッチパネル２が移動する際のガイドとなる。
　ベース２４の下面２４ｂには、対向する、リンク２４５とリンク２４６、及び取付部２４７と取付部２４８が設けられている。リンク２４５及びリンク２４６は、四角柱形状を有しており、その長さは脚２４０～脚２４３よりも長い。また取付部２４７及び取付部２４８は、四角柱形状を有し、その長さは、脚２４０～脚２４３よりも短い。
　リンク２４５は、後述する駆動機構部７の第１のギア７１のリンクピン７１１が挿入されるリンク凹部２４５ａを有する。またリンク２４６は、駆動機構部７の第２のギア７２のリンクピン７２１が挿入されるリンク凹部２４６ａを有する。
　取付部２４７は、後述するスタビライザー６の一方の端部が挿入される凹部２４７ａを有する。また取付部２４８は、スタビライザー６の他方の端部が挿入される凹部２４８ａを有する。
　ベース２４は、収納部２４０ａに貫通孔２４９を有する。この貫通孔２４９には、タッチパネル基板２３のケーブル２３１が挿入される。このケーブル２３１は、制御基板８に電気的に接続される。
（シールド１２の構成）
　シールド１２は、例えば、導電性を有する金属材料を用いて形成される。このシールド１２は、タッチパネル２の側面を覆うような枠形状を有し、制御基板８の接地回路に電気的に接続されている。
（押下機構部３の構成）
　図４（ａ）は、実施の形態に係るボディの上面図であり、（ｂ）は、図４（ａ）のIV（ｂ）-IV（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図である。
　押下機構部３は、押し下げ操作に基づいてタッチパネル２の下面２４ｂに接触するロッドとしてのプッシュロッド３０と、プッシュロッド３０を支持する支持部としてのボディ４と、ボディ４に設けられ、タッチパネル２の方向の力を生成してプッシュロッド３０に付加する力生成部としてのスプリング３１と、を備えて概略構成されている。
　ボディ４は、図１、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、上部に収納部４０が設けられている。この収納部４０には、タッチパネル２が収納される。ボディ４は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。
　また収納部４０は、その底面４０ａの中央にロッド開口４００が形成されている。このロッド開口４００は、底面４０ａから下方向に伸びるように筒状に形成され、プッシュロッド３０及びスプリング３１が挿入される。
　この底面４０ａには、さらに図４（ａ）の紙面において時計回りに貫通孔であるガイド４１～ガイド４４が形成されている。また底面４０ａには、対向するように、リンク孔４５とリンク孔４６、取付孔４７と取付孔４８、が形成されている。さらに底面４０ａには、ガイド４１とロッド開口４００の間に、ケーブルが挿入される貫通孔４９が形成されている。この貫通孔４９は、収納部４０に収納されたタッチパネル２のベース２４の貫通孔２４９に対応する位置に形成される。
　ガイド４１には、ベース２４の脚２４０が挿入される。ガイド４２には、ベース２４の脚２４１が挿入される。ガイド４３には、ベース２４の脚２４２が挿入される。ガイド４４には、ベース２４の脚２４３が挿入される。
　リンク孔４５には、リンク２４５が挿入される。またリンク孔４６には、リンク２４６が挿入される。
　取付孔４７には、取付部２４７が挿入される。スタビライザー６は、取付孔４７に挿入された取付部２４７に取り付けられる。取付孔４８には、取付部２４８が挿入される。スタビライザー６は、取付孔４８に挿入された取付部２４８に取り付けられる。ボディ４の底面４０ａの逆側の面には、スタビライザー６を取り付けることができるように、取付部４０１～取付部４０３が、突出するように形成されている。
　取付部４０１は、後述するスタビライザー６の基部６０の一方端部側を支持する。取付部４０２は、基部６０の中央部分を支持する。取付部４０３は、基部６０の他方端部側を支持する。
　ロッド開口４００は、図４（ａ）に示すように、その底面４００ａに十字形状の貫通孔４００ｂを有する。この貫通孔４００ｂには、後述するプッシュロッド３０の先端部３０５が挿入される。
　またロッド開口４００の側面には、後述するプッシュロッド３０の凸部が挿入されるスリット４００ｃが形成されている。さらにスリット４００ｃの収納部４０側には、プッシュロッド３０の凸部が接触する抜止４００ｄが形成されている。この抜止４００ｄは、ロッド開口４００に挿入されたスプリング３１の弾性力により、ロッド開口４００からプッシュロッド３０が抜けるのを防止している。
　図５（ａ）は、実施の形態に係るプッシュロッドの側面図であり、（ｂ）は、下面図である。
　プッシュロッド３０は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、細長い四角柱となる本体３００と、円柱形状を有し、本体３００の端面３００ａから突出する接触部３０３と、接触部３０３よりも一回り小さい円柱形状を有する取付部３０４と、取付部３０４の先端から突出する先端部３０５と、を備えて概略構成されている。このプッシュロッド３０は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。
　本体３００は、短手方向の両側面から突出する凸部３０１及び凸部３０２が形成されている。この凸部３０１及び凸部３０２は、ボディ４のロッド開口４００に形成されたスリット４００ｃに挿入され、タッチパネル２の押し下げ操作に伴う上下方向の移動のガイドとして機能する。
　接触部３０３には、ロッド開口４００に挿入されたスプリング３１の端部が接触する。従ってプッシュロッド３０は、ロッド開口４００に挿入されたスプリング３１から、タッチパネル２方向の弾性力を付加されている。しかしプッシュロッド３０の凸部３０１及び凸部３０２が、抜止４００ｄと接触するので、プッシュロッド３０は、ロッド開口４００から抜けないようにされている。
　従ってプッシュロッド３０とタッチパネル２との間にクリアランスを設けた場合、プッシュロッド３０は、タッチパネル２のベース２４の下面２４ｂに押し付けられることなくクリアランスを保つことが可能となる。
　取付部３０４は、スプリング３１が挿入される部分である。この取付部３０４から突出して設けられた先端部３０５は、短手方向の断面が十字形状で、細長い形状を有している。先端部３０５は、ロッド開口４００の貫通孔４００ｂに挿入されている。
　スプリング３１は、例えば、金属材料を用いて形成されたコイルスプリングである。なおスプリング３１は、金属材料に限定されず、樹脂材料等を用いて形成されても良い。また力生成部は、コイルスプリングに限定されず、プッシュロッド３０にタッチパネル２方向の力を付加することができる機械要素であれば良い。
（スタビライザー６の構成）
　タッチパネル２とボディ４とを連結する連結部材としてのスタビライザー６は、基部６０と、基部６０の一方端部を曲げて形成された第１の端部としての端部６１と、基部６０の他方端部を曲げて形成された第２の端部としての端部６２と、を備え、基部６０がシャフト７３と交差するように、ボディ４に取り付けられ、端部６１及び端部６２がタッチパネル２に取り付けられている。
　スタビライザー６は、例えば、図１に示すように、針金を細長い楕円形状とし、その長手の一部を切り取ったような形状を有する。
　このスタビライザー６は、タッチパネル２になされた、偏った押し下げ操作においても、プッシュロッド３０を介してプッシュスイッチ５をオンすることができるように設けられたものである。
　この偏った押し下げ操作とは、タッチパネル２の操作面２００の中央から離れた位置でなされた操作を示している。このスタビライザー６は、その長手方向における偏った押し下げ操作を許容するように構成されている。
　押し下げ操作が、例えば、操作面２００の隅で行われた場合、タッチパネル２の隅の移動量と、中央での移動量と、では異なり、中央での移動量が十分でなくてプッシュスイッチ５がオンとならない可能性がある。しかし操作装置１は、スタビライザー６の長手方向に沿った位置で、偏った押し下げ操作が行われた場合、端部６１又は端部６２の一方が基部６０に対してねじれ、そのねじれによって生じる力により、他方がそのねじれに追従する。この追従により、他方の端部が取り付けられているベース２４を下方向に引っ張ることとなり、タッチパネル２の傾きが修正された状態で下方に移動するので、確実にプッシュロッド３０を介してプッシュスイッチ５をオンさせることが可能となる。
（駆動機構部７の構成）
　図６（ａ）は、実施の形態に係る駆動機構部の第１のギアの概略図であり、（ｂ）は、図６（ａ）のVI（ｂ）-VI（ｂ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｃ）は、第１のギアの側面図であり、（ｄ）は、第２のギアの概略図であり、（ｅ）は、図６（ｄ）のVI（ｅ）-VI（ｅ）線で切断した断面を矢印方向から見た断面図であり、（ｆ）は、第２のギアの側面図である。
　駆動機構部７は、図１に示すように、ギアシャフト部７０と、モータ７５と、を備えて概略構成されている。ギアシャフト部７０は、第１のギア７１と、第２のギア７２と、シャフト７３と、を備えて概略構成されている。
　具体的には、駆動機構部７は、駆動力を発生する駆動力発生部としてのモータ７５と、モータ７５の出力軸に設けられた出力軸側ギアとしてのピニオンギア７６と、ピニオンギア７６と噛み合い、タッチパネル２に設けられた第１のリンクとしてのリンク２４５と連結される第１の凸部としてのリンクピン７１１が設けられた第１のギア７１と、を備えている。
　また駆動機構部７は、一方端部が第１のギア７１に接続するシャフト７３と、シャフト７３の他方端部が接続し、リンク２４５と対向する第２のリンクとしてのリンク２４６と連結される第２の凸部としてのリンクピン７２１が設けられた回転部材としての第２のギア７２と、を備えている。
　第１のギア７１及び第２のギア７２は、例えば、樹脂材料を用いて形成されている。シャフト７３は、例えば、金属材料を用いて棒形状に形成されている。
　第１のギア７１は、図６（ａ）に示すように、半円形状を有し、モータ７５の出力軸に設けられたピニオンギア７６と噛み合うギア部７１０が円周に形成されている。また第１のギア７１の回転軸のシャフト７３側には、シャフト取付部７１３が設けられている。このシャフト取付部７１３には、図６（ｃ）に示すように、挿入孔７１３ａが形成され、シャフト７３が挿入される。
　シャフト取付部７１３の反対側には、ピン挿入部７１２が設けられている。このピン挿入部７１２の挿入孔７１２ａには、図１に示すピン７４ａが挿入される。このピン７４ａによって、第１のギア７１は、ボディ４に回転可能に取り付けられている。
　第１のギア７１は、ピン挿入部７１２に隣接してリンクピン７１１が設けられている。このリンクピン７１１は、ベース２４のリンク２４５のリンク凹部２４５ａに挿入される。
　第２のギア７２は、図６（ｄ）に示すように、半円形状を有し、ギア部７２０が円周に形成されている。また第２のギア７２のシャフト７３側には、シャフト取付部７２３が設けられている。このシャフト取付部７２３には、図６（ｆ）に示すように、挿入孔７２３ａが形成され、シャフト７３が挿入される。なお第２のギア７２は、第１のギア７１と同形状、同質量であることが好ましいので、第１のギア７１と同じギア形状を有しているが、これに限定されず、ギア部が形成されない形状であっても良い。
　シャフト取付部７２３の反対側には、ピン挿入部７２２が設けられている。このピン挿入部７２２の挿入孔７２２ａには、図１に示すピン７４ｂが挿入される。このピン７４ｂによって、第２のギア７２は、ボディ４に回転可能に取り付けられている。
　第２のギア７２は、ピン挿入部７２２に隣接してリンクピン７２１が設けられている。このリンクピン７２１は、ベース２４のリンク２４６のリンク凹部２４６ａに挿入される。
　モータ７５は、ブラケット７５ａを介して制御基板８に取り付けられている。このモータ７５の出力軸には、ピニオンギア７６が取り付けられている。このピニオンギア７６は、第１のギア７１のギア部７１０と噛み合うように構成されている。
　モータ７５は、図１に示すように、正逆回転するように構成されている。ここで、正回転とは、例えば、図１に示す矢印Ａ方向であり、逆回転とは、矢印Ｂ方向である。
　モータ７５が正回転（矢印Ａ方向）する場合、図１の紙面において反時計回りにピニオンギア７６が回転する。この反時計回りの回転により、第１のギア７１が時計回りに回転すると共にリンクピン７１１が上方向に移動し、ベース２４のリンク２４５を介してタッチパネル２を基準位置から上方向に駆動する。駆動位置とは、上方向に最大の駆動量で駆動された位置を示すものとする。
　またモータ７５が逆回転（矢印Ｂ方向）する場合、図１の紙面において時計回りにピニオンギア７６が回転する。この時計回りの回転により、第１のギア７１が反時計回りに回転すると共にリンクピン７１１が下方向に移動し、ベース２４のリンク２４５を介してタッチパネル２を上方向から基準位置に駆動する。
　駆動機構部７は、基準位置から上方向にタッチパネル２を駆動し、さらに上方向に駆動されたタッチパネル２を基準位置に駆動する。従って駆動機構部７は、タッチパネル２を基準位置から下方向には駆動しないように構成されている。つまり後述する触覚の呈示は、基準位置から駆動位置、駆動位置から基準位置、までの範囲で行われる。
　この基準位置からの駆動量は、一例として、０．２～０．５ｍｍである。従ってタッチパネル２とベゼル１０とのクリアランスは、一例として、１ｍｍ程度である。
　ここでギアシャフト部７０は、その長手方向が、スタビライザー６の長手方向と交差するように配置される。これは、スタビライザー６が、その長手方向に沿った位置で偏った押し下げ操作を許容するように構成されたのに対して、当該長手方向と交差する方向に沿った位置で偏った押し下げ操作を許容させるためである。
　ギアシャフト部７０の長手方向に沿った位置で偏った押し下げ操作が行われた場合、ベース２４のリンク２４５又はリンク２４６を介して第１のギア７１又は第２のギア７２の何れかが回転する。一方のギアが回転すれば、他方のギアが回転するので、他方のリンクピンが挿入されたリンクを介してベース２４が押し下げられる。従って、タッチパネル２の傾きが修正された状態で下方に移動するので、確実にプッシュロッド３０を介してプッシュスイッチ５をオンさせることが可能となる。よって操作装置１は、スタビライザー６及びギアシャフト部７０によって、偏った押し下げ操作を許容することが可能となる。
（制御基板８の構成）
　制御基板８は、図２（ｂ）に示すように、プッシュスイッチ５と、制御部８０と、記憶部８２、とが配置されたプリント配線基板である。
　制御部８０は、例えば、記憶されたプログラムに従って、取得したデータに演算、加工等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、半導体メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されるマイクロコンピュータである。
 
　記憶部８２は、操作装置１が電気的に接続された電子機器から取得した画像情報８２０と、触覚パターン情報８２１と、を記憶する半導体メモリである。記憶部８２は、一例として、制御部８０のＲＡＭであっても良い。
　画像情報８２０は、例えば、表示装置９１に表示される画像の情報である。
　触覚パターン情報８２１は、例えば、後述する触覚パターンに従って触覚の呈示を実行するために必要な情報を含んで構成されている。この制御部８０は、画像情報８２０及び触覚パターン情報８２１に基づいて触覚の呈示を行うように駆動機構部７を制御する。
　制御部８０は、プッシュスイッチ５、タッチパネル基板２３及びモータ７５と電気的に接続されている。
　プッシュスイッチ５は、先端が押されることで、制御部８０にプッシュ情報を出力する押ボタンスイッチである。このプッシュ情報は、プッシュスイッチ５がオンされたことを示す情報である。なおプッシュスイッチ５は、押ボタンスイッチに限定されず、荷重を検出する荷重センサ等であっても良い。
　タッチパネル基板２３は、座標情報を出力するように構成されている。この座標情報は、タッチパネル基板２３が検出した検出対象の座標の情報である。
　制御部８０は、モータ７５を制御するための駆動信号を出力するように構成されている。モータ７５は、この駆動信号に基づいて正逆回転を行う。
　また制御部８０は、座標情報及びプッシュ情報に基づいて操作情報を生成し、接続された電子機器に出力するように構成されている。この操作情報は、検出点の座標の情報、及びプッシュ操作の有無等を含む情報である。
　なお基準位置から押下位置までの押下量は、一例として、０．２～０．５ｍｍである。
（カバー４ａの構成）
　カバー４ａは、図１に示すように、ボディ４の下に取り付けられるものである。このカバー４ａは、例えば、樹脂材料等を用いて形成されている。
　以下に、本実施の形態に係る操作装置１の動作を、各図を参照しながら説明する。まず操作装置１が、表示装置９１に表示される画像に対応して触覚を呈示する動作について説明する。
（触覚パターンについて）
　図７（ａ）は、表示装置９１に表示される画像を示す概略図であり、（ｂ）は、ｘ軸方向の触覚パターンを示す概略図であり、（ｃ）は、ｙ軸方向の触覚パターンを示す概略図である。図７（ｂ）は、縦軸がｚ軸で、横軸がｘ軸である。図７（ｃ）は、縦軸がｙ軸であり、横軸がｚ軸である。なおｚ軸方向は、タッチパネル２の操作面２００の法線方向である。
　図７（ａ）に示すように、表示装置９１が、その表示画面９２に等間隔に並ぶアイコン９３～アイコン９６を表示しているものとする。図７（ａ）では、表示画面９２の左上をｘｙ座標の原点とし、ｘ軸は、右側が正、ｙ軸は、下側が正となるものとする。
　操作者が、一列に並んだアイコン９３～アイコン９６の中央を通るｘ軸方向の点線上を指でなぞる操作を行った場合の触覚パターン９７は、図７（ｂ）に示すように、アイコン９３～アイコン９６に対応する位置でタッチパネル２を基準位置から駆動位置に駆動するパターンとなっている。
　触覚パターン９７は、アイコン９３に対応する座標ｘ1から座標ｘ2の間でタッチパネル２を駆動するものである。また触覚パターン９７は、アイコン９４に対応する座標ｘ3から座標ｘ4の間でタッチパネル２を駆動するものである。また触覚パターン９７は、アイコン９５に対応する座標ｘ5から座標ｘ6の間でタッチパネル２を駆動するものである。また触覚パターン９７は、アイコン９６に対応する座標ｘ7から座標ｘ8の間でタッチパネル２を駆動するものである。
　操作者が、例えば、左方向からアイコン９３に対応する操作面２００をｘ軸に沿ってなぞる操作を行った場合、座標ｘ1において、タッチパネル２が基準位置から駆動位置に駆動され、座標ｘ2において、駆動位置から基準位置に駆動される。また操作者が、例えば、右方向からアイコン９３に対応する操作面２００をｘ軸に沿ってなぞる操作を行った場合、座標ｘ2において、タッチパネル２が基準位置から駆動位置に駆動され、座標ｘ1において、駆動位置から基準位置に駆動される。
　上述の動作は、ｘ軸に沿った操作について説明したが、続いてｙ軸に沿った操作について説明する。
　操作者が、アイコン９３の中央を通るｙ軸方向の点線上を指でなぞる操作を行う場合の触覚パターン９８は、図７（ｃ）に示すように、アイコン９３に対応する位置でタッチパネル２を基準位置から駆動位置に駆動するパターンとなっている。
　触覚パターン９８は、アイコン９３に対応する座標ｙ1から座標ｙ2の間でタッチパネル２を駆動するものである。
　操作者が、例えば、上方向からアイコン９３に対応する操作面２００をｙ軸に沿ってなぞる操作を行った場合、座標ｙ1において、タッチパネル２が基準位置から駆動位置に駆動され、座標ｙ2において、駆動位置から基準位置に駆動される。また操作者が、例えば、下方向からアイコン９３に対応する操作面２００をｙ軸に沿ってなぞる操作を行った場合、座標ｙ2において、タッチパネル２が基準位置から駆動位置に駆動され、座標ｙ1において、駆動位置から基準位置に駆動される。
　続いて、以下では、操作装置１のタッチパネル２の駆動について説明する。
（触覚の呈示について）
　図８は、実施の形態に係る操作装置の基準位置からの駆動を示す概略図である。図８は、実線が基準位置にある場合の操作装置１を示し、二点鎖線が駆動位置にある場合の操作装置１を示す。アイコン９３の左側からなぞる操作が行われる場合の駆動について説明する。
　制御部８０は、タッチパネル２から出力された座標情報、記憶部８２に記憶された画像情報８２０及び触覚パターン情報８２１に基づいて検出点の座標がｘ1となると、モータ７５を駆動する駆動信号を出力する。
　モータ７５は、駆動信号に基づいて正回転（矢印Ａ方向）に回転する。この回転にともなって、ピニオンギア７６が、図８の紙面において反時計回りに回転すると共に第１のギア７１が時計回りに回転する。
　この第１のギア７１の回転により、第１のギア７１のリンクピン７１１が、ベース２４のリンク２４５を介してタッチパネル２を上方向に移動させると共に、シャフト７３を介して第２のギア７２が回転し、第２のギア７２のリンクピン７２１が、ベース２４のリンク２４６を介してタッチパネル２を上方向に移動させる。
　制御部８０は、タッチパネル２が駆動位置に駆動されるまで制御信号を出力する。
　続いて、以下では、駆動位置から基準位置への駆動について説明する。
　制御部８０は、タッチパネル２から出力された座標情報、記憶部８２に記憶された画像情報８２０及び触覚パターン情報８２１に基づいて検出点の座標がｘ2となると、モータ７５を駆動する駆動信号を出力する。
　モータ７５は、駆動信号に基づいて逆回転（矢印Ｂ方向）に回転する。この回転にともなって、ピニオンギア７６が、図８の紙面において時計回りに回転すると共に第１のギア７１が反時計回りに回転する。
　この第１のギア７１の回転により、第１のギア７１のリンクピン７１１が、ベース２４のリンク２４５を介してタッチパネル２を下方向に移動させると共に、シャフト７３を介して第２のギア７２が回転し、第２のギア７２のリンクピン７２１が、ベース２４のリンク２４６を介してタッチパネル２を下方向に移動させる。
　制御部８０は、タッチパネル２が基準位置に駆動されるまで制御信号を出力する。
　続いて、以下では、タッチパネル２の押し下げ操作について説明する。
（押し下げ操作について）
　図９は、実施の形態に係る操作装置の基準位置からの押し下げ操作における動作を示す概略図である。
　操作者が、例えば、アイコン９３に対応する操作面２００に指が位置する状態で、操作面２００を下方向に押し下げる。
　この押し下げ操作により、タッチパネル２が押し下げられ、タッチパネル２の下面２４ｂが、プッシュロッド３０の端面３００ｂに接触すると共に、プッシュロッド３０が、図９の紙面下側に移動する。
　プッシュロッド３０は、凸部３０１及び凸部３０２がボディ４のロッド開口４００のスリット４００ｃに案内されながら下方向に移動する。この移動に伴って、プッシュロッド３０の先端面３０６がプッシュスイッチ５の先端に接触して押し下げる。
　プッシュスイッチ５は、先端が押し下げられたことによってオンとなり、プッシュ情報を出力する。
　操作者が押し下げ操作を終了し、操作面２００から指を離すと、スプリング３１に蓄積された弾性力が開放され、図９の紙面の上方向にプッシュロッド３０を押し上げる。プッシュロッド３０は、上方向に移動すると共に、プッシュロッド３０に接触していたタッチパネル２が、押し下げ位置から基準位置まで移動する。
　プッシュロッド３０は、図９に示すように、抜止４００ｄによって上方向の移動が規制される。従ってタッチパネル２は、基準位置まで移動することとなる。
　制御部８０は、プッシュスイッチ５から取得したプッシュ情報、及びタッチパネル基板２３から取得した座標情報に基づいて操作情報を生成し、電子機器に出力する。
　電子機器は、操作情報に基づいてアイコン９３が選択、決定されたと判定し、アイコン９３に割り当てられた機能を実行する。
（実施の形態の効果）
　本実施の形態に係る操作装置１は、高度な制御を行うことなく、触覚の呈示と、押し下げ操作の検出と、を行うことができる。操作装置１は、触覚の呈示は、基準位置から上方向にタッチパネル２を駆動することで行い、押し下げ操作は、タッチパネル２が基準位置から押し下げられることにより行われる。従って操作装置１は、触覚の呈示の際に、プッシュロッド３０がプッシュスイッチ５を押し下げることがないので、簡単な制御で触覚の呈示と押し下げ操作の検出を行うことができる。よって操作装置１は、高度な処理能力を有する制御部が必要ないので、低コストである。
　操作装置１は、モータ７５を用いた触覚の呈示を行うことができるので、圧電素子を用いた触覚の呈示と比べて、強い振動を指に与えることができる。
　操作装置１は、スタビライザー６及びギアシャフト部７０を備えているので、タッチパネル２の隅を押し下げる操作がなされても、プッシュスイッチ５をオンすることができる。また操作装置１は、スタビライザーを２つ配置する必要がないので、低コストである。
　操作装置１は、表示装置９１に表示される画像の画像情報８２０に基づいて触覚を呈示することができるので、操作者は、操作面２００に視線を移動させなくてもアイコンの位置等が把握できる。
　以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　本発明は、振動による触感の呈示の際、プッシュ操作をしていないにも関わらずこの振動がタッチセンサを介して荷重検出部に付加されてプッシュ操作による荷重として誤検出される可能性がある操作装置に適用できる。
１…操作装置、２…タッチパネル、３…押下機構部、４…ボディ、４ａ…カバー、５…プッシュスイッチ、６…スタビライザー、７…駆動機構部、８…制御基板、９…車両、１０…ベゼル、１２…シールド、２０…シート、２１…マスクラバー、２２…パネル、２３…タッチパネル基板、２４…ベース、２４ａ…上面、２４ｂ…下面、３０…プッシュロッド、３１…スプリング、４０…収納部、４０ａ…底面、４１～４４…ガイド、４５、４６…リンク孔、４７、４８…取付孔、４９…貫通孔、６０…基部、６１、６２…端部、７０…ギアシャフト部、７１…第１のギア、７２…第２のギア、７３…シャフト、７４ａ…ピン、７４ｂ…ピン、７５…モータ、７５ａ…ブラケット、７６…ピニオンギア、８０…制御部、８２…記憶部、９０…センターコンソール、９１…表示装置、９２…表示画面、９３～９６…アイコン、９７、９８…触覚パターン、１００…開口、１０１～１０４…脚、２００…操作面、２１０…凹部、２１１…底面、２３０…検出面、２３１…ケーブル、２４０～２４３…脚、２４０ａ…収納部、２４５、２４６…リンク、２４５ａ、２４６ａ…リンク凹部、２４７、２４８…取付部、２４７ａ、２４８ａ…凹部、２４９…貫通孔、３００…本体、３００ａ、３００ｂ…端面、３０１、３０２…凸部、３０３…接触部、３０４…取付部、３０５…先端部、３０６…先端面、４００…ロッド開口、４００ａ…底面、４００ｂ…貫通孔、４００ｃ…スリット、４００ｄ…抜止、４０１～４０３…取付部、７１０…ギア部、７１１…リンクピン、７１２…ピン挿入部、７１２ａ…挿入孔、７１３…シャフト取付部、７１３ａ…挿入孔、７２０…ギア部、７２１…リンクピン、７２２…ピン挿入部、７２２ａ…挿入孔、７２３…シャフト取付部、７２３ａ…挿入孔、８２０…画像情報、８２１…触覚パターン情報

Claims (6)

  1. 　操作面をなぞるユーザの所定操作を検出したとき基準位置と当該基準位置から上方向の駆動位置との間で駆動される検出部と、
    　前記検出部の基準位置から下方向へのユーザの押し下げ操作を可能にする押下機構部と、
    　前記押下機構部を介して前記押し下げ操作を検出する押下検出部と、
    　前記検出部の駆動を可能にする駆動機構部と、
    　を備えた操作装置。
  2. 　さらに表示装置に表示される画像の画像情報に基づいて前記駆動機構部を制御して前記検出部を駆動させる制御部を備えた、請求項１に記載の操作装置。
  3. 　前記押下機構部が、
    　前記押し下げ操作に基づいて前記検出部の下面に接触するロッドと、
    　前記ロッドを支持する支持部と、
    　前記支持部に設けられ、前記検出部の方向の力を生成して前記ロッドに付加する力生成部とを備えた、請求項１又は２に記載の操作装置。
  4. 　前記駆動機構部が、
    　駆動力を発生する駆動力発生部と、
    　前記駆動力発生部の出力軸に設けられた出力軸側ギアと、
    　前記出力軸側ギアと噛み合い、前記検出部に設けられた第１のリンクと連結される第１の凸部が設けられた第１のギアとを備えた、請求項３に記載の操作装置。
  5. 　前記駆動機構部が、
    　一方端部が前記第１のギアに接続するシャフトと、
    　前記シャフトの他方端部が接続し、前記第１のリンクと対向する第２のリンクと連結される第２の凸部が設けられた回転部材とを備えた、請求項４に記載の操作装置。
  6. 　前記検出部と前記支持部とを連結する連結部材が、
    　基部と、
    　前記基部の一方端部を曲げて形成された第１の端部と、
    　前記基部の他方端部を曲げて形成された第２の端部と、
    　を備え、
    　前記基部が前記シャフトと交差するように、前記支持部に取り付けられ、
    　前記第１の端部及び前記第２の端部が前記検出部に取り付けられる、請求項５に記載の操作装置。
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