WO2021205748A1 - Input device - Google Patents

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WO2021205748A1 PCT/JP2021/005614 JP2021005614W WO2021205748A1 WO 2021205748 A1 WO2021205748 A1 WO 2021205748A1 JP 2021005614 W JP2021005614 W JP 2021005614W WO 2021205748 A1 WO2021205748 A1 WO 2021205748A1
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displacement
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佐藤 崇
義尚 谷口
泰彦 平舘
邦明 鈴木
渡部 弘也
蛇口 広行
努 清
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アルプスアルパイン株式会社
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    • H01H13/00Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch

Abstract

An input device according to the present invention is provided with: a base; an operating section supported so as to be displaceable in the vertical direction relative to the base; a displacement detection unit for detecting a vertical displacement of the operating section after being pressed by an operator; a vibrating section that is attached to the operating section and that generates vibrations in the operating section; and a control unit that drives and vibrates the vibrating section when the displacement detection unit detects the vertical displacement of the operating section. After driving the vibrating section, the control unit determines that the input device is normal in the case where an output from the displacement detection unit changes and determines that the input device is abnormal in the case where an output from the displacement detection unit does not change.

Description

入力装置Input device
 本発明は、入力装置に関する。 The present invention relates to an input device.
 電子機器の入力装置として、操作パネルの操作面に操作者が触れた時に振動を生じさせることで、操作者に操作感触を与える振動機構(フォースフィードバック(FFB))を搭載した入力装置がある。 As an input device for electronic devices, there is an input device equipped with a vibration mechanism (force feedback (FFB)) that gives the operator a feeling of operation by causing vibration when the operator touches the operation surface of the operation panel.
 このようなフォースフィードバックを搭載した入力装置として、例えば、パネル基板表面のスイッチ操作を振動で操作者に知らせる圧電素子と、操作者のスイッチ操作により圧電素子を振動させると共に所定の時期に圧電素子を振動させる制御部と、制御部により一方の圧電素子の振動を他方の圧電素子で検知して、他方の圧電素子の出力を判別する振動検出部とを備えるタッチパネルが開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As an input device equipped with such force feedback, for example, a piezoelectric element that notifies the operator of the switch operation on the surface of the panel substrate by vibration, and a piezoelectric element that vibrates the piezoelectric element by the operator's switch operation and at a predetermined time. A touch panel including a control unit for vibrating and a vibration detection unit for detecting the vibration of one piezoelectric element by the control unit with the other piezoelectric element and determining the output of the other piezoelectric element is disclosed (for example, a patent). Reference 1).
日本国特開2008-217237号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-217237
 しかしながら、特許文献1のタッチパネルは、使用時にフォースフィードバックが正常に動作しているか確認(自己診断)する場合、スイッチ操作を振動で操作者に知らせる一方の圧電素子の他に、一方の圧電素子の振動を検知する他方の圧電素子を診断用のセンサとして設けなければならないという問題があった。 However, in the touch panel of Patent Document 1, when confirming (self-diagnosis) whether the force feedback is operating normally during use, in addition to one piezoelectric element that notifies the operator of the switch operation by vibration, one piezoelectric element is used. There is a problem that the other piezoelectric element that detects vibration must be provided as a sensor for diagnosis.
 本発明の一態様は、診断用センサを設けることなく自己診断を行うことができる入力装置を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention is to provide an input device capable of performing self-diagnosis without providing a diagnostic sensor.
 本発明に係る入力装置の一態様は、基台と、前記基台に対して垂直方向に変位可能に支持された操作部と、操作者の押圧による前記操作部の垂直方向の変位を検出する変位検出部と、前記操作部に取り付けられ、前記操作部に振動を発生させる振動部と、前記変位検出部が前記操作部の垂直方向の変位を検出したときに前記振動部を駆動して振動させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記振動部を駆動させた後、前記変位検出部からの出力が変化した場合には正常と判断し、前記変位検出部からの出力が変化しない場合には異常と判断する。 One aspect of the input device according to the present invention detects a base, an operation unit that is supported so as to be vertically displaceable with respect to the base, and a vertical displacement of the operation unit due to pressing by an operator. A displacement detection unit, a vibration unit attached to the operation unit to generate vibration in the operation unit, and a vibration unit that drives the vibration unit when the displacement detection unit detects a vertical displacement of the operation unit to vibrate. A control unit is provided, and the control unit determines that it is normal when the output from the displacement detection unit changes after driving the vibration unit, and the output from the displacement detection unit does not change. If it is, it is judged to be abnormal.
 本発明に係る入力装置の一態様は、診断用センサを設けることなく自己診断を行うことができる。 One aspect of the input device according to the present invention can perform self-diagnosis without providing a diagnostic sensor.
本発明の第1の実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。It is sectional drawing which shows simply the structure of the input device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 電極の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of an electrode. 感圧導電性部材の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the pressure-sensitive conductive member. 感圧導電性部材が押圧されている状態の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the state in which a pressure-sensitive conductive member is pressed. 制御装置の機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function of a control device. 変位検出部が押圧された時の抵抗の変化の一例を示す図ある。It is a figure which shows an example of the change of resistance when a displacement detection part is pressed. 振動部が正常に稼働しているか判定する自己診断方法のフローチャートである。It is a flowchart of a self-diagnosis method for determining whether a vibrating part is operating normally. 振動部で水平方向に振動している状態の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the state which vibrates in the horizontal direction in a vibrating part. 振動部が正常である場合に振動部で水平方向に振動が生じた時における感圧導電性部材の抵抗の変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the resistance of a pressure-sensitive conductive member when vibration occurs in a horizontal direction in a vibrating part when a vibrating part is normal. 振動部が異常である場合に振動部で水平方向に振動が生じた時における感圧導電性部材の抵抗の変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the resistance of a pressure-sensitive conductive member when vibration occurs in a horizontal direction in a vibrating part when a vibrating part is abnormal. 第2の実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。It is sectional drawing which shows simply the structure of the input device which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。It is sectional drawing which shows simply the structure of the input device which concerns on 3rd Embodiment.
 以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号を付して、重複する説明は省略する。また、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。また、本明細書において数値範囲を示すチルダ「~」は、別段の断わりがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In addition, in order to facilitate understanding of the description, the same components are designated by the same reference numerals in each drawing, and duplicate description will be omitted. In addition, the scale of each member in the drawing may differ from the actual scale. Further, in the present specification, the tilde "-" indicating a numerical range means that the numerical values described before and after the tilde are included as the lower limit value and the upper limit value unless otherwise specified.
[第1の実施形態]
 本発明の第1の実施形態に係る入力装置について説明する。図1は、本実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。図1に示すように、入力装置1Aは、フォースフィードバックを搭載した入力装置(フォースフィードバック型入力装置)であり、基台10、振動吸収部材20、変位検出部30、操作部40、振動部50及び制御装置60を備えている。基台10、振動吸収部材20、変位検出部30及び操作部40は、この順に積層されている。
[First Embodiment]
The input device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view briefly showing the configuration of the input device according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the input device 1A is an input device (force feedback type input device) equipped with force feedback, and is a base 10, a vibration absorbing member 20, a displacement detecting unit 30, an operating unit 40, and a vibration unit 50. And a control device 60. The base 10, the vibration absorbing member 20, the displacement detecting unit 30, and the operating unit 40 are laminated in this order.
 なお、本実施形態では、基台10、振動吸収部材20、変位検出部30及び操作部40の積層方向を入力装置1Aの高さ方向(垂直方向)とし、高さ方向と直交する方向を横方向(水平方向)という。入力装置1Aの高さ方向をZ軸方向とし、横方向をX軸方向とする。Z軸方向の操作部40側を+Z軸方向とし、基台10側を-Z軸方向とする。以下の説明において、+Z軸方向を上又は上方といい、-Z軸方向を下又は下方という場合があるが、普遍的な上下関係を表すものではない。 In the present embodiment, the stacking direction of the base 10, the vibration absorbing member 20, the displacement detecting unit 30, and the operating unit 40 is set to the height direction (vertical direction) of the input device 1A, and the direction orthogonal to the height direction is horizontal. It is called the direction (horizontal direction). The height direction of the input device 1A is the Z-axis direction, and the lateral direction is the X-axis direction. The operation unit 40 side in the Z-axis direction is the + Z-axis direction, and the base 10 side is the −Z-axis direction. In the following description, the + Z-axis direction may be referred to as up or up, and the-Z-axis direction may be referred to as down or down, but it does not represent a universal hierarchical relationship.
 図1に示すように、基台10は、フレキシブル基板であり、ベース基板11と、接着層12と、電極13とを備え、ベース基板11の上面111に、接着層12及び電極13をこの順に積層している。基台10は、ベース基板11の上面111で接着層12及び電極13を介して、変位検出部30を保持している。 As shown in FIG. 1, the base 10 is a flexible substrate, which includes a base substrate 11, an adhesive layer 12, and an electrode 13, and an adhesive layer 12 and an electrode 13 are placed on the upper surface 111 of the base substrate 11 in this order. It is laminated. The base 10 holds the displacement detection unit 30 on the upper surface 111 of the base substrate 11 via the adhesive layer 12 and the electrodes 13.
 ベース基板11は、略矩形状に形成された部材である。ベース基板11は、フレキシブル基板を形成する材料として公知の材料を用いて形成することができる。ベース基板11を形成する材料として、例えば、ポリアミド(PA)、ポリイミド(PI)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンニトリル、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、フェノール、エポキシ(ガラスフィラー入り)及びポリカーボネート(PC)等の公知の合成樹脂等を用いることができる。 The base substrate 11 is a member formed in a substantially rectangular shape. The base substrate 11 can be formed by using a material known as a material for forming the flexible substrate. Examples of the material for forming the base substrate 11 include polyamide (PA), polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyetherimide (PEI), polyethersulfon (PES), and polystyrene. Known synthetic resins such as (PS), polymethylmethacrylate (PMMA), polyethylenenitrile, polyetheretherketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), phenol, epoxy (with glass filler) and polycarbonate (PC) are used. be able to.
 ベース基板11の厚さは、適宜設計可能であり、材料の種類にもよるが、ベース基板11の剛性を確保し、ベース基板11が十分な強度を有する点から、0.5mm~1.5mmであることが好ましい。 The thickness of the base substrate 11 can be appropriately designed and depends on the type of material, but is 0.5 mm to 1.5 mm from the viewpoint of ensuring the rigidity of the base substrate 11 and having sufficient strength of the base substrate 11. Is preferable.
 接着層12は、ベース基板11と電極13との間に設けられる。接着層12は、ベース基板11と電極13との接着力を高める機能を有し、ベース基板11に電極13を固着させることできる。 The adhesive layer 12 is provided between the base substrate 11 and the electrode 13. The adhesive layer 12 has a function of increasing the adhesive force between the base substrate 11 and the electrode 13, and the electrode 13 can be fixed to the base substrate 11.
 接着層12は、一般的な接着剤を用いて形成することができる。接着層12は、トリアジン系化合物を含むことが好ましく、トリアジン系化合物を含む分子接着剤を用いて形成することができる。 The adhesive layer 12 can be formed by using a general adhesive. The adhesive layer 12 preferably contains a triazine-based compound, and can be formed by using a molecular adhesive containing a triazine-based compound.
 トリアジン系化合物としては、トリアジンチオール化合物を用いることができる。トリアジンチオール化合物として、例えば、トリアジン環にチオール基(-SH基)又はチオール基にアルカリ金属塩が結合したものを用いることができる。官能基の何れか一つは、ジブチルアミノ基、アニリノ基等の他の構造を有していてもよい。トリアジンチオール化合物の具体例としては、例えば、2,4,6-トリメルカプト-1,3,5-トリアジンモノナトリウム塩(n-TES)等が挙げられる。 As the triazine compound, a triazine thiol compound can be used. As the triazine thiol compound, for example, a triazine ring to which a thiol group (-SH group) or a thiol group has an alkali metal salt bonded can be used. Any one of the functional groups may have another structure such as a dibutylamino group or an anirino group. Specific examples of the triazine thiol compound include 2,4,6-trimercapto-1,3,5-triazine monosodium salt (n-TES) and the like.
 接着層12は、一般的な接着剤を用いて形成される場合、接着層12の厚さは、1μm~20μmであることが好ましい。接着層12がトリアジン系化合物を含む分子接着剤を用いて形成される場合、接着層12の厚さは、1nm~100nmであることが好ましい。 When the adhesive layer 12 is formed using a general adhesive, the thickness of the adhesive layer 12 is preferably 1 μm to 20 μm. When the adhesive layer 12 is formed by using a molecular adhesive containing a triazine compound, the thickness of the adhesive layer 12 is preferably 1 nm to 100 nm.
 電極13は、図1に示すように、ベース基板11の上に接着層12を介して形成されている。電極13は、制御装置60と電気的に接続されている。変位検出部30は、電極13を介して制御装置60と電気的に接続されている。電極13の構成の一例を図2に示す。図2に示すように、電極13は、一対の電極13A及び13Bで構成することができる。電極13は、一対の電極13A及び13Bが互いに絶縁された状態で対向して設けられ、先端部131A及び131Bが櫛歯状に形成された櫛歯電極を用いることができる。 As shown in FIG. 1, the electrode 13 is formed on the base substrate 11 via an adhesive layer 12. The electrode 13 is electrically connected to the control device 60. The displacement detection unit 30 is electrically connected to the control device 60 via the electrode 13. An example of the configuration of the electrode 13 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the electrode 13 can be composed of a pair of electrodes 13A and 13B. As the electrode 13, a comb tooth electrode in which a pair of electrodes 13A and 13B are provided so as to face each other in a state of being insulated from each other and the tip portions 131A and 131B are formed in a comb tooth shape can be used.
 電極13を形成する材料としては、Au、Ag、Cu、Ni、Fe、Al、Sn、Pb、Cr、Co等の金属及びこれらの合金;カーボンブラック、グラファイト(黒鉛)、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー(炭素繊維)、フラーレン等の炭素系材料等が挙げられる。電極13A及び13Bを形成する材料は、これらを、一種単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、接続の安定性、製造コストの低減及び作製のし易さ等の点から、電極13A及び13Bを形成する材料としては、Ag及びCuを用いることが好ましい。電極13A及び13Bは、1つの金属層で形成されていてもよいし、複数の金属層を積層して構成されていてもよい。 Materials for forming the electrode 13 include metals such as Au, Ag, Cu, Ni, Fe, Al, Sn, Pb, Cr, and Co and alloys thereof; carbon black, graphite (graphite), carbon nanotubes, and carbon fibers ( Carbon fiber), carbon-based materials such as fullerene, and the like can be mentioned. As the materials forming the electrodes 13A and 13B, these may be used alone or in combination of two or more. Among these, Ag and Cu are preferably used as the materials for forming the electrodes 13A and 13B from the viewpoints of connection stability, reduction of manufacturing cost, ease of manufacturing, and the like. The electrodes 13A and 13B may be formed of one metal layer, or may be formed by laminating a plurality of metal layers.
 電極13の厚さは、導電性を十分確保する点から、1μm~50μmであることが好ましい。 The thickness of the electrode 13 is preferably 1 μm to 50 μm from the viewpoint of ensuring sufficient conductivity.
 図1に示すように、振動吸収部材20は、基台10及び変位検出部30を覆うように設けられたゴム状の部材である。振動吸収部材20としては、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、シリコーンゴム等を用いることができる。これらの中でも、シリコーンゴムが好ましい。 As shown in FIG. 1, the vibration absorbing member 20 is a rubber-like member provided so as to cover the base 10 and the displacement detecting portion 30. As the vibration absorbing member 20, ethylene propylene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), silicone rubber, or the like can be used. Among these, silicone rubber is preferable.
 図1に示すように、変位検出部30は、基台10上に設置した電極13を含む領域の上に、基台10と振動吸収部材20との間に挟まれ、下面311が電極13と接し、上面312が振動吸収部材20と接するように配置されている。図2に示すように、変位検出部30は、円柱状に形成されており、下面311が一対の電極13A及び13Bの先端部131A及び131Bを含む領域の上に積層するように配置され、一対の電極13A及び13Bの先端部131A及び131Bと電気的に接続されている。なお、感圧導電性部材31は、軸方向視において楕円形、多角形等に形成されていてもよい。 As shown in FIG. 1, the displacement detection unit 30 is sandwiched between the base 10 and the vibration absorbing member 20 on the region including the electrode 13 installed on the base 10, and the lower surface 311 is the electrode 13. It is arranged so that the upper surface 312 is in contact with the vibration absorbing member 20. As shown in FIG. 2, the displacement detection unit 30 is formed in a columnar shape, and the lower surface 311 is arranged so as to be laminated on the region including the tip portions 131A and 131B of the pair of electrodes 13A and 13B, and the pair. It is electrically connected to the tips 131A and 131B of the electrodes 13A and 13B of the above. The pressure-sensitive conductive member 31 may be formed in an elliptical shape, a polygonal shape, or the like in the axial direction.
 変位検出部30は、操作者の押圧による操作部40の垂直方向の変位を検出する部材である。変位検出部30は、弾性変形可能な感圧導電性部材31で形成することができる。感圧導電性部材31は、押圧力の変化により弾性変形して、操作部40の垂直方向の変位及び水平方向の変位により、抵抗値を低下させることができる。そして、感圧導電性部材31が弾性変形することで、感圧導電性部材31に接触している電極13A及び13B同士が通電するようになり、電極13A及び13B間の電気抵抗値が押圧力に応じて変化することになる。すなわち、押圧力の変化に応じて、感圧導電性部材31の抵抗値が変化すると共に、感圧導電性部材31と電極13A及び13Bとの抵抗も変化するので、押圧力の変化を抵抗値の変化として捉えることができる。 The displacement detection unit 30 is a member that detects the vertical displacement of the operation unit 40 due to the pressure of the operator. The displacement detection unit 30 can be formed of a pressure-sensitive conductive member 31 that can be elastically deformed. The pressure-sensitive conductive member 31 is elastically deformed by a change in pressing force, and the resistance value can be lowered by the vertical displacement and the horizontal displacement of the operating portion 40. Then, the pressure-sensitive conductive member 31 is elastically deformed so that the electrodes 13A and 13B in contact with the pressure-sensitive conductive member 31 are energized, and the electric resistance value between the electrodes 13A and 13B is a pressing force. It will change according to. That is, the resistance value of the pressure-sensitive conductive member 31 changes according to the change in the pressing force, and the resistance between the pressure-sensitive conductive member 31 and the electrodes 13A and 13B also changes. Can be seen as a change in.
 図3は、感圧導電性部材31の構成を示す断面図である。図3に示すように、感圧導電性部材31は、粒子状の導電性材料32をエラストマー33に含有する導電性エラストマーを用いて形成できる。感圧導電性部材31は、導電性材料32を含有する導電性エラストマーで形成されることで、導電性材料32による導通に加え、押圧力に対して変形及び復元をし易くすることができる。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the pressure-sensitive conductive member 31. As shown in FIG. 3, the pressure-sensitive conductive member 31 can be formed by using a conductive elastomer containing a particulate conductive material 32 in the elastomer 33. By forming the pressure-sensitive conductive member 31 with a conductive elastomer containing the conductive material 32, it is possible to easily deform and restore the pressure-sensitive conductive member 31 in addition to the conduction by the conductive material 32.
 感圧導電性部材31は、導電性材料32をエラストマー33中に略均一に分散させて含むことが好ましい。これにより、導電性材料32による導通がより安定して確保することができる。 The pressure-sensitive conductive member 31 preferably contains the conductive material 32 dispersed substantially uniformly in the elastomer 33. As a result, the continuity of the conductive material 32 can be ensured more stably.
 導電性材料32としては、金属粒子や炭素系材料等の導電性を有する材料を用いることができる。金属粒子や炭素系材料としては、上述の電極13A及び13Bと同様の材料を用いることができる。 As the conductive material 32, a material having conductivity such as metal particles or a carbon-based material can be used. As the metal particles and the carbon-based material, the same materials as those of the electrodes 13A and 13B described above can be used.
 導電性材料32の平均粒子径としては、0.05μm~200μmが好ましく、0.5μm~60μmがより好ましく、1.0μm~30μmがさらに好ましい。導電性材料32の平均粒子径が0.05μm~200μmの範囲内であれば、導電性材料32の凝集を抑えてエラストマー33内での分散性を高めることができる。また、感圧導電性部材31が弾性変形した際に、導電性材料32の感圧導電性部材31内での移動が相対的に小さくなることを抑えることで、弾性変形による抵抗の変化が緩慢になるのを低減することができる。なお、平均粒子径とは、有効径による体積平均粒径をいい、平均粒子径は、例えば、レーザ回折・散乱法又は動的光散乱法等によって測定される。 The average particle size of the conductive material 32 is preferably 0.05 μm to 200 μm, more preferably 0.5 μm to 60 μm, and even more preferably 1.0 μm to 30 μm. When the average particle size of the conductive material 32 is in the range of 0.05 μm to 200 μm, the aggregation of the conductive material 32 can be suppressed and the dispersibility in the elastomer 33 can be improved. Further, when the pressure-sensitive conductive member 31 is elastically deformed, the movement of the conductive material 32 in the pressure-sensitive conductive member 31 is suppressed to be relatively small, so that the change in resistance due to the elastic deformation is slow. Can be reduced. The average particle size means a volume average particle size based on an effective diameter, and the average particle size is measured by, for example, a laser diffraction / scattering method or a dynamic light scattering method.
 エラストマー33としては、例えば、天然ゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、ポリイソブチレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、エチレン-プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ポリエステルゴム、フッ素ゴム及びこれらの変性体等を用いることができる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、シリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムを用いることで、感圧導電性部材31は、弾性が高く、接着層12との密着性を良好とすることができる。また、感圧導電性部材31は、押圧力の作用点で感圧導電性部材31が変形し、作用点が移動することなく押圧力を受け止めることができるので、押圧力は上面312から電極13A及び13Bと感圧導電性部材31に的確に伝達される。 Examples of the elastomer 33 include natural rubber, silicone rubber, chloroprene rubber, isoprene rubber, butyl rubber, acrylic rubber, nitrile rubber, urethane rubber, polyisobutylene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, and chlorosulfonated. Polyethylene rubber, epichlorohydrin rubber, polyester rubber, fluororubber, modified products thereof and the like can be used. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Of these, silicone rubber is preferable. By using silicone rubber, the pressure-sensitive conductive member 31 has high elasticity and can have good adhesion to the adhesive layer 12. Further, since the pressure-sensitive conductive member 31 is deformed at the point of action of the pressing force and can receive the pressing force without moving the point of action, the pressing force is applied from the upper surface 312 to the electrode 13A. And 13B and the pressure-sensitive conductive member 31 are accurately transmitted.
 感圧導電性部材31は、ゴム硬度が30~70の範囲内であることが好ましい。ゴム硬度が40~70の範囲内であれば、感圧導電性部材31は十分な強度を有することができ、高い復元力を発揮することができる。なお、ゴム硬度とは、日本工業規格JIS K6301で規定された値である。 The pressure-sensitive conductive member 31 preferably has a rubber hardness in the range of 30 to 70. When the rubber hardness is in the range of 40 to 70, the pressure-sensitive conductive member 31 can have sufficient strength and can exhibit a high restoring force. The rubber hardness is a value defined by Japanese Industrial Standard JIS K6301.
 感圧導電性部材31の厚さは、適宜設設定可能であり、例えば、0.1mm~10mmであることが好ましい。感圧導電性部材31の厚さが0.1mm~10mmの範囲内であれば、感圧導電性部材31は十分な強度を有すると共に弾性を有することができる。 The thickness of the pressure-sensitive conductive member 31 can be set as appropriate, and is preferably 0.1 mm to 10 mm, for example. When the thickness of the pressure-sensitive conductive member 31 is within the range of 0.1 mm to 10 mm, the pressure-sensitive conductive member 31 can have sufficient strength and elasticity.
 感圧導電性部材31は、図4に示すように、操作部40による押圧力が作用していない状態では、互いに接触する導電性材料32の数は少なく、導電経路がほとんど形成されておらず(図4中、白丸参照)、感圧導電性部材31は所定の抵抗値を有する。そして、感圧導電性部材31に押圧力が作用すると、導電性材料32は互いに接近し、互いに接触する導電性材料32の数が多くなるので、感圧導電性部材31の平面方向及び垂直方向等に導電経路(図4中、黒丸参照)が形成され、感圧導電性部材31の抵抗値は小さくなる。このように、押圧力によって感圧導電性部材31は変形し、導電性材料32同士が接触又は離間することで、感圧導電性部材31の抵抗値が変化する。 As shown in FIG. 4, the pressure-sensitive conductive member 31 has a small number of conductive materials 32 in contact with each other in a state where the pressing force by the operating portion 40 is not applied, and almost no conductive path is formed. (Refer to the white circle in FIG. 4), the pressure-sensitive conductive member 31 has a predetermined resistance value. Then, when a pressing force acts on the pressure-sensitive conductive member 31, the conductive materials 32 approach each other and the number of the conductive materials 32 in contact with each other increases, so that the pressure-sensitive conductive member 31 is in the plane direction and the vertical direction. A conductive path (see black circles in FIG. 4) is formed in the like, and the resistance value of the pressure-sensitive conductive member 31 becomes small. In this way, the pressure-sensitive conductive member 31 is deformed by the pressing force, and the conductive materials 32 come into contact with each other or are separated from each other, so that the resistance value of the pressure-sensitive conductive member 31 changes.
 また、感圧導電性部材31は、円錐台形状に形成されていてもよい。この場合、上面312を大きくし、下面311を小さくして、面積の広い上面312が振動吸収部材20と接し、面積が小さい下面311が電極13A及び13Bと接するように形成することが好ましい。これにより、押圧力を加える面積を広くすることができると共に、電極13A及び13Bの先端部131A及び131Bへの単位面積当たりの荷重を強めることができる。 Further, the pressure-sensitive conductive member 31 may be formed in a truncated cone shape. In this case, it is preferable that the upper surface 312 is made larger and the lower surface 311 is made smaller so that the upper surface 312 having a large area is in contact with the vibration absorbing member 20 and the lower surface 311 having a small area is in contact with the electrodes 13A and 13B. As a result, the area to which the pressing force is applied can be widened, and the load per unit area of the tips 131A and 131B of the electrodes 13A and 13B can be increased.
 また、感圧導電性部材31は、平面視においてその上面312が電極13A及び13Bの先端部131A及び131Bを覆う大きさとなるように形成されることが好ましい。感圧導電性部材31の上面312が先端部131A及び131Bの全面を覆うように形成されることで、操作部40に加えられた押圧力を感圧導電性部材31により確実に伝えることができる。 Further, it is preferable that the pressure-sensitive conductive member 31 is formed so that the upper surface 312 thereof covers the tips 131A and 131B of the electrodes 13A and 13B in a plan view. By forming the upper surface 312 of the pressure-sensitive conductive member 31 so as to cover the entire surfaces of the tip portions 131A and 131B, the pressing force applied to the operating portion 40 can be reliably transmitted by the pressure-sensitive conductive member 31. ..
 図1に示すように、操作部40は、基台10に、振動吸収部材20及び変位検出部30を介して、基台10に対して垂直方向に変位可能となるように支持されている。操作部40は、外装部41と、操作パネル42と、タッチセンサ43と、スペーサ44と、導電板45と、保持部材46とを備えている。 As shown in FIG. 1, the operation unit 40 is supported on the base 10 via a vibration absorbing member 20 and a displacement detecting unit 30 so as to be displaceable in the direction perpendicular to the base 10. The operation unit 40 includes an exterior unit 41, an operation panel 42, a touch sensor 43, a spacer 44, a conductive plate 45, and a holding member 46.
 外装部41は、略矩形枠状に形成された枠部41aと、枠部41aの外周縁部から下方に延びる壁部41bとを有している。 The exterior portion 41 has a frame portion 41a formed in a substantially rectangular frame shape, and a wall portion 41b extending downward from the outer peripheral edge portion of the frame portion 41a.
 操作パネル42は、車載機器を操作するためのものであり、略矩形板状に形成されている。操作パネル42は、外装部41における枠部41aの開口周縁部の裏面に配設されている。操作パネル42は、通常時にタッチセンサ43との間に垂直方向に隙間が形成されるように配置されている。 The operation panel 42 is for operating an in-vehicle device, and is formed in a substantially rectangular plate shape. The operation panel 42 is arranged on the back surface of the opening peripheral edge of the frame portion 41a in the exterior portion 41. The operation panel 42 is arranged so that a gap is formed in the vertical direction between the operation panel 42 and the touch sensor 43 at normal times.
 タッチセンサ43は、操作パネル42を介してタッチセンサ43に接触する操作者の指の位置及びその接触面積を検出する。タッチセンサ43としては、静電容量方式のものを用いることができる。タッチセンサ43は、略矩形板状に形成されている。タッチセンサ43の中央部の裏面には、タッチコントローラ47が配設されている。タッチコントローラ47には、タッチセンサ43が電気的に接続されており、タッチセンサ43からの入力情報を信号として出力する。 The touch sensor 43 detects the position of the operator's finger in contact with the touch sensor 43 and the contact area thereof via the operation panel 42. As the touch sensor 43, a capacitance type touch sensor 43 can be used. The touch sensor 43 is formed in a substantially rectangular plate shape. A touch controller 47 is arranged on the back surface of the central portion of the touch sensor 43. A touch sensor 43 is electrically connected to the touch controller 47, and the input information from the touch sensor 43 is output as a signal.
 スペーサ44は、略矩形枠板状に形成された、タッチセンサ43及び導電板45を一定間隔に保持するための部材である。スペーサ44は、公知の合成樹脂等を用いて形成することができる。 The spacer 44 is a member formed in a substantially rectangular frame plate shape for holding the touch sensor 43 and the conductive plate 45 at regular intervals. The spacer 44 can be formed by using a known synthetic resin or the like.
 導電板45は、略矩形状に形成された金属製の部材である。導電板45の中央部には、裏側に凹む凹部24aが形成されている。導電板45は、振動部50からタッチセンサ43への電界ノイズを低減することができる。 The conductive plate 45 is a metal member formed in a substantially rectangular shape. A recess 24a recessed on the back side is formed in the central portion of the conductive plate 45. The conductive plate 45 can reduce the electric field noise from the vibrating portion 50 to the touch sensor 43.
 保持部材46は、タッチセンサ43、スペーサ44、導電板45及び振動部50を保持する部材である。保持部材46は、タッチセンサ43、スペーサ44及び導電板45が設置される、略矩形板状の板部46aと、振動部50が収容される収容部46bと、底面461の中央部から所定間隔の位置に下方(-Z軸方向)に突出した、一対の押圧部46cとを有している。押圧部46cは、振動吸収部材20を介して感圧導電性部材31を押圧することができる。押圧部46cは、円柱状、立方状等に形成することができる。 The holding member 46 is a member that holds the touch sensor 43, the spacer 44, the conductive plate 45, and the vibrating portion 50. The holding member 46 has a substantially rectangular plate-shaped plate portion 46a on which the touch sensor 43, the spacer 44, and the conductive plate 45 are installed, an accommodating portion 46b in which the vibrating portion 50 is housed, and a predetermined distance from the central portion of the bottom surface 461. It has a pair of pressing portions 46c protruding downward (in the −Z axis direction) at the position of. The pressing portion 46c can press the pressure-sensitive conductive member 31 via the vibration absorbing member 20. The pressing portion 46c can be formed in a columnar shape, a cubic shape, or the like.
 図1に示すように、振動部50は、操作部40内に設けられ、操作部40を水平方向に振動させる機能を有する。振動部50は、操作部40を水平方向に振動させることで、操作部40を水平振動させることができる。なお、振動部50は、操作部40の外部に取り付けられていてもよい。 As shown in FIG. 1, the vibrating unit 50 is provided in the operating unit 40 and has a function of vibrating the operating unit 40 in the horizontal direction. The vibrating unit 50 can vibrate the operating unit 40 horizontally by vibrating the operating unit 40 in the horizontal direction. The vibrating unit 50 may be attached to the outside of the operating unit 40.
 振動部50は、振動を発生させることができればよく、公知の振動部材を用いることができる。振動部50としては、例えば、アクチュエータ、モータ、圧電素子等を用いることができる。振動部50は、所定の振動パターンによる振動を発生させることにより、操作パネル42に接触している接触物に対して触感を与える。振動部50は、制御装置60から送信される電気信号に基づいて振動を発生する。振動部50は、操作パネル42において接触物が接触している位置(座標)に触感を与えるように振動してもよい。 The vibrating unit 50 may use a known vibrating member as long as it can generate vibration. As the vibrating unit 50, for example, an actuator, a motor, a piezoelectric element, or the like can be used. The vibrating unit 50 gives a tactile sensation to a contact object in contact with the operation panel 42 by generating vibration according to a predetermined vibration pattern. The vibrating unit 50 generates vibration based on an electric signal transmitted from the control device 60. The vibrating unit 50 may vibrate so as to give a tactile sensation to the position (coordinates) where the contact object is in contact with the operation panel 42.
 図1に示すように、制御装置60は、変位検出部30及び振動部50と電気的に接続されている。本実施形態では、制御装置60は、電極13と電気的に接続されており、変位検出部30と電極13を介して電気的に接続されている。図5は、制御装置60の機能を示すブロック図である。図5に示すように、制御装置60は、抵抗測定部61、制御部62及び動作制御部63を備える。 As shown in FIG. 1, the control device 60 is electrically connected to the displacement detection unit 30 and the vibration unit 50. In the present embodiment, the control device 60 is electrically connected to the electrode 13, and is electrically connected to the displacement detection unit 30 via the electrode 13. FIG. 5 is a block diagram showing the functions of the control device 60. As shown in FIG. 5, the control device 60 includes a resistance measuring unit 61, a control unit 62, and an operation control unit 63.
 抵抗測定部61は、変位検出部30と電気的に接続されており、変位検出部30から送られる抵抗値を示す電気信号を取得して変位検出部30の抵抗値を算出する。抵抗測定部61は、制御部62と電気的に接続されており、算出した抵抗値を入力情報として制御部62に入力する。 The resistance measuring unit 61 is electrically connected to the displacement detecting unit 30, acquires an electric signal indicating the resistance value sent from the displacement detecting unit 30, and calculates the resistance value of the displacement detecting unit 30. The resistance measuring unit 61 is electrically connected to the control unit 62, and the calculated resistance value is input to the control unit 62 as input information.
 制御部62は、抵抗測定部61で算出した抵抗値に基づいて、抵抗値が変動したか判断して、振動部50が正常に機能しているか否か判定する。制御部62は、変位検出部30が変形する前の状態の抵抗値から抵抗値が下がった場合には、振動部50が正常に機能していると判断する。 The control unit 62 determines whether or not the resistance value has fluctuated based on the resistance value calculated by the resistance measuring unit 61, and determines whether or not the vibrating unit 50 is functioning normally. When the resistance value drops from the resistance value in the state before the displacement detection unit 30 is deformed, the control unit 62 determines that the vibrating unit 50 is functioning normally.
 制御部62は、変位検出部30が操作部40の垂直方向の変位を検出したときに振動部50を駆動して操作部40を振動させる。そして、制御部62は、振動部50を駆動して振動を発生させた後、変位検出部30からの出力が変化した場合には正常と判断し、変位検出部30からの出力が変化しない場合には異常と判断する。制御部62は、振動部50を駆動した時に感圧導電性部材31の抵抗が増加した場合には、正常と判断することができる。 The control unit 62 drives the vibration unit 50 to vibrate the operation unit 40 when the displacement detection unit 30 detects the vertical displacement of the operation unit 40. Then, the control unit 62 determines that it is normal when the output from the displacement detection unit 30 changes after driving the vibration unit 50 to generate vibration, and when the output from the displacement detection unit 30 does not change. Is judged to be abnormal. When the resistance of the pressure-sensitive conductive member 31 increases when the vibrating unit 50 is driven, the control unit 62 can determine that it is normal.
 制御部62は、制御プログラムや各種記憶情報を格納する記憶手段と、制御プログラムに基づいて動作する演算手段とを有している。記憶手段には、主記憶装置であるRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、ストレージ等がある。演算手段には、CPU(Central Processing Unit:プロセッサ)等がある。制御部62は、演算手段が記憶手段に格納されている制御プログラム等を読み出して実行することで実現される。 The control unit 62 has a storage means for storing a control program and various storage information, and a calculation means for operating based on the control program. The storage means includes a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a storage, which are main storage devices. The calculation means includes a CPU (Central Processing Unit: processor) and the like. The control unit 62 is realized by the arithmetic means reading and executing a control program or the like stored in the storage means.
 制御部62の有する記憶手段には、感圧導電性部材31の種類と、感圧導電性部材31の種類毎における信号と抵抗値との関係を示す情報が格納されていてもよい。 The storage means included in the control unit 62 may store information indicating the relationship between the type of the pressure-sensitive conductive member 31 and the signal and the resistance value for each type of the pressure-sensitive conductive member 31.
 動作制御部63は、振動部50と電気的に接続されており、振動部50に振動を発生させる信号を出力する。動作制御部63は、振動部50に、操作パネル42において接触物が接触している位置(座標)に触感を与えるように振動を発生させる信号を発生させてもよい。 The operation control unit 63 is electrically connected to the vibration unit 50, and outputs a signal for generating vibration to the vibration unit 50. The operation control unit 63 may generate a signal for generating vibration in the vibration unit 50 so as to give a tactile sensation to the position (coordinates) where the contact object is in contact with the operation panel 42.
 また、動作制御部63は、表示部70と電気的に接続されており、表示部70に振動部50が正常である又は振動部50が故障等して異常であることの信号を出力する。表示部70は、例えば、メーターパネル、カーナビゲーションシステム、ヘッドアップディスプレイ等、車両に使用される任意の表示装置である。 Further, the operation control unit 63 is electrically connected to the display unit 70, and outputs a signal to the display unit 70 that the vibrating unit 50 is normal or that the vibrating unit 50 is abnormal due to a failure or the like. The display unit 70 is an arbitrary display device used in a vehicle, such as a meter panel, a car navigation system, and a head-up display.
 入力装置1Aでは、運転手が車両の稼働時に操作部40の操作パネル42の任意の位置を押圧すると、その押圧力によって操作部40が下方向(-Z軸方向)に変位することにより、変位検出部30を構成する感圧導電性部材31が下方向(-Z軸方向)に変形する。また、操作部40が下方向(-Z軸方向)に変位することに伴い、振動部50が変位検出部30に対して水平方向(X軸方向)に振動することにより、変位検出部30を構成する感圧導電性部材31を水平方向(X軸方向)に振動させる。この水平方向への振動により、感圧導電性部材31内に含まれる複数の導電性材料32同士が一時的に離れ、導電性材料32同士の導通が取り難くなるため、感圧導電性部材31の導電性が一時的に低下する。そのため、感圧導電性部材31の抵抗が一時的に増加(上昇)する。図6は、変位検出部30が押圧された時の抵抗の変化の一例を示す図である。図6に示すように、変位検出部30は、操作部40が押圧された時に振動部50の水平方向(X軸方向)の振動で、感圧導電性部材31の抵抗が一時的に増加するため、この感圧導電性部材31の抵抗の変化を検出することで、操作パネル42の任意の場所が押圧されたことを振動部50の振動によって運転手に触感を与え、操作パネル42の任意の場所を押圧したことを認識させることができる。 In the input device 1A, when the driver presses an arbitrary position of the operation panel 42 of the operation unit 40 while the vehicle is operating, the operation unit 40 is displaced downward (in the −Z axis direction) due to the pressing pressure, resulting in displacement. The pressure-sensitive conductive member 31 constituting the detection unit 30 is deformed in the downward direction (-Z-axis direction). Further, as the operation unit 40 is displaced downward (-Z-axis direction), the vibrating unit 50 vibrates in the horizontal direction (X-axis direction) with respect to the displacement detection unit 30, so that the displacement detection unit 30 is displaced. The pressure-sensitive conductive member 31 to be formed is vibrated in the horizontal direction (X-axis direction). Due to this horizontal vibration, the plurality of conductive materials 32 contained in the pressure-sensitive conductive member 31 are temporarily separated from each other, and it becomes difficult to establish conduction between the conductive materials 32. Therefore, the pressure-sensitive conductive member 31 The conductivity of the is temporarily reduced. Therefore, the resistance of the pressure-sensitive conductive member 31 temporarily increases (increases). FIG. 6 is a diagram showing an example of a change in resistance when the displacement detection unit 30 is pressed. As shown in FIG. 6, in the displacement detecting unit 30, the resistance of the pressure-sensitive conductive member 31 temporarily increases due to the vibration of the vibrating unit 50 in the horizontal direction (X-axis direction) when the operating unit 40 is pressed. Therefore, by detecting the change in the resistance of the pressure-sensitive conductive member 31, the driver is given a tactile sensation by the vibration of the vibrating unit 50 that the arbitrary place of the operation panel 42 is pressed, and the operation panel 42 can be arbitrarily used. It is possible to recognize that the place of is pressed.
 次に、入力装置1Aを用いて、振動部50が正常に稼働しているか判定する自己診断方法について説明する。図7は、振動部50が正常に稼働しているか判定する自己診断方法を示すフローチャートである。図7に示すように、運転手が車両の電源スイッチを入れると、入力装置1Aが起動し(ステップS11)、制御装置60は、振動部50に振動を発生させる信号を出力して、振動部50を水平方向に振動させる(ステップS12)。 Next, a self-diagnosis method for determining whether the vibrating unit 50 is operating normally will be described using the input device 1A. FIG. 7 is a flowchart showing a self-diagnosis method for determining whether the vibrating unit 50 is operating normally. As shown in FIG. 7, when the driver turns on the power switch of the vehicle, the input device 1A is activated (step S11), the control device 60 outputs a signal for generating vibration to the vibrating unit 50, and the vibrating unit 60. 50 is vibrated in the horizontal direction (step S12).
 そして、制御装置60は、振動部50の振動に起因して生じる水平方向の振動を検知して、振動部50が振動したか判定する(ステップS13)。図8は、振動部50で水平方向に振動している状態の一例を示す説明図であり、図9は、振動部50で水平方向に振動が生じた時における変位検出部30の抵抗の変化の一例を示す図である。図8に示すように、振動部50が水平方向に振動すると、この水平方向の振動により、変位検出部30が水平方向に振動して、図9に示すように、抵抗が一時的に増加する。制御装置60は、変位検出部30の抵抗に関する信号を受け取り、抵抗が増加していると判断した場合には(ステップS14:Yes)、制御装置60は、振動部50が正常に稼働していると判断し(ステップS15)、終了する。 Then, the control device 60 detects the horizontal vibration caused by the vibration of the vibrating unit 50 and determines whether the vibrating unit 50 has vibrated (step S13). FIG. 8 is an explanatory view showing an example of a state in which the vibrating unit 50 is vibrating in the horizontal direction, and FIG. 9 is a change in the resistance of the displacement detecting unit 30 when the vibrating unit 50 vibrates in the horizontal direction. It is a figure which shows an example. As shown in FIG. 8, when the vibrating unit 50 vibrates in the horizontal direction, the displacement detecting unit 30 vibrates in the horizontal direction due to the vibration in the horizontal direction, and the resistance temporarily increases as shown in FIG. .. When the control device 60 receives a signal regarding the resistance of the displacement detection unit 30 and determines that the resistance is increasing (step S14: Yes), the control device 60 has the vibrating unit 50 operating normally. (Step S15), and the process ends.
 一方、振動部50が水平方向に振動しなかった場合、図10に示すように、制御装置60は、変位検出部30の抵抗が低下しておらず変化していないと判断した場合には(ステップS14:No)、制御装置60は、振動部50が故障等により異常な状態であると判断し(ステップS16)、メーターパネル等に警告を表示する(ステップS17)。 On the other hand, when the vibrating unit 50 does not vibrate in the horizontal direction, as shown in FIG. 10, when the control device 60 determines that the resistance of the displacement detecting unit 30 has not decreased and has not changed ( Step S14: No), the control device 60 determines that the vibrating unit 50 is in an abnormal state due to a failure or the like (step S16), and displays a warning on the instrument panel or the like (step S17).
 このように、本実施形態に係る入力装置1Aは、基台10、変位検出部30、操作部40、振動部50及び制御装置60を備え、制御装置60で、振動部50を駆動して、変位検出部30からの出力に変化があれば正常と判断し、変位検出部30からの出力に変化がなければ異常と判断している。入力装置1Aは、変位検出部30で、振動部50が水平方向(X軸方向)に振動した時に水平方向(X軸方向)に振動したことを検知することができるため、振動部50が正常に稼働していることの信号を出力することができる。よって、制御装置60は、変位検出部30から出力される信号によって振動部50が正常に稼働しているか否かを診断することができる。したがって、入力装置1Aは、振動部50が正常に稼働していることを検査するための診断用センサを設けることなく自己診断を行うことができる。 As described above, the input device 1A according to the present embodiment includes the base 10, the displacement detection unit 30, the operation unit 40, the vibration unit 50, and the control device 60, and the control device 60 drives the vibration unit 50. If there is a change in the output from the displacement detection unit 30, it is determined to be normal, and if there is no change in the output from the displacement detection unit 30, it is determined to be abnormal. Since the input device 1A can detect that the vibrating unit 50 vibrates in the horizontal direction (X-axis direction) when the vibrating unit 50 vibrates in the horizontal direction (X-axis direction) by the displacement detecting unit 30, the vibrating unit 50 is normal. It is possible to output a signal that it is operating. Therefore, the control device 60 can diagnose whether or not the vibrating unit 50 is operating normally based on the signal output from the displacement detecting unit 30. Therefore, the input device 1A can perform self-diagnosis without providing a diagnostic sensor for inspecting that the vibrating unit 50 is operating normally.
 また、入力装置1Aは、変位検出部30で、操作部40が押圧された時に垂直方向(Z軸方向)の変位を検知することができるため、操作部40が押圧されたことの信号を出力することができる。よって、入力装置1Aは、操作部40が押圧されたことを操作者に触感で知らせることができる。 Further, since the input device 1A can detect the displacement in the vertical direction (Z-axis direction) when the operation unit 40 is pressed by the displacement detection unit 30, it outputs a signal that the operation unit 40 is pressed. can do. Therefore, the input device 1A can tactilely notify the operator that the operation unit 40 has been pressed.
 入力装置1Aは、上述の通り、操作部40が押圧されたことを操作者に振動で触感として認識させることができると共に、振動部50が正常に稼働しているか自己診断を行うことができるので、FFBを搭載したタッチパネル等に有効に用いることができる。 As described above, the input device 1A can make the operator recognize that the operation unit 40 is pressed as a tactile sensation by vibration, and can perform self-diagnosis whether the vibration unit 50 is operating normally. , FFB can be effectively used for a touch panel or the like.
 また、入力装置1Aは、振動部50を操作部40内に設置し、変位検出部30として感圧導電性部材31を用いることができる。感圧導電性部材31は、操作部40の垂直方向(Z軸方向)の変位及び水平方向(X軸方向)の変位により抵抗を変化させることができるため、操作部40の振動方向が水平方向(X軸方向)であっても感圧導電性部材31の抵抗を検知することで、振動部5の自己診断をより確実に行うことができる。 Further, in the input device 1A, the vibration unit 50 can be installed in the operation unit 40, and the pressure-sensitive conductive member 31 can be used as the displacement detection unit 30. Since the resistance of the pressure-sensitive conductive member 31 can be changed by the vertical (Z-axis direction) displacement and the horizontal direction (X-axis direction) displacement of the operation unit 40, the vibration direction of the operation unit 40 is in the horizontal direction. By detecting the resistance of the pressure-sensitive conductive member 31 even in the (X-axis direction), the self-diagnosis of the vibrating portion 5 can be performed more reliably.
 さらに、入力装置1Aは、感圧導電性部材31として、エラストマー33に導電性材料32を含有する導電性エラストマーを用いることができる。これにより、感圧導電性部材31が変形した際、導電性材料32同士を導通し易くすることができるため、制御装置60は、振動部50を駆動したときに感圧導電性部材31の抵抗が増加すれば、振動部50は正常に稼働している状態であると容易に判断することができる。また、振動部50が水平方向(X軸方向)に振動した際、導電性材料32同士が離れて導電性材料32同士の間を一時的に導通し難くすることができる。そのため、制御装置60は、振動部50を駆動させた際、感圧導電性部材31の抵抗が増加することで、振動部50が正常に稼働しているか否かを容易に判断することができる。よって、入力装置1Aは、振動部50の自己診断をより高精度に行うことができる。 Further, in the input device 1A, as the pressure-sensitive conductive member 31, a conductive elastomer containing the conductive material 32 in the elastomer 33 can be used. As a result, when the pressure-sensitive conductive member 31 is deformed, the conductive materials 32 can be easily conducted with each other. Therefore, the control device 60 controls the resistance of the pressure-sensitive conductive member 31 when the vibrating portion 50 is driven. If the number increases, it can be easily determined that the vibrating unit 50 is in a normal operating state. Further, when the vibrating portion 50 vibrates in the horizontal direction (X-axis direction), the conductive materials 32 can be separated from each other to temporarily make it difficult to conduct electricity between the conductive materials 32. Therefore, when the vibrating unit 50 is driven, the control device 60 can easily determine whether or not the vibrating unit 50 is operating normally by increasing the resistance of the pressure-sensitive conductive member 31. .. Therefore, the input device 1A can perform the self-diagnosis of the vibrating unit 50 with higher accuracy.
[第2の実施形態]
 第2の実施形態に係る入力装置について説明する。本実施形態に係る入力装置は、上記図1に示す第1の実施形態に係る入力装置1Aの振動吸収部材20をフィルム80に変更したものであり、その他の構成については、第1の実施形態と同様の構成である。
[Second Embodiment]
The input device according to the second embodiment will be described. The input device according to the present embodiment is obtained by changing the vibration absorbing member 20 of the input device 1A according to the first embodiment shown in FIG. 1 to a film 80, and for other configurations, the first embodiment. It has the same configuration as.
 図11は、第2の実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。図11に示すように、入力装置1Bは、基台10、フィルム80、変位検出部30、操作部40、振動部50及び制御装置60を備えている。基台10、変位検出部30、フィルム80及び操作部40は、この順に積層されている。本実施形態では、フィルム80以外の構成は、上記の第1の実施形態と同様であるため、説明は省略する。 FIG. 11 is a cross-sectional view briefly showing the configuration of the input device according to the second embodiment. As shown in FIG. 11, the input device 1B includes a base 10, a film 80, a displacement detection unit 30, an operation unit 40, a vibration unit 50, and a control device 60. The base 10, the displacement detection unit 30, the film 80, and the operation unit 40 are laminated in this order. In the present embodiment, the configurations other than the film 80 are the same as those in the first embodiment described above, and thus the description thereof will be omitted.
 フィルム80は、基台10の上に変位検出部30を覆うようにドーム状に設けられたゴム状の部材である。フィルム80としては、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム等を用いることができる。これらの中でも、シリコーンゴムが好ましい。 The film 80 is a rubber-like member provided on the base 10 in a dome shape so as to cover the displacement detection unit 30. As the film 80, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, silicone rubber and the like can be used. Among these, silicone rubber is preferable.
 入力装置1Bは、第1の実施形態に係る入力装置1Aと同様、制御装置60で、変位検出部30から出力される信号によって振動部50が正常に稼働しているか診断することができるため、振動部50が正常に稼働していることを検査するための診断用センサを設けることなく自己診断を行うことができる。 Similar to the input device 1A according to the first embodiment, the input device 1B can diagnose whether the vibrating unit 50 is operating normally by the signal output from the displacement detection unit 30 in the control device 60. Self-diagnosis can be performed without providing a diagnostic sensor for inspecting that the vibrating unit 50 is operating normally.
[第3の実施形態]
 第3の実施形態に係る入力装置について説明する。本実施形態に係る入力装置は、上記図1に示す第1の実施形態に係る入力装置1Aの振動吸収部材20を弾性変形部材90に変更し、弾性変形部材90を変位検出部30の周囲にのみ設けたものであり、その他の構成については、第1の実施形態と同様の構成である。
[Third Embodiment]
The input device according to the third embodiment will be described. In the input device according to the present embodiment, the vibration absorbing member 20 of the input device 1A according to the first embodiment shown in FIG. 1 is changed to the elastic deformation member 90, and the elastic deformation member 90 is placed around the displacement detection unit 30. Only the configuration is provided, and other configurations are the same as those of the first embodiment.
 図12は、第3の実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。図12に示すように、入力装置1Cは、基台10、変位検出部30、弾性変形部材90、操作部40、振動部50及び制御装置60を備えている。基台10、変位検出部30、弾性変形部材90及び操作部40は、この順に積層されている。本実施形態では、弾性変形部材90以外の構成は、上記の第1の実施形態と同様であるため、説明は省略する。 FIG. 12 is a cross-sectional view briefly showing the configuration of the input device according to the third embodiment. As shown in FIG. 12, the input device 1C includes a base 10, a displacement detection unit 30, an elastic deformation member 90, an operation unit 40, a vibration unit 50, and a control device 60. The base 10, the displacement detection unit 30, the elastic deformation member 90, and the operation unit 40 are laminated in this order. In the present embodiment, the configurations other than the elastically deforming member 90 are the same as those in the first embodiment described above, and thus the description thereof will be omitted.
 弾性変形部材90は、基台10の上に変位検出部30を覆うようにドーム状に設けられている。 The elastic deformation member 90 is provided on the base 10 in a dome shape so as to cover the displacement detection unit 30.
 弾性変形部材90は、第1弾性体の内部に、第1弾性体よりも弾性率が高い第2弾性体を備えたものである。 The elastic deforming member 90 is provided with a second elastic body having a higher elastic modulus than the first elastic body inside the first elastic body.
 第1弾性体は、例えば、天然ゴム、合成ゴム、または合成樹脂等の弾性材料で形成することができる。第2弾性体は、第1弾性体よりも弾性率が高い弾性体であればよく、例えば、金属製のコイルバネ等のバネ部材で形成することができる。弾性変形部材90して、具体的にはラバースプリング等を用いることができる。 The first elastic body can be formed of, for example, an elastic material such as natural rubber, synthetic rubber, or synthetic resin. The second elastic body may be an elastic body having a higher elastic modulus than the first elastic body, and can be formed of, for example, a spring member such as a metal coil spring. As the elastic deforming member 90, specifically, a rubber spring or the like can be used.
 入力装置1Cは、第1の実施形態に係る入力装置1Aと同様、制御装置60で、変位検出部30から出力される信号によって振動部50が正常に稼働しているか診断することができるため、振動部50が正常に稼働していることを検査するための診断用センサを設けることなく自己診断を行うことができる。 Similar to the input device 1A according to the first embodiment, the input device 1C can diagnose whether the vibrating unit 50 is operating normally by the signal output from the displacement detection unit 30 in the control device 60. Self-diagnosis can be performed without providing a diagnostic sensor for inspecting that the vibrating unit 50 is operating normally.
 以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。 As described above, the embodiments have been described, but the above embodiments are presented as examples, and the present invention is not limited to the above embodiments. The above-described embodiment can be implemented in various other forms, and various combinations, omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
 本出願は、2020年4月9日に日本国特許庁に出願した特願2020-070292号に基づく優先権を主張するものであり、特願2020-070292号の全内容を本出願に援用する。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2020-070229 filed with the Japan Patent Office on April 9, 2020, and the entire contents of Japanese Patent Application No. 2020-070292 are incorporated in this application. ..
 1A、1B、1C 入力装置
 10 基台
 11 ベース基板
 12 接着層
 13、13A、13B 電極
 20 振動吸収部材
 30 変位検出部
 40 操作部
 50 振動部
 60 制御装置
 62 制御部
 80 フィルム
 90 弾性変形部材
1A, 1B, 1C Input device 10 Base 11 Base board 12 Adhesive layer 13, 13A, 13B Electrode 20 Vibration absorbing member 30 Displacement detection unit 40 Operation unit 50 Vibration unit 60 Control device 62 Control unit 80 Film 90 Elastic deformation member

Claims (3)

  1.  基台と、
     前記基台に対して垂直方向に変位可能に支持された操作部と、
     操作者の押圧による前記操作部の垂直方向の変位を検出する変位検出部と、
     前記操作部に取り付けられ、前記操作部に振動を発生させる振動部と、
     前記変位検出部が前記操作部の垂直方向の変位を検出したときに前記振動部を駆動して振動させる制御部と、
    を備え、
     前記制御部は、前記振動部を駆動させた後、前記変位検出部からの出力が変化した場合には正常と判断し、前記変位検出部からの出力が変化しない場合には異常と判断する入力装置。
    Base and
    An operation unit that is supported so as to be displaceable in the direction perpendicular to the base,
    A displacement detection unit that detects the vertical displacement of the operation unit due to the pressure of the operator, and
    A vibrating unit that is attached to the operating unit and generates vibration in the operating unit,
    A control unit that drives and vibrates the vibrating unit when the displacement detecting unit detects a vertical displacement of the operating unit.
    With
    After driving the vibrating unit, the control unit determines that the input is normal when the output from the displacement detection unit changes, and determines that the input is abnormal when the output from the displacement detection unit does not change. Device.
  2.  前記振動部は、前記操作部を前記基台に対して水平方向に振動させるように前記操作部に設けられ、
     前記変位検出部は、前記基台と前記操作部との間に設置され、前記操作部の垂直方向の変位及び水平方向の変位により抵抗が変化する感圧導電性部材を備える請求項1に記載の入力装置。
    The vibrating unit is provided on the operating unit so as to vibrate the operating unit in the horizontal direction with respect to the base.
    The first aspect of the present invention, wherein the displacement detection unit is installed between the base and the operation unit, and includes a pressure-sensitive conductive member whose resistance changes depending on the vertical displacement and the horizontal displacement of the operation unit. Input device.
  3.  前記感圧導電性部材は、エラストマーに導電性材料を含有する導電性エラストマーを備え、
     前記制御部は、前記振動部を駆動した時に前記感圧導電性部材の抵抗が増加した場合には、正常と判断する請求項2に記載の入力装置。
    The pressure-sensitive conductive member includes a conductive elastomer containing a conductive material in the elastomer.
    The input device according to claim 2, wherein the control unit determines that it is normal when the resistance of the pressure-sensitive conductive member increases when the vibrating unit is driven.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019059100A1 (en) * 2017-09-25 2019-03-28 Tdk株式会社 Vibration unit
JP2019091198A (en) * 2017-11-14 2019-06-13 シャープ株式会社 Input device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019059100A1 (en) * 2017-09-25 2019-03-28 Tdk株式会社 Vibration unit
JP2019091198A (en) * 2017-11-14 2019-06-13 シャープ株式会社 Input device

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