(57)【要約】【課題】正確に操作軸の操作を検出可能な入力装置、傾倒方向判定方法、および傾倒方向判定プログラムを提供する。【解決手段】入力装置１００は、接続部１４１を含む基部１２１と、先端１５２と接続部１４１に接続された基端１５１とを含む操作軸１２２と、操作軸１２２の操作に応じた基部１２１の歪みを検出する少なくとも１つの検出器群１３５と、を備え、操作軸１２２が、基端１５１から先端１５２まで第１方向に延び、操作軸１２２が、第１方向に直交する少なくとも１つの検出方向に向けて傾倒可能に基部１２１に支持され、少なくとも１つの検出器群１３５の各々が、少なくとも１つの検出方向の異なる１つに対応し、少なくとも１つの検出器群１３５の各々が、対応する検出方向における操作軸１２２の操作に応じた基部１２１の歪みを検出する３つ以上の歪み検出器１３３を含む。【選択図】図６
2018200649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続部を含む基部と、
先端と前記接続部に接続された基端とを含む操作軸と、
前記操作軸の操作に応じた前記基部の歪みを検出する少なくとも１つの検出器群と、
を備え、
前記操作軸が、前記基端から前記先端まで第１方向に延び、
前記操作軸が、前記第１方向に直交する少なくとも１つの検出方向に向けて傾倒可能に前記基部に支持され、
前記少なくとも１つの検出器群の各々が、前記少なくとも１つの検出方向の異なる１つに対応し、
前記少なくとも１つの検出器群の各々が、前記対応する検出方向における前記操作軸の操作に応じた前記基部の歪みを検出する３つ以上の歪み検出器を含む、
入力装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの検出方向の各々が、順方向と前記順方向とは逆の逆方向とを含み、
前記少なくとも１つの検出器群の各々が、２つの副群を含み、
前記２つの副群の各々が、２つの前記歪み検出器を含み、
各前記検出方向に関し、前記２つの副群のうちの１つの前記副群が、前記検出方向における前記操作軸の中心から前記順方向に離れた位置にあり、他の１つの前記副群が、前記中心から前記逆方向に離れた位置にあり、
前記副群の各々に含まれる前記２つの歪み検出器が、前記中心から互いに異なる距離において前記基部の歪みを検出する、
請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記検出方向の各々に対応する４つの前記歪み検出器から検出された歪みを表す検出値を受信して、前記検出方向の各々における前記操作軸の傾倒方向を判定する判定部をさらに備え、
前記検出された歪みが伸張である場合の前記検出値の極性と、前記検出された歪みが収縮である場合の前記検出値の極性とが逆であり、
収縮の程度が大きいほど、前記検出値の絶対値が大きく、
伸張の程度が大きいほど、前記検出値の絶対値が大きく、
前記中心から前記逆方向に離れた位置にある前記２つの歪み検出器のうち、前記中心から遠い前記歪み検出器が、前記検出値であるＲＯ値を出力し、
前記中心から前記逆方向に離れた位置にある前記２つの歪み検出器のうち、前記中心に近い前記歪み検出器が、前記検出値であるＲＩ値を出力し、
前記中心から前記順方向に離れた位置にある前記２つの歪み検出器のうち、前記中心に近い前記歪み検出器が、前記検出値であるＦＩ値を出力し、
前記中心から前記順方向に離れた位置にある前記２つの歪み検出器のうち、前記中心から遠い前記歪み検出器が、前記検出値であるＦＯ値を出力し、
前記判定部が、
ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＞０とのすべてが満たされる場合に、前記傾倒方向を前記逆方向と判定し、
ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、前記傾倒方向を前記逆方向と判定し、
ＲＯ値＞０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、前記傾倒方向を前記順方向と判定し、
ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、前記傾倒方向を前記順方向と判定する、
請求項２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記検出された歪みが伸張である場合、前記検出値の極性が正であり、
前記検出された歪みが収縮である場合、前記検出値の極性が負であり、
前記ＲＯ値を出力する前記歪み検出器が、前記基部のＲＯ位置における歪みを検出し、
前記ＲＩ値を出力する前記歪み検出器が、前記基部のＲＩ位置における歪みを検出し、
前記ＦＩ値を出力する前記歪み検出器が、前記基部のＦＩ位置における歪みを検出し、
前記ＦＯ値を出力する前記歪み検出器が、前記基部のＦＯ位置における歪みを検出し、
前記ＲＯ位置は、前記操作軸に印加される印加力が、０を上回る大きさをもち前記逆方向を向く力と、０以上の大きさをもち前記第１方向に沿って前記先端から前記基部に向かう押圧方向を向く力との合力である第１印加状態において、前記第１方向と前記印加力の方向とのなす印加角度によらず前記ＲＯ値が負となる位置であり、
前記ＲＩ位置は、前記第１印加状態において、前記印加角度が増加するのに伴って前記ＲＩ値が正から負に単調減少する位置であり、
前記ＦＩ位置は、前記第１印加状態において、前記印加角度が増加するのに伴って前記ＦＩ値が負から正に単調増加する位置であり、
前記ＦＯ位置は、前記第１印加状態において、前記印加角度が増加するのに伴って前記ＲＯ値が正から負に単調減少する位置であり、
前記ＲＯ位置は、前記操作軸に印加される印加力が、０を上回る大きさをもち前記順方向を向く力と、０以上の大きさをもち前記押圧方向を向く力との合力である第２印加状態において、前記印加角度が増加するのに伴って、前記ＲＯ値が、正から負に単調減少する位置であり、
前記ＲＩ位置は、前記第２印加状態において、前記印加角度が増加するのに伴って前記ＲＩ値が負から正に単調増加する位置であり、
前記ＦＩ位置は、前記第２印加状態において、前記印加角度が増加するのに伴って前記ＦＩ値が正から負に単調減少する位置であり、
前記ＦＯ位置は、前記第２印加状態において、前記印加角度によらず前記ＲＯ値が負となる位置である、
請求項３に記載の入力装置。
【請求項５】
各前記副群に含まれる１つの前記歪み検出器が、対応する前記検出方向において前記接続部の外縁より外側に位置し、同じ前記副軸に含まれる他の１つの前記歪み検出器が、対応する前記検出方向において前記１つの歪み検出器と前記中心との間に位置する、
請求項２乃至請求項４の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項６】
前記基部が、前記第１方向に直交する平面に沿って前記接続部から外側に広がる外側部を含み、
前記外側部が、
前記第１方向に直交する平面に沿って広がる外側表面と、
前記外側表面において前記先端から前記基端に向かう方向に窪んだ調節溝と
を含み、
前記調節溝が、前記操作軸に隣接する、
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項７】
接続部を含む基部と、先端と前記接続部に接続された基端とを含む操作軸と、前記操作軸の操作に応じた前記基部の歪みを検出する少なくとも１つの検出器群と、前記操作軸の傾倒方向を判定する判定部とを備える入力装置により実行される傾倒方向判定方法であって、
前記操作軸が、前記基端から前記先端まで第１方向に延び、
前記操作軸が、前記第１方向に直交する少なくとも１つの検出方向に向けて傾倒可能に前記基部に支持され、
前記少なくとも１つの検出器群の各々が、前記少なくとも１つの検出方向の異なる１つに対応し、
前記少なくとも１つの検出器群の各々が、前記対応する検出方向における前記操作軸の操作に応じた前記基部の歪みを検出する４つの歪み検出器を含み、
前記少なくとも１つの検出方向の各々が、順方向と前記順方向とは逆の逆方向とを含み、
前記少なくとも１つの検出器群の各々が、２つの副群を含み、
前記２つの副群の各々が、２つの前記歪み検出器を含み、
各前記検出方向に関し、前記２つの副群のうちの１つの前記副群が、前記検出方向における前記操作軸の中心から前記順方向に離れた位置にあり、他の１つの前記副群が、前記中心から前記逆方向に離れた位置にあり、
前記副群の各々に含まれる前記２つの歪み検出器が、前記中心から互いに異なる距離において前記基部の歪みを検出し、
前記判定部が、前記検出方向の各々に対応する４つの前記歪み検出器から検出された歪みを表す検出値を受信して、前記検出方向の各々における前記操作軸の傾倒方向を判定し、
前記検出された歪みが伸張である場合の前記検出値の極性と、前記検出された歪みが収縮である場合の前記検出値の極性とが逆であり、
収縮の程度が大きいほど、前記検出値の絶対値が大きく、
伸張の程度が大きいほど、前記検出値の絶対値が大きく、
前記中心から前記逆方向に離れた位置にある前記２つの歪み検出器のうち、前記中心から遠い前記歪み検出器が、前記検出値であるＲＯ値を出力し、
前記中心から前記逆方向に離れた位置にある前記２つの歪み検出器のうち、前記中心に近い前記歪み検出器が、前記検出値であるＲＩ値を出力し、
前記中心から前記順方向に離れた位置にある前記２つの歪み検出器のうち、前記中心に近い前記歪み検出器が、前記検出値であるＦＩ値を出力し、
前記中心から前記順方向に離れた位置にある前記２つの歪み検出器のうち、前記中心から遠い前記歪み検出器が、前記検出値であるＦＯ値を出力し、
前記判定部が、
ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＞０とのすべてが満たされる場合に、前記傾倒方向を前記逆方向と判定し、
ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、前記傾倒方向を前記逆方向と判定し、
ＲＯ値＞０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、前記傾倒方向を前記順方向と判定し、
ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、前記傾倒方向を前記順方向と判定する、
傾倒方向判定方法。
【請求項８】
コンピュータに請求項７に記載の傾倒方向判定方法を実行させる傾倒方向判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置、傾倒方向判定方法、および傾倒方向判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ノートパソコンなどの電子機器に搭載されて、操作者の操作を検出する入力装置が知られている。検出された操作に応じて、例えば、画面上のポインタが移動する。例えば、特許文献１に開示された入力装置は、基部から延びた操作軸を備え、操作者が指先で操作軸を傾倒させたときの基部の歪みを検出することにより、操作軸の傾倒方向を検出する。具体的には、操作軸が傾倒したとき、操作軸を挟んだ両側における基部の一方が延び、基部の他方が縮むことを利用して、傾倒方向が検出される。
【０００３】
図１４は、第１比較例の入力装置９００の動作を説明するための概念図である。第１比較例の入力装置９００は、歪みを検出される基部９０１と、基部９０１から中心軸９０２に沿って伸びた操作軸９０３とを備える。
【０００４】
図１４に示すように、操作者が操作軸９０３をｘ２方向に倒すとき、操作者が操作軸９０３に加える外力９０４は、通常、ｚ２方向とｘ２方向との間の方向となる。操作軸９０３が比較的長い場合、操作軸９０３にモーメントが働き、基部９０１のうち中心軸９０２のｘ１側の部分が縮み、基部９０１のうち中心軸９０２のｘ２側の部分が伸びる。逆に、図示しないが、操作者が操作軸９０３をｘ１方向に倒すとき、基部９０１のうち中心軸９０２のｘ１側の部分が伸び、基部９０１のうち中心軸９０２のｘ２側の部分が縮む。
【０００５】
例えば、基部９０１のうち中心軸９０２のｘ１側の部分に装着した歪み検出器で、伸びと縮みとのいずれが発生したかを検出することにより、操作方向を検出することができる。また、伸びと縮みとの大きさを検出することにより、外力の大きさを検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１８２６６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、電子機器が小型化するのに伴って、入力装置にも小型化が要求されている。しかしながら、入力装置を小型化して操作軸を短くすると、検出された操作軸の傾倒方向が、実際の操作軸の傾倒方向と逆となる逆走現象が発生する場合がある。本発明者らの検討により、操作軸の長さ方向に加わる力により、操作軸の両側において基部が延びることが一つの原因となって、このような逆走現象が発生することが判った。
【０００８】
図１５と図１６とは、本発明者らが検討した、第２比較例の入力装置９１０の動作を説明するための概念図である。第２比較例の入力装置９１０は、歪みを検出される基部９１１と、基部９１１から中心軸９１２に沿って伸びた操作軸９１３とを備える。第２比較例の操作軸９１３は、第１比較例（図１４）の操作軸９０３より短い。図１６における中心軸９１２と外力９１４の方向との間の角度９１５は、図１５における角度９１５より小さい。
【０００９】
本発明者らの検討により、操作軸９１３が比較的短い場合、操作軸９１３が基部９１１をｚ２方向に押す力が大きく影響するので、角度９１５の大きさによらず、中心軸９１２の両側で基部９１１が伸びるため、第１比較例（図１４）と同様には操作軸９１３の傾倒方向を検出できないことがわかった。
【００１０】
図１５に示すように、角度９１５が大きい場合、基部９１１のうちｘ２側の部分が、ｘ１側の部分に比べて大きく伸びる。操作軸９１３が反対方向に押された場合は、基部９１１のｘ１側の部分が、ｘ２側の部分に比べて大きく伸びる。そのため、中心軸９１２の両側における伸びの程度を比較することにより、操作軸９１３がｘ１方向とｘ２方向とのいずれに押されたかが検出される。
【００１１】
図１６に示すように、角度９１５が小さい場合、基部９１１のうち中心軸９１２のｘ１側の部分が、基部９１１のうち中心軸９１２のｘ２側の部分に比べて大きく伸びる場合がある。従って、図１５の検出方法を適用すると、検出される傾倒方向が、操作軸９１３を押した方向と反対方向となり、逆走現象が発生する。本発明者らは、基部９１１がｚ２方向に押されることによる沈みの影響が大きくなることが、この逆走現象の一つと考える。逆走現象を防いで、正確に操作軸の操作を検出することが求められる。
【００１２】
本開示は、正確に操作軸の操作を検出可能な入力装置、傾倒方向判定方法、および傾倒方向判定プログラムを提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、接続部を含む基部と、先端と接続部に接続された基端とを含む操作軸と、操作軸の操作に応じた基部の歪みを検出する少なくとも１つの検出器群と、を備え、操作軸が、基端から先端まで第１方向に延び、操作軸が、第１方向に直交する少なくとも１つの検出方向に向けて傾倒可能に基部に支持され、少なくとも１つの検出器群の各々が、少なくとも１つの検出方向の異なる１つに対応し、少なくとも１つの検出器群の各々が、対応する検出方向における操作軸の操作に応じた基部の歪みを検出する３つ以上の歪み検出器を含む、入力装置である。
【００１４】
この構成によれば、検出方向ごとに３つ以上の歪み検出器で歪みが検出されるので、２つの場合に比べて、より多くの詳細な基部の歪みに基づいて、より正確に操作軸の操作を検出することができる。
【００１５】
好適には本発明の入力装置において、少なくとも１つの検出方向の各々が、順方向と順方向とは逆の逆方向とを含み、少なくとも１つの検出器群の各々が、２つの副群を含み、２つの副群の各々が、２つの歪み検出器を含み、各検出方向に関し、２つの副群のうちの１つの副群が、検出方向における操作軸の中心から順方向に離れた位置にあり、他の１つの副群が、中心から逆方向に離れた位置にあり、副群の各々に含まれる２つの歪み検出器が、中心から互いに異なる距離において基部の歪みを検出する。
【００１６】
この構成によれば、検出方向ごとに、２つの歪み検出器で順方向側の歪みを検出し、他の２つの歪み検出器で逆方向側の歪みを検出するので、各側において１つの歪み検出器により歪みを検出する場合に比べて、詳細に歪みを検出することができる。さらに、各側において、２つの歪み検出器が操作軸の中心から異なる距離にあるので、同じ距離にある場合に比べて多くの情報を取得できる。その結果、より正確に操作軸の操作を検出することができる。
【００１７】
好適には本発明の入力装置は、検出方向の各々に対応する４つの歪み検出器から検出された歪みを表す検出値を受信して、検出方向の各々における操作軸の傾倒方向を判定する判定部をさらに備え、検出された歪みが伸張である場合の検出値の極性と、検出された歪みが収縮である場合の検出値の極性とが逆であり、収縮の程度が大きいほど、検出値の絶対値が大きく、伸張の程度が大きいほど、検出値の絶対値が大きく、中心から逆方向に離れた位置にある２つの歪み検出器のうち、中心から遠い歪み検出器が、検出値であるＲＯ値を出力し、中心から逆方向に離れた位置にある２つの歪み検出器のうち、中心に近い歪み検出器が、検出値であるＲＩ値を出力し、中心から順方向に離れた位置にある２つの歪み検出器のうち、中心に近い歪み検出器が、検出値であるＦＩ値を出力し、中心から順方向に離れた位置にある２つの歪み検出器のうち、中心から遠い歪み検出器が、検出値であるＦＯ値を出力し、判定部が、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＞０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を逆方向と判定し、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を逆方向と判定し、ＲＯ値＞０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を順方向と判定し、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を順方向と判定する。
【００１８】
この構成によれば、第１方向と外力の方向とのなす印加角に応じて、基部の変形が伸張と歪みとの間で入れ替わる場合においても、適切に傾倒方向を判定することができる。
【００１９】
好適には本発明の入力装置において、検出された歪みが伸張である場合、検出値の極性が正であり、検出された歪みが収縮である場合、検出値の極性が負であり、ＲＯ値を出力する歪み検出器が、基部のＲＯ位置における歪みを検出し、ＲＩ値を出力する歪み検出器が、基部のＲＩ位置における歪みを検出し、ＦＩ値を出力する歪み検出器が、基部のＦＩ位置における歪みを検出し、ＦＯ値を出力する歪み検出器が、基部のＦＯ位置における歪みを検出し、ＲＯ位置は、操作軸に印加される印加力が、０を上回る大きさをもち逆方向を向く力と、０以上の大きさをもち第１方向に沿って先端から基部に向かう押圧方向を向く力との合力である第１印加状態において、第１方向と印加力の方向とのなす印加角度によらずＲＯ値が負となる位置であり、ＲＩ位置は、第１印加状態において、印加角度が増加するのに伴ってＲＩ値が正から負に単調減少する位置であり、ＦＩ位置は、第１印加状態において、印加角度が増加するのに伴ってＦＩ値が負から正に単調増加する位置であり、ＦＯ位置は、第１印加状態において、印加角度が増加するのに伴ってＲＯ値が正から負に単調減少する位置であり、ＲＯ位置は、操作軸に印加される印加力が、０を上回る大きさをもち順方向を向く力と、０以上の大きさをもち押圧方向を向く力との合力である第２印加状態において、印加角度が増加するのに伴って、ＲＯ値が、正から負に単調減少する位置であり、ＲＩ位置は、第２印加状態において、印加角度が増加するのに伴ってＲＩ値が負から正に単調増加する位置であり、ＦＩ位置は、第２印加状態において、印加角度が増加するのに伴ってＦＩ値が正から負に単調減少する位置であり、ＦＯ位置は、第２印加状態において、印加角度によらずＲＯ値が負となる位置である。
【００２０】
この構成によれば、第１方向と外力の方向とのなす印加角に応じて、基部の変形が伸張と歪みとの間で入れ替わる場合においても、適切に傾倒方向を判定することができる。
【００２１】
好適には本発明の入力装置において、各副群に含まれる１つの歪み検出器が、対応する検出方向において接続部の外縁より外側に位置し、同じ副軸に含まれる他の１つの歪み検出器が、対応する検出方向において１つの歪み検出器と中心との間に位置する。
【００２２】
この構成によれば、接続部の外縁より外側に位置する１つの歪み検出器により、操作軸から離れた部分の歪みを検出するとともに、その１つの歪み検出器と中心との間に位置する他の１つの歪み検出器により操作軸に近い部分の歪みを検出するので、基部の詳細な歪みを検出して、より正確に操作軸の操作を検出することができる。
【００２３】
好適には本発明の入力装置において、基部が、第１方向に直交する平面に沿って接続部から外側に広がる外側部を含み、外側部が、第１方向に直交する平面に沿って広がる外側表面と、外側表面において先端から基端に向かう方向に窪んだ調節溝とを含み、調節溝が、操作軸に隣接する。
【００２４】
この構成によれば、操作軸が傾倒したときに調節溝付近で基部が変形しやすいので、設計段階から基部の変形の仕方を正確に制御することができる。そのため、個体間の誤差を小さくして、より正確に操作軸の操作を検出することができる。
【００２５】
本発明は、接続部を含む基部と、先端と接続部に接続された基端とを含む操作軸と、操作軸の操作に応じた基部の歪みを検出する少なくとも１つの検出器群と、操作軸の傾倒方向を判定する判定部とを備える入力装置により実行される傾倒方向判定方法であって、操作軸が、基端から先端まで第１方向に延び、操作軸が、第１方向に直交する少なくとも１つの検出方向に向けて傾倒可能に基部に支持され、少なくとも１つの検出器群の各々が、少なくとも１つの検出方向の異なる１つに対応し、少なくとも１つの検出器群の各々が、対応する検出方向における操作軸の操作に応じた基部の歪みを検出する４つの歪み検出器を含み、少なくとも１つの検出方向の各々が、順方向と順方向とは逆の逆方向とを含み、少なくとも１つの検出器群の各々が、２つの副群を含み、２つの副群の各々が、２つの歪み検出器を含み、各検出方向に関し、２つの副群のうちの１つの副群が、検出方向における操作軸の中心から順方向に離れた位置にあり、他の１つの副群が、中心から逆方向に離れた位置にあり、副群の各々に含まれる２つの歪み検出器が、中心から互いに異なる距離において基部の歪みを検出し、判定部が、検出方向の各々に対応する４つの歪み検出器から検出された歪みを表す検出値を受信して、検出方向の各々における操作軸の傾倒方向を判定し、検出された歪みが伸張である場合の検出値の極性と、検出された歪みが収縮である場合の検出値の極性とが逆であり、収縮の程度が大きいほど、検出値の絶対値が大きく、伸張の程度が大きいほど、検出値の絶対値が大きく、中心から逆方向に離れた位置にある２つの歪み検出器のうち、中心から遠い歪み検出器が、検出値であるＲＯ値を出力し、中心から逆方向に離れた位置にある２つの歪み検出器のうち、中心に近い歪み検出器が、検出値であるＲＩ値を出力し、中心から順方向に離れた位置にある２つの歪み検出器のうち、中心に近い歪み検出器が、検出値であるＦＩ値を出力し、中心から順方向に離れた位置にある２つの歪み検出器のうち、中心から遠い歪み検出器が、検出値であるＦＯ値を出力し、判定部が、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＞０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を逆方向と判定し、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を逆方向と判定し、ＲＯ値＞０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を順方向と判定し、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を順方向と判定する、傾倒方向判定方法である。
【００２６】
本発明は、コンピュータに上記の傾倒方向判定方法を実行させる傾倒方向判定プログラムである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、正確に操作軸の操作を検出可能な入力装置、傾倒方向判定方法、および傾倒方向判定プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態における入力装置の斜視図である。
【図２】上側から見た図１に示す入力装置の分解斜視図である。
【図３】下側から見た図１に示す入力装置の分解斜視図である。
【図４】図１に示す可変形部材の平面図である。
【図５】支持部材を省略した、図１に示す入力装置の底面図である。
【図６】図５の６−６線を通る断面における入力装置の切断面図である。
【図７】図１に示す入力装置の制御系統を示す概略図である。
【図８】図６に示す操作軸に第１印加力を印加した場合の、検出方向の位置に応じた例示的な検出値を示すグラフである。
【図９】印加角度ごとに、図８のグラフから読み取った、各位置における検出値を示す第１テーブルである。
【図１０】図６に示す操作軸に第２印加力を印加した場合の、検出方向の位置に応じた例示的な検出値を示すグラフである。
【図１１】印加角度ごとに、図１０のグラフから読み取った、各位置における検出値を示す第２テーブルである。
【図１２】図７に示す判定部が実行する傾倒方向判定方法において使用される判定テーブルである。
【図１３】図７に示す判定部が実行する傾倒方向判定方法を説明するためのフロー図である。
【図１４】第１比較例の入力装置の動作を説明するための概念図である。
【図１５】外力の角度が大きい場合の、第２比較例の入力装置の動作を説明するための概念図である。
【図１６】外力の角度が小さい場合の、第２比較例の入力装置の動作を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（全体構成）
以下、本発明の一実施形態における入力装置について説明する。図１は、本実施形態の入力装置１００の斜視図である。入力装置１００は、支持部材１１０と、支持部材１１０に固定された可変形部材１２０と、可変形部材１２０の歪みを検出する回路部材１３０とを備える。
【００３０】
入力装置１００は、例えば、ノートパソコンのキーボード内に内蔵される。操作者が指先で可変形部材１２０内の後述の操作軸１２２に力を加えると、操作軸１２２が傾倒する。操作軸１２２の傾倒に応じて、後述の基部１２１が歪む。回路部材１３０に搭載された後述の歪み検出器１３３が、基部１２１の歪みを検出する。図示しない外部の回路が、歪み検出器１３３の検出結果を利用して、操作軸１２２の傾倒方向と、操作者が力を加えた方向と、力の大きさとを検出する。
【００３１】
他の例において、操作軸１２２に他の部材が装着されてもよい。例えば、操作軸１２２に滑りにくく、指で押しやすいゴム製の操作部材が取り付けられてもよい。
【００３２】
本明細書において、互いに直交するｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向（第１方向または上下方向とも呼ばれる場合がある）を規定する。ｘ方向は、互いに逆を向くｘ１方向とｘ２方向とを区別せずに表す。ｙ方向は互いに逆を向くｙ１方向とｙ２方向とを区別せずに表す。ｚ方向は互いに逆を向くｚ１方向とｚ２方向とを区別せずに表す。また、ｚ１側を上と表現し、ｚ２側を下と表現する場合がある。これらの方向は、相対的な位置関係を説明するために便宜上規定するのであって、実際の使用時の方向を限定するわけではない。構成要素の形状は、「略」という記載があるかないかにかかわらず、本明細書で開示された実施形態の技術思想が実現される限り、記載された表現に基づく厳密な幾何学的な形状に限定されない。
【００３３】
操作軸１２２（図２）の傾倒方向がｘ１方向とｘ２方向とのいずれであるかを検出する場合、ｘ方向が検出方向と呼ばれ、ｘ１方向が順方向と呼ばれ、ｘ２方向が逆方向と呼ばれる。操作軸１２２の傾倒方向がｙ１方向とｙ２方向とのいずれであるかを検出する場合、ｙ方向が検出方向と呼ばれ、ｙ１方向が順方向と呼ばれ、ｙ２方向が逆方向と呼ばれる。検出方向はいずれも、操作軸１２２の延びるｚ方向に直交する。他の例において、検出方向は、ｘ方向とｙ方向とのいずれか一方でもよく、３つ以上でもよい。順方向と逆方向とは、単に、相互に逆向きの２つの方向を識別するための名称である。
【００３４】
（支持板）
図２は、上側から見た入力装置１００の分解斜視図である。図３は、下側から見た入力装置１００の分解斜視図である。支持部材１１０は、例えば、可変形部材１２０に比べると変形しにくい金属製である。図２に示すように、支持部材１１０は、ｘｙ平面に略平行な同一の平面に沿って広がる板状の支持板１１１と、支持板１１１からｚ１方向に延びた４つの係止片１１２を含む。４つの係止片１１２は、正方形の頂点に位置する。後述するように、４つの係止片１１２の各々が、可変形部材１２０をｚ方向に挟んで固定する。
【００３５】
（可変形部材）
図２に示すように、可変形部材１２０は、ｘｙ平面に略平行に広がる略円盤形の外形をもつ基部１２１と、基部１２１からｚ１方向に延びた略四角柱形の外形をもつ操作軸１２２とを含む。基部１２１は、歪みを検出される対象物である。外力を受けたときに、操作軸１２２が、基部１２１を歪ませる。可変形部材１２０は、支持部材１１０より変形しやすい材料、例えば樹脂で一体的に形成される。
【００３６】
図４は、可変形部材１２０の平面図である。可変形部材１２０の外形は、図１に示す仮想中心軸１０１を中心として、回転対称であり、具体的には４回対称である。また、可変形部材１２０は、仮想中心軸１０１を通りｙｚ平面に平行な仮想平面を中心として鏡面対称であり、仮想中心軸１０１を通りｚｘ平面に平行な仮想平面を中心として鏡面対称である。
【００３７】
図３に示すように、基部１２１は、下から見たとき、概念的に、環状の接続部１４１と、接続部１４１の内側に位置する内側部１４２と、接続部１４１の外側に位置する第１外側部１４３−１〜第４外側部１４３−４と（以下、区別せずに外側部１４３と呼ぶ場合がある）と、その他の部分に区分される。接続部１４１のｚ１側の面から、操作軸１２２（図２）が延びる。仮想中心軸１０１（図１）は、内側部１４２（図３）の中心を通る。
【００３８】
図３に示すように、第１外側部１４３−１は、接続部１４１のｘ１側に位置する。第２外側部１４３−２は、接続部１４１のｘ２側に位置する。第３外側部１４３−３は、接続部１４１のｙ１側に位置する。第４外側部１４３−４は、接続部１４１のｙ２側に位置する。４つの外側部１４３は、概ねｘｙ平面に沿って接続部１４１から外側に広がる板状部分である。
【００３９】
接続部１４１と内側部１４２と第１外側部１４３−１と第２外側部１４３−２とのｚ２側の面は、基部１２１の下側の面においてｚ１方向に窪んだ位置にあり、ｘ方向に連続的な帯状の溝を形成する。接続部１４１と内側部１４２と第３外側部１４３−３と第４外側部１４３−４とは、基部１２１の下側の面においてｚ１方向に窪んだ、ｙ方向に連続的な帯状の溝を形成する。基部１２１の下側の面において、接続部１４１と内側部１４２と４つの外側部１４３とにより形成される溝は、ｘｙ平面に略平行な平面に沿って広がる十字を描く。
【００４０】
図４に示すように、第１外側部１４３−１〜第４外側部１４３−４は、それぞれ、ｚ１側に、ｘｙ平面に略平行な第１外側表面１４４−１〜第４外側表面１４４−４（以下、区別せずに外側表面１４４と呼ぶ場合がある）を含む。
【００４１】
図３に示すように、基部１２１は、第１係止溝１４５−１〜第４係止溝１４５−４（以下、区別せずに係止溝１４５と呼ぶ場合がある）を含む。各係止溝１４５は、基部１２１の上側の面と下側の面とをつなぐ側面において内側に窪んだ部分と、基部１２１の上側の面から下方に窪んだ部分（図２）とをもつ。第１係止溝１４５−１は、第１外側部１４３−１と第３外側部１４３−３との間に位置する。第２係止溝１４５−２は、第３外側部１４３−３と第２外側部１４３−２との間に位置する。第３係止溝１４５−３は、第２外側部１４３−２と第４外側部１４３−４との間に位置する。第４係止溝１４５−４は、第４外側部１４３−４と第１外側部１４３−１との間に位置する。
【００４２】
図４に示すように、各係止溝１４５は、上から見たとき操作軸１２２の外側に位置する。後述のように、操作軸１２２の外形は、上から見たとき略正方形である。４つの係止溝１４５の内側端部は、操作軸１２２の四隅に接する。基部１２１は、係止溝１４５の内側端部と、上から見た操作軸１２２の四角い外形の角との間に、ｚ方向に貫通した４つの貫通孔１４６を含む。
【００４３】
図５は、支持部材１１０を省略した、入力装置１００の底面図である。図６は、図５の６−６線を通りｚｘ平面に平行な断面を、ｙ２側から見た入力装置１００の切断面図である。図６に示すように、操作軸１２２は、ｚ２側端部の基端１５１とｚ１側端部の先端１５２とを含む。基端１５１は、接続部１４１において基部１２１に接続される。操作軸１２２は、接続部１４１の上面に位置する基端１５１から、先端１５２まで概ねｚ１方向に延びる。操作軸１２２は、基部１２１の４つの外側表面１４４よりもｚ１方向に突出している。操作軸１２２は、ｘ方向とｙ方向との両方の検出方向に向けて傾倒可能に基部１２１に支持される。
【００４４】
図４に示すように、先端１５２は、ｘｙ平面に略平行な環状の平面である。先端１５２の外縁は、ｘ方向に略平行な２辺とｙ方向に略平行な２辺とに囲まれた略正方形である。先端１５２の外縁の４つの角は、４つの貫通孔１４６により欠けている。先端１５２の内縁は、円形である。ｚ方向から見たときの先端１５２の外縁は、基端１５１（図６）の外縁に重なる。
【００４５】
図６に示すように、操作軸１２２は、外面１５３と受け面１５４とを含む。外面１５３は、先端１５２の外縁からｚ２方向に延びた略四角柱の側面であり、ｙｚ平面に略平行な２面とｚｘ平面に略平行な２面とにより構成される。
【００４６】
図６に示すように、受け面１５４は、先端１５２の内縁から概ねｚ方向に延びる。受け面１５４は、仮想中心軸１０１を中心として、ｚ２側に先端をもつ円錐台の一部である。受け面１５４は、先端１５２から基端１５１に向けて、徐々に仮想中心軸１０１に近づく形状をもつ。図４に示すように、基部１２１は、受け面１５４の下端縁に囲まれた中心面１４７をもつ。中心面１４７は、ｘｙ平面に略平行な略円形である。
【００４７】
図６に示すように、第１外側部１４３−１は、第１外側表面１４４−１においてｚ２方向に窪んだ第１調節溝１４８−１を含む。図４に示すように、第１調節溝１４８−１は、操作軸１２２に隣接して、操作軸１２２に沿ってｙ方向に延びる。同様に、第２外側部１４３−２〜第４外側部１４３−４は、それぞれ、第２調節溝１４８−２〜第４調節溝１４８−４を含む。以下、第１調節溝１４８−１〜第４調節溝１４８−４を区別せずに、調節溝１４８と呼ぶ場合がある。４つの調節溝１４８は、仮想中心軸１０１の周りで、相互に回転対称な位置にあり、相互に回転対称な形状をもつ。
【００４８】
（回路部材）
図２に示すように、回路部材１３０は、可撓性の薄い絶縁性基板１３１に種々の配線と回路素子を搭載している。回路部材１３０は長尺であるので、回路部材１３０を示したすべての図面において、回路部材１３０は、一部のみを描いている。図３に示すように、絶縁性基板１３１は、ｘｙ平面に略平行に広がる搭載部１３２を含む。搭載部１３２は、略十字に延びる。
【００４９】
図３に示すように、回路部材１３０は、搭載部１３２のｚ２側の面に搭載された第１歪み検出器１３３−１〜第８歪み検出器１３３−８（以下、区別せずに歪み検出器１３３と呼ぶ場合がある）を含む。歪み検出器１３３は、一例において、変形したときに抵抗が変化する回路素子である。
【００５０】
図５に示すように、第１歪み検出器１３３−１と第２歪み検出器１３３−２とは、仮想中心軸１０１のｘ１側に位置し、第１副群１３４−１を構成する。第３歪み検出器１３３−３と第４歪み検出器１３３−４とは、仮想中心軸１０１のｘ２側に位置し、第２副群１３４−２を構成する。第５歪み検出器１３３−５と第６歪み検出器１３３−６とは、仮想中心軸１０１のｙ１側に位置し、第３副群１３４−３を構成する。第７歪み検出器１３３−７と第８歪み検出器１３３−８とは、仮想中心軸１０１のｙ２側に位置し、第４副群１３４−４を構成する。以下、第１副群１３４−１〜第４副群１３４−４を区別せずに、副群１３４と呼ぶ場合がある。
【００５１】
図５に示すように、第１歪み検出器１３３−１と仮想中心軸１０１との距離は、第２歪み検出器１３３−２と仮想中心軸１０１との距離より小さい。第１歪み検出器１３３−１の大部分が、接続部１４１内に位置し、第１歪み検出器１３３−１のｘ１側端部が、第１外側部１４３−１内に位置し、第１歪み検出器１３３−１のｘ２側端部が、内側部１４２内に位置する。第２歪み検出器１３３−２の全体が、第１外側部１４３−１内に位置する。第１歪み検出器１３３−１と第２歪み検出器１３３−２とは、仮想中心軸１０１を通りｘ方向に平行な直線上に位置する。
【００５２】
第１歪み検出器１３３−１と第３歪み検出器１３３−３とは、仮想中心軸１０１を通りｙｚ平面に平行な平面を中心として鏡面対称な位置にある。第２歪み検出器１３３−２と第４歪み検出器１３３−４とは、仮想中心軸１０１を通りｙｚ平面に平行な平面を中心として鏡面対称な位置にある。図５に示すように、下から見たとき、第５歪み検出器１３３−５〜第８歪み検出器１３３−８は、第１歪み検出器１３３−１〜第４歪み検出器１３３−４を、それぞれ、仮想中心軸１０１の周りで時計回りに９０度回転させた位置にある。
【００５３】
図３に示すように、第１副群１３４−１と第２副群１３４−２とが、第１検出器群１３５−１を構成する。第３副群１３４−３と第４副群１３４−４とが、第２検出器群１３５−２を構成する。以下、第１検出器群１３５−１と第２検出器群１３５−２とを区別せずに、検出器群１３５と呼ぶ場合がある。他の例において、検出器群１３５は１つでもよく、３つ以上でもよい。各検出器群１３５は、２つの副群１３４を含む。各副群１３４は、２つの歪み検出器１３３を含む。
【００５４】
各検出器群１３５が、２つの検出方向のうちの異なる１つに対応する。すなわち、第１検出器群１３５−１が、ｘ方向に対応付けられ、第２検出器群１３５−２が、ｙ方向に対応付けられる。図５に示すように、各検出方向（ｘ方向またはｙ方向）に関し、２つの副群１３４のうちの１つの副群１３４が、検出方向における操作軸１２２の中心にある仮想中心軸１０１から順方向（ｘ１方向またはｙ１方向）に離れた位置にあり、他の１つの副群１３４が、中心から逆方向（ｘ２方向またはｙ２方向）に離れた位置にある。
【００５５】
副群１３４の各々に含まれる２つの歪み検出器１３３が、仮想中心軸１０１から互いに異なる距離において基部１２１の歪みを検出する。各検出方向（ｘ方向またはｙ方向）に関し、対応する副群１３４の１つの歪み検出器１３３が、検出方向において接続部１４１の外縁より外側に位置し、対応する副群１３４の他の１つの歪み検出器１３３が、検出方向において１つの歪み検出器１３３と仮想中心軸１０１との間に位置する。
【００５６】
第１歪み検出器１３３−１と第３歪み検出器１３３−３と第５歪み検出器１３３−５と第７歪み検出器１３３−７とを構成する第１の種類の歪み検出器１３３の形状と特性とはすべて同じである。第２歪み検出器１３３−２と第４歪み検出器１３３−４と第６歪み検出器１３３−６と第８歪み検出器１３３−８とを構成する第２の種類の歪み検出器１３３の形状と特性とはすべて同じである。第１の種類の歪み検出器１３３は、第２の種類の歪み検出器１３３と同じ形状と特性をもつ。
【００５７】
他の例において、第１の種類の歪み検出器１３３は、第２の種類の歪み検出器１３３と異なってもよい。他の例において、ｘ方向に並ぶ歪み検出器１３３の形状と特性とは、ｙ方向に並ぶ歪み検出器１３３の形状と特性ととは異なってもよい。
【００５８】
（相互関係）
図５に示すように、回路部材１３０の搭載部１３２は、基部１２１の接続部１４１と内側部１４２と４つの外側部１４３とにより形成される溝内に配置され、図６に示すように、基部１２１の下面に密着している。図５に示す搭載部１３２と８つの歪み検出器１３３とが、基部１２１の変形に応じて変形する。
【００５９】
図１に示すように、支持部材１１０の４つの係止片１１２の各々が、可変形部材１２０の４つの係止溝１４５の１つに係合する。可変形部材１２０は、ｚ方向において４つの係止片１１２の各々と支持板１１１との間に固定される。図６に示す可変形部材１２０の基部１２１の下面は、基部１２１の接続部１４１と内側部１４２と４つの外側部１４３とにより形成される溝以外の部分で、支持板１１１に密着して固定される。
【００６０】
図６に示すように、回路部材１３０の搭載部１３２は、ｚ方向において、支持部材１１０の支持板１１１と基部１２１との間に位置する。図５に示すように、可変形部材１２０と８つの歪み検出器１３３との全体が、仮想中心軸１０１を中心として４回対称な構造をもち、９０度ごとに重なる形状をもつ。
【００６１】
歪み検出器１３３が２つの場合より詳細な情報を取得するという点では、他の例において、歪み検出器１３３が３つでもよく、５つ以上でもよい。
【００６２】
（制御系統）
図７は、入力装置１００の制御系統を示す概略図である。入力装置１００は、記憶装置１６０と演算処理装置１６２とを含む。演算処理装置１６２は、８つすべての歪み検出器１３３から検出された歪みを表す検出値を受信する。
【００６３】
記憶装置１６０は、傾倒方向判定プログラム１６１を記憶する。傾倒方向判定プログラム１６１は、演算処理装置１６２によって読み出されて、演算処理装置１６２に傾倒方向判定方法の一部を行うための機能、及び他の機能を実装させる。演算処理装置１６２が種々の機能を実行するとき、記憶装置１６０は、演算処理装置１６２に制御されて、適宜必要な情報を記憶する。記憶装置１６０は、非一時的な有形の記憶媒体である。記憶装置１６０は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）を含む。記憶装置１６０は、揮発性または不揮発性の記憶媒体である。記憶装置１６０は、取り外し可能であってもよく、取り外し不能であってもよい。
【００６４】
演算処理装置１６２は、記憶装置１６０に記憶された傾倒方向判定プログラム１６１を読み出して実行することにより、判定部１６３として機能する。判定部１６３は、後述の判定方法を実行する。本実施形態の演算処理装置１６２は、汎用コンピュータであるが、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）であってもよく、本実施形態で説明される各機能を実装可能な他の回路であってもよい。
【００６５】
まず、検出方向がｘ方向の場合の呼称について説明する。第１歪み検出器１３３−１と第２歪み検出器１３３−２とが、中心（すなわち、仮想中心軸１０１（図５））から順方向に離れた位置にある。中心に近いＦＩ位置にある第１歪み検出器１３３−１が、検出値であるＦＩ値を出力する。中心から遠いＦＯ位置にある第２歪み検出器１３３−２が、検出値であるＦＯ値を出力する。第２歪み検出器１３３−２と第３歪み検出器１３３−３とが、中心から逆方向に離れた位置にある。中心に近いＲＩ位置にある第３歪み検出器１３３−３が、検出値であるＲＩ値を出力する。中心から遠いＲＯ位置にある第４歪み検出器１３３−４が、検出値であるＲＯ値を出力する。
【００６６】
同様に、第５歪み検出器１３３−５〜第８歪み検出器１３３−８は、順に、ＦＩ位置、ＦＯ位置、ＲＩ位置、ＲＯ位置にあり、順に、ＦＩ値、ＦＯ値、ＲＩ値、ＲＯ値を出力する。
【００６７】
検出値は、歪み検出器１３３の抵抗の変化に応じた電圧の変化として検出される。検出された歪みが伸張である場合の検出値の極性と、検出された歪みが収縮である場合の検出値の極性とは逆である。本実施形態では、伸張である場合に、検出値が正となり、収縮である場合に、検出値が負となる。収縮の程度が大きいほど、検出値の絶対値が大きくなり、伸張の程度が大きいほど、検出値の絶対値が大きくなる。
【００６８】
判定部１６３は、検出方向の各々に対応する４つの歪み検出器１３３から受信した検出値に基づいて、検出方向の各々における操作軸１２２の傾倒方向を判定する。２つの検出方向（すなわち、ｘ方向とｙ方向と）における傾倒方向の判定は、別々の処理で実行される。２つの検出方向における傾倒方向の判定は、同時に実行されてもよく、別の時点で実行されてもよい。２つの検出方向における傾倒方向の判定結果に基づいて、２次元の傾倒方向が算出されてよい。
【００６９】
（動作）
図６の第１印加方向１０２は、例示的な、第１印加力の方向を示す。操作軸１２２に印加される印加力が、０を上回る大きさをもち逆方向を向く力と、０以上の大きさをもちｚ方向に沿って先端１５２から基部１２１に向かう押圧方向（すなわち、ｚ２方向）を向く力との合力である場合、この印加力を第１印加力と呼ぶ。第２印加方向１０３は、例示的な、第２印加力の方向を示す。操作軸１２２に印加される印加力が、０を上回る大きさをもち順方向を向く力と、０以上の大きさをもち押圧方向を向く力との合力である場合、この印加力を第２印加力と呼ぶ。
【００７０】
図６の第１印加角度１０４−１は、ｘ方向と第１印加方向１０２とのなす角度を示す。第２印加角度１０４−２は、ｘ方向と第２印加方向１０３とのなす角度を示す。順方向を向くか、逆方向を向くかによらず、ｘ方向と印加力の方向とのなす角度をまとめて印加角度１０４と呼ぶ場合がある。印加角度１０４は、０度以上９０度未満の下限角度から下限角度以上９０度未満の上限角度までの間の値をとる。
【００７１】
図８は、操作軸１２２（図６）に第１印加力を印加した第１印加状態における、検出方向の位置に応じた例示的な検出値を示すグラフである。位置０は、仮想中心軸１０１（図６）の位置に対応する。グラフの右方向は順方向（ｘ１方向またはｙ１方向）に対応し、グラフの左方向は逆方向（ｘ２方向またはｙ２方向）に対応する。第１印加力が印加されると、図６に示す操作軸１２２は、逆方向に傾倒する。第１印加状態の説明では、印加力の印加位置は、先端１５２の順方向（ｘ１方向またはｙ１方向）側端縁であるとする。
【００７２】
図８において、第１曲線１７１−１は、印加角度１０４（図６）が０度の場合の検出値を示す。第２曲線１７１−２は、印加角度１０４が２２．５度の場合の検出値を示す。第３曲線１７１−３は、印加角度１０４が４５度の場合の検出値を示す。第４曲線１７１−４は、印加角度１０４が６７．５度の場合の検出値を示す。図８には、歪み検出器１３３の位置であるＲＯ位置とＲＩ位置とＦＩ位置とＦＯ位置とを示す。印加角度１０４の下限角度は、０度である。印加角度１０４の上限角度は、６７．５度である。他の例において、下限角度と上限角度とは、他の角度でもよい。
【００７３】
図９は、印加角度１０４（図６）ごとに、図８のグラフから読み取った、歪み検出器１３３の各位置における検出値を示す第１テーブル１７２である。０度の場合、ＲＯ値は負であり、ＲＩ値は約極大であり、ＦＩ値は約極小であり、ＦＯ値は正である。２２．５度の場合、ＲＯ値は負であり、ＲＩ値は約極大であり、ＦＩ値は絶対値が小さく、ＦＯ値は約０である。４５度の場合、ＲＯ値は負であり、ＲＩ値は絶対値が小さく、ＦＩ値は約極大であり、ＦＯ値は負である。６７．５度の場合、ＲＯ値は負であり、ＲＩ値は絶対値が小さく、ＦＩ値は約極大であり、ＦＯ値は負である。
【００７４】
すなわち、図８に示すように、印加角度１０４（図６）が増加するとき、ＲＯ値は、印加角度１０４によらず負であり、ＲＩ値が、正から負に単調減少し、ＦＩ値が、負から正に単調増加し、ＦＯ値が、正から負に単調減少する。ＦＩ位置とＦＯ位置との間に、印加角度１０４に応じて、検出値がほとんど変化しない不動位置がある。
【００７５】
図１０は、操作軸１２２（図６）に第２印加力を印加した第２印加状態における、検出方向の位置に応じた例示的な検出値を示すグラフである。位置０は、仮想中心軸１０１（図６）の位置に対応する。グラフの右方向は順方向（ｘ１方向またはｙ１方向）に対応し、グラフの左方向は逆方向（ｘ２方向またはｙ２方向）に対応する。第２印加力が印加されると、図６に示す操作軸１２２は、順方向に傾倒する。第２印加状態の説明では、印加力の印加位置は、先端１５２の逆方向（ｘ１方向またはｙ１方向）側端縁であるとする。
【００７６】
図１０において、第１曲線１７３−１は、印加角度１０４（図６）が０度の場合の検出値を示す。第２曲線１７３−２は、印加角度１０４が２２．５度の場合の検出値を示す。第３曲線１７３−３は、印加角度１０４が４５度の場合の検出値を示す。第４曲線１７３−４は、印加角度１０４が６７．５度の場合の検出値を示す。図１０には、歪み検出器１３３の位置であるＲＯ位置とＲＩ位置とＦＩ位置とＦＯ位置とを示す。印加角度１０４の下限角度は、０度である。印加角度１０４の上限角度は、６７．５度である。他の例において、下限角度と上限角度とは他の角度でもよい。
【００７７】
図１１は、印加角度１０４（図６）ごとに、図１０のグラフから読み取った、歪み検出器１３３の各位置における検出値を示す第２テーブル１７４である。０度の場合、ＦＯ値は負であり、ＦＩ値は約極大であり、ＲＩ値は約極小であり、ＲＯ値は正である。２２．５度の場合、ＦＯ値は負であり、ＦＩ値は約極大であり、ＲＩ値は絶対値が小さく、ＲＯ値は約０である。４５度の場合、ＦＯ値は負であり、ＦＩ値は絶対値が小さく、ＲＩ値は約極大であり、ＲＯ値は負である。６７．５度の場合、ＦＯ値は負であり、ＦＩ値は絶対値が小さく、ＲＩ値は約極大であり、ＲＯ値は負である。
【００７８】
すなわち、図１０に示すように、印加角度１０４（図６）が増加するとき、ＲＯ値が、正から負に単調減少し、ＲＩ値が、負から正に単調増加し、ＦＩ値が、正から負に単調減少し、ＦＯ値は、印加角度１０４によらず負である。図１０に示すように、ＲＯ位置とＲＩ位置との間に、印加角度１０４に応じて、検出値がほとんど変化しない不動位置がある。図１０のグラフは、図８のグラフを左右反転させたものである。
【００７９】
図１２は、傾倒方向判定方法において使用される判定テーブル１７５である。条件ＣＲ１と条件ＣＲ２とのいずれかが満たされる場合に、傾倒方向が逆方向と判定される。条件ＣＦ１と条件ＣＦ２とのいずれかが満たされる場合に、傾倒方向が順方向と判定される。条件ＣＲ１は、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＞０とのすべてが満たされることである。条件ＣＲ２は、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされることである。条件ＣＦ１は、ＲＯ値＞０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされることである。条件ＣＦ２は、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされることである。
【００８０】
図１０に示す条件ＣＲ１は、図９に示すように、第１印加力が印加される場合において、印加角度１０４（図６）が２２．５度以下の場合に対応する。図１０に示す条件ＣＲ２は、図９に示すように、第１印加力が印加される場合において、印加角度１０４が２２．５度を上回る場合に対応する。印加角度１０４が２２．５度付近であるときに、条件ＣＲ１が当てはまる場合と、条件ＣＲ２が当てはまる場合とが切り替わる。２２．５度付近の印加角度１０４は、臨界角度であるので、条件ＣＲ２が当てはまる場合もあり得る。
【００８１】
図１０に示す条件ＣＦ１は、図１１に示すように、第２印加力が印加される場合において、印加角度１０４（図６）が２２．５度以下の場合に対応する。図１０に示す条件ＣＦ２は、図１１に示すように、第２印加力が印加される場合において、印加角度１０４が２２．５度を上回る場合に対応する。印加角度１０４が２２．５度付近であるときに、条件ＣＦ１が当てはまる場合と、条件ＣＦ２が当てはまる場合とが切り替わる。２２．５度付近の印加角度１０４は、臨界角度であるので、条件ＣＦ２が当てはまる場合もあり得る。
【００８２】
（フロー）
図１３は、判定部１６３（図７）が実行する傾倒方向判定方法を説明するためのフロー図である。
【００８３】
まず、ステップ１８１において、判定部１６３が検出値を受信して、本方法がステップ１８２に進む。検出方向がｘ方向の場合は、判定部１６３は、第１歪み検出器１３３−１〜第４歪み検出器１３３−４から検出値を受信する。検出方向がｙ方向の場合は、判定部１６３は、第５歪み検出器１３３−５〜第８歪み検出器１３３−８から検出値を受信する。
【００８４】
ステップ１８２において、判定部１６３は、条件ＣＲ１が満たされるか判定する。条件ＣＲ１が満たされる場合、ステップ１８３において傾倒方向が逆方向と判定された後、本方法が終了する。条件ＣＲ１が満たされない場合、本方法がステップ１８４に進む。
【００８５】
ステップ１８４において、判定部１６３は、条件ＣＲ２が満たされるか判定する。条件ＣＲ２が満たされる場合、ステップ１８３において傾倒方向が逆方向と判定された後、本方法が終了する。条件ＣＲ２が満たされない場合、本方法がステップ１８５に進む。
【００８６】
ステップ１８５において、判定部１６３は、条件ＣＦ１が満たされるか判定する。条件ＣＦ１が満たされる場合、ステップ１８６において傾倒方向が順方向と判定された後、本方法が終了する。条件ＣＦ１が満たされない場合、本方法がステップ１８７に進む。
【００８７】
ステップ１８７において、判定部１６３は、条件ＣＦ２が満たされるか判定する。条件ＣＦ２が満たされる場合、ステップ１８６において傾倒方向が順方向と判定された後、本方法が終了する。条件ＣＦ２が満たされない場合、傾倒方向が判定されずに、本方法が終了する。
【００８８】
他の例において、伸張である場合に、検出値が負となり、収縮である場合に、検出値が正となってもよい。このような他の例では、図８のグラフと図１０のグラフとが入れ替わる。さらに、このような他の例では、図１２の判定テーブル１７５において、条件ＣＦ１と条件ＣＦ２とのいずれかが満たされる場合に、傾倒方向が逆方向と判定され、条件ＣＲ１と条件ＣＲ２とのいずれかが満たされる場合に、傾倒方向が順方向と判定される。
【００８９】
（まとめ）
本実施形態は、接続部１４１を含む基部１２１と、先端１５２と接続部１４１に接続された基端１５１とを含む操作軸１２２と、操作軸１２２の操作に応じた基部１２１の歪みを検出する少なくとも１つの検出器群１３５と、を備え、操作軸１２２が、基端１５１から先端１５２まで第１方向に延び、操作軸１２２が、第１方向に直交する少なくとも１つの検出方向に向けて傾倒可能に基部１２１に支持され、少なくとも１つの検出器群１３５の各々が、少なくとも１つの検出方向の異なる１つに対応し、少なくとも１つの検出器群１３５の各々が、対応する検出方向における操作軸１２２の操作に応じた基部１２１の歪みを検出する３つ以上の歪み検出器１３３を含む、入力装置１００である。
【００９０】
この構成によれば、検出方向ごとに３つ以上の歪み検出器１３３で歪みが検出されるので、２つの場合に比べて、より多くの詳細な基部１２１の歪みに基づいて、より正確に操作軸１２２の操作を検出することができる。
【００９１】
好適には本実施形態の入力装置１００において、少なくとも１つの検出方向の各々が、順方向と順方向とは逆の逆方向とを含み、少なくとも１つの検出器群１３５の各々が、２つの副群１３４を含み、２つの副群１３４の各々が、２つの歪み検出器１３３を含み、各検出方向に関し、２つの副群１３４のうちの１つの副群１３４が、検出方向における操作軸１２２の中心から順方向に離れた位置にあり、他の１つの副群１３４が、中心から逆方向に離れた位置にあり、副群１３４の各々に含まれる２つの歪み検出器１３３が、中心から互いに異なる距離において基部１２１の歪みを検出する。
【００９２】
この構成によれば、検出方向ごとに、２つの歪み検出器１３３で順方向側の歪みを検出し、他の２つの歪み検出器１３３で逆方向側の歪みを検出するので、各側において１つの歪み検出器１３３により歪みを検出する場合に比べて、詳細に歪みを検出することができる。さらに、各側において、２つの歪み検出器１３３が操作軸１２２の中心から異なる距離にあるので、同じ距離にある場合に比べて多くの情報を取得できる。その結果、より正確に操作軸１２２の操作を検出することができる。
【００９３】
好適には本実施形態の入力装置１００は、検出方向の各々に対応する４つの歪み検出器１３３から検出された歪みを表す検出値を受信して、検出方向の各々における操作軸１２２の傾倒方向を判定する判定部１６３をさらに備え、検出された歪みが伸張である場合の検出値の極性と、検出された歪みが収縮である場合の検出値の極性とが逆であり、収縮の程度が大きいほど、検出値の絶対値が大きく、伸張の程度が大きいほど、検出値の絶対値が大きく、中心から逆方向に離れた位置にある２つの歪み検出器１３３のうち、中心から遠い歪み検出器１３３が、検出値であるＲＯ値を出力し、中心から逆方向に離れた位置にある２つの歪み検出器１３３のうち、中心に近い歪み検出器１３３が、検出値であるＲＩ値を出力し、中心から順方向に離れた位置にある２つの歪み検出器１３３のうち、中心に近い歪み検出器１３３が、検出値であるＦＩ値を出力し、中心から順方向に離れた位置にある２つの歪み検出器１３３のうち、中心から遠い歪み検出器１３３が、検出値であるＦＯ値を出力し、判定部１６３が、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＞０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を逆方向と判定し、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を逆方向と判定し、ＲＯ値＞０と、ＲＩ値＜ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を順方向と判定し、ＲＯ値＜０と、ＲＩ値＞ＦＩ値と、ＦＯ値＜０とのすべてが満たされる場合に、傾倒方向を順方向と判定する。
【００９４】
この構成によれば、第１方向と外力の方向とのなす印加角に応じて、基部１２１の変形が伸張と歪みとの間で入れ替わる場合においても、適切に傾倒方向を判定することができる。
【００９５】
好適には本実施形態の入力装置１００において、検出された歪みが伸張である場合、検出値の極性が正であり、検出された歪みが収縮である場合、検出値の極性が負であり、ＲＯ値を出力する歪み検出器１３３が、基部１２１のＲＯ位置における歪みを検出し、ＲＩ値を出力する歪み検出器１３３が、基部１２１のＲＩ位置における歪みを検出し、ＦＩ値を出力する歪み検出器１３３が、基部１２１のＦＩ位置における歪みを検出し、ＦＯ値を出力する歪み検出器１３３が、基部１２１のＦＯ位置における歪みを検出し、ＲＯ位置は、操作軸１２２に印加される印加力が、０を上回る大きさをもち逆方向を向く力と、０以上の大きさをもち第１方向に沿って先端１５２から基部１２１に向かう押圧方向を向く力との合力である第１印加状態において、第１方向と印加力の方向とのなす印加角度１０４によらずＲＯ値が負となる位置であり、ＲＩ位置は、第１印加状態において、印加角度１０４が増加するのに伴ってＲＩ値が正から負に単調減少する位置であり、ＦＩ位置は、第１印加状態において、印加角度１０４が増加するのに伴ってＦＩ値が負から正に単調増加する位置であり、ＦＯ位置は、第１印加状態において、印加角度１０４が増加するのに伴ってＲＯ値が正から負に単調減少する位置であり、ＲＯ位置は、操作軸１２２に印加される印加力が、０を上回る大きさをもち順方向を向く力と、０以上の大きさをもち押圧方向を向く力との合力である第２印加状態において、印加角度１０４が増加するのに伴って、ＲＯ値が、正から負に単調減少する位置であり、ＲＩ位置は、第２印加状態において、印加角度１０４が増加するのに伴ってＲＩ値が負から正に単調増加する位置であり、ＦＩ位置は、第２印加状態において、印加角度１０４が増加するのに伴ってＦＩ値が正から負に単調減少する位置であり、ＦＯ位置は、第２印加状態において、印加角度１０４によらずＲＯ値が負となる位置である。
【００９６】
この構成によれば、第１方向と外力の方向とのなす印加角に応じて、基部１２１の変形が伸張と歪みとの間で入れ替わる場合においても、適切に傾倒方向を判定することができる。
【００９７】
好適には本実施形態の入力装置１００において、各副群１３４に含まれる１つの歪み検出器１３３が、対応する検出方向において接続部１４１の外縁より外側に位置し、同じ副軸に含まれる他の１つの歪み検出器１３３が、対応する検出方向において１つの歪み検出器１３３と中心との間に位置する。
【００９８】
この構成によれば、接続部１４１の外縁より外側に位置する１つの歪み検出器１３３により、操作軸１２２から離れた部分の歪みを検出するとともに、その１つの歪み検出器１３３と中心との間に位置する他の１つの歪み検出器１３３により操作軸１２２に近い部分の歪みを検出するので、基部１２１の詳細な歪みを検出して、より正確に操作軸１２２の操作を検出することができる。
【００９９】
好適には本実施形態の入力装置１００において、基部１２１が、第１方向に直交する平面に沿って接続部１４１から外側に広がる外側部１４３を含み、外側部１４３が、第１方向に直交する平面に沿って広がる外側表面１４４と、外側表面１４４において先端１５２から基端１５１に向かう方向に窪んだ調節溝１４８とを含み、調節溝１４８が、操作軸１２２に隣接する。
【０１００】
この構成によれば、操作軸１２２が傾倒したときに調節溝１４８付近で基部１２１が変形しやすいので、設計段階から基部１２１の変形の仕方を正確に制御することができる。そのため、個体間の誤差を小さくして、より正確に操作軸１２２の操作を検出することができる。
【０１０１】
本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、操作軸を傾倒させる種々の入力装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００…入力装置、１０１…仮想中心軸、１０２…第１印加方向、１０３…第２印加方向
１０４…印加角度、１２０…可変形部材、１２１…基部、１２２…操作軸
１３３…歪み検出器、１３４…副群、１３５…検出器群、１４１…接続部
１４３…外側部、１４４…外側表面、１４８…調節溝、１５１…基端、１５２…先端
１６１…傾倒方向判定プログラム、１６３…判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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