入力装置
【課題】ユーザに適切な操作感を与えながら消費電力を削減することができる入力装置を提供する。
【解決手段】入力装置１は、ユーザによる操作によって移動可能な操作ノブ１１と、操作ノブ１１を移動可能に支持する本体部１０と、本体部１０に対する操作ノブ１１の位置を検出するエンコーダ１４１ｂ，１４２ｂと、供給される電力に応じて操作ノブ１１に反力を付与することが可能な支持駆動機構１０１と、操作ノブ１１へのユーザの手部の接触及び離間を検知する接触センサ１１０と、操作ノブ１１の位置に基づいて支持駆動機構１０１を制御して反力を発生させ、接触センサ１１０がユーザの手部の離間を検知したとき支持駆動機構１０１の電力の供給を遮断し、接触センサ１１０がユーザの手部の接触を検知したとき支持駆動機構１０１への電力の供給を再開する制御部２０とを備える。
【解決手段】入力装置１は、ユーザによる操作によって移動可能な操作ノブ１１と、操作ノブ１１を移動可能に支持する本体部１０と、本体部１０に対する操作ノブ１１の位置を検出するエンコーダ１４１ｂ，１４２ｂと、供給される電力に応じて操作ノブ１１に反力を付与することが可能な支持駆動機構１０１と、操作ノブ１１へのユーザの手部の接触及び離間を検知する接触センサ１１０と、操作ノブ１１の位置に基づいて支持駆動機構１０１を制御して反力を発生させ、接触センサ１１０がユーザの手部の離間を検知したとき支持駆動機構１０１の電力の供給を遮断し、接触センサ１１０がユーザの手部の接触を検知したとき支持駆動機構１０１への電力の供給を再開する制御部２０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置に関し、特にユーザの操作に対して反力を付与することが可能なアクチュエータを備えた入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザ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、力覚付与型の入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載された入力装置は、ユーザが操作する操作部と、操作部に反力を付与するアクチュエータと、操作部の操作状態を検出する位置センサの位置信号から算出した操作部の現在位置及び現在速度に応じてアクチュエータによる反力を制御する制御部とを備えている。アクチュエータは、モータ等の電動装置からなり、制御部の駆動信号に応じて動作するドライバ回路により駆動電力が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５２７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この種の従来の入力装置では、ユーザが操作部の操作を開始した当初から適切な反力を付与するためには、ユーザが操作部を操作していない状態でもアクチュエータに電力を供給しておく必要がある。仮に、ユーザが操作部の操作を開始し、位置信号の変化が表れてからアクチュエータに電力を供給した場合には、ユーザの操作開始当初は反力がなく、その後反力が発生することとなるので、適切な操作感を得ることができない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ユーザに適切な操作感を与えながら消費電力を削減することができる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】
［１］本体部と、前記本体部に対して移動可能な操作部と、前記本体部に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部と、供給される電力に応じて前記操作部に反力を付与することが可能なアクチュエータと、前記操作部への検知対象物の接近又は接触、及び前記操作部からの前記検知対象物の離間を検知する検知部と、前記位置検出部が検出した前記操作部の位置に基づいて前記アクチュエータにより前記操作部に反力を発生させ、前記検知部が前記検知対象物の離間を検知したとき前記アクチュエータへの電力の供給を遮断し、前記検知部が前記検知対象物の接近又は接触を検知したとき前記アクチュエータへの電力の供給を再開する制御部とを備えた入力装置。
【０００８】
［２］前記操作部は、前記検知対象物の接近又は接触を検知するセンサを前記ユーザによる操作の際に前記ユーザが接触し得る部位に有し、前記検出部は、前記センサの出力信号によって前記検知対象物の接近又は接触、及び離間を検知する、前記［１］に記載の入力装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ユーザに適切な操作感を与えながら消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による入力装置が搭載された車両の車室内を示す概略図である。
【図２】図２は、入力装置の機械的な構成の概要を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、制御ユニットの機能構成を示す機能ブロック図である。（ｂ）は、駆動回路に含まれるスイッチング回路の構成例を示す回路図である。
【図４】図４は、入力装置の動作順序の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、入力装置の動作時における各部の動作の一例を示す概略図であり、（ａ）は接触センサの信号波形、（ｂ）はＸ軸モータのモータ電流の電流波形、（ｃ）は操作ノブの移動速度の時間的な変化をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係る入力装置１が搭載された車両の車室内を示す。車室内には、ユーザの一例としての運転者が着座する運転席９０の左方にセンターコンソール９１が配置され、センターコンソール９１の前方にインスツルメントパネル９２が配置されている。
【００１２】
インスツルメントパネル９２には、運転席９０に着座した運転者から視認可能な位置に、表示装置３が嵌め込まれている。また、センターコンソール９１には、運転者が手部（右ハンドルの場合には左手）によって操作可能な位置に入力装置１が配置されている。
【００１３】
入力装置１は、センターコンソール９１に固定された本体部１０と、本体部１０に対して移動可能に支持された操作部としての操作ノブ１１と、本体部１０に設けられたスイッチ１２と、操作ノブ１１の周辺部を覆うカバー１０２とを有している。操作ノブ１１は、運転者による操作によって本体部１０に対して水平方向に移動可能である。また、入力装置１は、操作ノブ１１の本体部１０に対する位置の情報を表示装置３に送信するように構成されている。
【００１４】
表示装置３は、液晶ディスプレイ等の表示部３ａに例えば空調装置の温度設定やカーナビゲーションシステムの操作等を行うためのメニュー画面を表示し、このメニュー画面に重ねて、操作ノブ１１の移動に伴って表示位置が変化するポインタを表示する。表示装置３は、メニュー画面の複数のメニュー項目のうち、スイッチ１２が操作された時にポインタにより指示されているメニュー項目が選択されたものとして、そのメニュー項目に応じた処理を行うように構成されている。
【００１５】
図２は、入力装置１の機械的な構成の概要を示す斜視図である。入力装置１は、本体部１０に固定されたベース１００に設けられた支持駆動機構１０１を有している。支持駆動機構１０１は、操作ノブ１１を本体部１０に対して移動可能及び駆動可能に支持している。
【００１６】
操作ノブ１１の上部の端面には、その全体に検知対象物としての運転者の手部の接触、及び運転者の手部の離間を検知する検知部の一例としての接触センサ１１０が設けられている。この接触センサ１１０としては、例えば静電容量式のものや抵抗膜式のものを用いることができる。接触センサ１１０が出力する信号は、運転者の手部が接触しているか否かによって状態が変化する。なお、接触センサ１１０の出力信号の状態の変化は、運転手の手部が接近したときに生じてもよい。
【００１７】
操作ノブ１１の下部には、円柱状のノブシャフト１１１の一端部が取り付けられている。ノブシャフト１１１の他端部は、本体部１０に固定された球面軸受１０３に支持されている。この構成により、操作ノブ１１はノブシャフト１１１の他端部を支点として揺動することができる。ノブシャフト１１１の一端部は、ベース１００を覆うように設けられたカバー１０２（図１参照）に形成された開口部から外方に突出している。
【００１８】
ベース１００には、互いに直交するように配置されたＸキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２がベース１００に対して移動可能に支持されている。
【００１９】
Ｘキャリッジ１２１は、その長手方向の両端部が一対のＸ軸スライドガイド１３１，１３１に支持され、図２に示すｘ軸方向にスライド可能である。また、Ｘキャリッジ１２１は、図２に示すｙ軸方向に延びるように形成された長孔１２１ａを有し、長孔１２１ａをノブシャフト１１１が貫通している。
【００２０】
Ｘキャリッジ１２１の一端部には、Ｘ軸スライドガイド１３１にスライド可能に支持された部位にギヤ部１２１ｂが形成されている。ギヤ部１２１ｂは、ベース１００に固定されたＸ軸モータ１４１の回転軸に設けられたピニオンギヤ１４１ａと噛み合わされている。
【００２１】
Ｘ軸モータ１４１は、その回転軸の回転に応じてパルス信号を出力する位置検出部の一例としてのエンコーダ１４１ｂを有している。エンコーダ１４１ｂは、回転軸が所定の角度（例えば１°）回転する毎にパルス信号を出力する。
【００２２】
Ｙキャリッジ１２２は、その長手方向の両端部が一対のＹ軸スライドガイド１３２，１３２に支持され、Ｘキャリッジ１２１の上側でｙ軸方向にスライド可能である。また、Ｙキャリッジ１２２は、ｘ軸方向に延びるように形成された長孔１２２ａを有し、長孔１２２ａをノブシャフト１１１が貫通している。
【００２３】
Ｙキャリッジ１２２の一端部には、Ｙ軸スライドガイド１３２にスライド可能に支持された部位にギヤ部１２２ｂが形成されている。ギヤ部１２２ｂは、ベース１００に固定されたＹ軸モータ１４２の回転軸に設けられたピニオンギヤ１４２ａと噛み合わされている。
【００２４】
Ｙ軸モータ１４２は、Ｘ軸モータ１４１と同様に、所定の角度回転するごとにパルス信号を出力する位置検出部の一例としてのエンコーダ１４２ｂを有している。Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２は、操作ノブ１１に反力を付与するアクチュエータの一例である。Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２は、例えばＤＣモータにより構成される。
【００２５】
Ｘ軸モータ１４１の回転トルクによりＸキャリッジ１２１がｘ軸方向に移動すると、長孔１２１ａの内面がノブシャフト１１１の外周面に押し当てられる。また、Ｙ軸モータ１４２の回転トルクによりＹキャリッジ１２２がｙ軸方向に移動すると、長孔１２２ａの内面がノブシャフト１１１の外周面に押し当てられる。この構成により、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２によって、それらの回転トルクに応じた方向及び大きさの反力をノブシャフト１１１を介して操作ノブ１１に付与することが可能となっている。
【００２６】
また、運転者が操作ノブ１１を移動させると、その移動量に応じてノブシャフト１１１がＸキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させ、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２が回転する。Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２の回転に伴ってエンコーダ１４１ｂ及びエンコーダ１４２ｂからパルス信号が出力されるので、このパルス信号に基づいて操作ノブ１１の位置の検出が可能である。
【００２７】
ノブシャフト１１１、Ｘキャリッジ１２１、Ｙキャリッジ１２２、Ｘ軸スライドガイド１３１，１３１、Ｙ軸スライドガイド１３２，１３２、Ｘ軸モータ１４１、及びＹ軸モータ１４２は、支持駆動機構１０１を構成する。
【００２８】
図３（ａ）は、入力装置１の制御ユニット２の機能構成を示す機能ブロック図である。制御ユニット２は、入力装置１の本体部１０の内部に配置され、入力装置１の各部を制御する。
【００２９】
制御ユニット２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなる制御部２０と、制御部２０の制御プログラム２１０等を記憶する記憶素子からなる記憶部２１と、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２に電力を供給する駆動回路２２と、スイッチ１２の信号を入力するスイッチ入力回路２３と、接触センサ１１０からの信号を受信するインタフェース回路２４と、表示装置３との通信を行う通信部２５とを有して構成されている。
【００３０】
制御部２０は、記憶部２１に記憶された制御プログラム２１０に基づいて動作することにより、スイッチ状態検出手段２０１、位置検出手段２０２、接触状態検出手段２０３、モータ駆動制御手段２０４として機能する。
【００３１】
スイッチ状態検出手段２０１は、スイッチ入力回路２３からスイッチ１２が開（オフ）状態か閉（オン）状態かを示す信号を受信し、スイッチ１２のオンオフ状態を通信部２５を介して表示装置３に送信する。
【００３２】
位置検出手段２０２は、Ｘ軸モータ１４１のエンコーダ１４１ｂ、及びＹ軸モータ１４２のエンコーダ１４２ｂからのパルス信号をそれぞれカウントし、操作ノブ１１のｘ軸方向の位置及びｙ軸方向の位置を検出する。また、位置検出手段２０２は、検出した操作ノブ１１の位置の情報を通信部２５を介して表示装置３へ送信する。
【００３３】
接触状態検出手段２０３は、インタフェース回路２４から接触センサ１１０の出力信号の状態を示す情報を取得する。この情報は、接触センサ１１０に運転者の手部が接触している接触状態か、接触していない非接触状態かを表す。
【００３４】
モータ駆動制御手段２０４は、接触状態検出手段２０３が取得した情報が接触状態を示す場合には、位置検出手段２０２が検出した操作ノブ１１のｘ軸方向の位置及びｙ軸方向の位置の情報に基づいて操作ノブ１１の移動方向を演算し、その移動方向の反対方向に操作ノブ１１を押し付ける力（反力）を発生させるように駆動回路２２を制御する。
【００３５】
また、モータ駆動制御手段２０４は、接触状態検出手段２０３がインタフェース回路２４から取得した情報が接触状態から非接触状態に変化したとき、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力の供給を遮断する信号を駆動回路２２に出力し、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力の供給を遮断させる。
【００３６】
また、モータ駆動制御手段２０４は、接触状態検出手段２０３がインタフェース回路２４から取得した情報が接触状態から非接触状態に変化し、その後さらに接触状態に変化したとき、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力の供給を再開する信号を駆動回路２２に出力し、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力の供給を再開させる。
【００３７】
図３（ｂ）は、駆動回路２２に含まれるスイッチング回路の構成例を示す回路図である。駆動回路２２は、Ｘ軸モータ１４１を駆動するためのスイッチング回路とＹ軸モータ１４２を駆動するためのスイッチング回路とを有しているが、両スイッチング回路は同様の構成であるので、例としてＸ軸モータ１４１を駆動するためのスイッチング回路について説明する。
【００３８】
Ｘ軸モータ１４１を駆動するためのスイッチング回路は、スイッチング素子としての第１〜第４のＦＥＴ（Field effect transistor）２２１〜２２４、及び第１〜第４のＦＥＴ２２１〜２２４のそれぞれに対応して設けられたフライホイールダイオード２２１ａ〜２２４ａを有している。第１〜第４のＦＥＴ２２１〜２２４は、モータ駆動制御手段２０４が出力する信号に応じてオン又はオフする。
【００３９】
第１のＦＥＴ２２１と第２のＦＥＴ２２２は電源（例えば１２Ｖ）とグランド（０Ｖ）との間に直列に接続され、第１のＦＥＴ２２１と第２のＦＥＴ２２２との接続点がＸ軸モータ１４１に接続される第１の出力端子２２ａに接続されている。また、第３のＦＥＴ２２３と第４のＦＥＴ２２４が電源とグランドとの間に直列に接続され、これらの接続点がＸ軸モータ１４１に接続される第２の出力端子２２ｂに接続されている。
【００４０】
第１のＦＥＴ２２１と第４のＦＥＴ２２４をオンにし、第２のＦＥＴ２２２と第３のＦＥＴ２２３をオフにすると、図４に示す矢印Ａ１及びＡ２の方向にモータ電流が流れ、Ｘ軸モータ１４１が一方向に回転する。また、第３のＦＥＴ２２３と第２のＦＥＴ２２２をオンにし、第１のＦＥＴ２２１と第４のＦＥＴ２２４をオフにすると、図４に示す矢印Ｂ１及びＢ２の方向にモータ電流が流れ、Ｘ軸モータ１４１が逆方向に回転する。第１〜第４のＦＥＴ２２１〜２２４を全てオフにするとモータ電流は流れなくなる。
【００４１】
Ｘ軸モータ１４１に供給される電力はモータ電流に比例する。モータ電流の大きさは、第１のＦＥＴ２２１と第４のＦＥＴ２２４、又は第２のＦＥＴ２２２と第３のＦＥＴ２２３がオンする時間の割合に応じて調整可能である。つまり、モータ駆動制御手段２０４は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式によってＸ軸モータ１４１に供給される電力を制御する。なお、モータ駆動制御手段２０４は、Ｙ軸モータ１４２に供給される電力も同様の方式により制御する。
【００４２】
（入力装置１の動作）
次に、入力装置１の動作について図４及び図５を用いて説明する。
【００４３】
図４は、入力装置１の動作順序の一例を示すフローチャートである。制御部２０は、図４のフローチャートに示す動作フローに沿った処理を、所定の時間周期（例えば１ｍｓ）ごとに繰り返し実行する。
【００４４】
位置検出手段２０２は、Ｘ軸モータ１４１のエンコーダ１４１ｂ、及びＹ軸モータ１４２のエンコーダ１４２ｂからの出力信号の状態を読み込む（Ｓｔｅｐ１０）。
【００４５】
次に、位置検出手段２０２は、エンコーダ１４１ｂ，１４２ｂの出力信号のオンオフ状態の変化に応じてパルス信号のカウント値をカウントアップ又はカウントダウンする。なお、カウント値は入力装置１への電源投入時に行われる原位置検出動作時に初期化されている。位置検出手段２０２は、エンコーダ１４１ｂ，１４２ｂのパルス信号のカウント値に応じて操作ノブ１１の現在位置のｘ軸座標及びｙ軸座標を演算する（Ｓｔｅｐ１１）。そして、位置検出手段２０２は、これら座標値の情報を通信部２５を介して表示装置３に送信する（Ｓｔｅｐ１２）。
【００４６】
次に、接触状態検出手段２０３は、インタフェース回路２４から接触センサ１１０の出力信号の状態を示す情報を取得し、接触センサ１１０に運転者の手部が接触している接触状態か否かを判定する（Ｓｔｅｐ１３）。
【００４７】
接触状態でない場合（Ｓｔｅｐ１３：Ｎｏ）、モータ駆動制御手段２０４は、第１〜第４のＦＥＴ２２１〜２２４を全てオフする信号を駆動回路２２に出力し、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給を遮断する（Ｓｔｅｐ１８）。
【００４８】
一方、接触状態である場合（Ｓｔｅｐ１３：Ｙｅｓ）、モータ駆動制御手段２０４は、操作ノブ１１のｘ軸座標及びｙ軸座標の変化があるか否かを判定する（Ｓｔｅｐ１４）。
【００４９】
座標値の変化があった場合（Ｓｔｅｐ１４：Ｙｅｓ）、モータ駆動制御手段２０４は、前回演算した座標値からのｘ軸方向及びｙ軸方向の変化量に基づいて操作ノブ１１の移動方向を演算する（Ｓｔｅｐ１５）。そして、モータ駆動制御手段２０４は、Ｓｔｅｐ１５で演算した移動方向とは反対方向の反力をノブシャフト１１１を介して操作ノブ１１に作用させるようにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２に電力を供給するための信号を駆動回路２２に出力する（Ｓｔｅｐ１６）。
【００５０】
一方、座標値の変化がなかった場合（Ｓｔｅｐ１４：Ｎｏ）、モータ駆動制御手段２０４は、操作ノブ１１を現在の位置に保持するようにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２に電力を供給するための信号を駆動回路２２に出力する（Ｓｔｅｐ１７）。
【００５１】
図５は、入力装置１の動作時における各部の動作の一例を示す概略図であり、（ａ）は接触センサ１１０の信号波形、（ｂ）はＸ軸モータ１４１のモータ電流の電流波形、（ｃ）は操作ノブ１１の移動速度の時間的な変化をそれぞれ示す。なお、図示はしていないが、Ｙ軸モータ１４２のモータ電流の波形は、Ｘ軸モータ１４１のモータ電流の電流波形と同様である。
【００５２】
図５に示す時刻ｔ１より前の状態は、運転者が操作ノブ１１に触れ、操作ノブ１１の移動はしていない状態である。この状態では、接触センサ１１０の出力信号は運転者の手部が接触していることを示すオン状態であり、操作ノブ１１の移動速度はゼロである。また、モータ駆動制御手段２０４は、図４のスローチャートのＳｔｅｐ１７の処理により、操作ノブ１１を現在の位置に保持するようにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２に電力を供給するための信号を駆動回路２２に出力している。
【００５３】
時刻ｔ１で運転者が操作ノブ１１から手を離すと、接触センサ１１０は運転者の手部の離間を検知し、出力信号の状態がオンからオフに変化する。すると、モータ駆動制御手段２０４は、図４のスローチャートのＳｔｅｐ１２の判定の結果が否（Ｎｏ）となるので、Ｓｔｅｐ１８の処理により、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給を遮断する。
【００５４】
Ｘ軸モータ１４１のモータ電流がゼロになる時刻をｔ２とすると、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間は、接触センサ１１０の信号状態の変化の遅れ時間、制御部２０の処理の遅れ時間、駆動回路２２のスイッチングの遅れ時間、及びモータ電流の立下り時間等に相当する時間（例えば０．１秒）であるが、この時間は表示装置３の表示内容や運転者による設定等によって可変としてもよい。
【００５５】
その後、時刻ｔ３で運転者が操作ノブ１１に触れると、接触センサ１１０は運転者の手部の接触を検知し、その出力信号の状態がオフからオンに変化する。すると、モータ駆動制御手段２０４は、図４のスローチャートのＳｔｅｐ１３の判定の結果が是（Ｙｅｓ）となるので、Ｓｔｅｐ１４以降の処理を行う。時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間帯は、操作ノブ１１が移動しておらず、その移動速度がゼロの状態であるので、モータ駆動制御手段２０４は、Ｓｔｅｐ１７の処理により、操作ノブ１１を現在の位置に保持するようにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給を制御する。
【００５６】
Ｘ軸モータ１４１に供給されるモータ電流が時刻ｔ１におけるモータ電流と同等となる時刻をｔ４とすると、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間は、接触センサ１１０の信号状態の変化の遅れ時間、制御部２０の処理の遅れ時間、駆動回路２２のスイッチングの遅れ時間、及びモータ電流の立ち上がり時間等に相当する時間（例えば０．１秒）であるが、この時間は表示装置３の表示内容や運転者による設定等によって可変としてもよい。
【００５７】
また、時刻ｔ５で運転者が操作ノブ１１の移動操作を開始すると、モータ駆動制御手段２０４は、図４のスローチャートのＳｔｅｐ１４の判定の結果が是（Ｙｅｓ）となるので、Ｓｔｅｐ１５及びＳｔｅｐ１６の処理により、操作ノブ１１の移動方向に対する反力を発生させるようにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給を制御する。この際、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２のモータ電流が増大する。
【００５８】
（実施の形態の効果）
このように、本実施の形態に係る入力装置１によれば、運転者が操作ノブ１１から手を離したときにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給が遮断されるので、消費電力を削減することができる。また、運転者が操作ノブ１１に触れたときにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給が再開されるので、運転者が操作ノブ１１の移動操作を開始した当初から操作ノブ１１に反力を作用させて適切な操作感を得ることができる。
【００５９】
（他の実施の形態）
以上、本発明に好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で例えば以下に示すような種々の変形が可能である。
【００６０】
上記実施の形態では、接触センサ１１０を操作ノブ１１に設けたが、これに限らず、運転者が操作ノブ１１の操作を行う際に運転者の身体の一部が接触する部位、例えば本体部１０の上面に接触センサ１１０を設けてもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態では、検知部として運転者の身体の一部の接触を検知する接触センサ１１０を適用したが、これに限らず、例えば赤外線センサによって運転者の身体の一部の接近を検知するように検知部を構成してもよい。
【００６２】
また、上記実施の形態では、操作ノブ１１がノブシャフト１１１の他端部を支点として揺動するように構成したが、これに限らず、操作ノブ１１が本体部１０に対して水平方向の平面に沿って移動するように構成してもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態では、入力装置１及び表示装置３を車両の車室内に搭載し、運転者が表示装置３のメニュー項目を選択し得るように構成したが、入力装置１が搭載される対象物及び用途に特に制限はない。また、入力装置１のユーザは運転者に限らず、例えば助手席に着座した同乗者であってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…入力装置、２…制御ユニット、３…表示装置、３ａ…表示部、１０…本体部、１１…操作ノブ、１２…スイッチ、２０…制御部、２１…記憶部、２２…駆動回路、２２ａ…第１の出力端子、２２ｂ…第２の出力端子、２３…スイッチ入力回路、２４…インタフェース回路、２５…通信部、９０…運転席、９１…センターコンソール、９２…インスツルメントパネル、１００…ベース、１０１…支持駆動機構、１０２…カバー、１０３…球面軸受、１１０…接触センサ、１１１…ノブシャフト、１２１…Ｘキャリッジ、１２２…Ｙキャリッジ、１２１ａ，１２２ａ…長孔、１２１ｂ，１２２ｂ…ギヤ部、１３１…Ｘ軸スライドガイド、１３２…Ｙ軸スライドガイド、１４１…Ｘ軸モータ、１４２…Ｙ軸モータ、１４１ａ，１４２ａ…ピニオンギヤ、１４１ｂ，１４２ｂ…エンコーダ、２０１…スイッチ状態検出手段、２０２…位置検出手段、２０３…接触状態検出手段、２０４…モータ駆動制御手段、２２１〜２２４…第１〜第４のＦＥＴ、２２１ａ〜２２４ａ…フライホイールダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置に関し、特にユーザの操作に対して反力を付与することが可能なアクチュエータを備えた入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザ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、力覚付与型の入力装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載された入力装置は、ユーザが操作する操作部と、操作部に反力を付与するアクチュエータと、操作部の操作状態を検出する位置センサの位置信号から算出した操作部の現在位置及び現在速度に応じてアクチュエータによる反力を制御する制御部とを備えている。アクチュエータは、モータ等の電動装置からなり、制御部の駆動信号に応じて動作するドライバ回路により駆動電力が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５２７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この種の従来の入力装置では、ユーザが操作部の操作を開始した当初から適切な反力を付与するためには、ユーザが操作部を操作していない状態でもアクチュエータに電力を供給しておく必要がある。仮に、ユーザが操作部の操作を開始し、位置信号の変化が表れてからアクチュエータに電力を供給した場合には、ユーザの操作開始当初は反力がなく、その後反力が発生することとなるので、適切な操作感を得ることができない。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ユーザに適切な操作感を与えながら消費電力を削減することができる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】
［１］本体部と、前記本体部に対して移動可能な操作部と、前記本体部に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部と、供給される電力に応じて前記操作部に反力を付与することが可能なアクチュエータと、前記操作部への検知対象物の接近又は接触、及び前記操作部からの前記検知対象物の離間を検知する検知部と、前記位置検出部が検出した前記操作部の位置に基づいて前記アクチュエータにより前記操作部に反力を発生させ、前記検知部が前記検知対象物の離間を検知したとき前記アクチュエータへの電力の供給を遮断し、前記検知部が前記検知対象物の接近又は接触を検知したとき前記アクチュエータへの電力の供給を再開する制御部とを備えた入力装置。
【０００８】
［２］前記操作部は、前記検知対象物の接近又は接触を検知するセンサを前記ユーザによる操作の際に前記ユーザが接触し得る部位に有し、前記検出部は、前記センサの出力信号によって前記検知対象物の接近又は接触、及び離間を検知する、前記［１］に記載の入力装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ユーザに適切な操作感を与えながら消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による入力装置が搭載された車両の車室内を示す概略図である。
【図２】図２は、入力装置の機械的な構成の概要を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、制御ユニットの機能構成を示す機能ブロック図である。（ｂ）は、駆動回路に含まれるスイッチング回路の構成例を示す回路図である。
【図４】図４は、入力装置の動作順序の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、入力装置の動作時における各部の動作の一例を示す概略図であり、（ａ）は接触センサの信号波形、（ｂ）はＸ軸モータのモータ電流の電流波形、（ｃ）は操作ノブの移動速度の時間的な変化をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施の形態に係る入力装置１が搭載された車両の車室内を示す。車室内には、ユーザの一例としての運転者が着座する運転席９０の左方にセンターコンソール９１が配置され、センターコンソール９１の前方にインスツルメントパネル９２が配置されている。
【００１２】
インスツルメントパネル９２には、運転席９０に着座した運転者から視認可能な位置に、表示装置３が嵌め込まれている。また、センターコンソール９１には、運転者が手部（右ハンドルの場合には左手）によって操作可能な位置に入力装置１が配置されている。
【００１３】
入力装置１は、センターコンソール９１に固定された本体部１０と、本体部１０に対して移動可能に支持された操作部としての操作ノブ１１と、本体部１０に設けられたスイッチ１２と、操作ノブ１１の周辺部を覆うカバー１０２とを有している。操作ノブ１１は、運転者による操作によって本体部１０に対して水平方向に移動可能である。また、入力装置１は、操作ノブ１１の本体部１０に対する位置の情報を表示装置３に送信するように構成されている。
【００１４】
表示装置３は、液晶ディスプレイ等の表示部３ａに例えば空調装置の温度設定やカーナビゲーションシステムの操作等を行うためのメニュー画面を表示し、このメニュー画面に重ねて、操作ノブ１１の移動に伴って表示位置が変化するポインタを表示する。表示装置３は、メニュー画面の複数のメニュー項目のうち、スイッチ１２が操作された時にポインタにより指示されているメニュー項目が選択されたものとして、そのメニュー項目に応じた処理を行うように構成されている。
【００１５】
図２は、入力装置１の機械的な構成の概要を示す斜視図である。入力装置１は、本体部１０に固定されたベース１００に設けられた支持駆動機構１０１を有している。支持駆動機構１０１は、操作ノブ１１を本体部１０に対して移動可能及び駆動可能に支持している。
【００１６】
操作ノブ１１の上部の端面には、その全体に検知対象物としての運転者の手部の接触、及び運転者の手部の離間を検知する検知部の一例としての接触センサ１１０が設けられている。この接触センサ１１０としては、例えば静電容量式のものや抵抗膜式のものを用いることができる。接触センサ１１０が出力する信号は、運転者の手部が接触しているか否かによって状態が変化する。なお、接触センサ１１０の出力信号の状態の変化は、運転手の手部が接近したときに生じてもよい。
【００１７】
操作ノブ１１の下部には、円柱状のノブシャフト１１１の一端部が取り付けられている。ノブシャフト１１１の他端部は、本体部１０に固定された球面軸受１０３に支持されている。この構成により、操作ノブ１１はノブシャフト１１１の他端部を支点として揺動することができる。ノブシャフト１１１の一端部は、ベース１００を覆うように設けられたカバー１０２（図１参照）に形成された開口部から外方に突出している。
【００１８】
ベース１００には、互いに直交するように配置されたＸキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２がベース１００に対して移動可能に支持されている。
【００１９】
Ｘキャリッジ１２１は、その長手方向の両端部が一対のＸ軸スライドガイド１３１，１３１に支持され、図２に示すｘ軸方向にスライド可能である。また、Ｘキャリッジ１２１は、図２に示すｙ軸方向に延びるように形成された長孔１２１ａを有し、長孔１２１ａをノブシャフト１１１が貫通している。
【００２０】
Ｘキャリッジ１２１の一端部には、Ｘ軸スライドガイド１３１にスライド可能に支持された部位にギヤ部１２１ｂが形成されている。ギヤ部１２１ｂは、ベース１００に固定されたＸ軸モータ１４１の回転軸に設けられたピニオンギヤ１４１ａと噛み合わされている。
【００２１】
Ｘ軸モータ１４１は、その回転軸の回転に応じてパルス信号を出力する位置検出部の一例としてのエンコーダ１４１ｂを有している。エンコーダ１４１ｂは、回転軸が所定の角度（例えば１°）回転する毎にパルス信号を出力する。
【００２２】
Ｙキャリッジ１２２は、その長手方向の両端部が一対のＹ軸スライドガイド１３２，１３２に支持され、Ｘキャリッジ１２１の上側でｙ軸方向にスライド可能である。また、Ｙキャリッジ１２２は、ｘ軸方向に延びるように形成された長孔１２２ａを有し、長孔１２２ａをノブシャフト１１１が貫通している。
【００２３】
Ｙキャリッジ１２２の一端部には、Ｙ軸スライドガイド１３２にスライド可能に支持された部位にギヤ部１２２ｂが形成されている。ギヤ部１２２ｂは、ベース１００に固定されたＹ軸モータ１４２の回転軸に設けられたピニオンギヤ１４２ａと噛み合わされている。
【００２４】
Ｙ軸モータ１４２は、Ｘ軸モータ１４１と同様に、所定の角度回転するごとにパルス信号を出力する位置検出部の一例としてのエンコーダ１４２ｂを有している。Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２は、操作ノブ１１に反力を付与するアクチュエータの一例である。Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２は、例えばＤＣモータにより構成される。
【００２５】
Ｘ軸モータ１４１の回転トルクによりＸキャリッジ１２１がｘ軸方向に移動すると、長孔１２１ａの内面がノブシャフト１１１の外周面に押し当てられる。また、Ｙ軸モータ１４２の回転トルクによりＹキャリッジ１２２がｙ軸方向に移動すると、長孔１２２ａの内面がノブシャフト１１１の外周面に押し当てられる。この構成により、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２によって、それらの回転トルクに応じた方向及び大きさの反力をノブシャフト１１１を介して操作ノブ１１に付与することが可能となっている。
【００２６】
また、運転者が操作ノブ１１を移動させると、その移動量に応じてノブシャフト１１１がＸキャリッジ１２１及びＹキャリッジ１２２をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させ、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２が回転する。Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２の回転に伴ってエンコーダ１４１ｂ及びエンコーダ１４２ｂからパルス信号が出力されるので、このパルス信号に基づいて操作ノブ１１の位置の検出が可能である。
【００２７】
ノブシャフト１１１、Ｘキャリッジ１２１、Ｙキャリッジ１２２、Ｘ軸スライドガイド１３１，１３１、Ｙ軸スライドガイド１３２，１３２、Ｘ軸モータ１４１、及びＹ軸モータ１４２は、支持駆動機構１０１を構成する。
【００２８】
図３（ａ）は、入力装置１の制御ユニット２の機能構成を示す機能ブロック図である。制御ユニット２は、入力装置１の本体部１０の内部に配置され、入力装置１の各部を制御する。
【００２９】
制御ユニット２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等からなる制御部２０と、制御部２０の制御プログラム２１０等を記憶する記憶素子からなる記憶部２１と、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２に電力を供給する駆動回路２２と、スイッチ１２の信号を入力するスイッチ入力回路２３と、接触センサ１１０からの信号を受信するインタフェース回路２４と、表示装置３との通信を行う通信部２５とを有して構成されている。
【００３０】
制御部２０は、記憶部２１に記憶された制御プログラム２１０に基づいて動作することにより、スイッチ状態検出手段２０１、位置検出手段２０２、接触状態検出手段２０３、モータ駆動制御手段２０４として機能する。
【００３１】
スイッチ状態検出手段２０１は、スイッチ入力回路２３からスイッチ１２が開（オフ）状態か閉（オン）状態かを示す信号を受信し、スイッチ１２のオンオフ状態を通信部２５を介して表示装置３に送信する。
【００３２】
位置検出手段２０２は、Ｘ軸モータ１４１のエンコーダ１４１ｂ、及びＹ軸モータ１４２のエンコーダ１４２ｂからのパルス信号をそれぞれカウントし、操作ノブ１１のｘ軸方向の位置及びｙ軸方向の位置を検出する。また、位置検出手段２０２は、検出した操作ノブ１１の位置の情報を通信部２５を介して表示装置３へ送信する。
【００３３】
接触状態検出手段２０３は、インタフェース回路２４から接触センサ１１０の出力信号の状態を示す情報を取得する。この情報は、接触センサ１１０に運転者の手部が接触している接触状態か、接触していない非接触状態かを表す。
【００３４】
モータ駆動制御手段２０４は、接触状態検出手段２０３が取得した情報が接触状態を示す場合には、位置検出手段２０２が検出した操作ノブ１１のｘ軸方向の位置及びｙ軸方向の位置の情報に基づいて操作ノブ１１の移動方向を演算し、その移動方向の反対方向に操作ノブ１１を押し付ける力（反力）を発生させるように駆動回路２２を制御する。
【００３５】
また、モータ駆動制御手段２０４は、接触状態検出手段２０３がインタフェース回路２４から取得した情報が接触状態から非接触状態に変化したとき、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力の供給を遮断する信号を駆動回路２２に出力し、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力の供給を遮断させる。
【００３６】
また、モータ駆動制御手段２０４は、接触状態検出手段２０３がインタフェース回路２４から取得した情報が接触状態から非接触状態に変化し、その後さらに接触状態に変化したとき、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力の供給を再開する信号を駆動回路２２に出力し、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力の供給を再開させる。
【００３７】
図３（ｂ）は、駆動回路２２に含まれるスイッチング回路の構成例を示す回路図である。駆動回路２２は、Ｘ軸モータ１４１を駆動するためのスイッチング回路とＹ軸モータ１４２を駆動するためのスイッチング回路とを有しているが、両スイッチング回路は同様の構成であるので、例としてＸ軸モータ１４１を駆動するためのスイッチング回路について説明する。
【００３８】
Ｘ軸モータ１４１を駆動するためのスイッチング回路は、スイッチング素子としての第１〜第４のＦＥＴ（Field effect transistor）２２１〜２２４、及び第１〜第４のＦＥＴ２２１〜２２４のそれぞれに対応して設けられたフライホイールダイオード２２１ａ〜２２４ａを有している。第１〜第４のＦＥＴ２２１〜２２４は、モータ駆動制御手段２０４が出力する信号に応じてオン又はオフする。
【００３９】
第１のＦＥＴ２２１と第２のＦＥＴ２２２は電源（例えば１２Ｖ）とグランド（０Ｖ）との間に直列に接続され、第１のＦＥＴ２２１と第２のＦＥＴ２２２との接続点がＸ軸モータ１４１に接続される第１の出力端子２２ａに接続されている。また、第３のＦＥＴ２２３と第４のＦＥＴ２２４が電源とグランドとの間に直列に接続され、これらの接続点がＸ軸モータ１４１に接続される第２の出力端子２２ｂに接続されている。
【００４０】
第１のＦＥＴ２２１と第４のＦＥＴ２２４をオンにし、第２のＦＥＴ２２２と第３のＦＥＴ２２３をオフにすると、図４に示す矢印Ａ１及びＡ２の方向にモータ電流が流れ、Ｘ軸モータ１４１が一方向に回転する。また、第３のＦＥＴ２２３と第２のＦＥＴ２２２をオンにし、第１のＦＥＴ２２１と第４のＦＥＴ２２４をオフにすると、図４に示す矢印Ｂ１及びＢ２の方向にモータ電流が流れ、Ｘ軸モータ１４１が逆方向に回転する。第１〜第４のＦＥＴ２２１〜２２４を全てオフにするとモータ電流は流れなくなる。
【００４１】
Ｘ軸モータ１４１に供給される電力はモータ電流に比例する。モータ電流の大きさは、第１のＦＥＴ２２１と第４のＦＥＴ２２４、又は第２のＦＥＴ２２２と第３のＦＥＴ２２３がオンする時間の割合に応じて調整可能である。つまり、モータ駆動制御手段２０４は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式によってＸ軸モータ１４１に供給される電力を制御する。なお、モータ駆動制御手段２０４は、Ｙ軸モータ１４２に供給される電力も同様の方式により制御する。
【００４２】
（入力装置１の動作）
次に、入力装置１の動作について図４及び図５を用いて説明する。
【００４３】
図４は、入力装置１の動作順序の一例を示すフローチャートである。制御部２０は、図４のフローチャートに示す動作フローに沿った処理を、所定の時間周期（例えば１ｍｓ）ごとに繰り返し実行する。
【００４４】
位置検出手段２０２は、Ｘ軸モータ１４１のエンコーダ１４１ｂ、及びＹ軸モータ１４２のエンコーダ１４２ｂからの出力信号の状態を読み込む（Ｓｔｅｐ１０）。
【００４５】
次に、位置検出手段２０２は、エンコーダ１４１ｂ，１４２ｂの出力信号のオンオフ状態の変化に応じてパルス信号のカウント値をカウントアップ又はカウントダウンする。なお、カウント値は入力装置１への電源投入時に行われる原位置検出動作時に初期化されている。位置検出手段２０２は、エンコーダ１４１ｂ，１４２ｂのパルス信号のカウント値に応じて操作ノブ１１の現在位置のｘ軸座標及びｙ軸座標を演算する（Ｓｔｅｐ１１）。そして、位置検出手段２０２は、これら座標値の情報を通信部２５を介して表示装置３に送信する（Ｓｔｅｐ１２）。
【００４６】
次に、接触状態検出手段２０３は、インタフェース回路２４から接触センサ１１０の出力信号の状態を示す情報を取得し、接触センサ１１０に運転者の手部が接触している接触状態か否かを判定する（Ｓｔｅｐ１３）。
【００４７】
接触状態でない場合（Ｓｔｅｐ１３：Ｎｏ）、モータ駆動制御手段２０４は、第１〜第４のＦＥＴ２２１〜２２４を全てオフする信号を駆動回路２２に出力し、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給を遮断する（Ｓｔｅｐ１８）。
【００４８】
一方、接触状態である場合（Ｓｔｅｐ１３：Ｙｅｓ）、モータ駆動制御手段２０４は、操作ノブ１１のｘ軸座標及びｙ軸座標の変化があるか否かを判定する（Ｓｔｅｐ１４）。
【００４９】
座標値の変化があった場合（Ｓｔｅｐ１４：Ｙｅｓ）、モータ駆動制御手段２０４は、前回演算した座標値からのｘ軸方向及びｙ軸方向の変化量に基づいて操作ノブ１１の移動方向を演算する（Ｓｔｅｐ１５）。そして、モータ駆動制御手段２０４は、Ｓｔｅｐ１５で演算した移動方向とは反対方向の反力をノブシャフト１１１を介して操作ノブ１１に作用させるようにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２に電力を供給するための信号を駆動回路２２に出力する（Ｓｔｅｐ１６）。
【００５０】
一方、座標値の変化がなかった場合（Ｓｔｅｐ１４：Ｎｏ）、モータ駆動制御手段２０４は、操作ノブ１１を現在の位置に保持するようにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２に電力を供給するための信号を駆動回路２２に出力する（Ｓｔｅｐ１７）。
【００５１】
図５は、入力装置１の動作時における各部の動作の一例を示す概略図であり、（ａ）は接触センサ１１０の信号波形、（ｂ）はＸ軸モータ１４１のモータ電流の電流波形、（ｃ）は操作ノブ１１の移動速度の時間的な変化をそれぞれ示す。なお、図示はしていないが、Ｙ軸モータ１４２のモータ電流の波形は、Ｘ軸モータ１４１のモータ電流の電流波形と同様である。
【００５２】
図５に示す時刻ｔ１より前の状態は、運転者が操作ノブ１１に触れ、操作ノブ１１の移動はしていない状態である。この状態では、接触センサ１１０の出力信号は運転者の手部が接触していることを示すオン状態であり、操作ノブ１１の移動速度はゼロである。また、モータ駆動制御手段２０４は、図４のスローチャートのＳｔｅｐ１７の処理により、操作ノブ１１を現在の位置に保持するようにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２に電力を供給するための信号を駆動回路２２に出力している。
【００５３】
時刻ｔ１で運転者が操作ノブ１１から手を離すと、接触センサ１１０は運転者の手部の離間を検知し、出力信号の状態がオンからオフに変化する。すると、モータ駆動制御手段２０４は、図４のスローチャートのＳｔｅｐ１２の判定の結果が否（Ｎｏ）となるので、Ｓｔｅｐ１８の処理により、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給を遮断する。
【００５４】
Ｘ軸モータ１４１のモータ電流がゼロになる時刻をｔ２とすると、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間は、接触センサ１１０の信号状態の変化の遅れ時間、制御部２０の処理の遅れ時間、駆動回路２２のスイッチングの遅れ時間、及びモータ電流の立下り時間等に相当する時間（例えば０．１秒）であるが、この時間は表示装置３の表示内容や運転者による設定等によって可変としてもよい。
【００５５】
その後、時刻ｔ３で運転者が操作ノブ１１に触れると、接触センサ１１０は運転者の手部の接触を検知し、その出力信号の状態がオフからオンに変化する。すると、モータ駆動制御手段２０４は、図４のスローチャートのＳｔｅｐ１３の判定の結果が是（Ｙｅｓ）となるので、Ｓｔｅｐ１４以降の処理を行う。時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間帯は、操作ノブ１１が移動しておらず、その移動速度がゼロの状態であるので、モータ駆動制御手段２０４は、Ｓｔｅｐ１７の処理により、操作ノブ１１を現在の位置に保持するようにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給を制御する。
【００５６】
Ｘ軸モータ１４１に供給されるモータ電流が時刻ｔ１におけるモータ電流と同等となる時刻をｔ４とすると、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間は、接触センサ１１０の信号状態の変化の遅れ時間、制御部２０の処理の遅れ時間、駆動回路２２のスイッチングの遅れ時間、及びモータ電流の立ち上がり時間等に相当する時間（例えば０．１秒）であるが、この時間は表示装置３の表示内容や運転者による設定等によって可変としてもよい。
【００５７】
また、時刻ｔ５で運転者が操作ノブ１１の移動操作を開始すると、モータ駆動制御手段２０４は、図４のスローチャートのＳｔｅｐ１４の判定の結果が是（Ｙｅｓ）となるので、Ｓｔｅｐ１５及びＳｔｅｐ１６の処理により、操作ノブ１１の移動方向に対する反力を発生させるようにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給を制御する。この際、Ｘ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２のモータ電流が増大する。
【００５８】
（実施の形態の効果）
このように、本実施の形態に係る入力装置１によれば、運転者が操作ノブ１１から手を離したときにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給が遮断されるので、消費電力を削減することができる。また、運転者が操作ノブ１１に触れたときにＸ軸モータ１４１及びＹ軸モータ１４２への電力供給が再開されるので、運転者が操作ノブ１１の移動操作を開始した当初から操作ノブ１１に反力を作用させて適切な操作感を得ることができる。
【００５９】
（他の実施の形態）
以上、本発明に好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で例えば以下に示すような種々の変形が可能である。
【００６０】
上記実施の形態では、接触センサ１１０を操作ノブ１１に設けたが、これに限らず、運転者が操作ノブ１１の操作を行う際に運転者の身体の一部が接触する部位、例えば本体部１０の上面に接触センサ１１０を設けてもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態では、検知部として運転者の身体の一部の接触を検知する接触センサ１１０を適用したが、これに限らず、例えば赤外線センサによって運転者の身体の一部の接近を検知するように検知部を構成してもよい。
【００６２】
また、上記実施の形態では、操作ノブ１１がノブシャフト１１１の他端部を支点として揺動するように構成したが、これに限らず、操作ノブ１１が本体部１０に対して水平方向の平面に沿って移動するように構成してもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態では、入力装置１及び表示装置３を車両の車室内に搭載し、運転者が表示装置３のメニュー項目を選択し得るように構成したが、入力装置１が搭載される対象物及び用途に特に制限はない。また、入力装置１のユーザは運転者に限らず、例えば助手席に着座した同乗者であってもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…入力装置、２…制御ユニット、３…表示装置、３ａ…表示部、１０…本体部、１１…操作ノブ、１２…スイッチ、２０…制御部、２１…記憶部、２２…駆動回路、２２ａ…第１の出力端子、２２ｂ…第２の出力端子、２３…スイッチ入力回路、２４…インタフェース回路、２５…通信部、９０…運転席、９１…センターコンソール、９２…インスツルメントパネル、１００…ベース、１０１…支持駆動機構、１０２…カバー、１０３…球面軸受、１１０…接触センサ、１１１…ノブシャフト、１２１…Ｘキャリッジ、１２２…Ｙキャリッジ、１２１ａ，１２２ａ…長孔、１２１ｂ，１２２ｂ…ギヤ部、１３１…Ｘ軸スライドガイド、１３２…Ｙ軸スライドガイド、１４１…Ｘ軸モータ、１４２…Ｙ軸モータ、１４１ａ，１４２ａ…ピニオンギヤ、１４１ｂ，１４２ｂ…エンコーダ、２０１…スイッチ状態検出手段、２０２…位置検出手段、２０３…接触状態検出手段、２０４…モータ駆動制御手段、２２１〜２２４…第１〜第４のＦＥＴ、２２１ａ〜２２４ａ…フライホイールダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、
前記本体部に対して移動可能な操作部と、
前記本体部に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部と、
供給される電力に応じて前記操作部に反力を付与することが可能なアクチュエータと、
前記操作部への検知対象物の接近又は接触、及び前記操作部からの前記検知対象物の離間を検知する検知部と、
前記位置検出部が検出した前記操作部の位置に基づいて前記アクチュエータにより前記操作部に反力を発生させ、前記検知部が前記検知対象物の離間を検知したとき前記アクチュエータへの電力の供給を遮断し、前記検知部が前記検知対象物の接近又は接触を検知したとき前記アクチュエータへの電力の供給を再開する制御部とを備えた入力装置。
【請求項２】
前記操作部は、前記検知対象物の接近又は接触を検知するセンサをユーザによる操作の際に前記ユーザが接触し得る部位に有し、
前記検出部は、前記センサの出力信号によって前記検知対象物の接近又は接触、及び離間を検知する、請求項１に記載の入力装置。
【請求項１】
本体部と、
前記本体部に対して移動可能な操作部と、
前記本体部に対する前記操作部の位置を検出する位置検出部と、
供給される電力に応じて前記操作部に反力を付与することが可能なアクチュエータと、
前記操作部への検知対象物の接近又は接触、及び前記操作部からの前記検知対象物の離間を検知する検知部と、
前記位置検出部が検出した前記操作部の位置に基づいて前記アクチュエータにより前記操作部に反力を発生させ、前記検知部が前記検知対象物の離間を検知したとき前記アクチュエータへの電力の供給を遮断し、前記検知部が前記検知対象物の接近又は接触を検知したとき前記アクチュエータへの電力の供給を再開する制御部とを備えた入力装置。
【請求項２】
前記操作部は、前記検知対象物の接近又は接触を検知するセンサをユーザによる操作の際に前記ユーザが接触し得る部位に有し、
前記検出部は、前記センサの出力信号によって前記検知対象物の接近又は接触、及び離間を検知する、請求項１に記載の入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２２１６５７（Ｐ２０１１−２２１６５７Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８８００１（Ｐ２０１０−８８００１）
【出願日】平成２２年４月６日（２０１０．４．６）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月６日（２０１０．４．６）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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