(57)【要約】【課題】操作部材を操作する際に節度感を付与することができ、しかも、その節度感を自由な位置で設定することが可能な入力装置を提供する。【解決手段】操作部材１５に連結した磁性体１６と、作動体１２に設けられ通電時に磁性体１６を吸着する電磁石１７と、電磁石１７を通断電制御する制御装置１０とにより、節度感付与手段３３を構成する。操作部材１５を二次元方向へ移動操作すると、リンク機構２０を介してポテンショメータ２７により操作部材１５の移動位置が検出され、制御装置１０が、ポテンショメータ２７の検出情報に基づき電磁石１７を通断電制御することで、節度感を付与する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元方向に移動操作可能に設けられた操作部材と、この操作部材の移動方向および移動量を検出する移動検出手段と、前記操作部材の移動操作時に節度感を付与するように設けられた節度感付与手段とを備えた入力装置において、
前記節度感付与手段は、電磁石と、この電磁石への通電に基づき当該電磁石に吸着される磁性体と、前記電磁石を通断電制御する制御手段とを備え、
前記電磁石と前記磁性体のうちの一方を前記操作部材にこれと一体に移動するように設けるとともに、他方を前記一方と対向するように設け、前記制御手段は、前記操作部材の移動操作時に、前記移動検出手段の検出情報に基づき前記電磁石を通断電制御する構成としたことを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記電磁石と前記磁性体のうち前記操作部材に設けられた方とは反対の他方は、静止部位に固定されていることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記電磁石と前記磁性体のうち前記操作部材に設けられた方とは反対の他方は、二次元方向への移動が可能な状態で弾性手段により中立位置に付勢されていることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作部材を二次元方向に操作可能な入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両においては、使用者が操作し易い場所、例えばセンターコンソールに配設された入力装置と、使用者が視認し易い場所、例えばインストルメントパネルに配設されたディスプレイとを備えて成るディスプレイシステムが提案されている。使用者は、入力装置の操作部材を移動操作することにより、ディスプレイに表示されたカーソルを動かし、複数の機能項目から一つの機能項目を選択して、所望の画面を表示させたり、車両に設けられた付帯機器を作動させたりする。この場合、カーソルを二次元方向へ動かす点から、上記入力装置には、操作部材をＸ，Ｙの二次元方向へ操作するものが求められている。
【０００３】
この種の入力装置としては、例えば特許文献１に示される構成のものが知られている。このものは、ケースと、このケース内にＸ方向へスライド可能な第１の移動体と、この第１の移動体に直角に組み合わされて前記ケース内にＹ方向へスライド可能な第２の移動体と、これら第１および第２の移動体の交差部分を上下方向に貫通するように設けられたシャフトを有する操作部材（キートップ）と、前記第１および第２の移動体の移動方向および移動量に対応する電気信号を出力する移動検出手段（接触子と抵抗回路）とを備え、操作部材のＸ，Ｙの二次元方向へのスライド操作に伴い第１および第２の移動体がＸおよびＹ方向へ移動し、移動検出手段が、これら第１および第２の移動体の移動方向および移動量に対応する電気信号を出力する構成となっている。これにより、操作部材の移動方向および移動量に応じた電気信号を出力させることができる。
【特許文献１】特開２００６−２１６４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した従来の入力装置においては、操作部材を操作する際に、節度感が得られないという欠点がある。これに伴い、ディスプレイ上のカーソルを目標位置に停止させ難いという問題がある。
【０００５】
これに対処するためには、例えば、ケースと操作部材との間に、機械的な節度機構を設けることが考えられる。具体的には、例えば、ケース側に、多数の節度用凹部を有する節度面を設け、操作部材側に、その節度面を摺動する節度ピースおよびこの節度ピースを節度面側に付勢するばね部材を設け、操作部材の移動操作に伴い節度ピースが節度面を摺動して節度凹部に係合することで、節度感を付与する構成とする。
このような構成とした場合、操作部材の操作に伴い節度感を付与することができる。しかしながら、節度凹部の位置が決まっているため、決まった位置でしか節度感を出すことができない。
【０００６】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操作部材を操作する際に節度感を付与することができ、しかも、その節度感を自由な位置で設定することが可能な入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、二次元方向に移動操作可能に設けられた操作部材と、この操作部材の移動方向および移動量を検出する移動検出手段と、前記操作部材の移動操作時に節度感を付与するように設けられた節度感付与手段とを備えた入力装置において、前記節度感付与手段は、電磁石と、この電磁石への通電に基づき当該電磁石に吸着される磁性体と、前記電磁石を通断電制御する制御手段とを備え、前記電磁石と前記磁性体のうちの一方を前記操作部材にこれと一体に移動するように設けるとともに、他方を前記一方と対向するように設け、前記制御手段は、前記操作部材の移動操作時に、前記移動検出手段の検出情報に基づき前記電磁石を通断電制御する構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
操作部材を二次元方向へ移動操作すると、移動検出手段により操作部材の移動方向および移動量が検出され、制御手段は、その移動検出手段の検出情報に基づき電磁石を通断電制御する。このとき、電磁石の断電時には、操作部材は自由に移動操作が可能であるが、電磁石の通電により磁性体が電磁石に吸着されることで、操作部材の移動操作の抵抗となり、これにより操作部材の移動操作時に節度感を付与することができる。また、操作部材の移動方向および移動量を位置検出手段により検出し、操作部材が、節度を付与したい位置に到達したときに、電磁石を通電して節度を付与するようにすることで、節度感を自由な位置で設定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、本発明を、車両のディスプレイシステムに使用される入力装置に適用した第１の実施形態について図１〜図５を参照して説明する。このディスプレイシステムは、エアコンディショナ、オーディオ、ナビゲーションシステム等、車両の付帯機器の操作を行うものである。
まず、図３において、ディスプレイシステム１は、車室内において使用者が操作し易い位置、例えばセンターコンソールに配設される入力装置２と、使用者が見易い位置、例えばインストルメントパネルに配設されるディスプレイ３とを備えている。付帯機器としては、エアコンディショナ、オーディオ、カーナビゲーション等である。
【００１０】
上記入力装置２について、図１および図２も参照して説明する。入力装置２のケース５は、上面が開口した矩形容器状をなすケース本体６と、このケース本体６の上部に装着されたカバー７とから構成されている。カバー７には、円形の開口部８が形成されている。ケース本体６内の底部には、開口部８の下方に位置させて配線基板９が固定状態に配設されている。配線基板９の上面には、マイクロコンピュータを含み本発明の制御手段を構成する制御装置１０が配設されているとともに、一端部（図１において左端部）にタクトスイッチからなるエンタースイッチ１１が配設されている。エンタースイッチ１１の操作子１１ａは、上方に向けて突出している。
【００１１】
ケース５内において、配線基板９の上方に位置させて、板状の作動体１２が配設されている。この作動体１２は、一端部（図１における右端部）が、ケース本体６に設けられた支持部１３に軸部１４を介して回動可能に取り付けられていて、他端部が上記エンタースイッチ１１の操作子１１ａ上に載せられている。作動体１２は、図１の状態で、ケース本体６の底面に対して平行で、ほぼ水平状態に配置されている。この作動板１２は、静止部位を構成する。
【００１２】
作動体１２の上方には、上記開口部８内に位置させて操作部材１５が配設されている。この操作部材１５は、短円柱状の操作部１５ａと、この操作部１５ａの下面に突設された軸部１５ｂとを有していて、開口部８の範囲内で、ケース本体６の底面に沿った平面に沿って二次元方向（図３のＸ方向、Ｙ方向、ならびに斜め方向）に移動操作可能に設けられている。軸部１５ｂの下端部には、円盤状をなす磁性体１６が取着されている。作動体１２の上面には、磁性体１６の下方に位置させて、その磁性体１６に対向するように電磁石１７が固定状態に取り付けられている。操作部材１５における軸部１５ｂの上部には、スライド板１８が取着されている。このスライド板１８は、開口部８を下方から塞ぐ状態で、操作部材１５と一体に二次元方向にスライド移動するようになっている。
【００１３】
図２に示すように、操作部材１５における軸部１５ｂには、パンタグラフ式のリンク機構２０が連結されている。このリンク機構２０は、具体的には、それぞれの一端部が軸部１５ｂに回動可能に連結された一対の第１アーム２１と、これら第１アーム２１の他端部にそれぞれピン２２により回動可能に連結された一対の第２アーム２３とを有している。一対の第２アーム２３は、それぞれの長手方向の中間部で交差していて、その交差部分が軸部２４により回動可能に連結されている。軸部２４は、ケース本体６に設けられた支持台２５に取り付けられている。一対の第２アーム２３において、ピン２２とは反対側の自由端部には、それぞれラック部材２６が設けられている。各ラック部材２６は、第２アーム２３とは反対側の側面に歯部２６ａを有している。ここで、操作部材１５が二次元方向に移動操作されると、リンク機構２０が軸部２４を中心にして伸縮し、これに伴い、各ラック２６は軸部２４を中心に揺動する。
【００１４】
ケース本体６内において、図１の左部には水平状態の支持壁６ａが設けられていて、この支持壁６ａの上面に、それぞれロータリ式の第１および第２のポテンショメータ２７，２８が配設されている。第１、第２のポテンショメータ２７，２８は、上方に突出する回転軸２７ａ，２８ａを有していて、これら回転軸２７ａ，２８ａに、歯車２９，３０がこれら回転軸２７ａ，２７ｂに一体に回転するように取着されている。各歯車２９，３０は、上記ラック部材２６の歯部２６ａに噛み合っている。
【００１５】
したがって、操作部材１５の二次元方向の移動操作に伴いラック部材２６が軸部２４を中心に揺動すると、その揺動運動が歯車２９，３０を介して回転軸２７ａ，２８ａの回転運動に変換される。そして、第１、第２のポテンショメータ２７，２８からは、ラック部材２６、ひいては第２アーム２３の軸部２４を中心とする揺動方向および揺動量に応じた回転信号が出力される。すなわち、第１、第２のポテンショメータ２７，２８は、操作部材１５の二次元方向（Ｘ方向およびＹ方向）への変位量の検出信号である回転信号を操作部材１５の移動位置情報として出力する。第１、第２のポテンショメータ２７，２８は、操作部材１５の移動方向および移動量を検出する移動検出手段として機能する。この場合、第１、第２のポテンショメータ２７，２８は、操作部材１５の位置検出手段として機能する。
【００１６】
図４には、電気的構成を示している。この図４において、前記制御装置１０には、前記第１、第２のポテンショメータ２７，２８と、前記エンタースイッチ１１が接続されている。また、制御装置１０には、電磁石１７と、前記ディスプレイ３および車両の付帯機器３２が接続されている。制御装置１０は、第１、第２のポテンショメータ２７，２８、エンタースイッチ１１からの信号と、予め備えた制御プログラムに基づき、電磁石１７を通断電制御するとともに、ディスプレイ３および付帯機器３２に制御信号を出力する。
ここで、本実施形態においては、操作部材１５に連結した磁性体１６と、静止部位である作動体１２に設けた電磁石１７と、この電磁石１７を通断電制御する制御装置１０とにより、操作部材１５の移動操作時に節度感を付与する節度感付与手段３３（図１参照）を構成している。
【００１７】
次に、上記構成の作用を説明する。
操作部材１５が二次元方向（Ｘ方向、Ｙ方向、ならびに斜め方向）にスライド操作されると、リンク機構２０を介して第１、第２のポテンショメータ２７，２８の回転軸２７ａ，２８ａが回転され、この回転信号（検出信号）が制御装置１０に出力される。制御装置１０は、これら第１、第２のポテンショメータ２７，２８の検出信号に基づき操作部材１５の移動位置を相対座標値として求め、当該相対座標値をディスプレイ３に出力するとともに、その相対座標値に基づき電磁石１７を通断電制御する。
【００１８】
ここで、ディスプレイ３は、制御装置１０からの相対座標値に基づき画面３ａに表示されるカーソルＣの画面３ａ上の目標位置（座標）を求め、この求められた目標位置にカーソルＣを移動させる。このとき、電磁石１７の断電時には、操作部材１５は操作したい方向へ少ない抵抗で自由に移動させることができるが、電磁石１７が通電されると、操作部材１５に連結された磁性体１６がその電磁石１７に吸着されることにより、操作部材１５を移動させる際の抵抗となる。そして、再び電磁石１７が断電されると、電磁石１７による磁性体１６の吸着が解除されるため、操作部材１５を少ない抵抗で自由に移動させることができる。このように、操作部材１５の移動操作時に、電磁石１７を通断電制御することにより、節度感を与えることができる。図５には、ディスプレイ３の画面３ａ上のカーソルＣＫを移動させる場合に、節度を与える一例が示されている。画面３ａ上において、Ａ１，Ａ２，Ａ３が、電磁石１７を通電して節度感を発生させる位置を示している。この場合、電磁石１７を通電後、例えば１秒程度経過したら断電するように制御することで、スムーズな動きが可能となる。
【００１９】
また、制御装置１０は、操作部材１５の移動速度を、第１、第２のポテンショメータ２７，２８により検出し、操作部材１５の移動速度が、予め設定された設定速度よりも速い場合には、電磁石１７を通電する位置を粗くして、節度を付与する位置を少なくするようにする。このようにした場合には、操作部材１５の移動を一層スムーズにさせることが可能となる。逆に、操作部材１５の移動速度が、予め設定された設定速度よりも遅い場合には、電磁石１７を通電する位置を細かくして、節度を付与する位置を多くすることが可能となる。
【００２０】
画面３ａ上のカーソルＣが、選択したい機能項目の位置にある状態で、操作部材１５を下方へ押圧操作すると、磁性体１６、電磁石１７を介して作動体１２が下方へ押圧される。すると、作動体１２は、一端部の軸部１４を支点に他端部が下方へ回動するように傾斜し、その作動体１２の他端部によりエンタースイッチ１１の操作子１１ａが押圧操作され、エンタースイッチ１１がオン操作される。制御装置１０は、そのエンタースイッチ１１のオン信号を受けると、この時点でカーソルＣにより選択されている画面３ａ上の機能項目に対応する付帯機器３２に、当該機能項目に割り当てられている所定の動作を行なわせるべく制御信号を出力する。
【００２１】
操作部材１５に対する押圧操作力が解除されると、エンタースイッチ１１の操作子１１ａの復帰力により、その操作子１１ａがオフ位置へ復帰してエンタースイッチ１１はオフ状態となる。また、操作子１１ａの復帰力により作動体１２も元の水平状態に戻される。
【００２２】
上記した第１の実施形態によれば次のような作用効果を得ることができる。操作部材１５を二次元方向へ移動操作すると、第１、第２のポテンショメータ２７，２８により操作部材１５の移動位置が検出され、制御装置１０が、その第１、第２のポテンショメータ２７，２８の検出情報に基づき電磁石１７を通断電制御することで、節度感を付与することができる。また、操作部材１５の位置を第１、第２のポテンショメータ２７，２８により検出し、操作部材１５が、節度を付与したい位置に到達したときに、電磁石１７を通電して節度を付与するようにすることで、節度感を自由な位置で設定することが可能となる。
【００２３】
上記した第１の実施形態において、節度感付与手段３３における磁性体１６と電磁石１７の位置を逆にしてもよい。具体的には、磁性体１６を作動体１２の上面に固定状態に設け、電磁石１７を操作部材１５における軸部１５ｂの下端部に連結する構成とする。
【００２４】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図６および図７を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。すなわち、節度感付与手段３３における電磁石１７は、作動体１２の上面には固定されておらず、作動体１２の上面において弾性手段を構成するねじりコイルばねからなるばね部材３５によって二次元方向への移動が可能な状態に保持されている。この場合、図７に示すように、ばね部材３５は、電磁石１７の周りに４個配置されている。各ばね部材３５は、電磁石１７と、ケース本体６の内側面或いは支持台２５の側面との間に配置されていて、電磁石１７は、これら４個のばね部材３５のばね力により、操作部材１５の真下の中立位置に付勢されている。
【００２５】
上記した構成において、操作部材１５が二次元方向にスライド操作されると、第１の実施形態と同様に、リンク機構２０を介して第１、第２のポテンショメータ２７，２８の回転軸２７ａ，２８ａが回転され、この回転信号（検出信号）が制御装置１０に出力される。制御装置１０は、これら第１、第２のポテンショメータ２７，２８の検出信号に基づき操作部材１５のを相対座標値として求め、当該相対座標値をディスプレイ３に出力するとともに、その相対座標値に基づき電磁石１７を通断電制御する。
【００２６】
このとき、電磁石１７の断電時には、操作部材１５は操作したい方向へ少ない抵抗で自由に移動させることができるが、電磁石１７が通電されると、操作部材１５に連結された磁性体１６がその電磁石１７に吸着されることにより、操作部材１５を移動させる際の抵抗となる。この場合、電磁石１７は、作動体１２には固定されておらず、４個のばね部材３５により保持されているだけなので、操作部材１５は、電磁石１７ごとばね部材３５のばね力に抗して少し移動させることができる。制御装置１０は、電磁石１７を通電してからの操作部材１５の移動を第１、第２のポテンショメータ２７，２８により検出し、その移動量が予め設定された移動量に達したところで、電磁石１７を断電する。これにより、電磁石１７による磁性体１６の吸着が解除される。このように、電磁石１７を通断電制御することで、節度感を与えることができる。電磁石１７が断電されると、電磁石１７は、４個のばね部材３５のばね力により、元の中立位置に戻される。
【００２７】
このような第２の実施形態においても、基本的に第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。
上記した第２の実施形態においても、節度感付与手段３３における磁性体１６と電磁石１７の位置を逆にしてもよい。具体的には、磁性体１６を、作動体１２の上面においてばね部材３５により中立位置に付勢するように設け、電磁石１７を操作部材１５における軸部１５ｂの下端部に連結する構成とする。また、電磁石１７を中立位置に付勢する弾性手段としては、ばね部材３５に代えて、例えばゴムでもよい。
【００２８】
（その他の実施形態）
本発明は、上記した実施例にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
第１、第２のポテンショメータ２７，２８により、操作部材１５の位置そのものを検出することに代えて、操作部材１５の移動方向と移動量を検出することにより、相対的な位置を検出するようにしても良い。
エンタースイッチ１１は、配線基板９上において操作子１１ａが上を向いている必要はなく、操作部材１５の押圧操作で操作子１１ａを操作できれば良い。また、エンタースイッチ１１の配置場所は、配線基板９に限られず、操作部材１５の操作部１５ａに設けるようにしても良い。
操作部材１５の移動方向および移動量を検出するために用いる機構としては、パンタグラフ式のリンク機構２０に限られず、リニアスライダやワイヤを用いた方式でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す入力装置の縦断面図
【図２】要部の平面図
【図３】ディスプレイシステムの斜視図
【図４】電気的構成を示すブロック図
【図５】ディスプレイにおいてカーソルを移動させる状態を示す正面図
【図６】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図
【図７】図２相当図
【符号の説明】
【００３０】
図面中、１はディスプレイシステム、２は入力装置、３はディスプレイ、５はケース、９は配線基板、１０は制御装置（制御手段）、１１はエンタースイッチ、１２は作動体（静止部位）、１５は操作部材、１６は磁性体、１７は電磁石、１８はスライド板、２０はリンク機構、２７，２８は第１、第２のポテンショメータ（移動検出手段）、３２は付帯機器、３３は節度感付与手段、３５はばね部材（弾性手段）、Ｃはカーソルを示す。
【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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