(57)【要約】【課題】  種々の電子機器に用いることが可能なハプティック型入力装置であって、そこに含まれるスイッチのオン動作時に節度感を物理的機構により操作者に確実に与え得るように構成されたハプティック型入力装置を提供する。【解決手段】  ハプティック型入力装置は基板（１０）と、この基板上に摺動自在に配置され、しかも人の指の操作でもって該基板上を移動させられる可動体（１２）と、この可動体に部分的に組み込まれた少なくとも１つの機械的運動変換手段（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ；２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ）とを具備する。機械的運動変換手段は、可動体の移動に伴なって刺激を周期的に指に与えるようになった突起要素（１６Ａ６２）と、この突起要素が指に刺激を与える度毎に動作させられるようになった電気的スイッチ機構とを包含する。【選択図】        図１
2007250292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）と、
前記基板上に摺動自在に配置され、しかも人の指の操作でもって該基板上を移動させられる可動体（１２）と、
前記可動体に部分的に組み込まれた少なくとも１つの機械的運動変換手段（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ；２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ）とを具備するハプティック型入力装置であって、
前記機械的運動変換手段が、前記可動体の移動に伴なって刺激を周期的に前記指に与えるようになった突起要素（１６Ａ６２）と、この突起要素が前記指に刺激を与える度毎に動作させられるようになった電気的スイッチ機構とを包含して成るハプティック型入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハプティック型入力装置において、前記機械的運動変換手段が、前記可動体（１２）によって支持されたローラ組立体（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ）と、前記基板（１０）上に設けられた板状部材（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ）とを包含し、前記ローラ組立体が、前記板状部材と転動係合するようになったローラ（１６Ａ３、１６Ｂ３、１６Ｃ３、１６Ｄ３）と、このローラの転動によって駆動されるカム（１６Ａ４、１６Ｂ４、１６Ｃ４、１６Ｄ４）と、このカムとカム係合させられたカムフォロワ（１６Ａ６、１６Ｂ６、１６Ｃ６、１６Ｄ６）とを包含し、前記突起要素（１６Ａ６２）が前記カムフォロワの一部として構成されることを特徴とするハプティック型入力装置。
【請求項３】
請求項２に記載のハプティック型入力装置において、前記可動体（１２）が前記指を載せるようになった指板（１２Ｃ）を包含し、前記ローラ組立体（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ）が前記指板によって支持されることを特徴とするハプティック型入力装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のハプティック型入力装置において、前記カムフォロワ（１６Ａ６、１６Ｂ６、１６Ｃ６、１６Ｄ６）が前記カム（１６Ａ４、１６Ｂ４、１６Ｃ４、１６Ｄ４）とカム係合するようになったアーム（１６Ａ６１）を包含し、前記突起要素１６（Ａ６２）が前記アームに設けられ、前記スイッチ機構の動作時に前記突起要素が前記指板の上面を越えて突出して前記指を刺激することを特徴とするハプティック型入力装置。
【請求項５】
請求項２から４までのいずれか１項に記載のハプティック型入力装置において、前記カム（１６Ａ４、１６Ｂ４、１６Ｃ４、１６Ｄ４）及び前記カムフォロワのそれぞれが導電性材料から形成され、前記カムが多角形横断面形状を備え、該カムのそれぞれの側面の中央領域には絶縁層（１６Ａ４１）が形成され、前記カムフォロワが前記カムの絶縁層とカム係合しているとき、前記スイッチ機構は電気的にオフ状態とされ、前記カムフォロワが前記カムのコーナ部とカム係合したとき、前記スイッチ機構が電気的にオン状態とされることを特徴とするハプティック型入力装置。
【請求項６】
請求項２から５までのいずれか１項に記載のハプティック型入力装置において、前記板状部材（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ）が前記基板（１０）上で摺動自在に設置され、前記基板上には前記板状部材と協働するようになったスイッチが設けられ、前記ローラ（１６Ａ３、１６Ｂ３、１６Ｃ３、１６Ｄ３）が前記板状部材に転動係合した状態で前記板状部材が摺動させられて前記スイッチ（２４Ａ１、２４Ａ２；２４Ｂ１、２４Ｂ２；２４Ｃ１、２４Ｃ２；２４Ｄ１、２４Ｄ２）を動作させるようになっていることを特徴とするハプティック型入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は種々の電子機器、特に携帯電子機器、例えば携帯電話、個人向け携帯型情報通信機器、ノート型パーソナルコンピュータ等、或いはテレビ受像機や空調装置等の家電製品に用いられるリモートコントローラに用いられるハプティック型入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の電子機器の入力装置として最も一般的なものとしては、キーボードが挙げられる。しかしながら、キーボードによる文字入力では、机等の設置スペースを確保する必要があり、どこでも入力操作が行うことができわけではない。また、携帯電話、個人向け携帯型情報通信機器、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯電子機器にあっては、その筐体上にキーボードが設けられるが、そのようなキーボードの配置のために筐体上に所定の領域が確保されなければならず、そのため携帯電子機器の小型化が阻害されるということになる。
【０００３】
このようなキーボードに基づく入力装置に代わるものとして、例えば、特許文献１、２及び３に開示されているように、種々の入力装置が開発されている。このような入力装置には複数のスイッチが用いられ、これらスイッチのオン／オフ動作の組み合わせることにより種々の入力信号が発生させられる。この場合、スイッチの操作時にそのスイッチをオン動作させたという感覚所謂節度感を操作者に与えることが必要となる。このような節度感を操作者に与えるために、スイッチの操作釦に弾性体を組み込んで所謂クリック感を発生させたり或いはスイッチの操作釦の操作時にクリック音を発生させたりしていた。特に、１つのスイッチのオン動作を複数回繰り返すことにより入力信号を識別するような場合には、操作者がオン動作を何回行ったかを確実に知覚させるためにオン動作毎に操作者に節度感を与えることが必要である。
【０００４】
【特許文献１】特開平２００１−３３１２５１号公報
【特許文献２】特開平２００１−０３６６２４号公報
【特許文献３】特開平２００２−０４２６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スイッチの操作釦に弾性体を組み込んで所謂クリック感を発生させるタイプのものにあっては、その応答性が悪く、オン動作が速すぎた場合には確実なクリック感が操作者に与えられないという課題がある。また、スイッチの操作釦の操作時にクリック音を発生させるタイプのものにあっては、クリック音の発生のためには電力消費が伴なうという課題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、種々の電子機器或いはテレビ受像機や空調装置等の家電製品に用いられるリモートコントローラに用いることが可能なハプティック(haptic)型入力装置であって、そこに含まれるスイッチのオン動作時に節度感を物理的機構により操作者に確実に与え得るように構成されたハプティック型入力装置を提供することである。なお、ここで、ハプティック型入力装置とは、入力信号を発生させるためにスイッチを操作した際に操作者の指に触覚として節度感を与えるタイプの入力装置として定義される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるハプティック型入力装置は、基板と、この基板上に摺動自在に配置され、しかも人の指の操作でもって該基板上を移動させられる可動体と、この可動体に部分的に組み込まれた少なくとも１つの機械的運動変換手段とを具備する。このハプティック型入力装置において、機械的運動変換手段は、可動体の移動に伴なって刺激を周期的に指に与えるようになった突起要素と、この突起要素が指に刺激を与える度毎に動作させられるようになった電気的スイッチ機構とを包含する。
【０００８】
本発明によるハプティック型入力装置においては、好ましくは、機械的運動変換手段は、可動体によって支持されたローラ組立体と、基板上に設けられた板状部材とを包含する。また、好ましくは、ローラ組立体は、板状部材と転動係合するようになったローラと、このローラの転動によって駆動されるカムと、このカムとカム係合させられたカムフォロワとから構成され、上述の突起要素はカムフォロワの一部として構成される。
【０００９】
好ましくは、可動体は指を載せるようになった指板を包含し、この場合にはローラ組立体は指板によって支持される。また、好ましくは、カムフォロワはカムとカム係合するようになったアームを包含し、この場合、上述の突起要素はアームに設けられ、スイッチ機構の動作時に突起要素が指板の上面を越えて突出して指を刺激するようにされる。
【００１０】
好ましくは、カム及びカムフォロワのそれぞれは導電性材料から形成され、カムが多角形横断面形状を備え、該カムのそれぞれの側面の中央領域には絶縁層が形成され、カムフォロワがカムの絶縁層とカム係合しているとき、スイッチ機構は電気的にオフ状態とされ、カムフォロワがカムのコーナ部とカム係合したとき、スイッチ機構が電気的にオン状態とされる。
【００１１】
好ましくは、板状部材は基板上で摺動自在に設置され、基板上には板状部材と協働するようになったスイッチが設けられる。この場合、ローラが板状部材に転動係合した状態で板状部材が摺動させられてスイッチを動作させるようにされる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるハプティック型入力装置にあっては、スイッチ機構が動作される毎に、機械的運動変換手段により刺激が指に与えるので、操作者には電力消費を伴なうことなく節度感を確実に与えることが可能である。また、スイッチ機構が動作される毎に指が刺激を受けるので、即ち刺激が動的に指にくわえられので、操作者は指が何回刺激を受けたかを確実に知覚し得るという利点だけでなく、刺激を受ける時間的間隔からスイッチ機構の動作速度も把握し得るという利点も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１、図２及び図３を参照すると、本発明によるハプティック型入力装置の一実施形態が示される。なお、図１はハプティック型入力装置の平面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【００１４】
図１に示すように、ハプティック型入力装置は矩形状を呈する基板１０を具備し、この基板１０は例えば金属板として形成され得るが、その他の適当な剛性材料、例えば硬質プラスチック或いはセラミック等から構成されてもよい。
【００１５】
図１、図２及び図３に示すように、ハプティック型入力装置は基板１０上で摺動自在に設置された可動体１２を具備し、この可動体１２は基板１０の上面で摺動係合状態に置かれた摺動シュー１２Ａと、この摺動シュー１２Ａ上に一体的に固着された直立ステム１２Ｂと、この直立ステム１２Ｂの上端に固着された矩形状の指板１２Ｃとによって構成される。基板１０の４つのコーナと指板１２Ｃの４つのコーナとのそれぞれの間には引張りコイルばね１４が張り渡され、可動体１２に何等外力が及ぼされていないとき、可動体１２は図１に示すように引張りコイルばね１４によって基板１０の中心位置即ち初期位置に位置決めされる。
【００１６】
なお、基板１０と同様に、可動体１２の個々の構成要素も適当な剛性材料、例えば金属、硬質プラスチック或いはセラミック等から形成され得るが、その摺動シュー１２Ａについては低摩擦材料例えばシリコン樹脂材料等から構成することが好ましい。
【００１７】
可動体１２の指板１２Ｃの４つの側辺のそれぞれにはローラ組立体１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ及び１６Ｄが支持され、これらローラ組立体は互いに同じ構成を成している。指板１２Ｃと４つのローラ組立体１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ及び１６Ｄとを組み合わせた全体の平面(図１)上での広がりについては人の親指の腹によって覆われる程度のものとされる。また、基板１０は人の手によって握ることのできるようになった把持部(図示されない)の一端に適宜固着され、このとき把持部は例えば基板１０の４つの側辺のうちローラ組立体１６Ｃと向かい合う側辺から突出するように延在させられる。従って、把持部が人の一方の手で握られたとき、その親指の腹を指板１２Ｃ上に置いて可動体１２を基板１０上で摺動変位させることができる。なお、把持部を例えば左手で握った状態で左手の人差し指で可動体１２を基板１２上で摺動変位させることも可能である。
【００１８】
図１、図２及び図３に示すように、各ローラ組立体１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ若しくは１６Ｄは、指板１２Ｃの底面に固着支持された一対のブラケット１６Ａ１、１６Ｂ１、１６Ｃ１若しくは１６Ｄ１と、一対のブラケット間に回転自在に軸支されたシャフト１６Ａ２、１６Ｂ２、１６Ｃ２若しくは１６Ｄ２と、シャフトのそれぞれに固着された一対のローラ１６Ａ３、１６Ｂ３、１６Ｃ３若しくは１６Ｄ３と、一対のローラの間でシャフト１６Ａ２、１６Ｂ２、１６Ｃ２若しくは１６Ｄ２に固着されたカム１６Ａ４、１６Ｂ４、１６Ｃ４若しくは１６Ｄ４と、一対のブラケット間に回転自在に軸支されたシャフト（１６Ａ５、１６Ｂ５、１６Ｃ５、１６Ｄ５）と、シャフト１６Ａ２、１６Ｂ２、１６Ｃ２若しくは１６Ｄ２に固着されかつカム１６Ａ４、１６Ｂ４、１６Ｃ４若しくは１６Ｄ４とカム係合させられたカムフォロワ１６Ａ６、１６Ｂ６、１６Ｃ６若しくは１６Ｄ６とを包含する。
【００１９】
上述したようなローラ組立体１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ及び１６Ｄにおいて、基板１０が金属等の導電性材料で形成される場合には、各一対のブラケット１６Ａ１、１６Ｂ１、１６Ｃ１若しくは１６Ｄ１は適当な絶縁材料例えば硬質プラスチック、セラミック等から形成されるが、基板１０が絶縁材料から形成される場合には、各一対のブラケット１６Ａ１、１６Ｂ１、１６Ｃ１若しくは１６Ｄ１は金属等の導電性材料から形成されてもよい。要するに、本実施形態では、後述の記載で明らかにされるように、基板１０と各一対のブラケット１６Ａ１、１６Ｂ１、１６Ｃ１若しくは１６Ｄ１との間で電気的な導通が生じないようにされる。
【００２０】
また、本実施形態においては、ローラ組立体１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ及び１６Ｄのその他の構成要素のうち、シャフト１６Ａ２、１６Ｂ２、１６Ｃ２及び１６Ｄ２、カム１６Ａ４、１６Ｂ４、１６Ｃ４及び１６Ｄ４、シャフト１６Ａ５、１６Ｂ５、１６Ｃ５及び１６Ｄ５並びにカムフォロワ１６Ａ６、１６Ｂ６、１６Ｃ６及び１６Ｄ６については適当な金属等の導電性材料から形成され得るが、ローラ１６Ａ３、１６Ｂ３、１６Ｃ３及び１６Ｄ３については高摩擦材料、例えば適当なゴム等から形成される。
【００２１】
図１、図２及び図３に示すように、基板１０の４つの側辺のそれぞれに沿って一対のガイドレール１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び１８Ｄが設置され、ガイドレール１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び１８Ｄのそれぞれには摺動板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄが摺動自在に設けられる。即ち、摺動板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄは一対のガイドレール１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び１８Ｄのそれぞれに沿って移動することができる。なお、一対のガイドレール１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ及び１８Ｄ並びに摺動板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄについては適当な剛性材料、例えば金属、硬質プラスチック及びセラミック等から形成され得る。
【００２２】
図１に示すように、摺動板２０Ａの両端とそれら両端と対向する基板１０側辺とのそれぞれの間には引張りコイルばね２２が設けられ、摺動板２０Ａに何等外力が及ぼされないとき、摺動板２０Ａは引張りコイルばね２２によって基板１０の該当側辺の中央位置に位置決めされるようになっている。なお、図１では、図示の複雑化を避けるために、引張りコイルばね２２は摺動板２０Ａに対してのみ示されているが、同様なコイルばねは摺動板２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄのそれぞれにも設けられ、各摺動板２０Ｂ、２０Ｃ若しくは２０Ｄに何等外力が及ぼされないとき、各摺動板はその引張りコイルばねによって基板１０の該当側辺の中央位置に位置決めされるようになっている。
【００２３】
更に、本実施形態では、ハプティック型入力装置は四対のコンタクトスイッチ２４Ａ１及び２４Ａ２、２４Ｂ１及び２４Ｂ２、２４Ｃ１及び２４Ｃ２並びに２４Ｄ１及び２４Ｄ２を備える。一対のコンタクトスイッチ２４Ａ１及び２４Ａ２は一対のガイドガイドレール１８Ａ間で摺動板２０Ａの両端面のそれぞれと向かい合うようように基板１０上に固定配置され、一対のコンタクトスイッチ２４Ｂ１及び２４Ｂ２は一対のガイドガイドレール１８Ｂ間で摺動板２０Ｂの両端面のそれぞれと向かい合うようように基板１０上に固定配置される。同様に、一対のコンタクトスイッチ２４Ｃ１及び２４Ｃ２は一対のガイドガイドレール１８Ｃ間で摺動板２０Ｃの両端面のそれぞれと向かい合うようように基板１０上に固定配置され、一対のコンタクトスイッチ２４Ｄ１及び２４Ｄ２は一対のガイドガイドレール１８Ｄ間で摺動板２０Ｄの両端面のそれぞれと向かい合うようように基板１０上に固定配置される。
【００２４】
図２の部分拡大図である図４を参照すると、ローラ組立体１６Ａが詳細に図示される。同図に示すように、カム１６Ａ４は断面形状において正方形とされ、その４つの側面の中央領域には適当な絶縁材料例えばゴムから成る絶縁層１６Ａ４１が形成されているが、その４つのコーナ部は絶縁層１６Ａ４１から露出される。一方、カムフォロワ１６Ａ６はカム１６Ａ４に係合させられるアーム１６Ａ６１と、このアーム１６Ａ６１の先端から直角に突出させられる突起要素１６Ａ６２とから成り、その全体はＬ字形状の形態とされる。
【００２５】
なお、図４では、ローラ組立体１６Ａのカム１６Ａ４及びカムフォロワ１６Ａ６の詳細な構成だけが図示されているが、その他のローラ組立体１６Ｂ、１６Ｃ及び１６Ｄのそれぞれのカム１６Ｂ４、１６Ｃ４及び１６Ｄ４並びにカムフォロワ１６Ｂ６、１６Ｃ６及び１６Ｄ６についても同様な構成とされる。
【００２６】
親指が指板１２Ｃ上に置かれたとき、カムフォロワ１６Ａ６のアーム１６Ａ６１はカム１６Ａ４の任意の側面上の絶縁層１６Ａ４１と係合させられる。というのは、アーム１６Ａ６１がカムフォロワ１６Ａ６の任意の側面上の絶縁層１６Ａ４１と係合した状態が最も安定した状態となるからである。このときカムフォロワ１６Ａ６の突起要素１６Ａ６２の先端面は指板１２Ｃの上面と同一面となり、突起要素１６Ａ６２が指板１２Ｃ上に置かれた親指に刺激を与えることはない。また、上述したように、カム１６Ａ４とカムフォロワ１６Ａ６とは共に導電性材料から形成されているが、アーム１６Ａ６１はカム１６Ａ４の任意の側面上の絶縁層１６Ａ４１と係合しているときには、カム１６Ａ４とカムフォロワ１６Ａ６との間は電気的に非導通状態とされる。
【００２７】
一方、図５に示すように、ローラ組立体１６Ａの一対のローラ１６Ａ３がカム１６Ａ４と共に回転させられて、カム１６Ａ４の任意のコーナ部がカムフォロワ１６Ａ６のアーム１６Ａ６１と係合させられると、カムフォロワ１６Ａ６の突起要素１６Ａ６２の先端面が指板１２Ｃの上面から突出させられ、このとき突起要素１６Ａ６２の先端面が指板１２Ｃ上に置かれた親指に刺激を与えること共にカム１６Ａ４とカムフォロワ１６Ａ６との間は電気的に導通状態とされる。
【００２８】
要するに、カム１６Ａ４とカムフォロワ１６Ａ６とは電気的なスイッチ機構を構成すると共にそのスイッチ機構が電気的にオンされたときカムフォロワ１６Ａ６の突起要素１６Ａ６２が親指に刺激を与えることになる。即ち、突起要素１６Ａ６２により親指が刺激を受けたとき、ハプティック型入力装置の操作者はスイッチ機構が電気的にオンされたという節度感を得ることになる。
【００２９】
次に、図６及び図７を参照して、本発明によるハプティック型入力装置の操作の一例について説明する。なお、図６は図１と同様な平面図であり、図７は図６の７−７線に沿う断面図である。
【００３０】
図６及び図７に示すように、指板１２Ｃ上に親指の腹を載せた状態で可動体１２を摺動板２０Ａ側に向かって移動させると、ローラ組立体１６Ａの一対のローラ１６Ａ３は摺動板２０Ａに乗り上がってカム１６Ａ４と共に回転させられることになる。その結果、カム１６Ａ４の任意の絶縁層１６Ａ４１と係合状態にあったカムフォロワ１６Ａ６のアーム１６Ａ６１がカム１６Ａ４のコーナ部との係合状態に移行させられ（図５及び図７参照）、このためカム１６Ａ４とカムフォロワ１６Ａ６とから成るスイッチ機構は電気的にオンされると共にカムフォロワ１６Ａ６の突起要素１６Ａ６２が指板１２Ｃの上面から突出させられて親指が刺激され、これにより操作者は該スイッチ機構が電気的にオンされたという節度感を得る。
【００３１】
可動体１２が摺動板２０Ａ側に向かって続けて移動させられると、カムフォロワ１６Ａ６のアーム１６Ａ６１は絶縁層１６Ａ４１と係合させられ、このときカム１６Ａ４とカムフォロワ１６Ａ６とから成るスイッチ機構は電気的にオフとされると共にカムフォロワ１６Ａ６の突起要素１６Ａ６２が指板１２Ｃの上面まで後退して突起要素１６Ａ６２による親指の刺激が解除される。
【００３２】
可動体１２が摺動板２０Ａ側に向かって更に移動させられると、カムフォロワ１６Ａ６のアーム１６Ａ６１がカム１６Ａ４のコーナ部と再び係合させられ、このためカム１６Ａ４とカムフォロワ１６Ａ６とから成るスイッチ機構が電気的にオンされると共にカムフォロワ１６Ａ６の突起要素１６Ａ６２が指板１２Ｃの上面から突出させられて親指が刺激され、これにより操作者は該スイッチ機構が電気的にオンされたという節度感を得る。
【００３３】
可動体１２が摺動板２０Ａ側に向かって更に続けて移動させられると、カム１６Ａ４とカムフォロワ１６Ａ６とから成るスイッチ機構のオフ及びオンが繰り返され、該スイッチ機構がオンされる度毎にカムフォロワ１６Ａ６の突起要素１６Ａ６２によって親指が刺激を受けることになる。
【００３４】
可動体１２が摺動板２０Ａ側に移動させられる間にカム１６Ａ４とカムフォロワ１６Ａ６とから成るスイッチ機構が何回オンされるかについては、ローラ１６Ａ３の直径と摺動板２０Ａの横幅とによって決まる。本実施形態においては、例えば、ローラ１６Ａ３が摺動板２０Ａ上を横切って転動させられる間に該スイッチ機構が３回オンされるようなっている。
【００３５】
以上述べたことは、その他のカム１６Ｂ４、１６Ｃ４若しくは１６Ｄ４とカムフォロワ１６Ｂ６、１６Ｃ６若しくは１６Ｄ６とから成るスイッチ機構についても同様である。例えば、指板１２Ｃ上に親指の腹を載せた状態で可動体１２を基板１０の中心位置から摺動板２０Ｄ側に向かって移動させると、ローラ組立体１６Ｄの一対のローラ１６Ｄ３は摺動板２０Ｄに乗り上がってカム１６Ｄ４と共に回転させられ、これによりカム１６Ｄ４とカムフォロワ１６Ｄ６とから成るスイッチ機構は３回オンされることになり、該スイッチ機構がオンされる度毎にカムフォロワ１６Ｄ６の突起要素によって親指が刺激を受けることになる。
【００３６】
要するに、各一対のローラ組立体１６Ａ３、１６Ｂ３、１６Ｃ３若しくは１６Ｄ３と各摺動板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ若しくは２０Ｄとは互いに協働して可動体１２の移動に伴なって刺激を周期的に親指に与えるための機械的運動変換手段を構成する。
【００３７】
一方、一対のローラ１６Ａ３が摺動板２０Ａに乗り上がった状態（図６及び図７参照）で可動体１２が摺動板２０Ｄ側に向かって移動させられると、摺動板２０Ａも可動体１２と共に摺動板２０Ｄ側に向かって移動させられ、摺動板２０Ａの端面がコンタクトスイッチ２４Ａ１に当接させられると、コンタクトスイッチ２４Ａ１がオンされる。また、一対のローラ１６Ａ３が摺動板２０Ａに乗り上がった状態（図６及び図７参照）で可動体１２が摺動板２０Ｂ側に向かって移動させられると、摺動板２０Ａも可動体１２と共に摺動板２０Ｂ側に向かって移動させられ、摺動板２０Ａの端面がコンタクトスイッチ２４Ａ２に当接させられると、コンタクトスイッチ２４Ａ２がオンされる。同様な態様で、その他の摺動板２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄの各々により、コンタクトスイッチ２４Ｂ１及び２４Ｂ２、２４Ｃ１及び２４Ｃ２並びに２４Ｄ１及び２４Ｄ２もオンされるようになっている。
【００３８】
以上に述べたようなハプティック入力装置にあっては、カム１６Ａ４、１６Ｂ４、１６Ｃ４及び１６Ｄ４のそれぞれとカムフォロワ１６Ａ６、１６Ｂ６、１６Ｃ６及び１６Ｄ６のそれぞれとから構成される４つのスイッチ機構と、摺動板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄによって動作させられる８つのコンタクトスイッチ２４Ｂ１及び２４Ｂ２、２４Ｃ１及び２４Ｃ２並びに２４Ｄ１及び２４Ｄ２との組合わせにより、種々の入力信号を発生させることが可能である。
【００３９】
本発明によれば、カム１６Ａ４、１６Ｂ４、１６Ｃ４及び１６Ｄ４のそれぞれとカムフォロワ１６Ａ６、１６Ｂ６、１６Ｃ６及び１６Ｄ６のそれぞれとから構成される４つのスイッチ機構の各々においては、スイッチ機構がオンされる度毎にカムフォロワ１６Ａ６、１６Ｂ６、１６Ｃ６若しくは１６Ｄ６の突起要素によって親指が刺激を受けることになり、スイッチ機構がオンされたという節度感を確実に与えることが可能である。
【００４０】
図８を参照すると、本発明によるハプティック型入力装置に用いられるローラ組立体１６Ａの変形実施形態が示される。この変形実施形態においては、ブラケット１６Ａ１とカムフォロワ１６Ａ６のアーム１６Ａ６１との間に引張りコイルばね１６Ａ７が設けられ、これにより一対のローラ１６Ａ３が摺動板２０Ａに摺動板２０Ａに乗り上がって転動されない限り、カムフォロワ１６Ａ６のアーム１６Ａ６１は常にカム１６Ａ４の任意の絶縁層１６Ａ４１上に弾性的に係合された状態に維持される。勿論、図８に示す変形実施形態にあっては、その他のブラケット１６Ｂ１、１６Ｃ１若しくは１６Ｄ１とカムフォロワ１６Ｂ６、１６Ｃ６若しくは１６Ｄ６のアームとの間も同様な引張りコイルばねが設けられる。
【００４１】
上述の実施形態では、各カム１６Ａ４、１６Ｂ４、１６Ｃ４若しくは１６Ｄ４は正方形横断面形状を備えているが、しかしその他の多角形横断面形状、例えば正三角形横断面形状、正五角形横断面形状或いは正六角形横断面形状を各カムに与えてもよく、この場合にも各側面の中央領域には絶縁層が形成されることになる。
【００４２】
また、上述の実施形態では、一対のローラ１６Ａ３、１６Ｂ３、１６Ｃ３及び１６Ｄ３は高摩擦材料のゴム製として言及されているが、各一対のローラ１６Ａ３、１６Ｂ３、１６Ｃ３若しくは１６Ｄ３については歯付き剛性ローラとして形成されてもよく、この場合には摺動板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ及び２０Ｄのそれぞれの上面には該歯付き剛性ローラと係合するようになった歯部が摺動板の摺動方向に形成されることになる。このような構成によれば、歯付きローラは摺動板の歯部に係合した状態でその上面を転動させられるので、その転動中に歯付きローラと摺動板との間でのスリップを確実に阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明によるハプティック型入力装置の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図２に示すローラ組立体の部分拡大図である。
【図５】図４と同様な部分拡大図であって、ローラ組立体を異なった作動位置で示す図である。
【図６】図１と同様な平面図であって、ハプティック型入力装置の作動例を説明するための説明図である。
【図７】図６のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図８】図４と同様な部分拡大図であって、ローラ組立体の変形実施態様を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０：基板
１２：可動体
１２Ａ：摺動シュー
１２Ｂ：直立ステム
１２Ｃ：指板
１４：引張りコイルばね
１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ：ローラ組立体
１６Ａ１、１６Ｂ１、１６Ｃ１、１６Ｄ１：一対のブラケット
１６Ａ２、１６Ｂ２、１６Ｃ２、１６Ｄ２：シャフト
１６Ａ３、１６Ｂ３、１６Ｃ３、１６Ｄ３：一対のローラ
１６Ａ４、１６Ｂ４、１６Ｃ４、１６Ｄ４：カム
１６Ａ５、１６Ｂ５、１６Ｃ５、１６Ｄ５：シャフト
１６Ａ６、１６Ｂ６、１６Ｃ６、１６Ｄ６：カムフォロワ
１６Ａ６１：アーム
１６Ａ６２：突起要素
１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ：ガイドレール
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ：摺動板
２２:引張りコイルばね
２４Ａ１、２４Ｂ１、２４Ｃ１、２４Ｄ１：コンタクトスイッチ
２４Ａ２、２４Ｂ２、２４Ｃ２、２４Ｄ２：コンタクトスイッチ
【図１】
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【図２】
2007250292.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007250292.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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