WO2016035332A1 - 多方向入力装置 - Google Patents

多方向入力装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2016035332A1
WO2016035332A1 PCT/JP2015/004453 JP2015004453W WO2016035332A1 WO 2016035332 A1 WO2016035332 A1 WO 2016035332A1 JP 2015004453 W JP2015004453 W JP 2015004453W WO 2016035332 A1 WO2016035332 A1 WO 2016035332A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
neutral position
movable body
control unit
input device
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/004453
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
陽介 大橋
達也 宮崎
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックIpマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックIpマネジメント株式会社
Priority to JP2016546321A priority Critical patent/JP6574986B2/ja
Priority to US15/500,372 priority patent/US10128839B2/en
Publication of WO2016035332A1 publication Critical patent/WO2016035332A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/96Touch switches
    • H03K17/9627Optical touch switches
    • H03K17/9631Optical touch switches using a light source as part of the switch
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/02Controlling members for hand actuation by linear movement, e.g. push buttons
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H25/00Switches with compound movement of handle or other operating part
    • H01H25/002Switches with compound movement of handle or other operating part having an operating member rectilinearly slidable in different directions
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/17Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
    • H03H9/171Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator implemented with thin-film techniques, i.e. of the film bulk acoustic resonator [FBAR] type
    • H03H9/172Means for mounting on a substrate, i.e. means constituting the material interface confining the waves to a volume
    • H03H9/175Acoustic mirrors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/968Switches controlled by moving an element forming part of the switch using opto-electronic devices
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04703Mounting of controlling member
    • G05G2009/04714Mounting of controlling member with orthogonal axes
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05GCONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
    • G05G9/02Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only
    • G05G9/04Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously
    • G05G9/047Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G05G2009/04766Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks providing feel, e.g. indexing means, means to create counterforce

Definitions

  • the present disclosure relates to a multidirectional input device used for operation of an electronic device.
  • the present invention relates to a multidirectional input device mainly used for operation of various electronic devices in an automobile.
  • multi-directional input devices capable of various operations such as a rotation operation, a pressing operation, and a movement operation are provided on an instrument panel or a combination switch in a car interior.
  • multi-directional input devices capable of operating various electronic devices such as car navigation, audio, or air conditioner in a car interior.
  • multi-directional input devices capable of operating vehicle headlights, wipers, or direction indicators are increasing. There is a need for a multidirectional input device that has various functions and can perform more reliable operations.
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 are known as conventional multidirectional input devices.
  • the multidirectional input device of the present disclosure outputs a case, a movable body mounted on the case so as to be movable in a plurality of directions with a predetermined neutral position as a base point, and a first signal corresponding to the position of the movable body
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a multidirectional input device according to an embodiment.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of a multidirectional input device according to a modification of the embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a multidirectional input unit in the multidirectional input device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of the multidirectional input device according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the multidirectional input device according to the embodiment when the multidirectional input unit is operated.
  • FIG. 5A is a signal waveform diagram of the multidirectional input device according to the embodiment.
  • FIG. 5B is a signal waveform diagram of the multidirectional input device according to the embodiment.
  • the voltage signal output from the light emitting / receiving element varies depending on the reflected light from the reflecting portion. For example, it is assumed that 3V voltage signal is set to be output when the multidirectional input device is in the neutral position. However, when an ambient temperature change or power supply voltage fluctuation occurs during use, a voltage signal of 1.5 V is output even though the operating body and the movable body are in the neutral position. In this case, although the operating body and the movable body are in the neutral position, for example, the control unit erroneously detects that the operating body has been moved to the right.
  • the conventional multi-directional input device has a problem that the voltage value of the output signal fluctuates depending on the surrounding environment and the like, and the control unit erroneously detects and malfunctions.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of a multidirectional input device 26 according to this embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the multidirectional input unit 22 in the multidirectional input device 26 of the present embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of the multidirectional input device 26 according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the multidirectional input unit 22 according to the present embodiment when operated.
  • FIG. 4 shows a state in which the operating body 21 is moved and operated in the right direction of the drawing.
  • 5A and 5B are signal waveform diagrams of the multidirectional input device 26 according to the present embodiment.
  • the case 11 is made of an insulating resin and has a substantially disk shape.
  • the slider 12 is made of an insulating resin.
  • a wall portion 11A formed on the upper surface of the case 11 is inserted into a groove portion 12A provided on the lower surface of the resin slider 12 in the left-right direction.
  • a slider 12 is mounted on the upper surface of the case 11 so as to be movable in the left-right direction.
  • the movable body 13 is made of an insulating resin, and a wall portion 13A is provided on the lower surface of the movable body 13 in the front-rear direction.
  • the wall 13A is inserted into a groove 12B formed on the upper surface of the slider 12, and the movable body 13 is mounted on the upper surface of the slider 12 so as to be movable in the front-rear direction.
  • a slider 12 is mounted on the upper surface of the case 11 so as to be slidable in the left-right direction.
  • the movable body 13 is mounted on the upper surface of the slider 12 so as to be slidable in the front-rear direction perpendicular to the left-right direction. Therefore, the movable body 13 is mounted so as to be movable in the left-right direction, the front-rear direction, and a plurality of directions between the movable body 13 in a state where the rotation of the movable body 13 is restricted with respect to the case 11 via the slider 12. That is, the movable body 13 is attached to the case 11 via the slider 12 so as to be movable in all directions.
  • a plurality of wiring patterns are formed on the upper and lower surfaces of the wiring board 14.
  • a light emitting / receiving element 16 is provided on the upper surface of the wiring board 14.
  • the light emitting / receiving element 16 is formed of a light emitting diode or a phototransistor.
  • On the lower surface of the movable body 13, a reflecting portion 13 ⁇ / b> B composed of a plurality of substantially step-shaped flat portions is provided on the lower surface of the movable body 13, a reflecting portion 13 ⁇ / b> B composed of a plurality of substantially step-shaped flat portions is provided.
  • the light emitting / receiving element 16 and the reflecting portion 13B are arranged to face each other with a predetermined gap.
  • the light receiving / emitting element 16 and the reflection unit 13B are collectively referred to as a position detection unit 30.
  • the moderation member 17 is made of an insulating resin and formed in a pin shape.
  • the spring 18 is wound in a coil shape.
  • the spring 18 is housed in the guide portion 11B at the center of the case 11 in a slightly bent state. Then, the moderation portion is formed so that the upper end of the moderation member 17 biased by the spring 18 comes into elastic contact with the central portion of the cam portion 13C on the lower surface of the movable body 13 and biases the movable body 13 to the neutral position. Yes.
  • the neutral position detector 40 configured by the light emitting / receiving element 19 and the arm portion 17A is a position detector provided to detect the neutral position.
  • the moderation member 17 is provided with an arm portion 17A. The arm portion 17A extends from the moderation member 17 to the side.
  • a light emitting / receiving element 19 is provided on the upper surface of the wiring board 14.
  • the light emitting / receiving element 19 is disposed so as to face the arm portion 17A.
  • the light emitting / receiving element 19 is formed of, for example, a photo interrupter made of a light emitting diode or a phototransistor.
  • the neutral position detector 40 includes the light emitting / receiving element 19 and the arm 17A.
  • the cover 20 and the operation body 21 are made of insulating resin.
  • a cover 20 is fixed to the upper surface of the case 11 and covers the slider 12, the movable body 13, and the like. Further, the operating body 21 is fixed to the upper end of the cylindrical shaft of the movable body 13 protruding from the opening hole on the upper surface of the cover 20.
  • the multidirectional input unit 22 is configured.
  • control part 25 is externally attached to the multi-directional input part 22, and the multi-directional input device 26 is formed by the multi-directional input part 22 and the control part 25. Details of the control unit 25 will be described later.
  • the multi-directional input unit 22 is attached to a console box provided in the side of the driver's seat in the automobile, for example, with the operating body 21 protruding upward. Further, the light emitting / receiving element 16 of the position detecting unit 30 and the light emitting / receiving element 19 of the neutral position detecting unit 40 are connected to a control unit such as an audio device of an automobile via a connector (not shown) or lead wires 23A and 23B. 24 is electrically connected to a control unit 25 such as a microcomputer.
  • the output terminal of the control unit 25 is connected to the input terminal of the light emitting / receiving element 19 of the neutral position detection unit 40 via a lead wire 23A. Then, a predetermined periodic signal (see FIG. 5A) is output from the control unit 25 to the light emitting / receiving element 19 of the neutral position detection unit 40. Further, the output terminal of the light emitting / receiving element 19 of the neutral position detecting unit 40 is connected to the input terminal of the light emitting / receiving element 16 of the position detecting unit 30, and the output terminal of the light receiving / emitting element 16 is connected to the control unit via the lead wire 23B. It is connected to 25 input terminals.
  • the predetermined periodic signal output from the control unit 25 to the light emitting / receiving element 19 is a pulse-like signal as shown in the signal waveform diagram of FIG. 5A. These signals are, for example, pulses of 50 to 500 Hz at a voltage of 5V.
  • the multidirectional input device 26 is configured by the multidirectional input unit 22 and the control unit 25.
  • the operating tool 21 is not operated as shown in FIG. 1A. That is, the movable body 13 is in a neutral position.
  • the arm portion 17A extending to the side of the moderation member 17 is located above the light receiving / emitting element 19 arranged to face. Therefore, the arm portion 17 ⁇ / b> A serving as a shield is not interposed between the light emitting portion and the light receiving portion of the light emitting / receiving element 19. Therefore, at this time, light is incident on the light emitting / receiving unit from the light emitting unit. Then, a voltage signal having a predetermined cycle is output from the light emitting / receiving element 19 to the light receiving / emitting element 16.
  • the reflecting portion 13B disposed on the lower surface of the movable body 13 is disposed such that the lowermost flat portion at the center faces the light emitting / receiving element 16 as shown in FIG. 1A, for example.
  • the lowermost flat portion at the center has the narrowest gap between the reflective portion 13B and the light emitting / receiving element 16 among the multiple flat portions of the reflective portion 13B.
  • a voltage is applied from the control unit 25 to the light receiving / emitting element 16, the light receiving / emitting element 16 emits light, and this light is reflected by the lowermost plane portion of the reflecting part 13B, and the light receiving / emitting element 16 receives the reflected light.
  • the reflected light is strong light.
  • a voltage corresponding to this strong reflected light (for example, 3V in the case of normal ambient temperature and voltage state) is superimposed on a predetermined periodic signal input from the light emitting / receiving element 19 of the neutral position detector 40, 5B is output from the light emitting / receiving element 16 to the control unit 25.
  • control part 25 detects that the neutral position signal N1 is a predetermined period, and determines with the movable body 13 being in a neutral position. At the same time, the control unit 25 stores that the voltage value (neutral position voltage signal N1) when the movable body 13 is in the neutral position is 3V.
  • the operating body 21 is moved and operated in a predetermined direction by a hand or the like in a state where a plurality of menus are displayed in front of the driver's seat, for example, on a liquid crystal display panel (not shown) for car navigation.
  • a liquid crystal display panel not shown for car navigation.
  • FIG. 4 when the operating body 21 is moved to the right, the operating body 21 is fixed to the upper end of the cylindrical shaft of the movable body 13. Move to the right.
  • the state changes so that the upper end of the moderation member 17 elastically contacts the left side from the central portion of the cam portion 13C.
  • the moderation member 17 moves downward, and the arm portion 17A moves into the space between the light emitting portion and the light receiving portion of the light emitting / receiving element 19.
  • the arm portion 17A blocks light incident on the light receiving portion from the light emitting portion. Therefore, the light from the light emitting part is not incident on the light receiving part.
  • the neutral position signal of a predetermined period is not output from the light emitting / receiving element 19.
  • the reflecting portion 13B also moves in the right direction.
  • the light receiving / emitting element 16 is opposed to the light receiving / emitting element 16 by the flat portion of the reflecting part 13B having a slightly larger gap between the reflecting part 13B and the light receiving / emitting element 16.
  • the reflected light received by the light receiving / emitting element 16 is slightly weak.
  • a voltage corresponding to this slightly weak reflected light (for example, a substantially constant voltage of 1.5 V shown in FIG. 5B) is output from the light emitting / receiving element 16 to the control unit 25 as the position signal R1.
  • control part 25 detects that the position signal R1 is not a signal of a predetermined period, and determines with the movable body 13 not being a neutral position. At the same time, the control unit 25 sets the position signal R1 to the threshold value for determining the right direction in which the voltage value of the position signal R1 is set in advance (for example, within a range of 1.25 to 1.75 V when the reference value is 1.5 V). In order to enter, it is detected that the operating body 21 and the movable body 13 have been moved to the right.
  • the movable body 13 once returns to the neutral position, and then the movable body 13 further moves to the left on the upper surface of the case 11. At this time, the moderation member 17 moves downward, and the control unit 25 detects that the movable body 13 is not in the neutral position as in the case of the rightward movement described above.
  • control unit 25 energizes the neutral position detection unit 40 for several seconds to several tens of seconds at a predetermined time interval of, for example, 1 to 2 minutes. And the neutral position detection part 40 act
  • the control unit 25 is set not to store the voltage value of the neutral position signal N1.
  • the reflecting portion 13B also moves in the left direction. Then, another plane portion faces the light emitting / receiving element 16, and a position signal L 1 of 2.5 V, for example, is output from the light receiving / emitting element 16.
  • the control unit 25 receives the position signal L1 of 2.5V within a predetermined threshold value for left direction determination (for example, the reference value is 2.5V and within a range of 2.25 to 2.75V). It is detected that the movable body 13 has been moved to the left.
  • the reflector 13B is moved forward or backward, for example, 1.0V in the forward direction, and in the backward direction.
  • a voltage signal of 2.0 V is output from the light emitting / receiving element 16.
  • the movable body 13 moves in the forward direction because it enters a preset forward threshold value (for example, the reference value is 1.0 V and falls within the range of 0.75 to 1.25 V).
  • the control unit 25 detects that it has been operated.
  • the voltage signal is 2.0V
  • the movable body 13 moves backward because the preset backward threshold value (for example, the reference value is 2.0V and falls within the range of 1.75 to 2.25V).
  • the control unit 25 detects that the movement operation has been performed.
  • the control unit 25 determines that the movable body 13 is in the neutral position, and detects and stores the voltage value of the neutral position signal N1.
  • a position signal corresponding to the moving direction is output from the light emitting / receiving element 16 to the control unit 25 as the movable body 13 moves. Then, the control unit 25 detects in which direction the operating body 21 and the movable body 13 are moved.
  • a desired menu is selected from a plurality of menus by moving a cursor or a pointer displayed on the liquid crystal display panel via the electronic circuit of the vehicle in the operated direction.
  • the moderation member 17 is moved upward by the elastic return force of the spring 18, and from the left or right side of the cam portion 13C to the center portion.
  • the operating body 21 and the movable body 13 return to the neutral position.
  • the liquid crystal display panel is operated by operating the operating body 21 of the multidirectional input device mounted on the console box or the like at the driver's hand in the left-right direction, the front-rear direction, or various directions therebetween.
  • Various operations of the devices in the vehicle can be performed, such as selecting a plurality of menus displayed on the screen.
  • the neutral position signal N1 is a signal in which a voltage detected by the light emitting / receiving element 16 is superimposed on a signal having a predetermined period output from the light emitting / receiving element 19.
  • the control unit 25 determines that the movable body 13 is in the neutral position.
  • the control unit 25 stores the voltage value of the neutral position signal N1 when the movable body 13 is in the neutral position.
  • the control unit 25 detects that the neutral position signal N1 has fluctuated to 1.5V with respect to the reference voltage 3V of the normal neutral position signal N1, and determines the rate of change of the voltage after the fluctuation with respect to the reference voltage. Store 1/2.
  • control unit 25 reflects 1 ⁇ 2 of the change rate detected at the neutral position as the threshold value for determining the voltage signal when the movable body 13 is positioned in the right direction. Specifically, the reference value is corrected from 1.5 V to 0.75 V, and the range is corrected from 0.625 to 0.875 V.
  • control unit 25 reflects 1 ⁇ 2 of the change rate detected at the neutral position as the threshold value for determining the voltage signal when the movable body 13 is positioned in the left direction. Specifically, the reference value is corrected from 2.5 V to 1.25 V, and the range is corrected from 1.125 to 1.375 V.
  • control unit 25 reflects 1 ⁇ 2 of the change rate detected at the neutral position as the threshold value for determining the voltage signal when the movable body 13 is positioned in the forward direction.
  • the reference value is corrected from 1.0 V to 0.5 V, and the range is corrected from 0.375 to 0.625 V.
  • control unit 25 reflects 1 ⁇ 2 of the change rate detected at the neutral position as the threshold value for determining the voltage signal when the movable body 13 is positioned in the backward direction.
  • the reference value is corrected from 2.0 V to 1.0 V, and the range is corrected from 0.875 to 1.125 V.
  • the control unit 25 can store the voltage value of the position signal in the neutral position state.
  • the control unit 25 detects a change from a predetermined reference voltage in the normal state, and corrects each reference value and a range threshold when determining each operation direction according to the change. Therefore, even if the voltage signal output from the light emitting / receiving element 16 varies, it is possible to suppress erroneous detection in the determination of the operation direction of the movable body 13.
  • the control unit 25 corrects the determination threshold for determining the operation direction using the voltage change rate of the neutral position signal N1 at the neutral position. Specifically, the determination threshold is corrected by making the rate of change proportional to the reference value. However, the threshold value may be corrected by a predetermined correction factor other than proportional to the fluctuation of the voltage according to the characteristics of the light emitting / receiving element 16 or the circuit component.
  • the control unit 25 intermittently performs a predetermined time, for example, once every 1 to 2 minutes in order to reduce power consumption.
  • a voltage is applied to the light emitting / receiving element 19.
  • the control unit 25 detects the neutral position of the movable body 13 when the light emitting / receiving element 19 is energized.
  • the control unit 25 detects the voltage signal from the light emitting / receiving element 16, compares it with a normal reference voltage, and corrects the threshold value in each movement direction according to the comparison result.
  • the multidirectional input device 26 of the present embodiment includes the case 11 and the movable body 13 attached to the case 11 so as to be movable in a plurality of directions from a predetermined neutral position. Furthermore, it has a position detection unit 30 that outputs a position signal corresponding to the position of the movable body 13, and a neutral position detection unit 40 that outputs a signal when the movable body 13 is in the neutral position. In addition, a control unit 25 that detects the moving direction of the movable body 13 based on a signal output from the position detection unit 30 is provided. Then, the control unit 25 corrects the determination threshold for detecting the moving direction according to the signal output from the position detection unit 30 and the signal output from the neutral position detection unit 40.
  • control unit 25 can detect that the movable body 13 is in the neutral position based on the signal output from the neutral position detection unit 40 and the signal output from the position detection unit 30. At the same time, the control unit 25 can detect the position signal from the position detection unit 30. And the control part 25 can correct
  • the multi-directional input device 26 operates in the operation direction (movement direction) even when the voltage signal output from the light emitting / receiving element 16 varies due to changes in ambient temperature or voltage fluctuations of the power source. False detection can be prevented.
  • the multidirectional input device of the present embodiment can perform a reliable operation.
  • the neutral position detector 40 and the controller 25 are connected by two lead wires for input and output.
  • the position detection unit 30 and the control unit 25 are also connected by two lead wires for input and output. That is, a total of four lead wires are required.
  • control unit 25 outputs a predetermined periodic signal to the neutral position detecting unit 40, and the neutral position detecting unit 40 synchronizes with the predetermined periodic signal.
  • the signal is output to the position detection unit 30.
  • control unit 25, the neutral position detection unit 40, and the position detection unit 30 can be configured by a total of two lead wires 23A and 23B, each connected by one lead wire. Therefore, the number of signal lines can be reduced. Compared with a multidirectional input device having four signal lines, the multidirectional input device of the present embodiment is less expensive.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of a modification of the multidirectional input device of the present embodiment.
  • the control unit 15 is built in the multi-directional input unit 22
  • an inexpensive control unit with a reduced number of pins such as a microcomputer can be provided.
  • FIG. 1A and FIG. 1B are as follows.
  • a control unit 25 is externally attached to a multidirectional input unit 22 via lead wires 23A and 23B.
  • the control unit 15 is built in the multidirectional input unit 22.
  • Other configurations are the same in FIG. 1A and FIG. 1B, and thus the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
  • a predetermined periodic signal is output from the control unit 25 to the neutral position detection unit 40, and the neutral position detection unit 40 outputs a neutral position signal N1 synchronized with the predetermined periodic signal to the position detection unit 30, so that the position signal is As a voltage signal having no periodicity, the neutral position signal N1 is superimposed on the position signal and output to the control unit.
  • the control unit 25 can reliably determine that the movable body 13 is in the neutral position if the signal input from the neutral position detection unit 40 is a predetermined periodic signal.
  • the position signal has no periodicity, for example, a substantially constant voltage signal, it can be more reliably determined from the voltage that the movable body 13 is moving in any direction, not in the neutral position. Therefore, the discrimination of the signal becomes easier and the operation direction can be detected more reliably.
  • the control unit 25 outputs a predetermined periodic signal to the neutral position detecting unit 40, and the neutral position detecting unit 40 is synchronized with the predetermined periodic signal.
  • the signal is output to the position detector 30.
  • control unit 25 can more reliably detect whether the neutral position is reached.
  • the neutral position detection unit 40 includes the light emitting / receiving element 19, and is neutralized by the output from the light emitting / receiving element 19 by the vertical movement of the arm portion 17 ⁇ / b> A accompanying the vertical movement of the moderation member 17. It is the structure which detects a position.
  • a magnet instead of the light emitting / receiving element 19 and the arm portion 17A, a magnet may be fixed to the arm portion 17A of the moderation member 17 and a magnetic detection element such as a Hall element may be disposed so as to face the magnet.
  • the present invention can be implemented even if the neutral position is detected by the output from the magnetic detection element accompanying the vertical movement of the arm.
  • a push switch or a lever switch is arranged below the arm portion 17A, and the arm portion 17A moves up and down as the moderation member 17 moves up and down.
  • the neutral position signal N1 may be output by turning ON / OFF the switch.
  • the multidirectional input device 26 shown in FIG. 1A is configured by a multidirectional input unit 22 and a control unit 25 of an electronic circuit or electronic device in the vehicle connected to the multidirectional input unit 22.
  • the multidirectional input unit 22 includes the control unit 15 so that the neutral position detection and the moving direction detection of the movable body 13 can be performed by the multidirectional input device 26. Good.
  • the arm portion 17A extends from the moderation member 17, but does not necessarily have to be extended.
  • the arm portion 17A may be integrally formed with the moderation member 17 or may not extend.
  • the neutral position detector 40 uses the light emitting / receiving element 19 arranged so that the light emitting part and the light receiving part face each other.
  • a light emitting / receiving element in which the light emitting part and the light receiving part are arranged next to each other may be used.
  • the arm part 17A functions as a reflection part.
  • the multi-directional input device of the present disclosure can be realized with a simple configuration and capable of various and reliable operations. It is useful mainly for the operation of various electronic devices in automobiles.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

 本開示の多方向入力装置は、ケースと、所定の中立位置を基点に複数の方向へ移動可能なようにケースに装着された可動体と、可動体の位置に応じた第1の信号を出力する第1の位置検出部と、可動体が中立位置の時、第2の信号を出力する第2の位置検出部と、第1の信号によって可動体の移動方向を検出する制御部と、を有する。そして、制御部は、第1の信号および第2の信号に応じて移動方向を検出するための判定の閾値を補正する。

Description

多方向入力装置
 本開示は、電子機器の操作に用いられる多方向入力装置に関する。主に自動車内の各種電子機器の操作に用いられる多方向入力装置に関する。
 近年、車の室内のインストルメントパネルまたは、コンビネーションスイッチ等に、回転操作、押圧操作、または、移動操作等の様々な操作が可能な多方向入力装置が設けられている。車の室内のカーナビゲーション、オーディオ、または、エアコン等の各種電子機器の操作を行うことができる多方向入力装置が増えている。更には、車両のヘッドライト、ワイパー、または、方向指示器の操作を行うことができる多方向入力装置が増えている。様々な機能を有し、より確実な操作を行うことができる多方向入力装置が求められている。
 従来の多方向入力装置として、例えば、特許文献1および特許文献2が知られている。
特開2008-146968号公報 特開2009-266734号公報
 本開示の多方向入力装置は、ケースと、所定の中立位置を基点に複数の方向へ移動可能なようにケースに装着された可動体と、可動体の位置に応じた第1の信号を出力する第1の位置検出部と、可動体が中立位置の時、第2の信号を出力する第2の位置検出部と、第1の信号によって可動体の移動方向を検出する制御部と、を有する。そして、制御部は、第1の信号および第2の信号に応じて移動方向を検出するための判定の閾値を補正する。
図1Aは、実施の形態による多方向入力装置の断面図である。 図1Bは、実施の形態の変形例による多方向入力装置の断面図である。 図2は、実施の形態による多方向入力装置における多方向入力部の分解斜視図である。 図3は、実施の形態による多方向入力装置のブロック図である。 図4は、実施の形態による多方向入力装置における多方向入力部の操作時の断面図である。 図5Aは、実施の形態による多方向入力装置の信号波形図である。 図5Bは、実施の形態による多方向入力装置の信号波形図である。
 実施の形態の説明に先立ち、発明者(たち)が気付いた従来の多方向入力装置の問題点について説明する。
 従来の多方向入力装置においては、使用時に周囲の温度変化または電源の電圧変動などが生じた場合、反射部からの反射光に応じて、受発光素子から出力される電圧信号にばらつきが生じる。例えば、多方向入力装置が中立位置の状態では、3Vの電圧信号が出力されると設定されているとする。しかしながら、使用時に周囲の温度変化または電源の電圧変動が生じた場合、操作体と可動体が中立位置にあるにもかかわらず、1.5Vの電圧信号が出力される。この場合、操作体と可動体が中立位置にあるにもかかわらず、例えば、操作体が右方向へ移動操作されたと制御部が誤検出してしまう。
 以上のように従来の多方向入力装置では、周囲の環境などにより、出力信号の電圧値が変動し、制御部が誤検出し、誤動作を起こすという問題があった。
 以下、本発明の実施の形態について、図1A~図5Bを参照しながら説明する。
 (実施の形態)
 図1Aは本実施の形態による多方向入力装置26の断面図である。図2は本実施の形態の多方向入力装置26における多方向入力部22の分解斜視図である。図3は、本実施の形態による多方向入力装置26のブロック図である。図4は、本実施の形態による多方向入力部22の操作時の断面図である。図4では、操作体21が図面の右方向に移動操作された状態を示す。図5A、図5Bは、本実施の形態による多方向入力装置26の信号波形図である。
 [多方向入力装置の構成]
 まず、実施の形態の多方向入力装置26の構成について説明する。
 図1Aに示すように、ケース11は、絶縁樹脂製で略円盤状である。スライダー12は、絶縁樹脂製である。ケース11の上面に形成された壁部11Aが、樹脂製のスライダー12の下面に左右方向に設けられた溝部12A内に挿入されている。そして、スライダー12がケース11の上面に、左右方向へ移動可能に装着されている。
 また、可動体13は絶縁樹脂製で、可動体13の下面には前後方向に壁部13Aが設けられる。そして壁部13Aがスライダー12の上面に形成された溝部12B内に挿入されて、可動体13がスライダー12上面に前後方向へ移動可能に装着されている。
 図1A、図2に示すように、スライダー12がケース11の上面に左右方向へ摺動可能に装着されている。さらに、スライダー12の上面に可動体13が左右方向とは直交する前後方向へ摺動可能に装着されている。よって、可動体13がスライダー12を介してケース11に対し回転規制された状態で、左右方向と前後方向、及びこれらの間の複数の方向へ移動可能なように装着されている。つまり、可動体13は、あらゆる方向へ移動可能なようにスライダー12を介してケース11に装着されている。
 配線基板14の上下面には複数の配線パターン(図示せず)が形成されている。そして、配線基板14の上面に、受発光素子16が設けられている。受発光素子16は、発光ダイオードまたはフォトトランジスタ等から形成されている。可動体13の下面には、略段差状の複数の平面部からなる反射部13Bが設けられている。受発光素子16と反射部13Bとは、所定の間隙を空けて対向配置されている。受発光素子16と反射部13Bとを合わせて、位置検出部30と表す。
 さらに、節度部材17は絶縁樹脂製でピン状に形成されている。ばね18は、コイル状に巻回されている。ばね18は、やや撓んだ状態でケース11の中央部のガイド部11B内に収納されている。そして、ばね18に付勢された節度部材17の上端が可動体13の下面のカム部13Cの中央部に弾接し、可動体13を中立位置に付勢させるようにして節度部が形成されている。
 次に、受発光素子16と反射部13Bで構成されている位置検出部30とは別の位置検出部(中立位置検出部40)について説明する。受発光素子19と腕部17Aによって構成される中立位置検出部40は、中立位置を検出するために設けられた位置検出部である。節度部材17に、腕部17Aが設けられている。腕部17Aは、節度部材17から側方へ延出している。
 配線基板14の上面には、受発光素子19が設けられている。受発光素子19は、腕部17Aと対向するように配置されている。受発光素子19は、発光ダイオードまたはフォトトランジスタ等からなる例えばフォトインタラプタなどで形成されている。上述した通り、中立位置検出部40は、受発光素子19と腕部17Aによって構成されている。
 カバー20及び操作体21は絶縁樹脂製である。カバー20がケース11の上面に固着されてスライダー12と可動体13等を覆っている。さらに、カバー20の上面の開口孔から突出する可動体13の円筒軸上端に操作体21が固着されている。上述した通り、多方向入力部22が構成されている。
 そして、多方向入力部22には、制御部25が外付けされており、多方向入力部22と制御部25により、多方向入力装置26は形成されている。なお、制御部25の詳細については後述する。
 多方向入力部22が自動車内の、例えば運転席の側方に設けられたコンソールボックスに、操作体21を上方に突出させて装着される。さらに、位置検出部30の受発光素子16と、中立位置検出部40の受発光素子19が、コネクタ(図示せず)またはリード線23A、23Bを介して、例えば自動車のオーディオ装置などの制御ユニット24内のマイコン等の制御部25に電気的に接続されている。
 図3のブロック図に示すように、制御部25の出力端子は中立位置検出部40の受発光素子19の入力端子にリード線23Aを介して接続されている。そして、制御部25から所定の周期信号(図5A参照)が中立位置検出部40の受発光素子19へ出力される。さらに、中立位置検出部40の受発光素子19の出力端子が位置検出部30の受発光素子16の入力端子に接続されると共に、受発光素子16の出力端子がリード線23Bを介して制御部25の入力端子に接続されている。
 なお、制御部25から受発光素子19へ出力される所定の周期信号は、図5Aの信号波形図に示すように、パルス状の信号である。これら信号は、例えば電圧5Vで50~500Hzのパルス状の信号である。
 以上のように、多方向入力部22と制御部25によって多方向入力装置26が構成されている。
 [多方向入力部22の通常の動作]
 (中立位置における動作)
 次に、操作体21が操作されず、節度部材17上端がカム部13Cの中央部に弾接して可動体13が中立位置にある状態における、多方向入力部22の動作について説明する。
 エンジンスタート時または運転時においては、図1Aに示すように、操作体21は操作されない。つまり、可動体13は、中立位置にある。可動体13が中立位置にある時、節度部材17側方へ延出した腕部17Aが、対向配置された受発光素子19に対して上方にある。よって、遮蔽物となる腕部17Aが、受発光素子19の発光部と受光部との間に介在しない。そのため、この時、発光部から受発部に光が入射されている。そして、受発光素子19から、受発光素子16へ所定周期の電圧信号が出力される。
 一方、可動体13の下面に配置されている反射部13Bは、例えば、図1Aに示すように、中央の最下端の平面部が受発光素子16に対向するように配置されている。中央の最下端の平面部は、反射部13Bの複数の平面部の中で、反射部13Bと受発光素子16との間隙が最も狭くなっている。
 そして、制御部25から受発光素子16に電圧が印加され、受発光素子16が発光し、この光が反射部13Bの最下端の平面部で反射して、受発光素子16が反射光を受光する。この時の反射部13Bと受発光素子16との間隙は最も狭いため、反射光は強い光となる。この強い反射光に応じた電圧(例えば正常な周囲温度と電圧状態の場合には、3Vとする)が、中立位置検出部40の受発光素子19から入力される所定の周期信号と重畳され、図5Bに示す中立位置信号N1が、受発光素子16から制御部25へ出力される。
 そして、制御部25は中立位置信号N1が所定の周期であることを検出して、可動体13が中立位置にあると判定する。同時に、制御部25は、可動体13が中立位置にある時の電圧値(中立位置電圧信号N1)が3Vであることを記憶する。
 (右方向への移動操作)
 次に、操作体21が右方向に移動操作された時の多方向入力部22の動作について図4を参照しながら説明する。
 運転席前方の、例えばカーナビゲーションの液晶表示パネル(図示せず)等に、複数のメニュー等が表示された状態で、操作体21が手などにより所定方向へ移動操作される。例えば、図4に示すように、操作体21が右方向へ移動操作されると、可動体13の円筒軸上端に操作体21が固着されているので、可動体13が、ケース11の上面を右方向へ移動する。
 この時、可動体13が右方向へ移動させられることによって、節度部材17の上端がカム部13Cの中央部から左側に弾接するように状態が変化する。節度部材17が下方へ移動し、腕部17Aが受発光素子19の発光部と受光部との間の空間内に移動する。この時、腕部17Aが、発光部から受光部へ入射している光を遮る。よって受光部には発光部からの光は入射されない。そして、受光部には発光部からの光は入射されない状態では、受発光素子19からは所定周期の中立位置信号は出力されない。
 また、この可動体13の右方向への移動に伴って、反射部13Bも右方向へ移動する。この時、受発光素子16には、反射部13Bと受発光素子16との間隙が少し大きい反射部13Bの平面部が、受発光素子16に対向する。この時、受発光素子16と反射部が少し離れているため、受発光素子16が受光する反射光は少し弱い。この少し弱い反射光に応じた電圧(例えば図5Bに示す1.5Vのほぼ一定の電圧)が位置信号R1として、受発光素子16から制御部25へ出力される。
 そして、制御部25は、位置信号R1が所定周期の信号でないことを検出して、可動体13が中立位置ではないと判定する。同時に、制御部25は、位置信号R1の電圧値が予め設定されている右方向判定の閾値(例えば基準値が1.5Vで1.25~1.75Vの範囲内)に、位置信号R1が入るため、操作体21と可動体13が右方向へ移動操作されたことを検出する。
 (左方向、前後方向への移動操作)
 次に、操作体21が左方向へ移動操作された場合について説明する。なお、操作体21が右に移動操作される時と、操作体21が左に移動操作される時の動作は同様であり、左に移動操作された状態は図示していない。
 可動体13は一旦、中立位置に戻り、その後、更に、可動体13は、ケース11の上面を左方向へ移動する。この時、節度部材17が下方へ移動し、上述した右方向への移動時と同様に、制御部25は可動体13が中立位置にないことを検出する。
 なお、制御部25によって、中立位置検出部40には、例えば、1から2分間の所定の時間間隔で数秒から数十秒間、通電される。そして、通電されている時に、中立位置検出部40は作動する。可動体13が右方向から左方向へ移動する時は、可動体13は、一瞬、中立位置になる。しかしながら、可動体13が非常に短い時間だけ中立位置にあるような場合においては、制御部25は中立位置信号N1の電圧値を記憶しないように設定されている。
 また、可動体13の左方向への移動に伴って、反射部13Bも左方向へ移動する。すると、別の平面部が受発光素子16に対向し、受発光素子16からは例えば2.5Vの位置信号L1が出力される。制御部25は、予め設定された左方向判定の閾値(例えば基準値が2.5Vで2.25~2.75Vの範囲内)に2.5Vの位置信号L1が入るため、操作体21と可動体13が左方向へ移動操作されたことが検出される。
 また、操作体21が前方向または後方向へ移動操作された場合には、反射部13Bが前方向または後方向への移動に伴い、例えば前方向の場合には1.0V、後方向の場合には2.0Vの電圧信号が受発光素子16から出力さる。電圧信号が1.0Vの場合は、予め設定された前方向の閾値(例えば基準値が1.0Vで0.75~1.25Vの範囲内)に入るため、可動体13が前方向に移動操作されたことを制御部25が検出する。また、電圧信号が2.0Vの場合は、予め設定された後方向の閾値(例えば基準値が2.0Vで1.75~2.25Vの範囲内)に入るため、可動体13が後方向に移動操作されたことを制御部25が検出する。
 このように、制御部25は所定周期の中立位置信号N1が入力されると、可動体13が中立位置にあることを判定すると共に、中立位置信号N1の電圧値を検出して記憶する。
 そして、操作体21が各方向へ移動操作されると、可動体13の移動に伴って、受発光素子16からは、移動方向に応じた位置信号が制御部25に出力される。そして、制御部25は、操作体21及び可動体13がどの方向へ移動操作されたかを検出する。車両の電子回路を介して液晶表示パネルに表示されたカーソルまたはポインタ等を、操作された方向へ移動させて、複数のメニューの中から所望のメニューが選択される。
 さらに、中立位置とは異なる方向へ移動操作した後、操作体21から手を離すと、ばね18の弾性復帰力によって節度部材17が上方へ移動し、カム部13Cの左側または右側等から中央部に弾接し、これによって操作体21と可動体13が中立位置に復帰する。
 つまり、運転者の手元のコンソールボックス等に装着された、多方向入力装置の操作体21が左右方向または前後方向、あるいは、これらの間の様々な方向へ移動操作されることによって、液晶表示パネルに表示された複数のメニューが選択されるといった、車両内の機器の様々な操作が行える。
 [多方向入力装置の電圧変動後の動作]
 次に、周囲の温度変化または電源の電圧変動などによって、位置検出部30の受発光素子16からの出力に変動が生じた場合について説明する。
 操作体21および可動体13が中立位置にあるとき、制御部25に中立位置信号N1が入力される。中立位置信号N1は、受発光素子19から出力される所定周期の信号に、受発光素子16で検出された電圧が重畳された信号である。制御部25は、中立位置信号N1が入力されると、可動体13が中立位置にあることを判定する。また同時に、制御部25は、可動体13が中立位置にある時における、中立位置信号N1の電圧値を記憶する。
 この時、中立位置信号N1が低下しているとする。例えば、中立位置信号N1が1.5Vに変動していたとする。この場合には、制御部25は正常な中立位置信号N1の基準電圧3Vに対し中立位置信号N1が1.5Vに変動したことを検出すると共に、基準電圧に対する変動後の電圧への変化率を1/2と記憶する。
 また、制御部25は、可動体13が右方向に位置する場合の電圧信号の判定の閾値として、基準値に中立位置で検出した変化率の1/2を反映させる。具体的には、基準値を1.5Vから0.75Vに補正すると共に、範囲を0.625~0.875Vに補正する。
 また、制御部25は、可動体13が左方向に位置する場合の電圧信号の判定の閾値として、基準値に中立位置で検出した変化率の1/2を反映させる。具体的には、基準値を2.5Vから1.25Vに補正すると共に、範囲を1.125~1.375Vに補正する。
 さらに、制御部25は、可動体13が前方向に位置する場合の電圧信号の判定の閾値として、基準値に中立位置で検出した変化率の1/2を反映させる。具体的には、基準値を1.0Vから0.5Vに補正すると共に、範囲を0.375~0.625Vに補正する。
 さらに、制御部25は、可動体13が後方向に位置する場合の電圧信号の判定の閾値として、基準値に中立位置で検出した変化率の1/2を反映させる。具体的には、基準値を2.0Vから1.0Vに補正すると共に、範囲を0.875~1.125Vに補正する。
 つまり、実施の形態の多方向入力装置は、周囲の温度変化または電源の電圧変動などによって、受発光素子16から出力される位置信号の電圧にばらつきが生じた場合において、可動体13が中立位置にある時に、制御部25は、中立位置状態における位置信号の電圧値を記憶することができる。また、制御部25は、正常時の所定の基準電圧からの変化を検出し、その変化に応じて各操作方向を判定する際の各基準値と範囲の閾値に対して補正をする。よって、受発光素子16から出力される電圧信号にばらつきが生じても、可動体13の操作方向の判定に誤検出が生じるのを抑えることができる。
 なお、上記の説明では、制御部25は、中立位置における中立位置信号N1の電圧の変化率を用いて、操作方向を判定するための判定の閾値を補正している。具体的には、基準値に変化率を比例させることで判定の閾値を補正している。しかしながら、受発光素子16または回路部品の特性などに応じて、電圧の変動を比例以外の所定の補正率によって、閾値を補正してもよい。
 また、操作体21が操作されない状態、つまり可動体13が中立位置に保持された静止状態では、消費電力を抑制するため、制御部25は所定時間例えば1~2分間に1回の間欠的に受発光素子19に電圧を通電している。そして、制御部25は、受発光素子19が通電している時、可動体13の中立位置を検出する。同時に、制御部25は、受発光素子16からの電圧信号を検出し、正常な基準電圧と比較し、その比較結果に応じて各移動方向の閾値の補正を行なう。
 つまり、本実施の形態の多方向入力装置26は、ケース11と、所定の中立位置を基点に複数の方向へ移動可能なようにケース11に装着された可動体13を有する。更に、可動体13の位置に応じた位置信号を出力する位置検出部30と、可動体13が中立位置の時、信号を出力する中立位置検出部40と、を有する。また、位置検出部30から出力される信号によって可動体13の移動方向を検出する制御部25を有する。そして、制御部25は、位置検出部30から出力される信号と、中立位置検出部40から出力される信号に応じて移動方向を検出するための判定の閾値を補正する。
 この構成により、制御部25は、中立位置検出部40から出力される信号および位置検出部30から出力される信号によって、可動体13が中立位置にあることを検出することができる。同時に、制御部25は、位置検出部30からの位置信号を検出することができる。そして、制御部25は、可動体13が中立位置にある時の、位置信号の電圧値の変化に応じて、移動方向を検出するために判定の閾値を補正することができる。
 従って、本実施の形態の多方向入力装置26は、周囲の温度変化または電源の電圧変動等により、受発光素子16から出力される電圧信号にばらつきが生じた場合でも、操作方向(移動方向)の誤検出を防ぐことができる。また、本実施の形態の多方向入力装置は、確実な操作を行うことができる。
 [制御部25と多方向入力部22との接続]
 ここで、制御部25と多方向入力部22との接続について、説明する。
 一般的には、中立位置検出部40と制御部25は、入力及び出力の2本のリード線で接続されている。また、位置検出部30と制御部25も入力及び出力の2本のリード線で接続されている。つまり、合計4本のリード線を必要とする。
 しかしながら、本実施の形態の多方向入力装置においては、制御部25は、所定の周期信号を中立位置検出部40に出力し、中立位置検出部40は、所定の周期信号に同期した第2の信号を位置検出部30へ出力する構成となっている。
 この構成により、制御部25と中立位置検出部40及び位置検出部30を各々1本のリード線で接続した計2本のリード線23A、23Bで構成が可能となる。よって、信号線の数を減らすこができる。信号線が4本の多方向入力装置に比べ、本実施の形態の多方向入力装置は安価となる。
 ここで、本実施の形態の多方向入力装置の変形例について、図1Bを参照しながら説明する。
 図1Bは、本実施の形態の多方向入力装置の変形例の断面図である。図1Bに示すように、多方向入力部22内に制御部15を内蔵したものにおいても、マイコンなどのピン数を少なくした安価な制御部にすることができる。なお、図1Aと図1Bとで異なる点は、以下の通りである。図1Aに示す多方向入力装置26は、多方向入力部22に制御部25が、リード線23A、23Bを介して外付けされている。一方、図1Bに示す多方向入力装置26は、多方向入力部22に制御部15が内蔵されている。その他の構成は図1Aと図1Bとで同様であるので、同一の符号を付して、説明を省略する。
 さらに、制御部25から所定の周期信号を中立位置検出部40に出力し、中立位置検出部40が所定の周期信号に同期した中立位置信号N1を位置検出部30へ出力して、位置信号は周期性のない電圧信号として、位置信号に中立位置信号N1を重畳して制御部へ出力する。この構成により、制御部25は、中立位置検出部40から入力される信号が、所定の周期信号であれば可動体13が中立位置であることを確実に判定することができる。
 なお、位置信号が、周期性のない例えば略一定の電圧信号であれば、その電圧から可動体13が中立位置ではなく、いずれかの方向に移動していることを、より確実に判定できる。よって、信号の判別がさらに容易になり、操作方向をより確実に検出できる。
 つまり、本実施の形態の多方向入力装置26は、より好ましくは、制御部25は、所定の周期信号を中立位置検出部40に出力し、中立位置検出部40は、所定の周期信号に同期した信号を位置検出部30へ出力する。
 この構成により、制御部25は、より確実に、中立位置であるかどうかを検出することができる。
 なお、実施の形態の多方向入力装置では、中立位置検出部40が受発光素子19を有し、節度部材17の上下動に伴う腕部17Aの上下動によって受発光素子19からの出力により中立位置を検出する構成である。しかしながら、受発光素子19と腕部17Aに代えて、節度部材17の腕部17Aに磁石を固着し、磁石に対向するように、ホール素子等の磁気検出素子を配置しても良い。腕部の上下動に伴う磁気検出素子からの出力により中立位置を検出しても本発明の実施は可能である。
 中立位置検出部40における検出方法を光又は磁気の変化を用いることで、機械的接離によるスイッチに比べ、周囲環境または多頻度使用などによる接触不安定などが生じ難くなり、多方向入力装置の検出信頼性を高めることができる。
 また、少し、多方向入力装置の検出の信頼性は劣るが、腕部17Aの下方にプッシュスイッチまたはレバースイッチを配置して、節度部材17の上下動に伴う腕部17Aの上下動によって、これらのスイッチをON/OFFして中立位置信号N1を出力する構成としてもよい。
 さらに、図1Aに示す多方向入力装置26は、多方向入力部22とこれに接続された車両内の電子回路または電子機器の制御部25により多方向入力装置26を構成している。図1Bに示す多方向入力装置26のように、多方向入力部22内に制御部15を備え、可動体13の中立位置検出と移動方向検出を、多方向入力装置26で行なうようにしてもよい。
 また、実施の形態の多方向入力装置26では、腕部17Aは、節度部材17から延出しているが、必ずしも延出する必要はない。腕部17Aは節度部材17と一体形成されていてもよく、延出していなくてもよい。
 また、実施の形態の多方向入力装置26では、中立位置検出部40に、発光部と受光部が対向するように配置されている受発光素子19が用いられていたが、受発光素子16のように発光部と受光部が隣り合って配置されている受発光素子を用いても良い。なお、発光部と受光部が隣り合っている受発光素子を用いる場合は、腕部17Aは反射部として機能する。
 本開示の多方向入力装置は、簡易な構成で、多様で確実な操作の可能なものを実現することができる。主に自動車の各種電子機器の操作用として有用である。
 11 ケース
 11A,13A 壁部
 11B ガイド部
 12 スライダー
 12A,12B 溝部
 13 可動体
 13B 反射部
 13C カム部
 14 配線基板
 15 制御部
 16 受発光素子
 17 節度部材
 17A 腕部
 18 ばね
 19 受発光素子
 20 カバー
 21 操作体
 22 多方向入力部
 23A,23B リード線
 24 制御ユニット
 25 制御部
 26 多方向入力装置
 30 位置検出部
 40 中立位置検出部

Claims (3)

  1.  ケースと、
     所定の中立位置を基点に複数の方向へ移動可能なように前記ケースに装着された可動体と、
     前記可動体の位置に応じた第1の信号を出力する第1の位置検出部と、
     前記可動体が前記中立位置の時、第2の信号を出力する第2の位置検出部と、
     前記第1の信号によって前記可動体の移動方向を検出する制御部と、を備え、
     前記制御部は、前記第1の信号および前記第2の信号に応じて移動方向を検出するための判定の閾値を補正する多方向入力装置。
  2.  前記第2の位置検出部から出力される前記第2の信号に、前記第1の位置検出部から出力される前記第1の信号が重畳された第3の信号が、前記制御部へ入力される
    ことを特徴とする請求項1に記載の多方向入力装置。
  3.  前記制御部は、所定の周期信号を前記第2の位置検出部に出力し、
     前記第2の位置検出部は、前記所定の周期信号に同期した前記第2の信号を前記第1の位置検出部へ出力する
    ことを特徴とする請求項2記載の多方向入力装置。
PCT/JP2015/004453 2014-09-04 2015-09-02 多方向入力装置 WO2016035332A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016546321A JP6574986B2 (ja) 2014-09-04 2015-09-02 多方向入力装置
US15/500,372 US10128839B2 (en) 2014-09-04 2015-09-02 Multidirectional input device including a position detector that detects a neutral position and a moving direction of the movable body

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014179876 2014-09-04
JP2014-179876 2014-09-04
JP2014-209577 2014-10-14
JP2014209577 2014-10-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016035332A1 true WO2016035332A1 (ja) 2016-03-10

Family

ID=55439411

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/004449 WO2016035331A1 (ja) 2014-09-04 2015-09-02 多方向入力装置
PCT/JP2015/004453 WO2016035332A1 (ja) 2014-09-04 2015-09-02 多方向入力装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/004449 WO2016035331A1 (ja) 2014-09-04 2015-09-02 多方向入力装置

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10128839B2 (ja)
JP (2) JP6574986B2 (ja)
WO (2) WO2016035331A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111158426B (zh) * 2019-11-27 2021-06-04 东南电子股份有限公司 空气按钮
CN112490053A (zh) * 2020-11-19 2021-03-12 深圳市致尚科技股份有限公司 多方向输入装置和游戏机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11345080A (ja) * 1998-06-03 1999-12-14 Kayaba Ind Co Ltd 操作装置
JP2002260494A (ja) * 2001-03-05 2002-09-13 Alps Electric Co Ltd 磁気式ストークスイッチ

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6344791B1 (en) * 1998-07-24 2002-02-05 Brad A. Armstrong Variable sensor with tactile feedback
JP2001175347A (ja) * 1999-12-20 2001-06-29 Mitsumi Electric Co Ltd ジョイスティック
JP2004138235A (ja) * 2002-08-20 2004-05-13 Tokai Rika Co Ltd シフトレバー装置
US7310084B2 (en) * 2004-06-29 2007-12-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Multi-way operation switch, input device and input unit
JP2006286335A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Alps Electric Co Ltd 多方向入力装置
JP2008146968A (ja) 2006-12-08 2008-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 入力装置
JP5343852B2 (ja) * 2007-08-08 2013-11-13 ソニー株式会社 入力装置及び制御方法
JP2009266734A (ja) 2008-04-28 2009-11-12 Tokai Rika Co Ltd 多方向検出装置
JP2009301861A (ja) * 2008-06-13 2009-12-24 Calsonic Kansei Corp 多方向操作スイッチ装置
JP2010015880A (ja) * 2008-07-04 2010-01-21 Tokai Rika Co Ltd レバースイッチ装置
JP5515511B2 (ja) * 2009-08-21 2014-06-11 富士ゼロックス株式会社 入力装置及び情報処理装置
US9279717B2 (en) * 2013-02-28 2016-03-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Multidirectional input device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11345080A (ja) * 1998-06-03 1999-12-14 Kayaba Ind Co Ltd 操作装置
JP2002260494A (ja) * 2001-03-05 2002-09-13 Alps Electric Co Ltd 磁気式ストークスイッチ

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016035332A1 (ja) 2017-06-22
JPWO2016035331A1 (ja) 2017-06-22
WO2016035331A1 (ja) 2016-03-10
US20170213671A1 (en) 2017-07-27
US10128839B2 (en) 2018-11-13
JP6574985B2 (ja) 2019-09-18
US10256816B2 (en) 2019-04-09
US20170222645A1 (en) 2017-08-03
JP6574986B2 (ja) 2019-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180373351A1 (en) Input device, and input system employing same
KR101801536B1 (ko) 페달 스트로크 센서의 설치구조
KR101223299B1 (ko) 차량 변속 레인지 쉬프팅 모듈 및 이의 제어 방법
EP3136056B1 (en) Position sensor
JP2007186118A (ja) シフト装置
US20150091679A1 (en) Contactless switch
JP6574986B2 (ja) 多方向入力装置
JP2009123480A (ja) スイッチ及びこれを用いたスイッチ装置
KR101116934B1 (ko) 차량용 변속 레인지 스위치 장치
US9752674B2 (en) Automotive transmission
KR101957781B1 (ko) 차량용 리니어 센서장치
JP2007303925A (ja) 非接触センサの故障検出回路
US8957336B2 (en) Lever switch
US10008349B2 (en) Switching device and method for detecting whether said switching device is being actuated
US9279717B2 (en) Multidirectional input device
JP2008146968A (ja) 入力装置
JP2009224187A (ja) 入力装置及びこれを搭載した電子機器
JP2019059382A (ja) 乗物用照明装置
WO2022176413A1 (ja) プッシュ式入力装置およびプッシュ式シフタ装置
KR101210793B1 (ko) 차량용 변속 레인지 스위치 장치 진단 제어 방법
TWI666971B (zh) 負載控制裝置
KR20170080083A (ko) 전자식 변속 장치
US20200133396A1 (en) A motor vehicle operating unit and a method of confirming a switching command
KR20100083983A (ko) 차량용 변속 레인지 스위치 장치
KR20200042763A (ko) 차량용 조작 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15837332

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016546321

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15500372

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15837332

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1