(57)【要約】【課題】  小型かつ安価で確実に操作制限を操作者に感知させる回転式入力装置を提供することを目的とする。【解決手段】  円盤状のジョグダイアル１１と、ジョグダイアルに同軸に設けられたクリック機構付きのロータリエンコーダ１２とを備えた回転式入力装置において、ジョグダイアルは一方の側に、周方向に周期的に配置された突起状のストッパ受け２２を有し、ストッパ受けに向けてストッパ１７を伸展するアクチュエータ１６とアクチュエータを制御するアクチュエータ制御回路１５とを備える。アクチュエータ制御回路は、外部から入力されるトリガ信号とロータリエンコーダからのオン／オフ信号に基づいて、操作阻止の場合、ストッパを伸展させてストッパ受けと噛み合わせ、ジョグダイアルの回転を阻止する。操作負荷の増大により操作者は操作不可を感知する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状のダイアルと、該ダイアルの回転角度位置に対応して電気信号を出力する回転角度検出手段と、前記ダイアルの回転操作時にクリック感を付与するクリック機構とを備えた回転式入力装置において、
前記ダイアルは一方の側に、前記クリック感が生じる前記ダイアルの回転角度位置に対応させて、周方向に周期的に配置された突起状のストッパ受けを有し、
さらに、前記ストッパ受けに向けてストッパを伸展するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、所定の信号に基づいて前記アクチュエータを制御することを特徴とする回転式入力装置。
【請求項２】
前記所定の信号は外部から入力されるトリガ信号であって、
該トリガ信号は操作対象が操作入力を受け付けない状態においてオンとなり、
前記制御回路は、前記トリガ信号がオンの間前記ストッパを前記ストッパ受けと噛む合う位置まで、前記アクチュエータにより伸展させ、前記ダイアルの回転操作を制限することを特徴とする請求項１に記載の回転式入力装置。
【請求項３】
前記制御回路には、さらに前記回転角度検出手段からの信号が入力され、
前記クリック機構は、クリック感を付与する回転角度位置であるクリック位置との中間にいずれの方向にも操作負荷の小さいディテント位置を備え、
前記トリガ信号は操作対象が一方の操作方向に対し操作限界に達している場合にオンとなり、
前記制御回路は、前記トリガ信号がオンの間、前記回転角度検出手段の信号に基づいてディテント位置から前記一方の側に前記ダイアルが操作されたことを検知したときに、ストッパが収縮状態の場合前記ストッパを前記ストッパ受けと噛む合う位置まで、前記アクチュエータにより伸展させ、前記ダイアルの前記一方の側への回転操作を制限し、
前記トリガ信号がオンの間、前記回転角度検出手段の信号に基づいてディテント位置から前記一方の側と反対方向に前記ダイアルが操作されたことを検知したときに、ストッパが伸展状態の場合前記ストッパを前記ストッパ受けと噛む合わない位置まで、前記アクチュエータを介して収縮させ、前記ダイアルの前記反対方向への回転操作を許容することを特徴とする請求項２に記載の回転式入力装置。
【請求項４】
前記ストッパ受けは、前記ストッパの伸展方向側のベース部と、収縮方向側のテーパー部とから構成され、
前記ストッパは、前記制御回路によって伸展長さを制御され、その先端部がテーパー部に当接したときには収縮方向の分力を受け、
ストッパの最大伸展の場合、ストッパの先端部は前記ベース部まで達し、前記ストッパ受けと噛み合ったときダイアルの回転操作を制限し、
ストッパの先端部が前記テーパー部位置まで伸展した場合、前記ストッパ受けと当接したとき、さらに回転操作を当接する方向に続けると、ストッパは前記分力により収縮方向に動いて、最終的にストッパ受けとストッパの係合が外れることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記載の回転式入力装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、無通電状態で前記ストッパを前記ストッパ受けと噛む合う位置まで伸展させ、前記ダイアルの回転操作を制限することを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載の回転式入力装置。
【請求項６】
前記ストッパは、前記ストッパ受けと噛み合って回転操作を制限するとき、操作力により弾性的に位置が変位してショックを緩和することを特徴とする請求項１から５のいずれか１に記載の回転式入力装置。
【請求項７】
前記アクチュエータの動作方向が、前記ダイアルの径方向であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載の回転式入力装置。
【請求項８】
前記アクチュエータの動作方向が、前記ダイアルの回転軸方向であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載の回転式入力装置。
【請求項９】
円盤状のダイアルと、該ダイアルの回転角度位置に対応して電気信号を出力する回転角度検出手段と、前記ダイアルの回転操作時にクリック感を付与するクリック機構とを備えた回転式入力装置において、
前記クリック機構は、周方向に周期的に突起部を配置し、該突起部同士の間は滑らかな凹曲面で結ばれた外周面を有したクリック盤と、前記外周面に当接させた接触部材と、該接触部材を前記外周面に押圧する押圧支持部とで構成され、
さらに、前記押圧支持部を駆動し前記接触部材の前記外周面への押圧力を増減するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御回路とを備え、
該制御回路は、外部から入力されるトリガ信号と前記回転角度検出手段からの電気信号に基づいて前記接触部材の前記外周面への押圧力を制御することを特徴とする回転式入力装置。
【請求項１０】
前記クリック盤が前記ダイアルの一方の面に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の回転式入力装置。
【請求項１１】
前記回転角度検出手段はロータリエンコーダであり、該ロータリエンコーダの回転円盤の外周面が前記クリック盤の外周面を形成していることを特徴とする請求項９に記載の回転式入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式入力装置に関し、特に回転操作を制限する制御手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイアルの回転操作負荷を制御する回転式入力装置としては、例えば特許文献１のように、手動入力装置として操作軸に固定されたダイアルと、操作軸の操作状態を検知する検知手段と、ダイアルに反力を付加するアクチュエータと、操作軸とアクチュエータの駆動軸との間で動力伝達を行う動力伝達部と、手動入力装置により制御される外部装置との間で信号の送受信を行う入出力部と、前述の外部装置からの外部信号または少なくともその外部信号に基づいて生成された制御信号に基づいてアクチュエータの制御信号を生成し出力する制御部を備えるものが知られている。
この回転式入力装置では、アクチュエータの出力トルクを制御することにより、ダイアルにさまざまな操作感を発生させることが可能であり、操作感の発生に対して自由度の高い方式である。
【０００３】
しかし、このような構成ではダイアルに反力（操作負荷）を付加するアクチュエータをリアルタイムで制御して操作感を発生させるため、ダイアルの回転角度位置を検出するロータリエンコーダの分解能を十分高くして、アクチュエータを制御する制御回路の演算速度も十分に高速にする必要がある。
その結果手動入力装置のコストが高くなる。
【０００４】
また、アクチュエータの応答速度には限界があり、クリック感のようなダイアルの操作感を生じさせる操作負荷の急激な変化を与えることが困難であった。
さらに、操作者に操作入力を受け付けないことを感知させるために、ダイアルの回転操作を制限するには、アクチュエータは操作者の操作力に拮抗するだけのトルクをダイアルに伝達する必要がある。従来の構成では、アクチュエータに比較的大トルクのものを採用するか、もしくは動力伝達部にギアなどのトルク増幅機構を採用する必要があり、手動入力装置の大きさとコストの増加を招くという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−１８９５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するために、小型かつ安価で、確実に操作が制限されていることを操作者に感知させる回転式入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本発明は、円盤状のダイアルと、ダイアルの回転角度位置に対応して電気信号を出力する回転角度検出手段と、ダイアルの回転操作時にクリック感を付与するクリック機構とを備えた回転式入力装置において、ダイアルは一方の側に、クリック感が生じるダイアルの回転角度位置に対応させて、周方向に周期的に配置された突起状のストッパ受けを有し、さらに、ストッパ受けに向けてストッパを伸展するアクチュエータと、アクチュエータを制御する制御回路とを備え、制御回路は、所定の信号に基づいてアクチュエータを制御するものとした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、クリック感はクリック機構により実現され、ダイアルの回転操作制限はストッパとストッパ受けの噛み合わせによって機械的に確実に行え、アクチュエータによってクリック感の反力を発生させるための高分解能のロータリエンコーダや高速の制御回路を必要としない。
特に回転操作制限を、ストッパとストッパ受けの噛み合わせによる操作負荷の増大で感知させるので、操作力に拮抗するトルクをアクチュエータが発生する必要が無い。
その結果、安価で小型の回転式入力装置が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の実施の形態を実施例により説明する。
【実施例１】
【０００９】
本発明の第１の実施例を図１に基づいて説明する。図１は回転式入力装置を用いた車載用情報提示装置のブロック構成を示す。
回転式入力装置１は、図示省略のスイッチ・ユニットケースに収容された基板３２上のジョグダイアル１１、ロータリエンコーダ１２、プッシュスイッチ１４、アクチュエータ制御回路１５、アクチュエータ１６、ストッパ１７から主に構成されている。
【００１０】
操作者が回転操作するジョグダイアル１１は、回転軸２３を有した円盤状をしており、外周部に指先で回転操作がしやすいように刻みを備えている。ジョグダイアル１１はロータリエンコーダ１２のコード盤２５と回転軸２３を共有している。回転軸２３は、軸受け部材３４（図３参照）により基板３２に支持されている。
ロータリエンコーダ１２は機械式で接点信号を出力する型式のものであり、オン／オフ信号をアクチュエータ制御回路１５に出力する。
ジョグダイアル１１の一方の側の円盤平面２１上に、放射状突起を周方向に周期的に形成したストッパ受け２２が設けられている。アクチュエータ１６に駆動されるストッパ１７が、ジョグダイアル１１の径方向外側からストッパ受け２２に対向して配置されている。アクチュエータ１６は、ストッパ１７を伸展したときストッパ受け２２と噛み合うように、基板３２に台座３３を介して設置される。
アクチュエータ１６はアクチュエータ制御回路１５によってストッパ１７の伸展／収縮状態を制御される。
【００１１】
また、基板３２はスイッチ・ユニットケース３１（図３の（ａ）参照）内にスライド可能に収容され、スイッチ・ユニットケース３１と基板３２との間隙部にスプリング３５とプッシュスイッチ１４が配置されている。
回転式入力装置１の出力信号であるロータリエンコーダ１２のオン／オフ信号と、プッシュスイッチ１４のオン／オフ信号は、車載用情報提示装置２に入力される。
【００１２】
次に車載用情報提示装置２の構成を説明する。車載用情報提示装置２は、操作・表示処理演算部４５、情報処理演算部４６、表示部４７とから構成される。
操作・表示処理演算部４５はロータリエンコーダ１２およびプッシュスイッチ１４のオン／オフ信号を受け、操作者のメニュー選択、決定を判定する。また操作者の選択、決定に応じて表示部４７の選択メニュー画面上のカーソルの移動および画面の表示の変更制御を行い、また情報処理演算部４６から入力された表示情報を表示部４７に出力する。さらに画面状況に応じてカーソルの移動を制限するためにアクチュエータ制御回路１５にストッパ１７の伸展／収縮の制御用のトリガ信号を出す。
【００１３】
情報処理演算部４６は、選択、決定されたメニュー項目に対応する情報処理を実施し、提示すべき画像情報を操作・表示処理演算部４５に出力する。また、必要に応じて次の選択メニュー一覧も出力する。
上記トリガ信号は表示部４７に表示されたＧＵＩ（グラフィカル・ユーザー・インターフェース）状態に応じた４値の信号であり、例えば３線によるＨｉｇｈ、Ｌｏｗのディスクリート信号とする。
つまり、３線の内、１線は共通グラウンドで、残りの２線がそれぞれ電圧Ｈｉｇｈ、Ｌｏｗ状態をとる。
【００１４】
次に回転式入力装置の実装構造を説明する。
図２は回転式入力装置を車両のステアリング・コラムに設置した状態を示す図である。操作者が操作するジョグダイアル１１は、ステアリング・コラム４１に取付けられたスイッチ・ユニットケース３１の先端の開口部３６から、その一部を露出した形で配置される。
ステアリング・ホイール４２に左手の親指を掛けた状態で、同じく左手の人差し指、中指、薬指などでジョグダイアル１１を回転操作する。
図３は回転式入力装置の各構成のスイッチ・ユニットケース内の配置を示す図であり、（ａ）は平面図を、（ｂ）は開口部３６側から見た正面図である。（ｃ）は（ａ）におけるＺ−Ｚ矢視図である。図３に示すように薄型にコンパクトに構成されている。
ジョグダイアル１１をステアリング・コラム４１中心方向に指先で押すと、スイッチ・ユニットケース３１内で基板３２がその方向にスプリング３５を圧縮しながらスライドし、プッシュスイッチ１４をオン状態にする。
【００１５】
次に、回転式入力装置１の詳細な構成を説明する。
ロータリエンコーダ１２は、図４の（ａ）に示すように保持基部２７と、保持基部２７を貫通して自在に回動する回転軸２３に固定されたコード盤２５と、コード盤２５の一方の側を電極面とし、電極面に先端を摺動する摺動子２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）、摺動子２８を固定する固定部材２９とからなる。
【００１６】
保持基部２７は、ほぼ円盤状の絶縁材料からなり、所定の端部から延設された固定基部２７ａを有する。摺動子２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）は、導電性の例えばりん青銅からなる。摺動子２８の一方の側は弾性的に撓んで、Ｌ字状に曲ったその先端がコード盤２５の電極面を押圧するように、絶縁材料で構成された固定部材２９によって、固定基部２７ａに固定される。摺動子２８の先端はそれぞれ電極面のＡトラック、Ｂトラック、Ｃトラック上を摺動する。Ａトラックには電極２６ａ、Ｂトラックには電極２６ｂ、Ｃトラックには電極２６ｃを形成してある。
摺動子２８の他方の側は、電極端子３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）で、図示しない電線に接続する。
【００１７】
図４の（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。コード盤２５は、成形加工またはプレス加工によって電極面が形成された絶縁材料の例えば合成樹脂材料の電極基板部２５ａと、電極基板部２５ａに形成された電極２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）とからなる。その電極面は、γで示した回転角度位置（以下「クリック位置」と称する）で回転操作負荷の増大、急減のクリック感を発生させる突起部を形成し、δで示した回転角度位置（以下「ディテント位置」と称する）で小さな操作負荷となる平坦な谷底部を形成する。
電極面は、周方向に４５°の周期で前述の突起部と平坦な谷底部を組み合わせた凹曲面を複数組み合わせ、全体として放射状に突起部と谷底部が交互に２２．５°の周期で配置された表面形状をしている。
【００１８】
図４の（ａ）に示すように、電極基板部２５ａの電極面には、導体例えば銀を印刷して、同心円状のＡトラック、Ｂトラック、Ｃトラックの３つトラックの電極２６ａ、２６ｂ、２６ｃそれぞれの電極パターンを形成する。
最外周の電極２６ａの電極パターンは、周方向に時計回りに、ディテント位置を少し過ぎた角度から次のクリック位置を少し過ぎた角度までの区間に導体を配置する。これを４５°の周期で繰り返す。
その内側のＢトラックの電極２６ｂの電極パターンは同様に、時計回りに、クリック位置の少し手前の角度から次のディテント位置の少し手前の角度までの区間に導体を配置する。これを４５°の周期で繰り返す。
最内側のＣトラックは周方向に連続して導体が配置される電極パターンである。
電極２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、隣り合うトラックの導体が存在する部分で径方向につながっている。つまり、クリック位置の回転角度位置近傍で、電極２６ａと電極２６ｂは径方向に連続している。斜線部が電極２６の導体が印刷されている領域である。
【００１９】
図４の（ｃ）にジョグダイアル１１に設けられたストッパ受け２２の配置例を示す。ストッパ受け２２は、円盤平面２１に周方向に、４５°間隔でロータリエンコーダ１２の電極面のディテント位置のδで示す回転角度位置に合わせて設ける。
２点鎖線はスイッチ・ユニットケース３１を示し、開口部３６からジョグダイアル１１の一部が、スイッチ・ユニットケース３１の外側に露出している。
また、ロータリエンコーダ１２の摺動子２８の先端は、指先で十分ジョグダイアル１１を送り操作する力が入れられ易いように、図４の（ｃ）で、一点鎖線のＯ方向で示す開口部３６の中心方向位置に、クリック位置が来た時クリック感を生じるように配置する。
【００２０】
アクチュエータ１６は、通電時に電磁石によりストッパ１７を径方向外側に収縮し、無通電時には内蔵された永久磁石の作用により径方向内側方向に伸展するプル型のオン／オフソレノイドである。
アクチュエータ１６は、基板３２に固定された台座３３に、板状の弾性部材３３ａを介して固定されている。弾性部材３３ａは例えば板バネまたはゴム板である。
【００２１】
本実施例の作用を以下に説明する。
摺動子２８は、コード盤２５の電極面を摺動するとき弾性的に撓む。摺動子２８の先端がクリック位置に近づくと、電極面の突起部によりその撓み量が増大して、ジョグダイアル１１を回転操作するときの操作負荷が増大し、ディテント位置に近づくと電極面の谷底部に対応するのでその撓み量が減少して、操作負荷が減少する。このように、摺動子２８の撓みの急変によりクリック感を発生させる構成となっている。
図５の（ａ）に摺動子２８の撓みがジョグダイアル１１に与える反力ポテンシャルと、それに対応したロータリエンコーダ１２のＡ相、Ｂ相の通電状態の変化を示す。
横軸右側方向が時計回り（ＣＷ）方向の回転角を示す。回転角のγで示した位置がクリック位置、δで示した位置がディテント位置である。
縦軸は、反力ポテンシャルと、ロータリエンコーダ１２の摺動子２８ｃから摺動子２８ａへのＡ相の、および摺動子２８ｃから摺動子２８ｂへのＢ相の通電状態のオン／オフを示す。
ポテンシャル曲線を回転角で微分したものがその回転角でジョグダイアル１１に与える操作反力である。
【００２２】
コード盤２５のＡトラックの電極２６ａ、Ｂトラックの電極２６ｂは前述のようにディテント位置、クリック位置に対応させて図４の（ａ）のように設けられている。Ｃトラックの電極２６ｃは周方向に連続しており常に摺動子２８ｃと接している。したがって、摺動子２８ａの先端が導体領域に位置しているときはそれに対応して、Ａ相はオンの状態になる。同様に、摺動子２８ｂの先端が導体領域に位置しているときはそれに対応して、Ｂ相はオンの状態になる。摺動子２８ａ、２８ｂの先端が導体領域に位置していないときは、それぞれオフの状態になる。
【００２３】
図５の（ｂ）は、アクチュエータ制御回路１５および操作・表示処理演算部４５においてジョグダイアル１１の回転方向が、時計回り（ＣＷ）または反時計回り（ＣＣＷ））か、またジョグダイアル１１が今どの位置を通過しているかをロータリエンコーダ１２のＡ相、Ｂ相のオン／オフ信号から判定する判定条件を示す。
（ａ）Ｂ相がオンの状態で、Ａ相がオン→オフに変化したとき、ジョグダイアル１１はＣＷ方向にクリック位置を通過したと判定する。
（ｂ）Ｂ相がオフの状態で、Ａ相がオフ→オンに変化したとき、ジョグダイアル１１はＣＷ方向にディテント位置を通過したと判定する。
（ｃ）Ａ相がオンの状態で、Ｂ相がオン→オフに変化したとき、ジョグダイアル１１はＣＣＷ方向にクリック位置を通過したと判定する。
（ｄ）Ａ相がオフの状態で、Ｂ相がオフ→オンに変化したとき、ジョグダイアル１１はＣＣＷ方向にディテント位置を通過したと判定する。
【００２４】
アクチュエータ１６が無通電状態では、ストッパ１７は伸展した状態となり、ジョグダイアル１１が回転するとストッパ受け２２と噛み合い、それ以上の回転を阻止する。アクチュエータ１６が通電状態では、ストッパ１７の先端がストッパ受け２２よりも径方向外側に位置した収縮状態となり、ストッパ受け２２と噛み合わずジョグダイアル１１は、クリック感を間欠的に生じながら回転を続けることができる。
【００２５】
操作・表示処理演算部４５は、情報処理演算部４６からの指令を受け、表示部４７に図６に示すようなリスト形式のメニューなどのＧＵＩを表示する。操作者がジョグダイアル１１を操作すると、操作・表示処理演算部４５は、ロータリエンコーダ１２から出力されるジョグダイアル１１の回転角度位置に応じた図５の（ａ）のオン／オフ信号を受けて、ジョグダイアル１１の回転角度位置の増加（ＣＷ方向）、減少（ＣＣＷ方向）を計算して、現在の選択メニュー画面におけるカーソル位置を判定し、カーソル位置を表示部４７に表示する。
カーソル５１が移動し、操作者が所望のカーソル位置で決定の操作として、ジョグダイアル１１をスイッチ・ユニットケース３１内部に押し込むと、基板３２はスライドする。スライドした基板３２は、プッシュスイッチ１４を押し、オン信号を操作・表示処理演算部４５に出力する。
【００２６】
操作・表示処理演算部４５はこの選択、決定操作を受けて現在のカーソル位置のメニュー項目を選択・決定項目として、情報処理演算部４６に出力する。情報処理演算部４６は、例えば図６の上から３番目の未開封メールを開封して、操作・表示処理演算部４５を介して内容を表示部４７に表示する。
また、操作・表示処理演算部４５は、現在のＧＵＩの状態やカーソルの位置から、
１）操作を受け付けない状態、
２）ＣＷ方向に対してカーソルの移動不可である状態（例えば図６においてカーソル５１の位置が上端の（１）の位置）、
３）ＣＣＷ方向に対してカーソルの移動不可である状態（例えば図６においてカーソル５１の位置が下端の（４）の位置）、
４）ＣＷ方向及びＣＣＷ方向の両方ともカーソルの移動可能の状態（例えば図６においてカーソル５１の位置が上端でも下端でもない（２）、（３）の位置）
を判別して、トリガ信号をアクチュエータ制御回路１５に出力する。
各状態におけるトリガ信号は、例えば前述の３線４値の場合、
１）  Ｈｉｇｈ−Ｈｉｇｈ
２）  Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗ
３）  Ｌｏｗ−Ｈｉｇｈ
４）  Ｌｏｗ−Ｌｏｗ
の組み合わせである。
【００２７】
次に、アクチュエータ制御回路におけるアクチュエータのオン／オフ制御ロジックとストッパの伸展／収縮によるジョグダイアルの操作制限の方法を説明する。
図７はアクチュエータ制御回路の制御の流れ図である。
例えば、表示部４７が図６のメニューリストの画面を表示した直後に、カーソル５１が自動的に（１）の位置にあるとする。
この場合、ジョグダイアル１１のＣＣＷ方向への送り操作によるカーソルの下方向への移動は許可されるが、ＣＷ方向への送り操作によるカーソルの上方向への移動は禁止される。
【００２８】
ステップ１０１では、操作・表示処理演算部４５から入力された前述の３線４値のトリガ信号が、Ｈｉｇｈを含んでいるかどうかを判別する。Ｈｉｇｈ−Ｈｉｇｈ、Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗ、Ｌｏｗ−Ｈｉｇｈのいずれかの場合はステップ１０２に進み、Ｌｏｗ−Ｌｏｗの場合はステップ１０６に進む。
ここでは、アクチュエータ制御回路１５には、操作・表示処理演算部４５から、Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗのトリガ信号が入力されているので、ステップ１０２に進む。
【００２９】
ステップ１０２では、Ｈｉｇｈ、Ｌｏｗの組み合わせからジョグダイアル１１の操作不可方向を判定する。Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗの場合はＣＷ方向の操作不可と判定し、ステップ１０３に進む。Ｌｏｗ−Ｈｉｇｈの場合はＣＣＷ方向の操作不可と判定し、ステップ１０７に進む。Ｈｉｇｈ−Ｈｉｇｈの場合はＣＷ、ＣＣＷの両方向の操作不可と判定し、ステップ１１０に進む。
この場合、Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗのトリガ信号であるのでＣＷ方向への操作不可と判定し、ステップ１０３に進む。
【００３０】
ステップ１０３では、最初摺動子２８の与える反力ポテンシャルによりディテント位置にあったジョグダイアル１１を操作者が操作し、ロータリエンコーダ１２からのＡ相、Ｂ相のオン／オフ信号の変化に基づいて、ディテント位置を通過したかどうか、またディテント位置を通過した場合は操作方向を検出する。
ロータリエンコーダ１２の信号に変化が無いときは、アクチュエータ１６の状態を保持したままとし、ステップ１０１に戻る。
ＣＣＷ方向へのディテント位置通過を検出した場合はステップ１０４に進み、ステップ１０４でアクチュエータ１６にオン信号が出ていなければオン信号を出してストッパ１７を収縮し、その後ステップ１０１に戻る。
ＣＷ方向へのディテント位置通過を検出した場合はステップ１０５に進み、ステップ１０５で、すでにアクチュエータ１６にオン信号を出していたらオフにしてストッパ１７を伸展し、その後ステップ１０１に戻る。
【００３１】
ここでは、図８に示されるように、最初（ａ）でストッパ１７が伸展していたとし、操作者が、カーソルを下に移動しようとジョグダイアル１１をＣＣＷ方向に送り操作する。（ｂ）の状態でＣＣＷ方向への操作が検出され、ストッパ１７が収縮される。ジョグダイアル１１は、（ｃ）のようにＣＣＷ方向への操作ができ、クリック位置を通過する。ここで、ロータリエンコーダ１２はＣＣＷ方向にクリック位置通過に対応するオン／オフ信号を、アクチュエータ制御回路１５と、操作・表示処理制御部４５に出力する。
操作・表示処理制御部４５は、それを受けてカーソル位置が一つ下に移動したと判定して、図６のカーソル５１の位置を（２）の位置に移動させて表示する。また、アクチュエータ制御回路１５に対して、トリガ信号をＬｏｗ−Ｌｏｗとして出力する。つまりジョグダイアル１１をＣＷ、ＣＣＷ方向の両方に操作可能な状態とする。
ジョグダイアル１１がクリック位置をＣＣＷ方向に通過すると、摺動子２８の与える反力ポテンシャルにより、ジョグダイアル１１はＣＣＷ方向の次のディテント位置まで回ろうとする。
【００３２】
もし、図９に示すように最初（ａ）でストッパ１７が伸展していたとして、最初摺動子２８の与える反力ポテンシャルによりディテント位置にあったジョグダイアル１１を操作者がＣＷ方向に操作する。ディテント位置をＣＷ方向へ通過した（ｂ）の状態でＣＷ方向への操作が検出され、ストッパ１７は伸展されたままとされる。その後、（ｃ）のようにストッパ受け２２と噛み合い、ＣＷ方向の次のクリック位置の手前で阻止される。つまりカーソル５１は上方向には移動しない。このとき弾性部材３３ａが、ＣＷ方向にわずかに弾性的に変位をするので、ジョグダイアル１１の操作負荷の急激な増加が滑らかに行われる。
操作者はジョグダイアル１１の操作負荷の急激な増加を感じ、クリック感を得ることは無いのでＣＷ方向の操作が禁じられていることを感知する。
【００３３】
ステップ１０１の後、ステップ１０６に進んだ場合は、アクチュエータ１６にオン信号を出力していない場合にはオン信号を出力し、ストッパを収縮する。その後ステップ１０１に戻る。
この後、操作者がジョグダイアル１１をＣＷ方向、ＣＣＷ方向のいずれの方向に操作しても、カーソル５１の位置が上下の隣接位置に移動可能である。
さて、操作者がカーソルの位置を図６の（４）の最下段の位置まで移動させたとする。
この状態で、操作・表示処理演算部４５は、アクチュエータ制御回路１５にトリガ信号Ｌｏｗ−Ｈｉｇｈを出力する。
【００３４】
ステップ１０２の後ステップ１０７に進んだ場合、ステップ１０７では、操作者がジョグダイアル１１を操作し、ロータリエンコーダ１２からのＡ相、Ｂ相のオン／オフ信号の変化に基づいて、ディテント位置を通過したかどうか、またディテント位置を通過した場合は操作方向を検出する。
ロータリエンコーダ１２の信号に変化が無いときは、アクチュエータ１６の状態を保持したままとし、ステップ１０１に戻る。
ＣＷ方向へのディテント位置通過を検出した場合はステップ１０８に進み、アクチュエータ１６にオン信号が出ていなければオン信号を出してストッパ１７を収縮し、その後ステップ１０１に戻る。
ＣＣＷ方向へのディテント位置通過を検出した場合はステップ１０９に進み、ステップ１０９で、すでにアクチュエータ１６にオン信号を出していたらオフにしてストッパ１７を伸展し、その後ステップ１０１に戻る。
【００３５】
ここでは、操作者は、カーソルを下に移動しようとジョグダイアル１１をＣＣＷ方向に送り操作し、図１０に示されるように、最初（ａ）でストッパ１７が伸展していなかったとすると、（ｂ）の状態でＣＣＷ方向への操作が検出され、ストッパ１７が伸展される。（ｃ）のようにストッパ受け２２がストッパ１７と噛み合い、ＣＣＷ方向の次のクリック位置を通過しないように阻止する。このとき弾性部材３３ａが、ＣＣＷ方向にわずかに弾性的に変位をするので、ジョグダイアル１１の操作負荷の急激な増加が滑らかに行われる。
操作者はジョグダイアル１１の操作負荷の急激な増加を感じ、クリック感を得ることは無いのでＣＣＷ方向の操作が禁じられていることを感知する。
【００３６】
なお、ステップ１０２でステップ１１０に進んだときは、アクチュエータ１６にオン信号が出ている場合はオフにしてステップ１０１に戻る。この後操作者がジョグダイアル１１をＣＷ、ＣＣＷのいずれの方向に操作しても、隣接するクリック位置を通過する前にストッパ１７がストッパ受け２２と噛み合いカーソルの移動を禁じる。このとき弾性部材３３ａがＣＷ方向またはＣＣＷ方向にわずかに弾性的変位をするので、ジョグダイアル１１の操作負荷の急激な増加が滑らかに行われる。
操作者はいずれの操作方向に対してもジョグダイアル１１の操作負荷の急激な増加を感じ、クリック感を得ることは無いのでＣＷ方向、ＣＣＷ方向とも操作が禁じられていることを感知する。
【００３７】
以上の図６のメニューリスト表示におけるジョグダイアル１１の操作時の反力ポテンシャルを図１１に示す。カーソルを（１）から（４）にＣＣＷ方向に移動するときはクリック機構による通常のクリック感を感知させるような操作負荷である。しかし、カーソルが（１）の位置のときＣＷ方向に操作する、または（４）の位置のときＣＣＷ方向に操作するとストッパ１７とストッパ受け２２の噛み合いにより急激に操作負荷が増加する。
また、両方向に操作を禁じられているときは、図１２に示すように現在の位置からいずれの方向にもクリック位置を越えてジョグダイアル１１が回転できないよう、隣り合うクリック位置で急激な操作負荷の増加を生じさせる。
【００３８】
本実施例のジョグダイアル１１は本発明のダイアルを、ロータリエンコーダ１２は回転角度検出手段を、アクチュエータ制御回路１５は制御回路を構成する。特に摺動子２８とコード盤２５は本発明のクリック機構を構成する。
また、制御の流れ図におけるステップ１０２で、トリガ信号がＨｉｇｈ−Ｈｉｇｈ、Ｈｉｇｈ−Ｌｏｗ、Ｌｏｗ−Ｈｉｇｈの状態が、本発明のトリガ信号のオンに対応する。
【００３９】
以上のように本実施例によれば、ディテント位置とカーソル位置が一対一に対応しているので、操作者はクリック感を頼りにカーソル位置を認識することができるようになり、ＧＵＩを視認するための視点移動の必要が減少し、特に車両を運転中の車載用情報提示装置の入力装置としては有効である。
表示部４７のＧＵＩの状態が入力を受け付けない場合は、ＣＷ、ＣＣＷの両方向の操作を阻止するような操作負荷を生じるので、操作者は触覚により容易に操作不可を感知できる。従って、入力してもＧＵＩが応答せず何かおかしいと思って運転手がＧＵＩ注視してしまう行動を起こす前に、現在入力を受け付けない状態であるとすぐ理解できるので、車載用情報提示装置の入力装置に適している。
【００４０】
特に、操作・表示処理演算部４５において、走行中の操作制限を設定する場合、例えば車速センサからの車速によって所定の速度以上でトリガ信号をＨｉｇｈ−Ｈｉｇｈとし、ジョグダイアル１１をＣＷ、ＣＣＷの両方向に操作阻止とすることによって、操作を禁じられていることを容易に操作者に感知させることができる。
また、アクチュエータ１６は、プル型のオン／オフソレノイドを使用しているので、装置が電源断の場合はアクチュエータ１６がオフ状態となりストッパ１７が伸展して、ジョグダイアル１１が操作阻止される。これにより、本入力装置の操作を受け付けない状態において、一貫してジョグダイアル１１が操作阻止されることになり、フェイルセーフの構成となっており、装置の信頼性が向上する。
【００４１】
操作対象が、一方向の操作方向に対して操作限界に達している場合は、その操作方向にのみジョグダイアル１１の操作阻止を行うため、操作者はその方向に対して操作限界に達していることを、触覚を通して感知する事が出来る。例えば、リスト形式のメニューの上端または下端にカーソルが達した際、操作者は表示部４７を確認しなくても現在の選択項目がリストの端点であることを認識でき、視覚の負担を軽減することが出来る。
【００４２】
ストッパ１７の伸展、収縮を行うアクチュエータ１６は、ストッパ１７の移動に必要な動作力を有しているだけで、操作負荷である反力そのものを発生させる必要がないので、小型、安価なものでよい。
また、ストッパ受け２２とストッパ１７の噛み合いにより操作負荷の増大を実現しているので、高分解能のロータリエンコーダや、高速応答のアクチュエータ制御回路およびアクチュエータを必要とせず、安価である。
さらに、クリック機構はコード盤２５の電極面の凹凸と摺動子２８とでクリック感を発生させているので、モータのトルク変化でクリック感を発生させる場合に比べて、安価な構成で操作品質のよいクリック感を発生させることができる。
ストッパ１７とストッパ受け２２が噛み合った時、ジョグダイアル１１の回転操作により台座３３上でアクチュエータ１６が弾性部材３３ａにより弾性的に周方向に変位するので、回転操作を阻止する場合に、操作者に不快感を与える急激な制動を防止でき、操作品質を向上する。
【００４３】
なお、本実施例のトリガ信号を３線４値のディスクリーと信号としたが、それに限定されるものではない。２線アナログの電圧信号とし、電圧範囲でトリガ信号の４状態を判断してもよい。
【実施例２】
【００４４】
次に、本発明の第２の実施例を図１３、図１４に基づいて説明する。
図１３は本実施例の回転式入力装置をステアリング・ホイールに設置した状態を示す図である。図１４は本実施例の回転式入力装置の構成の配置を示す図である。
第１の実施例と同一の構成については図中同一の符号を付してあり、説明は省略する。
ジョグダイアル１１’は、ステアリング・ホイール４２のスポーク４３の開口部３７から一部を露出している。操作者はステアリング・ホイール４２を握った状態で、左手の親指でジョグダイアル１１’を上方向（ＣＷ方向）または下方向（ＣＣＷ方向）に送り操作、または押し込み操作する。
【００４５】
本実施例における回転式入力装置の構成は基本的に第１の実施例と同じであり、ブロック構成は図１と同じである。図１４の（ａ）は本実施例の回転式入力装置をステアリング・ホイール４２の上方から見たものであり、ステアリング・ホイール４２とスポーク４３を仮想線で示す。（ｂ）は（ａ）におけるＹ−Ｙ矢視図である。ジョグダイアル１１’の左側に、ロータリエンコーダ１２が配され、それらに共有の回転軸２３が、基板３２に対し平行に配置され、軸受け部材３４で基板３２に支持されている。
ロータリエンコーダ１２は、第１の実施例と同じくクリック感を付与することが可能な構成である。
【００４６】
ジョグダイアル１１’の円盤平面２１にはロータリエンコーダ１２のクリック機構と対応させてストッパ受け２２’が設けられている。その形状は図１５の（ｃ）の拡大図に示すように、直方体状のベース部２２’ａとその上に軸方向に対して楔状に細くなるテーパー部２２’ｂとからなる。
【００４７】
ストッパ１７’はアクチュエータ１６’とともに、ジョグダイアル１１’の軸２３に平行にストッパ受け２２’に対向して配置する。アクチュエータ１６’が伸展／収縮駆動するとき、ストッパ１７’は軸２３に平行に移動する。
ストッパ１７’はその先端の角を丸くした円柱状の噛み合い部１７’ａと、それをスライド可能に収容する円筒状の支持部１７’ｂから構成され、支持部１７’ｂ内には、スプリング３８が内蔵され、噛み合い部１７’ａを円盤平面２１方向へ付勢している。
【００４８】
アクチュエータ１６’は、プル型の比例ソレノイドであり、電圧がアクチュエータ１６’に印加されている状態で、通電されている電流量に比例して電磁石の力で、永久磁石の伸展する方向の力を打ち消してより収縮側にストッパ１７’を移動させる。アクチュエータ１６’が無通電の状態では、図１５の（ｃ）に示すように永久磁石の力により最大伸展状態となり、ストッパ１７’はストッパ受け２２’のベース部２２’ａまで伸展し、ベース部２２’ａと噛み合い部１７’ａが当たって、ジョグダイアル１１’の回転を阻止する。
【００４９】
アクチュエータ１６’が通電している状態では、電流量によりストッパ１７’の噛み合い部１７’ａの先端の位置がテーパー部２２’ｂとの噛み合い量が異なるように制御され、図１６の（ａ）のようにテーパー部２２’ｂと当接している状態で、ジョグダイアル１１’が回転操作されると、クリック位置まで回転して（ｂ）に示すようにテーパー部２２’ｂと噛み合い部１７’ａとがぶつかり、テーパー部２２’ｂが噛み合い部１７’ａを収縮方向に押し戻す分力を発生する。その結果スプリング３８が圧縮され、（ｃ）に示されるように、噛み合い部１７’ａはテーパー部２２’ｂとの係合を外れる。
つまり、ジョグダイアル１１’の操作負荷としては、ロータリエンコーダ１２の発生させるクリック感に加えて、ストッパ１７’とストッパ受け２２’が発生させるクリック感が加えられる。
【００５０】
なお、アクチュエータ１６’は台座３３’に弾性部材３３ａを介して取付けられている。図１５の（ｃ）のようにベース部２２’ａと噛み合い部１７’ａが噛み合ってぶつかった状態で、さらにベース部２２’ａが噛み合い部１７’ａを押圧する方向にジョグダイアル１１’を操作した場合、アクチュエータ１６’はジョグダイアル１１’の同心円上の周方向に弾性的に台座３３’上で変位する。
図１６の（ｄ）は、ストッパ１７’がストッパ受け２２’に噛み合わない位置までアクチュエータ１６’によって収縮された状態を示す図である。
【００５１】
操作・表示処理演算部４５はロータリエンコーダ１２のＡ相、Ｂ相のオン／オフ信号と、プッシュスイッチ１４のオン／オフ信号を受け、操作者のメニュー選択、決定を判定する。また操作者の選択、決定に応じて表示部４７の選択メニュー画面上のカーソルの移動および画面の表示の変更制御を行い、また情報処理演算部４６から入力された表示情報を表示部４７に出力する。さらに画面状況に応じてカーソルの移動を制限するためにまたは操作負荷を制御するために、アクチュエータ制御回路１５’にストッパ１７’の伸展／収縮の制御用のトリガ信号を出す。
本実施例のアクチュエータ制御回路１５’に操作・表示処理演算部４５から入力されるトリガ信号は、アナログの３線の電圧信号であり、１線は共通グラウンド、他の２線はＣＷ方向とＣＣＷ方向のそれぞれの電圧レベルである。
【００５２】
図１７にアクチュエータ制御回路１５’によるトリガ信号の電圧レベルに対するストッパ１７’の先端の位置制御の例を示す。横軸はトリガ信号の電圧レベルＶを、縦軸はストッパ１７’（噛み合い部１７’ａ）の先端位置を示す。具体的なストッパ先端の位置が理解しやすいように、ストッパ受け２２’を縦軸に対応させて示す。
トリガ信号の電圧レベルが閾値Ｖ１を越えるまでは、ステッパ１７’の先端は最大伸展量を示し、ベース部２２’ａの円盤平面２１近くにまで伸展している。電圧レベルがＶ１を越えてＶ２までは電圧が増大するほどテーパー部２２’ｂに噛み合う量が減少し、Ｖ２を越えるとストッパ受け２２’に掛からない位置に制御する。
【００５３】
図１８に、アクチュエータ制御回路１５’のストッパ位置制御の流れを示す。
ステップ２０１では、ロータリエンコーダ１２からのオン／オフ信号によりディテント位置の通過を検知する。ディテント位置の通過を検知しない場合は、アクチュエータ１６’の位置をそのまま保持し、ＣＣＷ方向のディテント位置通過を検出した場合はステップ２０２に、ＣＷ方向のディテント位置通過を検出した場合はステップ２０３に進む。
ステップ２０２では、ＣＣＷ方向の操作・表示処理演算部４５からのトリガ信号の電圧レベルに応じてストッパ１７’の先端位置を調整する。
同様にステップ２０３では、ＣＷ方向の操作・表示処理演算部４５からのトリガ信号の電圧レベルに応じてストッパ１７’の先端位置を調整する。
ステップ２０２、２０３の後、ステップ２０１に戻る。
【００５４】
ＣＣＷ方向またはＣＷ方向にディテント位置を通過したときのＣＷ方向のトリガ信号がＶ１を越える電圧であった場合は、その方向のジョグダイアル１１’の操作は許容されており、操作者が操作を続けると、ロータリエンコーダ１２の摺動子２８の反力のみ、またはこの反力にストッパ１７’とストッパ受け２２’による反力が加わった増大した操作負荷を与えつつ、ジョグダイアル１１’はクリック位置を通過する。
操作・表示処理演算部４５は、ロータリエンコーダ１２からのオン／オフ信号により、クリック位置の通過を検出すると、その操作方向に対応した方向にカーソル位置を一つ移動させ、表示部４７に表示する。
【００５５】
例えば、リスト形式のメニュー選択画面において、１画面で表示できなくて図１９の（ａ）の表示から（ｂ）の表示へ改ページをする場合がある。このときカーソル位置（１）、（８）に対しては、メニューの上方向または下方向へのカーソル移動操作制限、カーソル位置（４）、（５）に対しては、メニューの下方向または上方向の操作（つまり改ページを伴うカーソル位置の移動操作）には、通常のカーソル位置変化に対応するクリック感よりも操作負荷の大きいクリック感を設定する。
図２０はその場合に設定された反力ポテンシャルを示す図であり、図中の（１）〜（８）は、図１９のメニューリストの位置を示す。（４）、（５）の間の反力ポテンシャルの山は、他の位置間の反力ポテンシャルの山より高くなっている。
本実施例のジョグダイアル１１’は本発明のダイアルを、ロータリエンコーダ１２は回転角度検出手段を、アクチュエータ制御回路１５’は制御回路を構成する。特に摺動子２８とコード盤２５は本発明のクリック機構を構成する。
【００５６】
以上のように本実施例によれば、第１の実施例と同様にディテント位置とカーソル位置が一対一に対応しているので、操作者はクリック感を頼りにカーソル位置を認識することができるようになり、ＧＵＩを視認するための視点移動の必要が減少し、特に車両を運転中の車載用情報提示装置の入力装置としては有効である。
第１の実施例と同様に表示部４７のＧＵＩの状態が入力を受け付けない場合は、操作者は触覚により容易に操作不可を感知できる。
また、アクチュエータ１６’は、電源断の場合はジョグダイアル１１’が操作阻止される。これにより、本入力装置の操作を受け付けない状態において、一貫してジョグダイアル１１’が操作阻止されることになり、フェイルセーフの構成となっており、装置の信頼性が向上する。
【００５７】
操作対象が、一方向の操作方向に対して操作限界に達している場合は、操作者はその方向に対して操作限界に達していることを、触覚を通して感知する事が出来る。
ストッパ受け２２’とストッパ１７’の噛み合いにより操作負荷の増大を実現しているので、高分解能のロータリエンコーダや、高速応答のアクチュエータ制御回路およびアクチュエータを必要とせず、安価である。
さらに、クリック機構は、安価な構成で操作品質のよいクリック感を発生させることができる。
ストッパ１７’の噛み合い部１７’ａとストッパ受け２２’のベース部２２’ａが噛み合った時、ジョグダイアル１１’の回転操作により台座３３’上で弾性部材３３ａによりアクチュエータ１６’が弾性的に周方向に変位するので、回転操作を阻止する場合に、操作者に不快感を与える急激な制動を防止でき、操作品質を向上する。
【００５８】
さらに、カーソルの位置に応じてクリック感の操作負荷をロータリエンコーダ１２によるものより増大させたい場合には、トリガ信号によりアクチュエータ１６’を制御してストッパ１７’の先端位置をストッパ受け２２’のテーパー部２２’ｂの範囲内で制御することにより操作負荷の変化が可能となり、操作者にその操作方向で良いのか注意喚起したり、前述のように改ページしたことを感知させたりすることができる。
【００５９】
なお、第１の実施例および第２の実施例において、クリック感付与機能を有したロータリエンコーダとしては、図４の（ａ）に示したものに限定されるものではない。
図２１に示すような、ジョグダイアル１１、１１’の回転軸２３を共有したクリック機構付のロータリエンコーダ５を、ロータリエンコーダ１２の代わりに使用してもよい。
【００６０】
図２１のものは光センサを用いたロータリエンコーダにクリック機構を設けたものである。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。この場合のクリック機構は、ロータリエンコーダ５のスリット盤６の外周部に設けた凹凸のある外周面６５と外周面に対向して配置された押圧部９で構成される。
スリット盤６は回転軸２３により回転する。その外周面６５は、（ｂ）に実線の角度線で示したクリック位置γでクリック感を発生させる急峻な突起形状を形成し、破線の角度線で示したディテント位置δで安定となる平坦部を形成する。この例では、クリック位置およびディテント位置を交互に等間隔にそれぞれ８方向に設ける凹曲面の組み合わせ数としている。
【００６１】
押圧部９は、軸受け部材３４または基板３２に固定された円筒状の保持部６４と、スライド可能に一端側を保持部６４に収容された円柱状の支持部材６２と、支持部材６２の他端側に取り付けられたローラ６１と、保持部６４に内蔵され支持部材６２をスリット盤６の外周面６５方向へ付勢するスプリング６３からなる。
なお、スプリング６３と保持部６４を用いずに支持部材６２を可撓性の樹脂製で構成し、支持部材６２を直接軸受け部材３４または基板３２に固定しても良い。
【００６２】
スリット盤６は、径方向位置の異なるＡトラックとＢトラックに、互いに周方向に少しずれた開口のスリット穴６６Ａ、６６Ｂを備えている。
角度検出は、トラックに対応させてスリット盤６を挟んで配置された発光素子７および受光素子８（８ａ、８ｂ）によって行う。
ロータリエンコーダ５の出力信号である２つの受光素子８から出力される電気信号は、図１のアクチュエータ制御回路１５および操作・表示処理演算部４５に入力される。ここでＡ（Ｂ）相オンとは、Ａ（Ｂ）トラックのスリット穴６６Ａ（６６Ｂ）を通して受光素子８ａ（８ｂ）が発光素子７からの光を受光している状態である。Ａ（Ｂ）相オフとは受光素子８ａ（８ｂ）が発光素子７からの光を受光していない状態である。
【００６３】
図２１の（ｂ）にスリット盤６のスリット穴の配置例を示す。
外側のＡトラックは、クリック位置γとディテント位置δに合わせて時計回りに、スリット穴６６Ａが、ディテント位置を少し過ぎた角度から次のクリック位置を少し過ぎた角度までの区間で開口している。これを４５°の周期で繰り返す。
内側のＢトラックは、同様に、スリット穴６６Ｂが時計回りに、クリック位置の少し手前の角度から次のディテント位置の少し手前の角度までの区間で開口している。これを４５°の周期で繰り返す。
【００６４】
次に第２の実施例におけるジョグダイアルの操作負荷を可変に制御する機能を、別の構成により実現する変形例を説明する。
この第１の変形例では図２２の（ａ）に示すように、ジョグダイアル１１”の円盤平面２１にクリック感を付与する凹凸のある外周面６５を有するクリック盤６０が一体に成形されており、外周面６５に径方向外側から対向して押圧部９’ａが配置されている。
【００６５】
外周面６５の形状および形状の回転角度との対応関係は前述の図２１と同じである。
押圧部９’ａは、軸受け部材３４または基板３２に支点６８を中心に遥動可能に連結されたアクチュエータ１６”ａと、アクチュエータ１６”ａによってクリック盤６０の径方向に駆動される円筒状の保持部６４と、スライド可能に一端側を保持部６４に収容された円柱状の支持部材６２ａと、支持部材６２ａの他端側に取り付けられたローラ６１と、保持部６４に内蔵され支持部材６２ａをクリック盤６０の外周面６５方向へ付勢するスプリング６３と、２つのスプリング６７とからなる。
スプリング６７の一端は軸受け部材３４または基板３２に固定され、他端はアクチュエータ１６”ａのジョグダイアル１１”の周方向両側に固定され、スプリング６７がアクチュエータ１６”ａのＣＷ、ＣＣＷ方向の振れ幅を制限する。
アクチュエータ１６”ａは、第２の実施例のアクチュエータ１６’と同じ構成である。
【００６６】
アクチュエータ１６”ａが、保持部６４を最大に伸展すると、スプリング６３の圧縮度合いが大きくなる。この状態でジョグダイアル１１”が操作されて、ローラ６１が外周面６５のクリック位置の突起形状に近づくと、ローラ６１が突起形状を乗り越える前にスプリング６３が最小長さまで縮小され、突起形状を越えられない。これが第２の実施例における噛み合い部１７’ａがベース部２２’ａに噛み合った状態に対応する。
アクチュエータ１６”ａにより保持部６４を径方向外側に移動させた場合、ジョグダイアル１１”が操作されると、スプリング６３が最小長さまで縮小して大きな操作負荷を与えながら突起形状を越えられようになる。このように保持部６４の径方向位置を移動させることによって容易に操作負荷を第２の実施例のように可変にできる。
【００６７】
さらに、第２の変形例を説明する。本変形例では、図２２の（ｂ）に示すように、押圧部９’ａの代わりに押圧部９’ｂを用いる。
押圧部９’ｂは、軸受け部材３４または基板３２に固定されたアクチュエータ１６”ｂと、固定部６９よってアクチュエータ１６”ｂの端部に一端を固定された円柱状の支持部材６２ｂと、アクチュエータ１６”ｂに駆動され支持部材６２ｂの長手方向にスライド可能な保持部６４ｂと、支持部材６２ｂの他端側に取り付けられたローラ６１とからなる。
【００６８】
支持部材６２ｂは弾性的樹脂で構成され、支持部材６２ｂのローラ６１取り付け側がＬ字状に曲がり、先端のローラ６１を外周面６５に押圧している。保持部６４ｂは、固定側の支持部材６２ｂを周方向に囲う環状をしており、アクチュエータ１６”ｂ上を、固定部６９とローラ６１側の端部の区間をスライドして、支持部材６２ｂを支える位置が変更できる。
【００６９】
アクチュエータ１６”ｂにより保持部６４ｂを、ローラ側端に位置にしたとき、保持部６４ｂから先の支持部材６２ｂのカンチレバー部分の長さが最小となる。ジョグダイアル１１”が操作されてローラ６１が外周面６５のクリック位置の突起形状に近づくと、支持部材６２ｂの撓み可能量が最小なので、突起形状を越えられない。保持部６４ｂの位置が固定部６９に近い位置の場合、支持部材６２ｂのカンチレバー部分の長さが長くなり、撓み可能量が増大してローラ６１はクリック位置の突起形状を越えられるようになる。このように保持部６４ｂから先のカンチレバー部分の長さによって操作負荷を制御できる。
【００７０】
なお、第１および第２の変形例に用いるロータリエンコーダの回転角度位置検出手段は、図２、図３に示すような電極面を用いたロータリエンコーダでも、図２１に示した光センサのロータリエンコーダでも良い。なお、第１および第２の変形例ではジョグダイアル１１”自身がクリック機構を備えているので、ロータリエンコーダのクリック機構部分は不要となる。
このように、第１および第２の変形例ではクリック機構とストッパ機能が一体に構成できる。
【００７１】
なお、図２２の例ではジョグダイアル１１”にクリック機構を構成するクリック盤６０を一体化させて、その外周面６５に押圧部９’ａ、９’ｂを押圧する構成としたが、その代わりにロータリエンコーダ１２のコード盤２５の電極面の凹凸のクリック機構の代わりに、コード盤２５の外周部に外周面６５を設けて、さらに押圧部９’ａまたは９’ｂを組み合わせても良い。またはロータリエンコーダ５において押圧部９の代わりに押圧部９’ａまたは９’ｂを組み合わせても良い。
第１または第２の変形例におけるローラ６１は本発明の接触部材を、支持部材６２ａと保持部６４、または支持部材６２ｂと保持部６４ｂは押圧支持部を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】第１の実施例の車載用情報提示装置のブロック構成を示す図である。
【図２】回転式入力装置の実装状態を示す図である。
【図３】回転式入力装置の実装状態を示す図である。
【図４】回転式入力装置の詳細を示す図である。
【図５】ロータリエンコーダの出力信号から回転角度位置と回転方向を判定する方法を説明する図である。
【図６】メニューリスト画面の例を説明する図である。
【図７】アクチュエータ制御回路の制御の流れ図である。
【図８】ストッパの作用を説明する図である。
【図９】ストッパの作用を説明する図である。
【図１０】ストッパの作用を説明する図である。
【図１１】メニュー画面に対する操作時の反力ポテンシャルを説明する図である。
【図１２】メニュー画面に対する操作時の反力ポテンシャルを説明する図である。
【図１３】第２の実施例の回転式入力装置の実装状態を示す図である。
【図１４】回転式入力装置の実装状態を示す図である。
【図１５】ジョグダイアルのストッパとストッパ受けの詳細を示す図である。
【図１６】ストッパの作用を説明する図である。
【図１７】アクチュエータの制御を説明する図である。
【図１８】アクチュエータ制御回路の制御の流れ図である。
【図１９】メニューリスト画面の例を説明する図である。
【図２０】メニュー画面に対する操作時の反力ポテンシャルを説明する図である。
【図２１】ロータリエンコーダの代替例を説明する図である。
【図２２】第２の実施例の変形例を説明する図である。
【符号の説明】
【００７３】
１        回転式入力装置
２        車載用情報提示装置
５        ロータリエンコーダ
６        スリット盤
７        発光素子
８ａ、８ｂ    受光素子
９、９’ａ、９’ｂ    押圧部
１１、１１’、１１”      ジョグダイアル
１２      ロータリエンコーダ
１４      プッシュスイッチ
１５、１５’    アクチュエータ制御回路
１６、１６’、１６”ａ、１６”ｂ    アクチュエータ
１７、１７’    ストッパ
１７’ａ  噛み合い部
１７’ｂ  支持部
２１      円盤平面
２２、２２’    ストッパ受け
２２’ａ  ベース部
２２’ｂ  テーパー部
２３      回転軸
２５      コード盤
２５ａ    電極基板部
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ    電極
２７      保持基部
２７ａ    固定基部
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ    摺動子
２９      固定部材
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ    電極端子
３１      スイッチ・ユニットケース
３２      基板
３３、３３’    台座
３３ａ    弾性部材
３４      軸受け部材
３５      スプリング
３６、３７    開口部
３８      スプリング
４１      ステアリング・コラム
４２      ステアリング・ホイール
４３      スポーク
４５      操作・表示処理演算部
４６      情報処理演算部
４７      表示部
５１      カーソル
６０      クリック盤
６１      ローラ
６２、６２ａ、６２ｂ    支持部材
６３      スプリング
６４、６４ｂ      保持部
６５      外周面
６６Ａ、６６Ｂ    スリット穴
６７      スプリング
６８      支点
６９      固定部
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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