JP2016151777A - Input device - Google Patents
Input device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016151777A JP2016151777A JP2015027197A JP2015027197A JP2016151777A JP 2016151777 A JP2016151777 A JP 2016151777A JP 2015027197 A JP2015027197 A JP 2015027197A JP 2015027197 A JP2015027197 A JP 2015027197A JP 2016151777 A JP2016151777 A JP 2016151777A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- force
- touch sensor
- elastic
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- User Interface Of Digital Computer (AREA)
Abstract
Description
本発明は、入力装置に関する。 The present invention relates to an input device.
従来の技術として、押し下げ操作に対してクリック感を提示する入力装置がある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional technique, there is an input device that presents a click feeling with respect to a push-down operation (see, for example, Patent Document 1).
この入力装置は、首振り自在に支持される入力操作部と、当該入力操作部の首振り操作に伴い変位する導電性の凸球面部と、凸球面部と互いの頂点を絶縁性接着剤で接着されるドーム状の弾性体と、入力操作部に対する首振り操作により凸球面部が変位し、当該変位に伴うドーム状の弾性体の変形を電位により検出する電極対と、入力操作部に対する押し下げ操作によりドーム状の弾性体が変形し、当該変形に伴いドーム状の弾性体との接触を検出する電極とを有する。ドーム状の弾性体は、入力操作部に対する押し下げ操作がなされると、最初は弾性変形するが、押圧力を徐々に大きくすると耐え切れずに屈曲し、操作者に対して急峻な反力の変化を付与するため、操作者にクリック感を提示することができる。 This input device includes an input operation unit that is supported in a freely swingable manner, a conductive convex spherical surface portion that is displaced in accordance with a swing operation of the input operation portion, and a convex spherical surface portion and a vertex of each other with an insulating adhesive. The dome-shaped elastic body to be bonded, the convex spherical surface portion is displaced by the swinging operation on the input operation section, and the electrode pair that detects the deformation of the dome-shaped elastic body due to the displacement by the electric potential, and the input operation section is pushed down The dome-shaped elastic body is deformed by the operation, and has an electrode for detecting contact with the dome-shaped elastic body in accordance with the deformation. The dome-shaped elastic body will be elastically deformed initially when the input operation unit is pushed down, but if the pressure is gradually increased, it will bend without endurance and a steep reaction force change for the operator. Therefore, it is possible to present a click feeling to the operator.
しかし、特許文献1に示す入力装置は、弾性部材を屈曲させることでクリック感を提示するものであるため、タッチセンサの押し下げ操作に適用しようとすると、タッチセンサの支持部にドーム状の弾性体を適用することとなるが、タッチセンサの押し下げ幅が、ドーム状の弾性体が屈曲するのに必要な押し下げ幅より小さい場合には適用できないという問題があった。
However, since the input device shown in
一方、押し下げ幅に制限がある場合であっても、操作者に触感を提示する入力装置がある(例えば、特許文献2参照)。 On the other hand, there is an input device that presents a tactile sensation to an operator even when the push-down width is limited (see, for example, Patent Document 2).
この入力装置は、タッチパネルと、当該タッチパネルに対する押し下げ操作及び押し下げ操作のタッチパネル上の位置を検出する検出部と、タッチパネルの操作面と反対側の面に設けられた振動ユニットとを有し、タッチパネルに表示されたボタンの位置に該当するタッチパネル上の位置において押し下げ操作がなされた場合に、当該振動ユニットからタッチパネルに振動を伝達することで操作者に触感を提示する。 The input device includes a touch panel, a pressing operation for the touch panel and a detection unit that detects a position on the touch panel of the pressing operation, and a vibration unit provided on a surface opposite to the operation surface of the touch panel. When a push-down operation is performed at a position on the touch panel corresponding to the position of the displayed button, a tactile sensation is presented to the operator by transmitting vibration from the vibration unit to the touch panel.
しかし、特許文献2に示す入力装置は、触感を提示するものの、振動によるものであるため、押し下げ操作時にクリック感が提示できないという問題があった。 However, although the input device shown in Patent Document 2 presents a tactile sensation, there is a problem that a click sensation cannot be presented during a push-down operation because it is based on vibration.
従って、本発明の目的は、押し下げ幅に制限がある場合であっても押し下げ操作時にクリック感を提示する入力装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an input device that presents a click feeling during a pressing operation even when the pressing width is limited.
本発明の一態様は、操作面に対する接触位置に基づき操作信号を出力するタッチセンサと、
前記タッチセンサの前記操作面に対する荷重を検出する荷重検出部と、
前記タッチセンサを前記操作面の裏面から支持する弾性部と、
前記弾性部に前記荷重と反対の方向に力を加える駆動部と、
前記荷重検出部の検出する荷重が第1の値より大きい場合、前記弾性部が座屈する第2の力以上の力を付与するよう、前記駆動部を制御する制御部とを有する入力装置を提供する。
One aspect of the present invention is a touch sensor that outputs an operation signal based on a contact position on the operation surface;
A load detector that detects a load on the operation surface of the touch sensor;
An elastic portion for supporting the touch sensor from the back surface of the operation surface;
A drive unit that applies a force to the elastic unit in a direction opposite to the load;
Provided is an input device having a control unit that controls the drive unit so as to apply a force equal to or greater than a second force with which the elastic unit buckles when a load detected by the load detection unit is greater than a first value. To do.
上記駆動部は、荷重検出部の荷重が第1の値より小さい場合、第2の値より小さい力で弾性部に振動を付与するよう、駆動部を制御するものであってもよい。 When the load of the load detection unit is smaller than the first value, the drive unit may control the drive unit so as to apply vibration to the elastic unit with a force smaller than the second value.
本発明によれば、利用者の操作内容に関わらず一定の操作感を提示することができる。 According to the present invention, it is possible to present a certain operational feeling regardless of the user's operation content.
[実施の形態]
(入力装置の構成)
図1は、入力装置の構成の一例を示す概略図である。
[Embodiment]
(Configuration of input device)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the configuration of an input device.
図1において、全体を示す符号1は、実施の形態における典型的な入力装置を模式的に例示している。この入力装置1は、特に限定されるものではないが、例えば、空調装置等の車載機器の作動を制御するために用いられ、その他、オーディオ装置やナビゲーション装置等の作動を制御するために用いてもよい。入力装置1は、例えば、タッチセンサ16がダッシュパネルやセンターコンソールなどの運転席周辺部に配置される。
In FIG. 1,
入力装置1は、筐体10と、弾性部12に対しz方向に力を付与する駆動部11と、基板14を支持するコイルスプリングである弾性部12と、筐体10に基板14を弾性連結する弾性連結部13と、裏面に凹部を有し弾性部12に連結された球状のジョイント部14aが接することで支持される基板14と、基板14上に設けられて指2から加えられる荷重を検出して荷重信号を出力する荷重検出部15と、荷重検出部15上に設けられて指2の操作面に対する接触操作に伴い操作信号を出力するタッチセンサ16と、荷重検出部15及びタッチセンサ16の出力する荷重信号及び接触信号を受信し、荷重信号及び接触信号に基づいて駆動信号を生成して駆動部11に出力する制御部17とを有する。
The
駆動部11は、一例として、ソレノイドにより構成され、制御部17から入力される駆動信号に基づいて図中のz方向に変位することで弾性部12に力を付与する。なお、力を付与することができる機構を有すれば、ボイスコイルアクチュエータ、圧電素子、磁歪素子、高分子アクチュエータ等、他の方式のアクチュエータを用いてもよい。
The
弾性部12は、一定程度長細いコイルスプリングであって、コイルの直径Dと長さLのアスペクト比が大きいものである。一例として、弾性係数を1×103N/m2としたとき、アスペクト比が3≦L/D≦100のものを用いる。なお、弾性係数及びアスペクト比は、後述するように弾性部12が予め定めた力FAで座屈するように選択するものとする。なお、力FAで座屈するものであればコイルスプリングに限らず、硬鋼材、SUS、ゴム、合成樹脂等の任意の材質の棒状の弾性体を用いてもよい。
The
弾性連結部13は、筐体10に基板14を弾性連結できればコイル、樹脂等、素材は問わない。なお、弾性連結部13は、弾性部12のz方向の変位に比べて基板14のz方向の変位が小さくなるような弾性係数で筐体10と基板14とを弾性連結するものとする。
The elastic connecting
基板14は、平板上に形成されて外力に対して変形しない程度の強度を有する硬鋼材、SUS、ゴム、合成樹脂等を用いる。また、基板14の裏面の凹部と、ジョイント部14aとは摺動可能に接し、弾性部12が座屈した場合にジョイント部14aの位置がずれない程度の深さを有するものとする。ジョイント部14aは、硬鋼材、SUS、ゴム、合成樹脂等を用いることができる。
The
荷重検出部15は、感圧抵抗方式、静電容量方式、電磁誘導方式、圧電方式等を用いることができ、方式によってはタッチセンサ16を荷重検出部15として機能させてもよい。
The
タッチセンサ16は、荷重検出部15と同様に感圧抵抗方式、静電容量方式、電磁誘導方式、圧電方式等を用いることができ、指2の操作面に対する接触操作に伴い操作信号を出力する。
The
制御部17は、例えば、車載機器の作動を制御するためのECU(Engine Cntrol Unit)であり、後述するように荷重検出部15の検出する荷重が予め定めた値より小さい場合は駆動部11に振動するよう駆動信号を出力し、荷重検出部15の検出する荷重が予め定めた値以上である場合は駆動部11に弾性部12が座屈する力を付与するよう駆動信号を出力する。
The
言い換えれば、荷重検出部15の検出する荷重が予め定めた値より小さい場合、制御部17は、指2によってタッチセンサ16に対してドラッグ、フリック、ピンチ、スワイプ等のなぞり操作が行われていると判断し、振動により指2に触感を提示する。また、このとき、制御部17は、なぞり操作に対応した操作信号によって空調装置の温度の上下、風量の増減等を制御する。
In other words, when the load detected by the
また、荷重検出部15の検出する荷重が予め定めた値以上である場合、制御部17は、タッチセンサ16に対して指2によってタップ、ダブルタップ、ロングタップ等の押し下げ操作が行われていると判断し、指2にクリック感を提示する。また、このとき、制御部17は、押し下げ操作に対応した操作信号によって空調装置のON/OFFの切り替え、暖房/冷房の切り替え等を制御する。なお、クリック感の提示方法は動作において詳しく説明する。
When the load detected by the
なお、入力装置1は、空調装置の制御画面等を表示する表示手段であるディスプレイをさらに設けてもよく、ディスプレイをタッチセンサ16と一体にしたタッチパネルを採用する場合にはタッチセンサ16にディスプレイの表示を妨げないように透明又は半透明の素材を用いる。
The
また、表示画面中の指示位置と、タッチセンサ16上の接触点の座標とは相対的に対応した相対座標系であってもよいし、一対一で対応した絶対座標系であってもよい。
Further, the indicated position on the display screen and the coordinates of the contact point on the
なお、タッチセンサ16は、その表示/操作面の外形が矩形のものを用いてもよいし、曲線や直線により任意の外形を選択してもよく、表示/操作面を複数に分割したものを用いてもよい。
The
図2(a)及び(b)は、駆動部の構成及び動作を説明するための断面図である。 2A and 2B are cross-sectional views for explaining the configuration and operation of the drive unit.
図2(a)に示すように、駆動部11は、筐体110と、鉄やパーマロイ等の軟磁性体材料で形成されコイル112を囲むように中空の円柱状に形成されて中心軸部分に孔を有するヨーク111と、通電することで磁場を発生するコイル112と、コイル112の中心部分に配置されるプランジャー113と、一端がプランジャー113に他端がヨーク111に取り付けられて互いに遠ざける方向に力が働くバネ114と、アルミ等の非磁性体材料で形成され一端がプランジャー113の上部に他端が弾性部12の下部に接続されるロッド115とを有する。
As shown in FIG. 2 (a), the
コイル112は、制御部17の駆動信号により通電が制御される。コイル112が通電されていない状態で、プランジャー113は、図2(a)に示すように、下端がヨーク111に接し、バネ114が自然長となる。
Energization of the
また、コイル112が通電された状態で、コイル112が発生させる磁界を閉磁路とするようにプランジャー113がヨーク111のストッパ111aに吸引されるようにバネの114の反力を超えて上昇する。
Further, in a state where the
駆動部11は、制御部17の駆動信号により通電する電流が制御されて、プランジャー113からロッド115を介して弾性部12に振動または力を伝達する。
In the
(実施の形態の動作)
以下に、入力装置1の動作を図1−図3を参照しつつ、(1)なぞり操作時の振動提示動作、(2)押し下げ操作時のクリック感付与動作に分けて説明する。図3(a)−(c)は、入力装置1の動作を説明するための断面図である。また、図4は、駆動部11から指2に加えられる力と駆動部11のストロークの関係を示すグラフ図である。
(Operation of the embodiment)
Hereinafter, the operation of the
(1)なぞり操作時の振動提示動作
まず、制御部17は、タッチセンサ16から操作信号を受信した場合、荷重検出部15から荷重信号を受信し、指2の荷重fを参照する。
(1) Vibration presenting operation at the time of stroking operation First, when receiving an operation signal from the
図3(a)に示すように、荷重検出部15の検出する荷重fが予め定めた値fa(弾性部12が座屈する力FAより小さい力)より小さい場合、つまり、指2が力faより小さい力fでタッチセンサ16を操作している場合、制御部17は、指2が力fでタッチセンサ16に接触しながらd方向(xy平面の任意の方向)になぞり操作をしていると判断し、駆動部11に振動するよう駆動信号を出力する。
As shown in FIG. 3A, when the load f detected by the
ここで、駆動部11が振動を伝達するために加える力F(の最大値)は、少なくともFAより小さいものとする。
Here, it is assumed that the force F (the maximum value) applied by the
(2)押し下げ操作時のクリック感付与動作
また、図3(b)に示すように、荷重検出部15の検出する荷重fが予め定めた値fa以上である場合、つまり、指2が力fa以上の力fでタッチセンサ16を操作している場合、制御部17は、指2が押し下げ操作をしていると判断し、駆動部11に力FAより大きい力FCを弾性部12に加えるよう駆動信号を出力する。
(2) Click feeling imparting operation at the time of pushing down As shown in FIG. 3B, when the load f detected by the
駆動部11から弾性部12、ジョイント部14a、基板14、荷重検出部15及びタッチセンサ16を介して指2に力Fを加えるため、駆動部11のロッド115が変位すると、まず、変位がストロークSAの点において弾性部12に加わる力がFAを超えるため、弾性部12が座屈する。このため、駆動部11のロッド115のストロークが増加しても、弾性部12の座屈により指2に加えられる力は一旦減少する。
In order to apply force F to the finger 2 from the
さらに駆動部11のロッド115のストロークが増加すると力FBを最小値としてストロークSBにおいて座屈の影響が解消され、指に加えられる力は再度増加する。
Further effects of buckling in the stroke S B is eliminated if the stroke of the
そして、駆動部11のロッド115のストロークがSCまで増加すると指に加えられる力はFCとなる。
Then, the stroke of the
従って、指2に加えられる力は、一旦力FAまで増加した後に、急激にFBまで減少し、再度FCまで増加するため、指2にクリック感を与えることができる。なお、力が0からFCに達するまでに要する時間は、一例として、1msec−30msecであるが、設計により変更可能である。 Accordingly, the force applied to the finger 2 once increases to the force F A , then decreases rapidly to F B , and increases again to F C, so that a click feeling can be given to the finger 2. Incidentally, the time required from force reach its F C, as an example, is a 1 msec-30 msec, it can be changed by the design.
なお、駆動部11のロッド115のストロークがSCまで増加した後、指2が力fを弱めるのに合わせて、ストロークを0に戻す場合はヒステレシスにより点A及び点Bともに荷重が小さな方向へとシフトするが、類似したカーブにより指2にクリック感を提示することができる。
Incidentally, after the stroke of the
(実施の形態の効果)
上記した実施の形態によると、駆動部11により弾性部12を押し上げて弾性部12を屈曲させることで指2にクリック感を提示するようにしたため、例えば、意匠の都合でタッチセンサ16と筐体10の間に見切りを設ける必要があり、押し下げ幅に制限がある場合であっても、押し下げ操作時にクリック感を提示することができる。なお、押し下げ幅に制限がない場合であっても、駆動部11のストローク量を調整することで同様の効果を奏することができる。
(Effect of embodiment)
According to the above-described embodiment, the
また、指2の荷重fが予め定めた値より小さい場合は駆動部11から振動を与えるようにしたため、なぞり操作時には触感を提示することができる。なお、触感の提示は指2のタッチセンサ16上の位置に基づいて提示を切り替えるものであってもよい。
In addition, when the load f of the finger 2 is smaller than a predetermined value, vibration is applied from the
[変形例]
以上より、本発明における入力装置1の代表的な構成例を上記各実施の形態及び図示例を挙げて説明したが、次に示すような変形も可能である。
(1)上記入力装置1は、車載装置に限らず、各種の電子・電気機器の入力装置に適用することができる。
(2)上記入力装置1は、例えば使用目的などに応じて配置個数、配置位置や配置形態などを適宜に選択することができる。
[Modification]
As described above, the typical configuration example of the
(1) The
(2) The
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調整しない範囲内で種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from or adjusting the technical idea of the present invention.
1 入力装置
2 指
10 筐体
11 駆動部
12 弾性部
13 弾性連結部
14 基板
14a ジョイント部
15 荷重検出部
16 タッチセンサ
17 制御部
110 筐体
111 ヨーク
111a ストッパ
112 コイル
113 プランジャー
114 バネ
115 ロッド
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記タッチセンサの前記操作面に対する荷重を検出する荷重検出部と、
前記タッチセンサを前記操作面の裏面から支持する弾性部と、
前記弾性部に前記荷重と反対の方向に力を加える駆動部と、
前記荷重検出部の検出する荷重が第1の値より大きい場合、前記弾性部が座屈する第2の力以上の力を付与するよう、前記駆動部を制御する制御部とを有する入力装置。 A touch sensor that outputs an operation signal based on a contact position on the operation surface;
A load detector that detects a load on the operation surface of the touch sensor;
An elastic portion for supporting the touch sensor from the back surface of the operation surface;
A drive unit that applies a force to the elastic unit in a direction opposite to the load;
An input device comprising: a control unit that controls the drive unit so as to apply a force equal to or greater than a second force at which the elastic unit buckles when a load detected by the load detection unit is greater than a first value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015027197A JP2016151777A (en) | 2015-02-16 | 2015-02-16 | Input device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015027197A JP2016151777A (en) | 2015-02-16 | 2015-02-16 | Input device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016151777A true JP2016151777A (en) | 2016-08-22 |
Family
ID=56696504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015027197A Pending JP2016151777A (en) | 2015-02-16 | 2015-02-16 | Input device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016151777A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018041241A (en) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド | Input device and electronic apparatus |
CN110998500A (en) * | 2017-08-08 | 2020-04-10 | 株式会社东海理化电机制作所 | Operation detection device |
DE112019005973T5 (en) | 2018-11-30 | 2021-08-19 | Alps Alpine Co., Ltd. | Input device |
-
2015
- 2015-02-16 JP JP2015027197A patent/JP2016151777A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018041241A (en) * | 2016-09-07 | 2018-03-15 | レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド | Input device and electronic apparatus |
CN110998500A (en) * | 2017-08-08 | 2020-04-10 | 株式会社东海理化电机制作所 | Operation detection device |
DE112019005973T5 (en) | 2018-11-30 | 2021-08-19 | Alps Alpine Co., Ltd. | Input device |
US11379052B2 (en) | 2018-11-30 | 2022-07-05 | Alps Alpine Co., Ltd. | Input device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8854331B2 (en) | Method and apparatus for providing haptic feedback utilizing multi-actuated waveform phasing | |
EP2980982B1 (en) | Apparatus for enabling heavy floating touch screen haptics assemblies | |
KR102190355B1 (en) | Haptic feedback devices | |
US8803802B2 (en) | Input device providing tactile feeling according to user operation | |
JP6629307B2 (en) | Apparatus and method for controlling an automobile | |
CN112204499B (en) | Push button actuator, push button actuator feedback system including the same, and control method thereof | |
US10152132B2 (en) | Method and apparatus for enabling heavy floating touchscreen haptics assembles and passive braking system | |
JP2017508191A (en) | Control device and control method for motor vehicle | |
CN108351703B (en) | Actuator for a touch interface module, touch interface module and method for generating haptic feedback | |
KR101524906B1 (en) | Apparatus for generating tactile sensation, dielectricpolymer high-perpormance driver, actuator, interfacing apparatus, apparatus for providing tactile feedback using the same | |
JP2018036959A (en) | Control device, input device, input system, display device, and control method | |
WO2019220838A1 (en) | Input device | |
JP2017538230A (en) | Apparatus and method for vehicle control | |
JP2016151777A (en) | Input device | |
JP2019021172A (en) | Input device | |
WO2014061206A1 (en) | Force feedback device and user interface system | |
US10261587B2 (en) | Device and method for haptic touch feedback in a vehicle | |
CN106415452B (en) | Control device and control method for motor vehicle | |
WO2019225151A1 (en) | Electronic device | |
WO2017081868A1 (en) | Tactile sensation presentation device and electronic device | |
WO2015075873A1 (en) | Operation input device | |
JP2019012351A (en) | Input device | |
EP3299939B1 (en) | Input apparatus with touch sensitive input device | |
JP6334024B2 (en) | Tactile presentation device | |
WO2015129287A1 (en) | Input device |