(57)【要約】【課題】操作部における複数機能の操作感覚の提示とスイッチ動作が可能な操作性に優れた入力装置を提供する。【解決手段】軸１１の方向に移動可能な移動部を備えた操作部１０と、移動部を構成する操作ノブ１２のストロークを検出するストローク検出器としてのリニアエンコーダ２１を備えた検出部２０と、操作部１０の操作ノブ１２に力を付与する駆動部としてのリニアモータ３０と、複数の機能を選択し、この選択された前記機能に対応して、リニアエンコーダ２１の出力に基づいたリニアモータ３０の制御を行なって操作部１０に付与する力を制御する制御部４０と、を有して構成する。【選択図】図１
2011034198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に移動可能な移動部を備えた操作部と、
前記移動部のストロークを検出するストローク検出器を備えた検出部と、
前記操作部の前記移動部に力を付与する駆動部と、
複数の機能を選択し、この選択された前記機能に対応して、前記ストローク検出器の出力に基づいた前記駆動部の制御を行なって前記移動部に付与する力を制御する制御部と、
を有することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記駆動部を制御する際に参照する、前記ストローク検出器の出力と前記駆動部に付与される力との関係が２つの極大値を有する曲線で定義される２段節度カーブのデータを有していることを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記操作部は、前記複数の機能を切替えて選択する回転部を有し、前記検出部は、前記回転部の回転を検出する回転検出器を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置に関し、特に、操作部における複数機能の操作感覚の提示とスイッチ動作が可能な入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力装置において、操作者によって操作される操作部に操作感を付与するものとして、力覚付与型入力装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この入力装置は、操作者によって操作される操作部と、操作状態を検出するストローク検出部と、操作部に力覚を付与する力覚発生部と、外部装置と、ストローク検出部より出力されるストローク情報及び外部装置より送信される部品データに基づいて力覚発生部の駆動を制御し、操作部にその操作状態に応じた所定の力覚を付与する制御部とを有して構成されている。
【０００４】
この入力装置によれば、力覚パターンの管理テーブルを外部装置より送信される管理テーブル更新コマンドに従って切り替え、また、部品データの有効及び無効を切り替えるので、外部装置の負担を軽減することができると共に、力覚パターンの切替を容易かつ迅速に行うことができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１９１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に示す入力装置では、複数の機能を切替えて選択し、この選択された機能に対して操作部の操作感覚を提示し、この操作感覚により選択された機能がどの機能かを判断、確認して次のスイッチ操作を行なうものではなく、操作部の状態確認とスイッチ操作がシームレスにできず、操作性に問題があった。
【０００７】
従って、本発明の目的は、操作部における複数機能の操作感覚の提示とスイッチ動作が可能な操作性に優れた入力装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［１］本発明は上記目的を達成するため、軸方向に移動可能な移動部を備えた操作部と、前記移動部のストロークを検出するストローク検出器を備えた検出部と、前記操作部の前記移動部に力を付与する駆動部と、複数の機能を選択し、この選択された前記機能に対応して、前記ストローク検出器の出力に基づいた前記駆動部の制御を行なって前記移動部に付与する力を制御する制御部と、を有することを特徴とする入力装置を提供する。
【０００９】
［２］前記制御部は、前記駆動部を制御する際に参照する、前記ストローク検出器の出力と前記駆動部に付与される力との関係が２つの極大値を有する曲線で定義される２段節度カーブのデータを有していることを特徴とする上記［１］に記載の入力装置であってもよい。
【００１０】
［３］また、前記操作部は、前記複数の機能を切替えて選択する回転部を有し、前記検出部は、前記回転部の回転を検出する回転検出器を備えたことを特徴とする上記［１］または［２］に記載の入力装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、操作部における複数機能の操作感覚の提示とスイッチ動作が可能な操作性に優れた入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る入力装置の構成ブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る入力装置の機構部分の断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る入力装置におけるストローク検出器の出力と駆動部に付与される力との関係を示す、第１〜３の機能を提示する２段節度カーブの特性図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係る入力装置の構成ブロック図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る入力装置の機構部分の断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態に係る入力装置の車両への適用例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（本発明の第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る入力装置１は、図１、図２に示すように、軸１１の方向に移動可能な移動部を備えた操作部１０と、移動部を構成する操作ノブ１２のストロークを検出するストローク検出器としてのリニアエンコーダ２１を備えた検出部２０と、操作部１０の操作ノブ１２に力を付与する駆動部としてのリニアモータ３０と、複数の機能を選択し、この選択された機能に対応して、リニアエンコーダ２１の出力に基づいたリニアモータ３０の制御を行なって操作部１０に付与する力を制御する制御部４０と、を有して構成されている。
【００１４】
ここで、上記の操作ノブ１２に付与される駆動部からの力は、操作者が操作ノブ１２を操作する際に受ける力であり、この操作者が受ける力の感覚を力覚あるいは力感覚ともいい、これらを同義で使う場合がある。
【００１５】
操作部１０は、操作ノブ１２が移動の基準となる軸１１に取り付けられ、ハウジング５により移動（押し引きのストローク方向）可能に支持されて構成されている。従って、操作ノブ１２および軸１１は、軸１１の方向に移動可能な移動部を構成する。
【００１６】
リニアエンコーダ２１は、軸１１に取り付けられて軸長方向に所定の規則で反射部が形成された反射板２５と、ハウジング５側に設けられて反射板２５に光を照射してその反射光を検出する光センサ２６で構成されている。リニアエンコーダ２１の出力は、操作ノブ１２の軸１１の方向の移動により単位長さ当たり所定のパルスを出力し、このパルスをカウントすことにより操作ノブ１２すなわち操作部１０のストロークが検出できる。尚、軸１１の方向の基準ストロークで、例えばパルス幅の広いパルスを出力するように反射板２５に特定の反射部が設けられた構成とすることにより、操作部１０の絶対ストロークを検出できるようにすることができる。
【００１７】
リニアモータ３０は、リニア同期モータ、リニア直流モータ、リニア誘導モータ、リニアステッピングモータ等が使用できる。また、圧電素子によるピエゾ効果を応用したリニアモータ、超音波リニアモータ等も使用できる。また、リニアモータによらず、ソレノイドや回転モータをギアやカムにより直線運動に変換して駆動する機構でもよい。本実施の形態では、軸１１に可動電磁石３１が装着され、ハウジング５側に固定電磁石３２が装着され、各磁極の極性を順次切替えながら所定の方向に直線駆動するリニア同期モータを使用した。尚、リニアモータ３０は、後述する複数の機能に対応して異なった力覚パターンに設定されたＦ−Ｓカーブに基づいて操作ノブ１２の移動ストロークに応じた位置制御が行なわれ、操作ノブ１２に対して力を付与することにより、操作者に対して力、力感覚を付与する。
【００１８】
制御部４０は、リニアエンコーダ２１の出力に基づいてリニアモータ３０を制御する制御回路から構成される。リニアモータ３０に力を付与して制御するための２段節度カーブのデータを有している。２段節度カーブは、リニアエンコーダ２１の出力とリニアモータ３０に付与される力との関係が２つの極大値を有する曲線で定義され、ストロークＳ（操作ノブ１２の押し込み方向）と力Ｆのデータがテーブルとして記憶部４１に記憶されている。尚、制御部４０が２段節度カーブのデータを有しているとは、上記の２段節度カーブのデータにアクセスして適宜参照できる状態である場合と、記憶部４１を制御部４０内部に内蔵している場合のいずれの場合も含む。
【００１９】
図３は、複数の機能、例えば、第１〜３の機能に対応して設定された、リニアエンコーダ２１の出力、ストロークＳとリニアモータ３０に付与される力Ｆとの関係を示すＦ−Ｓカーブ図である。ストロークＳ（操作ノブ１２の押し込み）方向に、Ｓ１およびＳ２の位置で力がＦ１１（Ｆ１２、Ｆ１３）とＦ２の２つの極大値を有する２段節度カーブとされている。ストロークＳ１における第１の極大値Ｆ１１（Ｆ１２、Ｆ１３）は、ストロークＳ２における第２の極大値Ｆ２よりも小さく設定されている。これにより、操作者が操作ノブ１２を押し込み方向に移動させると、まずＳ１のストロークで操作時に受ける力の感覚、すなわち、力覚が極大に達した感覚を覚え、Ｓ１を通過することにより力覚が減少し、Ｓ２の位置で再び力覚が極大に達した感覚を覚える。従って、操作者は、図３で示すＡ領域およびＢ領域で２段階の節度を感ずる。また、Ｓ１の位置よりもＳ２の位置においてより大きな節度を感ずる。１段目の節度は機能選択のための力覚、操作感の提示または確認、２段目の節度はスイッチ動作のための節度に利用される。
【００２０】
例えば、第１〜３の機能を力覚あるいは節度感により情報提示するため、Ａ領域においては、異なる力Ｆ１１、Ｆ１２、Ｆ１３に変化させて設定すると共にストローク方向の幅を変化させることにより、種々の節度カーブ、すなわち、力覚パターンを設定する。これにより、操作者がＡ領域において、ストローク方向に操作ノブ１２を押し引きして、異なる機能を確認して、機能選択を容易にできる。尚、Ｂ領域の２段目の節度はスイッチ動作のため、第１〜３の機能とも同じ節度カーブに設定している。
【００２１】
図３において、Ｓ２を超えてＳ３ストロークまで操作ノブ１２が押し込まれると、制御部４０は、入力装置１によりスイッチがオン／オフされたと判断することができ、図１に示したような車載機器５０を、ＣＡＮ／ＬＩＮ等の車内ＬＡＮを介して制御することができる。尚、Ｓ３の位置は任意に設定できるが、第２の極大値を超えた位置に設定されることが操作性の観点から好ましい。
【００２２】
（入力装置１の動作）
図示しない選択装置、例えば、車両のインパネ部に設けられた切り替えスイッチにより、特定の機能が選択され、この選択された機能のオン／オフ動作を行なう場合について説明する。特定の機能が選択されることにより、この機能に対応したＦ−Ｓカーブに基づいて操作ノブ１２に力覚が付与される。操作者は、Ａ領域において、ストローク方向に操作ノブ１２を押し引きすることにより提示された節度感を確認することができる。この節度感による操作感覚に基づいて、入力装置１において現在設定されている機能を認識することができる。
【００２３】
操作者は、さらに操作ノブ１２を押し込むことにより、２段目の節度を越えてＳ３ストロークまで操作ノブ１２が押し込まれることで、スイッチ動作がオン／オフされる。スイッチ動作のオン／オフに対応して、その選択された機能のオン／オフ制御、動作切替等が可能となる。あるいは、スイッチ動作のオン／オフを繰り返すことにより、動作を順次切替えたり、インクリメント調整等の種々の制御が可能となる。
【００２４】
（本発明の第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る入力装置１は、第１の実施の形態に、複数の機能を切替えて選択する回転部と、この回転を検出する回転検出器を有している。このため、操作部１０は、軸１１の方向に移動可能な移動部と軸１１を中心として回転可能な回転部を一体的に備え、検出部２０は、移動部を構成する操作ノブ１２のストロークを検出するストローク検出器としてのリニアエンコーダ２１と回転部を構成する操作ノブ１２の回転を検出する回転検出器としてのロータリエンコーダ２２を備えた構成とされている。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、追加あるいは異なる構成について以下に説明する。
【００２５】
操作部１０は、操作ノブ１２が回転および移動の基準となる軸１１に取り付けられ、ハウジング５により移動（押し引きのストローク方向）および回転可能に支持されて構成されている。従って、操作ノブ１２および軸１１は、軸１１の方向に移動可能な移動部を構成すると共に、軸１１を中心として回転可能な回転部を構成する。
【００２６】
ロータリエンコーダ２２は、軸１１に取り付けられて回転方向に所定の規則で反射部が形成された反射盤２７と、ハウジング５側に設けられて反射盤２７に光を照射してその反射光を検出する光センサ２８で構成されている。ロータリエンコーダ２２の出力は、操作ノブ１２の回転により単位回転角当たり所定のパルスを出力し、このパルスをカウントすことにより操作ノブ１２すなわち操作部１０の回転角度が検出できる。この回転角度検出の結果に基づいて、複数の機能の中から特定の機能を選択して決定することができる。
【００２７】
（適用例）
本発明の第２の実施の形態に係る入力装置１を、車両の車載機器に適用した例を示す。図６は、本発明の第２の実施の形態に係る入力装置の車両への適用例を示す概略構成図である。
【００２８】
この例では、複数の機能として、第１の機能がサスペンションの硬さ切替制御、第２の機能がエアコン装置のオン／オフ制御、第３の機能がオーディオ装置の音量調整とする。
【００２９】
運転者あるいは操作者が、操作ノブ１２を回転させて機能を選択する。すなわち、操作ノブ１２を回転させながら、ストローク方向に操作ノブ１２を押し引きすることにより提示された節度感を確認することができる。この節度感による操作感覚に基づいて、入力装置１において現在設定されている機能を認識することができる。
【００３０】
例えば、第１の機能であるサスペンションの硬さ切替制御が選択された場合は、さらに操作ノブ１２を押し込むことにより、２段目の節度を越えてＳ３ストロークまで操作ノブ１２が押し込まれることで、制御部４０でスイッチ動作がオン／オフする。このオン／オフにより、サスペンションＥＣＵ５３を介してサスペンション調整装置５２により、タイヤ６０を支持するサスペンション５１の硬さを切替制御することができる。
【００３１】
また、第２の機能であるエアコン装置のオン／オフ制御が選択された場合は、２段目の節度を越えてＳ３ストロークまで操作ノブ１２が押し込まれることで、制御部４０でスイッチ動作がオン／オフして、エアコン装置のオン／オフ制御が可能となる。
【００３２】
また、第３の機能であるオーディオ装置の音量調整が選択された場合は、２段目の節度を越えてＳ３ストロークまで操作ノブ１２が押し込まれることで、制御部４０でスイッチ動作がオン／オフして、このスイッチ動作のオン／オフを繰り返す毎に、音量の増大、または、減少操作が可能となる。
【００３３】
（本発明の実施の形態の効果）
上記示した実施の形態によれば、以下のような効果を有する。
（１）入力装置１の制御部４０が、複数の機能に対応した異なるＦ−Ｓカーブのデータを有しているので、操作部における複数機能の操作感覚の提示、すなわち状態提示とスイッチ動作が可能な操作性に優れた入力装置を提供することができる。また、節度感による状態提示に基づいて、入力装置１において現在設定されている機能を認識することができる。
（２）力情報以外でも、位置情報にも応用可能である。また、ロータリ系での力覚提示装置としても適用可能である。
（３）実施の形態では、２段節度カーブによる２つの節度を有する入力装置１としたが、３以上の節度を有するより多様な力情報提示、位置情報提示が可能な力覚提示装置、入力装置をすることが可能である。これにより、より多くの機能を状態提示できる入力装置が可能となる。
【００３４】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１…入力装置、
５…ハウジング
１０…操作部
１１…軸
１２…操作ノブ
２０…検出部
２１…リニアエンコーダ
２２…ロータリエンコーダ
２５…反射板
２６…光センサ
２７…反射盤
２８…光センサ
３０…リニアモータ
３１…可動電磁石
３２…固定電磁石
４０…制御部
４１…記憶部
５０…車載機器
５１…サスペンション
５２…サスペンション調整装置
５３…サスペンションＥＣＵ
６０…タイヤ
７０…エアコン装置
８０…オーディオ装置
１００…車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011034198.tif 000006
【図５】
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【図６】
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