操作ユニット
【課題】一本の指による操作で電子機器に実行させる制御の種類をさらに多様化させることで電子機器の操作性を向上させることができる操作ユニットを提供すること。
【解決手段】手指による操作によって電子機器に対し、複数種類の制御を実行させる操作ユニットに、手指による押圧操作の押圧力を一端で受付ける軸体と、手指による当該手指の可動範囲内の操作により、前記軸体を中心に前記軸体の周囲を回転する回転体と、前記軸体に対する当該軸体の軸方向への押圧力を検知する第１センサと、前記軸体に対する当該軸体の軸方向以外の方向への押圧力を検知する第２センサと、前記回転体の回転状態を検知する第３センサとを設ける。
【解決手段】手指による操作によって電子機器に対し、複数種類の制御を実行させる操作ユニットに、手指による押圧操作の押圧力を一端で受付ける軸体と、手指による当該手指の可動範囲内の操作により、前記軸体を中心に前記軸体の周囲を回転する回転体と、前記軸体に対する当該軸体の軸方向への押圧力を検知する第１センサと、前記軸体に対する当該軸体の軸方向以外の方向への押圧力を検知する第２センサと、前記回転体の回転状態を検知する第３センサとを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作ユニットに関するものであり、特に、一本の指による操作で電子機器に実行させる制御の種類を多様化させることで電子機器の操作性を向上させることができる操作ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器には、複数種類の操作を受付け、受付けた操作の種類に対応した制御を電子機器に実行させる操作ユニットが知られている。たとえば、特許文献１には、一本の指による操作によって撮像装置のズーム機構に対し複数種類の制御を実行させることができる操作ユニットが記載されている。
【０００３】
具体的には、特許文献１に記載のものは、軸体の一端に設けられた操作部を軸体の軸方向へ押下することでズーム機構への通電を行わせ、操作部を押下した状態で軸体を傾動させるように操作部を操作することでズーム機構を駆動させる。
【０００４】
このように、引用文献１に記載のものは、一本の指の操作によりズーム機構への通電およびズーム機構の駆動という２種類の制御を行うことができるため、撮像装置の操作性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３６１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年、電子機器の多機能化に伴い、操作ユニットには、さらに多様な機能が要求されている。このため、特許文献１に記載のもののように一本の指による操作で２種類の制御を行うだけでは電子機器の操作性を十分に向上させることができないという問題があった。
【０００７】
たとえば、カーナビゲーション装置の動作を制御する操作ユニットの場合、地図のスクロール、地図の拡大縮小、メニュー選択等、多様な制御が要求される。しかも、カーナビゲーション装置等の車載装置は、運転者が運転中に操作する場合があるため、操作のために手指を動かす操作範囲を極力狭くすることが望まれている。
【０００８】
このことから、一本の指による操作で電子機器に実行させる制御の種類をさらに多様化させることで電子機器の操作性を向上させることができる操作ユニットをいかにして実現するかが大きな課題となっている。
【０００９】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、一本の指による操作で電子機器に実行させる制御の種類をさらに多様化させることで電子機器の操作性を向上させることができる操作ユニット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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、手指による操作によって電子機器に対し、複数種類の制御を実行させる操作ユニットであって、手指による押圧操作の押圧力を一端で受付ける軸体と、手指による当該手指の可動範囲内の操作により、前記軸体を中心にして前記軸体の周囲を回転する回転体と、前記軸体に対する当該軸体の軸方向への押圧力を検知する第１センサと、前記軸体に対する当該軸体の軸方向以外の方向への押圧力を検知する第２センサと、前記回転体の回転状態を検知する第３センサとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、操作ユニットは、手指の可動範囲で手指を動かすことで軸体を軸方向へ押圧する操作と、軸体を軸方向以外の方向へ押圧する操作と、軸体を中心に回転体を回転させる操作という３種類の操作を受付けることができるため、一本の指による操作で電子機器に実行させる制御の種類をさらに多様化させることで電子機器の操作性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明に係る操作ユニットの概要を示す図である。
【図２】図２は、本実施例に係る操作ユニットの適用例および操作部を示す図である。
【図３】図３は、本実施例に係る操作ユニットの操作による各車載装置の動作例を示す図である。
【図４】図４は、本実施例に係る操作ユニットの機械的構成を示す図である。
【図５】図５は、本実施例に係る操作ユニットの機能的構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本実施例に係る操作ユニットの動作の一例を示す図である。
【図７】図７は、本実施例に係る操作ユニットの押圧操作部および回転操作部の変形例を示す図である。
【図８】図８は、他のセンサと接続した操作ユニットを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る操作ユニットの実施例を詳細に説明する。まず、実施例の詳細な説明に先立って、本発明に係る操作ユニットの概要について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る操作ユニット１の概要を示す図である。
【００１４】
なお、同図は、本発明に係る操作ユニット１の特徴を説明するために必要な構成要素のみを模式的に示したものであり、同図における操作ユニット１の各構成要素の形状や各構成要素の配置は、本発明を限定するものではない。
【００１５】
また、以下では、本発明に係る操作ユニット１を車載装置の操作ユニットに適用した場合について説明するが、本発明に係る操作ユニット１は、任意の電子機器の操作ユニットに適用することができる。
【００１６】
同図に示す操作ユニット１は、車載装置の操作ユニットとして好適に機能するものである。特に、操作ユニット１は、車両のハンドルの所定位置に設けた場合に、運転者による誤操作を抑制しつつ、運転者がハンドルを握ったままの状態で親指Ｓ一本の操作により車載装置に対して多様な制御を実行させることが可能なものである。
【００１７】
すなわち、操作ユニット１は、同図に示すように、親指Ｓ一本で３種類の操作を可能とすることにより、運転者がハンドルから手を離さずに親指Ｓ一本の操作で車載装置に対し少なくとも３種類の制御を実行させることを可能としている。
【００１８】
さらに、操作ユニット１は、３種類の各操作の干渉を抑制することにより、細かな操作に向かない親指Ｓで運転者が操作を行った場合であっても、所望する制御以外の制御が車載装置で実行されることを抑制している。また、操作ユニット１は、運転者に対して明確な操作感を与えることにより、操作ユニット１が確実に操作されていることを運転者へ認識させ、運転者による誤操作を抑制している。
【００１９】
具体的には、同図（Ａ）に示すように、操作ユニット１は、親指Ｓによる押圧力を一端で受付ける軸体１１と、親指Ｓによる親指Ｓの可動範囲内の操作により、軸体１１を中心に軸体１１の周囲を回転する回転体１２とを備えている。なお、軸体１１は、軸方向へのみ変位可能に構成している。また、回転体１２と軸体１１とは、各動作が連動しないように別部材で構成されている。
【００２０】
また、操作ユニット１は、軸体１１に対する軸体１１の軸方向への押圧力Ｆ１を検知することで軸体１１への軸方向への操作を検知するスイッチ１３と、軸体１１に対する軸体１１の軸方向以外の方向への押圧力Ｆ２を検知することで軸体１１への軸方向以外の方向への操作を検知するベクトルセンサ１４とを備えている。また、操作ユニット１は、回転体１２の回転状態を検知する回転センサ１５を備えている。
【００２１】
このため、操作ユニット１は、スイッチ１３、ベクトルセンサ１４、回転センサ１５で検知した各操作に対応する制御信号を所定の車載装置へ出力することで、車載装置に対し３種類の制御を実行させることができる。
【００２２】
しかも、操作ユニット１における回転体１２は、運転者がハンドルを握っている際の親指Ｓの可動範囲内で軸体１１を中心に回転するため、運転者は、親指Ｓ一本による操作で軸体１１および回転体１２の双方を個別に操作することができる。
【００２３】
また、同図（Ｂ―１）、（Ｂ―２）に示すように、操作ユニット１における軸体１１は、親指Ｓにより軸体１１の軸方向への押圧力Ｆ１が加えられた場合に、押圧力の方向へ所定長だけ摺動するように構成している。
【００２４】
これにより、操作ユニット１は、軸体１１が軸方向へ押圧操作された場合に、軸体の摺動によって運転者へ明確な操作感（クリック感）を与えることができる。このため、操作ユニット１は、軸体１１の軸方向への押圧操作を正常に受付けたにもかかわらず、運転者が誤って何度も軸体１１を軸方向へ押圧操作することを抑制することができる。
【００２５】
また、操作ユニット１における回転体１２は、同図（Ｃ）に示すように、運転者がハンドルを握ったまま親指を回転体１２へ接触させた状態で親指Ｓを親指Ｓの可動範囲内で軸体１１の軸方向とは異なる方向へスライドさせることで軸体１１を回転軸として回転するように構成している。
【００２６】
このため、操作ユニット１では、運転者が回転体１２を親指Ｓで操作している間、親指Ｓは、回転体１２の回転軌道に沿って弧を描くように移動することになるので、運転者が親指Ｓで回転体１２を操作中に誤って軸体１１を操作することを抑制することができる。
【００２７】
さらに、回転体１２は、操作面における回転の中心を中心点とする所定領域に凹部を設けることができる。たとえば、同図（Ｄ）に示すように、操作ユニット１では、運転者がハンドルを握ったまま軸体１１を軸方向以外の方向へ押圧操作する際の親指Ｓの可動範囲に凹部１２ａを設けることができる。
【００２８】
かかる凹部１２ａを回転体１２の操作面に設けることで、操作ユニット１では、運転者が親指Ｓで軸体１１を軸方向以外の方向へ押圧操作した場合に、親指Ｓを誤って回転体１２に接触させて回転体１２を誤操作してしまうことを抑制することができる。
【００２９】
なお、本発明に係る操作ユニット１では、軸体１１における一端側の構成を変更することで、軸体１１が軸方向以外の方向へ押圧操作された場合の操作感を、運転者へより明確に与えるように構成することもできる。かかる軸体１１の構成については、後述の実施例において説明する。
【００３０】
このように、操作ユニット１では、親指Ｓ一本の動きで３種類の操作を個別に受付けることができる。しかも、操作ユニット１は、掌を固定した状態で親指Ｓを動かすことができる操作範囲内の操作で３種類の操作を全てを行うことができる。
【００３１】
このため、かかる操作ユニット１は、ハンドル上で運転者が握る位置に設けることにより、運転者が運転中であってもハンドルから手を離すことなく、安全に親指Ｓ一本の操作だけで車載装置に対し多様な制御を実行させることができる。
【００３２】
また、操作ユニット１では、３種類の各操作の干渉を抑制するとともに、運転者に対して明確な操作感を与えるように構成している。特に、操作ユニット１では、軸体１１が軸方向へ押圧操作された場合、軸体１１が押圧力の方向へ摺動するように構成しているため、運転者に対して明確にプッシュ感覚（クリック感）を実感させることができる。
【００３３】
このため、操作ユニット１によれば、運転者は、車両が振動しているような場合に、細かな操作に向かない親指で操作しても操作の完了を明確に実感することができる。
【００３４】
以下では、図１を用いて説明した操作ユニット１の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本実施例に係る操作ユニット１００を車載装置の操作ユニットに適用した場合について説明するが、本発明に係る操作ユニット１００は、任意の電子機器の操作ユニットに適用することができる。
【実施例】
【００３５】
図２は、本実施例に係る操作ユニット１００の適用例および操作部を示す図である。なお、同図（Ａ）には、操作ユニット１００の適用例を示し、同図（Ｂ）には、操作ユニット１００における操作部の運転者からみた平面図を示し、同図（Ｃ）には、同図（Ｂ）におけるＸ−Ｘによる操作部の断面図を示している。
【００３６】
同図（Ａ）に示すように、操作ユニット１００は、車両のハンドル２００の所定位置に配設されるものである。具体的には、操作ユニット１００は、ハンドル２００におけるスポーク２０１の端部で、運転者がハンドル２００を握ったときに親指が添えられる位置に配設されて使用される。
【００３７】
そして、操作ユニット１００は、運転者がハンドル２００を握った状態、すなわち、掌を固定した状態で親指を動かすことができる操作範囲（親指の可動範囲）内で全ての操作ができるように各操作部を配置している。
【００３８】
また、操作ユニット１００は、運転者の親指による複数種類の操作を受付け、受付けた操作に対応した制御信号を車載装置３００へ送信する。そして、車載装置３００は、操作ユニットから入力される制御信号に対応した制御を実行する。
【００３９】
ここで、操作ユニット１００の操作により動作する車載装置としては、同図（Ａ）に示すように、ナビゲーション装置３０１、エアコン装置３０２、ＡＶ（Audio Video）装置３０３等がある。なお、操作ユニット１００は、同図に示す車載装置３００以外にも、パワーウィンドウ装置、車両の照明装置、オートクルーズ装置等、車両に搭載されている任意の電子機器と接続することで、任意の車載装置を動作させることができる。
【００４０】
かかる操作ユニット１００は、同図（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、軸体１１０の一端に設けられ運転者の親指による押圧操作を受付ける押圧操作部１１１と、運転者の親指による回転操作を受付ける回転操作部１２０とを備えている。かかる軸体１１０、押圧操作部１１１、回転操作部１２０は、図１における軸体１１、軸体１１の一端に設ける操作部、回転体１２にそれぞれ相当するものである。
【００４１】
すなわち、押圧操作部１１１は、親指による軸体１１０の軸方向（以下、単に、「軸方向」という）への押圧操作と、親指による軸方向以外の方向への押圧操作とを受付ける操作部である。以下、軸方向への押圧操作を押込操作、軸方向以外への押圧操作を傾倒操作という。なお、ここでの傾倒操作とは、軸体１１０を傾倒させる操作ではなく、軸体１１０を傾倒させる方向へ押圧する操作である。
【００４２】
そして、操作ユニット１００は、押圧操作部１１１が押込操作された場合に、押込操作がなされたことを示す制御信号を車載装置３００へ出力する。また、操作ユニット１００は、押圧操作部１１１が傾倒操作された場合に、傾倒操作時の押圧力に応じた制御信号を車載装置３００へ出力する。
【００４３】
また、回転操作部１２０は、親指による回転操作を受付けた場合に、軸体１１０を回転軸として軸体１１０の周囲を回転する操作部である。なお、同図（Ｂ）、（Ｃ）における符号１２１は、回転操作部１２０の操作面に設けた滑り止めである。
【００４４】
ここで、回転操作部１２０は、同図（Ｂ）、（Ｃ）に示すように円盤状の部材により構成している。そして、回転操作部１２０の操作範囲となる円盤状の部材の直径は、成人が掌を固定した状態で親指を動かすことができる操作範囲（親指の可動範囲）となるように構成している。これにより、運転者は、ハンドル２００から手を離すことなく、安全に親指一本の操作により操作ユニット１００に対し、傾倒操作、押込操作、回転操作という３種類の操作を行うことができる。
【００４５】
また、操作ユニット１００は、操作対象となる車載装置３００を切り替えることにより、各車載装置３００に対し、少なくとも３種類以上の制御を実行させることができる。ここで、図３を用いて、操作ユニット１００の操作による各車載装置３００の動作例について説明する。
【００４６】
図３は、本実施例に係る操作ユニット１００の操作による各車載装置３００の動作例を示す図である。同図に示すように、たとえば、操作ユニット１００は、操作対象をナビゲーション装置３０１へ切り替えた場合、傾倒操作により表示中の地図のスクロール、回転操作により表示中の地図の拡大縮小、押込操作により、メニュー呼出等を行うことができる。
【００４７】
また、操作ユニット１００は、操作対象をエアコン装置３０２へ切り替えた場合、傾倒操作、回転操作、押込操作により、それぞれ運転切換、温度調整、運転種別や温度の決定等を行うことができる。また、操作ユニット１００は、操作対象をＡＶ装置３０３へ切り替えた場合、傾倒操作、回転操作、押込操作により、それぞれコンテンツの再生・早送り・巻戻し、ボリューム調整、コンテンツの決定等を行うことができる。
【００４８】
このように、操作ユニット１００は、複数種類の車載装置３００と接続し、操作対象とする車載装置３００を切り替えることで、各車載装置３００に対して多様な制御を実行させることができる。
【００４９】
次に、図４を用いて、本実施例に係る操作ユニット１００の機械的構成について説明する。図４は、本実施例に係る操作ユニット１００の機械的構成を示す図である。なお、図４には、図２（Ｂ）に示す操作ユニット１００のＸ−Ｘ線による断面図を示している。
【００５０】
また、図４（Ａ）は、操作ユニット１００全体の断面を示しており、図４（Ｂ）には、操作ユニット１００における後述のベクトルセンサ１４０部分を拡大した断面を示している。
【００５１】
図４（Ａ）に示すように、操作ユニット１００は、ハンドル２００のスポーク２０１内部に設けられた平板状のステー１０１に対しボルト（図示略）等によって取付けられる。なお、以下の説明では、ステー１０１の平板面と直交する方向で操作ユニット１００が設けられている側を上として説明する。
【００５２】
かかる操作ユニット１００は、取り付け時にステー１０１と当接するベース基板１０２と、ベース基板１０２上に立設される上下が開口された円筒形状の枠体１０３とを備えている。また、枠体１０３内部におけるベース基板１０２上の中央位置には、押圧操作部１１１が押込操作された場合にＯＮ状態となるスイッチ１３０が設けられている。
【００５３】
かかるスイッチ１３０の動作については、後述する。なお、ここでのスイッチ１３０は、図１におけるスイッチ１３に相当する。ここで、図４（Ａ）に示す符号１３１は、スイッチ１３０の位置を固定するスペーサ、符号１３２は、軸体１１０とともに上下へ摺動するスライド体である。
【００５４】
また、図４（Ａ）に示す符号１３３は、スライド体１３２を上側へ付勢するバネ、符号１３４は、スライド体１３２が下側へ摺動した場合にスライド体１３２の下端に押圧されて凹状に変形する可動接点、符号１３５は、可動接点１３４が凹状に変形した場合に可動接点１３４と接触する固定接点である。
【００５５】
また、スイッチ１３０上には、押圧操作部１１１が傾倒操作された場合に、押圧操作１１１へ加えられた押圧力および押圧力の向きを検知するベクトルセンサ１４０が設けられている。
【００５６】
かかるベクトルセンサ１４０は、図４（Ｂ）に示すように、頂面に形成された薄肉状のダイアフラム１４３と、ダイアフラム１４３の下面に貼付されたひずみゲージ１４１と、ひずみゲージ１４１を保護する保護樹脂１４５とを備えている。
【００５７】
そして、ベクトルセンサ１４０は、押圧操作部１１１が傾倒操作された場合に、押圧操作１１１へ加えられた押圧力によってダイアフラム１４３が変形し、その歪をひずみゲージ１４１が検出する。
【００５８】
なお、ベクトルセンサ１４０の動作については、後述する。なお、ここでのベクトルセンサ１４０は、図１におけるベクトルセンサ１４に相当する。ここで、図４に示す符号１４２は、ベクトルセンサ１４０の位置を固定するスペーサである。
【００５９】
また、ベクトルセンサ１４０の中央には、ベクトルセンサ１４０を上下に貫く管状の挿通孔１４４が形成されている。そして、挿通孔１４４内には、挿通孔１４４を貫くように軸体１１０が設けられている。
【００６０】
このため、ひずみゲージ１４１を保護する保護樹脂１４５は、挿通孔１４４内を摺動する軸体１１０の動作を妨げぬよう挿通孔１４４の外周よりも外側に設けられている。なお、ここでの軸体１１０は、図１における軸体１１に相当する。
【００６１】
かかる軸体１１０は、下端がスイッチ１３０のスライド体１３２上端と当接し、上端がベクトルセンサ１４０の挿通孔１４４の上端から突出した状態で挿通孔１４４へ挿入されている。なお、軸体１１０は、中段部の外周面が挿通孔１４４の内周面と当接しているが、上下方向へ摺動する場合には、ベクトルセンサ１４０に影響しないように構成されている。
【００６２】
また、軸体１１０は、挿通孔内を上下方向にのみ摺動可能に構成されている。すなわち、軸体１１０は、軸方向にのみ変位可能に構成されている。このように、軸体１１０を軸方向にのみ変位可能に構成しているのは、操作ユニット１００の小型化と、車両の振動等による誤制御の防止との両立を図るためである。
【００６３】
すなわち、軸体１１０が傾倒することを許容した場合、軸体の傾倒範囲の分だけ操作ユニット１００のサイズを拡大する必要がある。また、軸体１１０が傾倒することを許容した場合、操作ユニット１００を搭載している車両が大きく振動した場合、それに伴って軸体１１０が操作されていないにもかかわらず傾倒して車載装置３００が運転者の意図に反して動作する恐れがある。
【００６４】
このため、操作ユニット１００では、軸体１１０を軸方向にのみ変位可能に構成することで、操作ユニット１００の小型化と、車両の振動等による誤制御の防止との両立を図っている。
【００６５】
また、枠体１０３の上面には、エンコーダ基板１５３および固定接点１５２が固定設置されており、固定接点１５２の上には、可動接点１５１が軸体１１０を回転軸として回転自在に設けられている。ここで、固定接点１５２および可動接点１５１は、中央に軸体１１０が貫通する貫通孔を備えた円盤状の部材である。
【００６６】
そして、操作ユニット１００では、これらエンコーダ基板１５３、固定接点１５２、可動接点１５１により、回転操作部１２０の回転状態を検知する回転センサ１５０を構成している。かかる回転センサ１５０の動作については、後述する。なお、ここでの回転センサ１５０は、図１における回転センサ１５に相当する。
【００６７】
また、可動接点１５１上には、可動接点１５１と連動して回転する回転操作部１２０を設けてもよい。なお、同図では、回転操作部１２０の操作面に設けた滑り止め１２１は、図示を省略していが、例えば、ゴム等の滑りにくい材質の部材や操作面に溝を設けたりすることが考えられる。
【００６８】
かかる回転操作部１２０も中央に軸体１１０が貫通する貫通孔を備えた円盤状の部材である。特に、回転操作部１２０は、円盤状の部材の直径が成人の掌を固定した状態における親指の可動範囲となるように形成されている。これにより、運転者は、ハンドル２００を握ったまま親指を動かすだけで回転操作部１２０を操作することができる。そして、回転操作部１２０の貫通孔から上方に突出した軸体１１０の上端には、押圧操作部１１１が設けられている。
【００６９】
ここで、上記のように構成した操作ユニット１００におけるスイッチ１３０、ベクトルセンサ１４０、回転センサ１５０の動作および操作ユニット１００の機械的動作について説明する。
【００７０】
スイッチ１３０は、軸体１１０の摺動に連動し、所定の昇降範囲で昇降するスライド体１３２と、スライド体１３２を軸方向上側へ付勢するバネ１３３とを備えている。また、スイッチ１３０は、スライド体１３２が最下部まで降下した場合に、スライド体１３２内部の棒体により押圧されて凹状に変形するアーチ状の可動接点１３４と、可動接点１３４が凹状に変形した場合に可動接点１３４と接触する固定接点１３５とを備えている。
【００７１】
そして、スイッチ１３０は、スライド体１３２が降下して可動接点１３４と固定接点１３５とが接触した場合に、押圧操作部１１１が押込操作されたことを示す信号を後述の制御部１６０（図５参照）へ出力する。
【００７２】
また、ベクトルセンサ１４０は、前述のようにひずみゲージ１４１を備えている。かかるひずみゲージ１４１は、外部から加えられる押圧力によって歪みを生じ、生じた歪量に応じて電気抵抗値が変化する抵抗素子である。
【００７３】
すなわち、ひずみゲージ１４１は、所定の電圧を印加した状態で押圧力により歪みが生じた場合、押圧力に応じた電圧を出力する。なお、ベクトルセンサ１４０では、ひずみゲージ１４１をダイアフラム１４３の下面に設けている。
【００７４】
かかるベクトルセンサ１４０では、押圧操作部１１１が傾倒操作された場合に、押圧力により薄肉状のダイアフラム１４３が変形し、その歪をひずみゲージ１４１が検出する。そして、ひずみゲージ１４１は、押圧操作部１１１へ加えられた押圧力および押圧力の向きに応じた電圧を信号として後述の制御部１６０へ出力する。
【００７５】
また、回転センサ１５０は、回転操作部１２０が回転操作された場合に、回転操作部１２０の回転角度に応じた数のパルスを回転操作部１２０の回転角度を示す信号として後述の制御部１６０へ出力する。
【００７６】
すなわち、回転センサ１５０では、固定接点１５２の上面に軸体１１０を囲むように等間隔で複数の電極が設けられ、可動接点１５１の下面に可動接点１５１が回動することで固定接点１５２上面の電極と接触する電極が設けられている。
【００７７】
そして、固定接点１５２は、回転操作部１２０が回転操作された場合に、固定接点１５２および可動接点１５１の電極同士が接触したタイミングでパルスを出力する。かかるパルスは、エンコーダ基板１５３を介して後述の制御部１６０へ出力される。制御部１６０は、エンコーダ基板１５３から入力されるパルスに基づき回転操作部１２０の回転角度を判定する。
【００７８】
また、エンコーダ基板１５３は、固定接点１５２上面に設けられた電極のうち可動接点１５１下面に設けられた電極と接触した電極の位置から回転操作部１２０の回転方向を判定し、かかる判定結果を後述の制御部１６０へ出力する。制御部１６０は、エンコーダ基板１５３から入力される回転方向の判定結果に基づき、回転操作部１２０の回転方向を判定する。
【００７９】
このように、操作ユニット１００では、スイッチ１３０に押込操作を検知させる場合、押圧操作部１１１を軸方向へ所定長だけ押し込み、スイッチ１３０のスライド体１３２を最下部に達するまでバネ１３３による反発力に逆らって降下させる操作が必要となる。すなわち、操作ユニット１００は、押込操作時に、かかる操作を運転者に強いることによって、運転者へ明確な操作感（クリック感）を与えることができる。
【００８０】
これにより、操作ユニット１００では、操作ユニット１００が押圧操作部１１１の軸方向への押込操作を正常に受付けたにもかかわらず、運転者が誤って何度も押圧操作部１１１を軸方向へ押圧操作することを抑制することができる。
【００８１】
また、操作ユニット１００における回転体操作部１２０は、運転者がハンドル２００を握った状態で親指を回転操作部１２０へ接触させ、親指を親指の可動範囲内で軸体１１０の軸方向とは異なる方向へスライドさせることにより、軸体１１０を中心軸として回転するように構成している。
【００８２】
このため、操作ユニット１００では、運転者が回転操作部１２０を親指で操作している間、親指は、回転操作部１２０の回転軌道に沿って移動することになる。これにより、操作ユニット１００によれば、運転者が細かな操作に向かない親指で回転操作部１２０を操作中に押圧操作部１１１を誤操作することを抑制することができる。
【００８３】
また、操作ユニット１００では、スイッチ１３０を軸体１１０の下端に当接させて設けるとともに、スイッチ１３０の上部にベクトルセンサ１４０を設け、ベクトルセンサ１４０の上部に回転センサ１５０を設けている。
【００８４】
このため、操作ユニット１００では、ベクトルセンサ１４０へ軸体１１０の中段側面を当接させて設けることができる。これにより、操作ユニット１００では、傾倒操作時に力点となる押圧操作部１１１と、作用点となるベクトルセンサ１４０のダイアフラム１４３との距離を可及的に長くとることができるため、ベクトルセンサ１４０によって効率的に押圧力を検知することができる。
【００８５】
次に、図５および図６を用いて、操作ユニット１００の機能的構成および操作ユニット１００の動作の一例について説明する。図５は、本実施例に係る操作ユニット１００の機能的構成を示すブロック図であり、図６は、本実施例に係る操作ユニット１００の動作の一例を示す図である。
【００８６】
図５に示すように、操作ユニット１００は、スイッチ１３０と、ベクトルセンサ１４０と、回転センサ１５０と、制御部１６０とを備えている。そして、操作ユニット１００は、車載装置３００と接続されている。
【００８７】
なお、同図に示すスイッチ１３０、ベクトルセンサ１４０、回転センサ１５０は、図４に示したものと同一であるため、ここでは、説明を省略する。同図に示すように、制御部１６０は、スイッチ１３０、ベクトルセンサ１４０、回転センサ１５０から入力される信号に基づき、押圧操作部１１１および回転操作部１２０の操作状態を判定し、判定結果に応じた制御信号を車載装置３００へ出力する処理部である。
【００８８】
そして、制御部１６０は、歪判定部１６１と、パルスカウント部１６２と、ＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３とを備えている。歪判定部１６１は、押圧操作部１１１が傾倒操作を受付けた場合に、ベクトルセンサ１４０から入力される信号に基づき、押圧操作部１１１へ加えられた押圧力および押圧力の向きを判定する処理部である。
【００８９】
具体的には、ベクトルセンサ１４０では、押圧操作部１１１が傾倒操作された場合に、軸体１１０の外周面が挿通孔１４４の内周面を押圧することでダイアフラム１４３が変形する。
【００９０】
そして、ベクトルセンサ１４０では、ひずみゲージ１４１が変形したダイアフラム１４３の歪を検出し、検出した歪に応じた電圧、すなわち押圧力に応じた電圧を信号として歪判定部１６１へ出力する。
【００９１】
続いて、歪判定部１６１は、ベクトルセンサ１４０から取得した信号を２次元のベクトルに換算し、各ベクトルの合成ベクトルを算出することにより、押圧操作部１１１へ加えられた押圧力および押圧力の向きを判定する。
【００９２】
そして、歪判定部１６１は、判定結果に応じた制御信号を車載装置３００へ出力することにより、車載装置３００に傾倒操作に応じた処理を実行させる。たとえば、操作ユニット１００の操作対象としてナビゲーション装置３０１が選択されている場合に、図６（Ａ−１）に示すように、押圧操作部１１１が所定の押圧力で右側へ傾倒操作されたとする。
【００９３】
すると、歪判定部１６１は、図６（Ａ−２）に示すように、ナビゲーション装置３０１に表示中の地図画像を右側へスクロールさせる制御を実行させる。このとき、歪判定部１６１は、判定した押圧力の大きさに応じた速度で表示中の地図画像をスクロールさせる。
【００９４】
また、パルスカウント部１６２は、回転操作部１２０が回転操作を受付けた場合に、回転センサ１５０から入力される信号に基づき、回転操作部１２０の回転状態を判定する処理部である。
【００９５】
具体的には、回転センサ１５０は、回転操作部１２０が回転操作された場合に、回転操作部１２０の回転角度に相当する数のパルスをパルスカウント部１６２へ出力する。このとき、回転センサ１５０は、固定接点１５２上面に設けられた電極のうち可動接点１５１下面に設けられた電極と接触した電極の位置から回転操作部１２０の回転方向を判定し、かかる判定結果をパルスカウント部１６２へ出力する。
【００９６】
そして、パルスカウント部１６２は、回転センサ１５０から入力される回転操作部１２０の回転方向に関する判定結果およびパルス数に基づき、回転操作部１２０の回転方向および回転角度を判定する。
【００９７】
続いて、パルスカウント部１６２は、判定結果に応じた制御信号を車載装置３００へ出力することにより、車載装置３００に回転操作に応じた処理を実行させる。たとえば、操作ユニット１００の操作対象としてナビゲーション装置３０１が選択されている場合に、図６（Ｂ−１）に示すように、回転操作部１２０が時計回りに所定角度回転操作されたとする。
【００９８】
すると、パルスカウント部１６２は、図６（Ｂ−２）に示すように、ナビゲーション装置３０１に表示中の地図画像を回転操作部１２０の回転角度に応じた倍率で拡大させる制御を実行させる。なお、パルスカウント部１６２は、回転操作部１２０が反時計回りに回転操作されたと判定した場合、ナビゲーション装置３０１に表示中の画像を縮小させる制御を実行させる。
【００９９】
また、ＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３は、スイッチ１３０から入力される信号に基づき、押圧操作部１１１が押込操作されたか否かを判定する処理部である。
【０１００】
具体的には、スイッチ１３０では、押圧操作部１１１が押込操作された場合、軸体１１０の軸方向下側への摺動にともないスライド体１３２が下方へ摺動し、スライド体１３２の下端が可動接点１３４を押圧して可動接点１３４を凹状に変形させる。
【０１０１】
これにより、スイッチ１３０の可動接点１３４と固定接点１３５とが接触し、スイッチ１３０がＯＮ状態となる。なお、スイッチ１３０では、押圧操作部１１１に対する軸方向への押圧力が解除された場合、バネ１３３の付勢力によってスライド１３２が上方へ摺動する。これにより、スイッチ１３０は、可動接点１３４が元の形状に戻り、可動接点１３４と固定接点１３５とが離隔してＯＦＦ状態となる。
【０１０２】
そして、スイッチ１３０は、可動接点１３４と固定接点１３５とが接触した場合に、ＯＮ状態になったことを示す信号をＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３へ出力する。ＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３は、スイッチ１３０からＯＮ状態になったことを示す信号が入力された場合に、押込操作がなされたと判定する。
【０１０３】
そして、ＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３は、押込操作がなされたと判定した場合に、押込操作がなされたことを示す制御信号を車載装置３００へ出力し、車載装置３００に押込操作に対応した制御を実行させる。たとえば、操作ユニット１００の操作対象としてナビゲーション装置３０１が選択されている場合に、図６（Ｃ−１）に示すように、押圧操作部１１１が押込操作されたとする。
【０１０４】
すると、ＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３は、図６（Ｃ−２）に示すように、ナビゲーション装置３０１にメニュー画像を表示させる制御を実行させる。このように、操作ユニット１００では、操作対象として選択されている車載装置３００に対応した多様な操作を親指一本の操作により行うことができるため、車載装置３００の操作性を向上させることができる。
【０１０５】
ところで、前述のように、操作ユニット１００では、車両の振動等による誤制御の防止と、操作ユニット１００の小型化との両立を図るために、軸体１１０を軸方向にのみ変位するように構成している。
【０１０６】
かかる構成とした場合、押圧操作部１１１の構造を変更することで、押圧操作部１１１による傾倒操作の操作感をより明確に運転者へ伝えることができる。また、回転操作部１２０の形状を変更することで、運転者による操作ユニット１００の誤操作をより一層抑制することができる。
【０１０７】
ここで、図７を用いて、押圧操作部１１１および回転操作部１２０の変形例について説明する。図７は、本実施例に係る操作ユニット１００の押圧操作部１１１および回転操作部１２０の変形例を示す図である。
【０１０８】
なお、同図（Ａ―１）、（Ａ−２）には、本変形例に係る押圧操作部１１２の中心を通る垂直断面を示しており、同図（Ｂ）には、本変形例に係る回転操作部１２１の中心を通る垂直断面を示している。
【０１０９】
同図（Ａ―１）に示すように、本変形例に係る押圧操作部１１２は、軸体１１０へ取付ける側の面に凹部を形成している。そして、かかる押圧操作部１１２を軸体１１０へ取付ける場合、軸体１１０の上端と押圧操作部１１２との間に、押圧操作部１１２に形成された凹部へ嵌合可能な所定の弾性を有する弾性体１１３を介在させて取付ける。
【０１１０】
かかる構成とすることにより、同図（Ａ−２）に示すように、押圧操作部１１２が傾倒操作された場合、軸体１１０は変位しないが、弾性体１１３が傾倒操作による押圧力によって変形するため押圧操作部１１２は、押圧力の方向へ傾動する。
【０１１１】
これにより、操作ユニット１００は、軸体１１０が軸方向へのみ変位可能に構成されていても、押圧操作部１１２が傾倒操作された場合の操作感を運転者に対して明確に伝えることができる。
【０１１２】
したがって、操作ユニット１００は、押圧操作部１１２が傾倒操作を正常に受付けたにもかかわらず、運転者が誤って何度も押圧操作部１１２を傾倒操作することを抑制することができる。
【０１１３】
また、同図（Ｂ）に示すように、本変形例に係る回転操作部１２１は、操作面における回転の中心を中心点とする所定領域に凹部１２２を備えている。かかる凹部１２２を設ける場合、運転者が押圧操作部１１２を傾倒操作する際の親指の可動範囲に凹部１２２を設けることが望ましい。
【０１１４】
かかる凹部１２２を回転操作部１２１の操作面に設けることで、操作ユニット１００では、運転者が親指で押圧操作部１１２を傾倒操作した場合に、親指を誤って回転操作部１２１に接触させて回転操作部１２１を誤操作してしまうことを抑制することができる。
【０１１５】
また、凹部１２２は、運転者が押圧操作部１１２を操作する際に、親指が入る空間となり、押圧操作部１１２の操作時に操作を補助する補助溝としても機能する。さらに、かかる凹部１２２に押圧操作部１１２を内包させることで、押圧操作部１１２が回転操作部１２１から突出することを防止することができる。これにより、運転者が事故等の際に突出した押圧操作部１１２でケガすることを防止することができる。
【０１１６】
また、かかる凹部１２２を回転操作部１２１に設ける場合、回転操作部１２１の上面で凹部１２２以外の領域にのみ滑り止め１２３を設けることが望ましい。かかる構成とすることで、押圧操作部１１２の傾倒操作時に、仮に親指が回転操作部１２１の凹部１２２に触れたとしても、滑り止め１２３が形成されていないため、親指が凹部１２２上を滑りやすい。したがって、誤操作による回転操作部１２１の回転角度を最小限に抑えることができる。
【０１１７】
また、同図（Ｂ）に示すように、回転操作部１２１の操作面を、操作面の頂部（凹部１２２の外縁）から回転操作部１２１の外縁にかけて垂直断面視下り勾配となるように構成することで、回転操作時の誤操作を抑制することもできる。
【０１１８】
すなわち、かかる構成とした場合、たとえば、回転操作部１２１の回転操作中に運転者が親指を軸体１１０の軸方向へ押し付けるように押圧力をかけると、親指は、回転操作部１２１の操作面に設けた下り勾配にしたがって回転操作部１２１の外周側へ滑る。
【０１１９】
このため、たとえば、運転者が回転操作部１２１の操作中に、回転操作部１２１を軸方向へ強く押圧したとしても、親指が押圧操作部１１２側へ移動しにくいため、運転者が押圧操作部１１２を誤って操作することを抑制することができる。
【０１２０】
また、操作ユニット１００は、車両に搭載されている他のセンサと接続し、他のセンサによる車両各部の動作に関する検知結果に応じて、押圧操作部１１１および回転操作部１２０の操作状態を判定するように構成することもできる。
【０１２１】
ここで、図８を用いて、車両に搭載されている他のセンサと接続した操作ユニット１００ａについて説明する。図８は、他のセンサと接続した操作ユニット１００ａを示すブロック図である。
【０１２２】
同図に示すように、操作ユニット１００ａは、ハンドル２００の回転角度を検知するステアリングセンサ４０１、車両の加速度や振動を検知する加速度センサ４０２、車両の走行速度を検知する速度センサ４０３等のセンサと接続している。
【０１２３】
なお、同図に示す操作ユニット１００ａは、制御部１６０ａにおける歪判定部１６１ａおよびパルスカウント部１６２ａの動作のみが図５に示した操作ユニット１００と異なる。
【０１２４】
具体的には、同図に示す歪判定部１６１ａは、操作ユニット１００ａの外部に設けられている各センサから入力される信号に基づき、ベクトルセンサ１４０から入力される信号を補正することで、仮想的にベクトルセンサ１４０の感度を調整する感度調整部１６１ｂを備えている。
【０１２５】
そして、感度調整部１６１ｂは、たとえば、加速度センサ４０２から所定値を超える車両の振動を示す信号が入力された場合に、ベクトルセンサ１４０の感度を仮想的に低減する。これにより、操作ユニット１００aは、車両の振動により運転者が押圧操作部１１１を必要以上の押圧力で傾倒操作したとしても、かかる傾倒操作を車載装置３００の制御に対し、過度に反映することがない。
【０１２６】
また、パルスカウント部１６２ａは、たとえば、ステアリングセンサ４０１からハンドル２００が所定角度以上回転したことを示す信号が入力された場合に、回転センサ１５０から入力されるパルスのカウントを停止する。
【０１２７】
これにより、操作ユニット１００ａは、たとえば、運転者がハンドル２００を１周以上回転させるためにハンドル２００を持ち替える場合に、意図せずに回転操作部１２０を操作したとしても、かかる操作を無効とすることができる。
【０１２８】
また、操作ユニット１１０ａでは、速度センサ４０３から車両の速度が所定速度を超えたことを示す信号が入力された場合に、制御部１６０ａが制御を停止することもできる。このように、操作ユニット１００ａによれば、高速走行中における操作ユニット１１０ａの操作を禁止することで、安全性を向上させることもできる。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 操作ユニット
１１ 軸体
１２ 回転体
１３ スイッチ
１４ ベクトルセンサ
１５ 回転センサ
１００ 操作ユニット
１１１ 押圧操作部
１１０ 軸体
１２０ 回転操作部
１３０ スイッチ
１４０ ベクトルセンサ
１５０ 回転センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作ユニットに関するものであり、特に、一本の指による操作で電子機器に実行させる制御の種類を多様化させることで電子機器の操作性を向上させることができる操作ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器には、複数種類の操作を受付け、受付けた操作の種類に対応した制御を電子機器に実行させる操作ユニットが知られている。たとえば、特許文献１には、一本の指による操作によって撮像装置のズーム機構に対し複数種類の制御を実行させることができる操作ユニットが記載されている。
【０００３】
具体的には、特許文献１に記載のものは、軸体の一端に設けられた操作部を軸体の軸方向へ押下することでズーム機構への通電を行わせ、操作部を押下した状態で軸体を傾動させるように操作部を操作することでズーム機構を駆動させる。
【０００４】
このように、引用文献１に記載のものは、一本の指の操作によりズーム機構への通電およびズーム機構の駆動という２種類の制御を行うことができるため、撮像装置の操作性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３６１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年、電子機器の多機能化に伴い、操作ユニットには、さらに多様な機能が要求されている。このため、特許文献１に記載のもののように一本の指による操作で２種類の制御を行うだけでは電子機器の操作性を十分に向上させることができないという問題があった。
【０００７】
たとえば、カーナビゲーション装置の動作を制御する操作ユニットの場合、地図のスクロール、地図の拡大縮小、メニュー選択等、多様な制御が要求される。しかも、カーナビゲーション装置等の車載装置は、運転者が運転中に操作する場合があるため、操作のために手指を動かす操作範囲を極力狭くすることが望まれている。
【０００８】
このことから、一本の指による操作で電子機器に実行させる制御の種類をさらに多様化させることで電子機器の操作性を向上させることができる操作ユニットをいかにして実現するかが大きな課題となっている。
【０００９】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであって、一本の指による操作で電子機器に実行させる制御の種類をさらに多様化させることで電子機器の操作性を向上させることができる操作ユニット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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、手指による操作によって電子機器に対し、複数種類の制御を実行させる操作ユニットであって、手指による押圧操作の押圧力を一端で受付ける軸体と、手指による当該手指の可動範囲内の操作により、前記軸体を中心にして前記軸体の周囲を回転する回転体と、前記軸体に対する当該軸体の軸方向への押圧力を検知する第１センサと、前記軸体に対する当該軸体の軸方向以外の方向への押圧力を検知する第２センサと、前記回転体の回転状態を検知する第３センサとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、操作ユニットは、手指の可動範囲で手指を動かすことで軸体を軸方向へ押圧する操作と、軸体を軸方向以外の方向へ押圧する操作と、軸体を中心に回転体を回転させる操作という３種類の操作を受付けることができるため、一本の指による操作で電子機器に実行させる制御の種類をさらに多様化させることで電子機器の操作性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明に係る操作ユニットの概要を示す図である。
【図２】図２は、本実施例に係る操作ユニットの適用例および操作部を示す図である。
【図３】図３は、本実施例に係る操作ユニットの操作による各車載装置の動作例を示す図である。
【図４】図４は、本実施例に係る操作ユニットの機械的構成を示す図である。
【図５】図５は、本実施例に係る操作ユニットの機能的構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、本実施例に係る操作ユニットの動作の一例を示す図である。
【図７】図７は、本実施例に係る操作ユニットの押圧操作部および回転操作部の変形例を示す図である。
【図８】図８は、他のセンサと接続した操作ユニットを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る操作ユニットの実施例を詳細に説明する。まず、実施例の詳細な説明に先立って、本発明に係る操作ユニットの概要について図１を用いて説明する。図１は、本発明に係る操作ユニット１の概要を示す図である。
【００１４】
なお、同図は、本発明に係る操作ユニット１の特徴を説明するために必要な構成要素のみを模式的に示したものであり、同図における操作ユニット１の各構成要素の形状や各構成要素の配置は、本発明を限定するものではない。
【００１５】
また、以下では、本発明に係る操作ユニット１を車載装置の操作ユニットに適用した場合について説明するが、本発明に係る操作ユニット１は、任意の電子機器の操作ユニットに適用することができる。
【００１６】
同図に示す操作ユニット１は、車載装置の操作ユニットとして好適に機能するものである。特に、操作ユニット１は、車両のハンドルの所定位置に設けた場合に、運転者による誤操作を抑制しつつ、運転者がハンドルを握ったままの状態で親指Ｓ一本の操作により車載装置に対して多様な制御を実行させることが可能なものである。
【００１７】
すなわち、操作ユニット１は、同図に示すように、親指Ｓ一本で３種類の操作を可能とすることにより、運転者がハンドルから手を離さずに親指Ｓ一本の操作で車載装置に対し少なくとも３種類の制御を実行させることを可能としている。
【００１８】
さらに、操作ユニット１は、３種類の各操作の干渉を抑制することにより、細かな操作に向かない親指Ｓで運転者が操作を行った場合であっても、所望する制御以外の制御が車載装置で実行されることを抑制している。また、操作ユニット１は、運転者に対して明確な操作感を与えることにより、操作ユニット１が確実に操作されていることを運転者へ認識させ、運転者による誤操作を抑制している。
【００１９】
具体的には、同図（Ａ）に示すように、操作ユニット１は、親指Ｓによる押圧力を一端で受付ける軸体１１と、親指Ｓによる親指Ｓの可動範囲内の操作により、軸体１１を中心に軸体１１の周囲を回転する回転体１２とを備えている。なお、軸体１１は、軸方向へのみ変位可能に構成している。また、回転体１２と軸体１１とは、各動作が連動しないように別部材で構成されている。
【００２０】
また、操作ユニット１は、軸体１１に対する軸体１１の軸方向への押圧力Ｆ１を検知することで軸体１１への軸方向への操作を検知するスイッチ１３と、軸体１１に対する軸体１１の軸方向以外の方向への押圧力Ｆ２を検知することで軸体１１への軸方向以外の方向への操作を検知するベクトルセンサ１４とを備えている。また、操作ユニット１は、回転体１２の回転状態を検知する回転センサ１５を備えている。
【００２１】
このため、操作ユニット１は、スイッチ１３、ベクトルセンサ１４、回転センサ１５で検知した各操作に対応する制御信号を所定の車載装置へ出力することで、車載装置に対し３種類の制御を実行させることができる。
【００２２】
しかも、操作ユニット１における回転体１２は、運転者がハンドルを握っている際の親指Ｓの可動範囲内で軸体１１を中心に回転するため、運転者は、親指Ｓ一本による操作で軸体１１および回転体１２の双方を個別に操作することができる。
【００２３】
また、同図（Ｂ―１）、（Ｂ―２）に示すように、操作ユニット１における軸体１１は、親指Ｓにより軸体１１の軸方向への押圧力Ｆ１が加えられた場合に、押圧力の方向へ所定長だけ摺動するように構成している。
【００２４】
これにより、操作ユニット１は、軸体１１が軸方向へ押圧操作された場合に、軸体の摺動によって運転者へ明確な操作感（クリック感）を与えることができる。このため、操作ユニット１は、軸体１１の軸方向への押圧操作を正常に受付けたにもかかわらず、運転者が誤って何度も軸体１１を軸方向へ押圧操作することを抑制することができる。
【００２５】
また、操作ユニット１における回転体１２は、同図（Ｃ）に示すように、運転者がハンドルを握ったまま親指を回転体１２へ接触させた状態で親指Ｓを親指Ｓの可動範囲内で軸体１１の軸方向とは異なる方向へスライドさせることで軸体１１を回転軸として回転するように構成している。
【００２６】
このため、操作ユニット１では、運転者が回転体１２を親指Ｓで操作している間、親指Ｓは、回転体１２の回転軌道に沿って弧を描くように移動することになるので、運転者が親指Ｓで回転体１２を操作中に誤って軸体１１を操作することを抑制することができる。
【００２７】
さらに、回転体１２は、操作面における回転の中心を中心点とする所定領域に凹部を設けることができる。たとえば、同図（Ｄ）に示すように、操作ユニット１では、運転者がハンドルを握ったまま軸体１１を軸方向以外の方向へ押圧操作する際の親指Ｓの可動範囲に凹部１２ａを設けることができる。
【００２８】
かかる凹部１２ａを回転体１２の操作面に設けることで、操作ユニット１では、運転者が親指Ｓで軸体１１を軸方向以外の方向へ押圧操作した場合に、親指Ｓを誤って回転体１２に接触させて回転体１２を誤操作してしまうことを抑制することができる。
【００２９】
なお、本発明に係る操作ユニット１では、軸体１１における一端側の構成を変更することで、軸体１１が軸方向以外の方向へ押圧操作された場合の操作感を、運転者へより明確に与えるように構成することもできる。かかる軸体１１の構成については、後述の実施例において説明する。
【００３０】
このように、操作ユニット１では、親指Ｓ一本の動きで３種類の操作を個別に受付けることができる。しかも、操作ユニット１は、掌を固定した状態で親指Ｓを動かすことができる操作範囲内の操作で３種類の操作を全てを行うことができる。
【００３１】
このため、かかる操作ユニット１は、ハンドル上で運転者が握る位置に設けることにより、運転者が運転中であってもハンドルから手を離すことなく、安全に親指Ｓ一本の操作だけで車載装置に対し多様な制御を実行させることができる。
【００３２】
また、操作ユニット１では、３種類の各操作の干渉を抑制するとともに、運転者に対して明確な操作感を与えるように構成している。特に、操作ユニット１では、軸体１１が軸方向へ押圧操作された場合、軸体１１が押圧力の方向へ摺動するように構成しているため、運転者に対して明確にプッシュ感覚（クリック感）を実感させることができる。
【００３３】
このため、操作ユニット１によれば、運転者は、車両が振動しているような場合に、細かな操作に向かない親指で操作しても操作の完了を明確に実感することができる。
【００３４】
以下では、図１を用いて説明した操作ユニット１の実施例を詳細に説明する。なお、以下では、本実施例に係る操作ユニット１００を車載装置の操作ユニットに適用した場合について説明するが、本発明に係る操作ユニット１００は、任意の電子機器の操作ユニットに適用することができる。
【実施例】
【００３５】
図２は、本実施例に係る操作ユニット１００の適用例および操作部を示す図である。なお、同図（Ａ）には、操作ユニット１００の適用例を示し、同図（Ｂ）には、操作ユニット１００における操作部の運転者からみた平面図を示し、同図（Ｃ）には、同図（Ｂ）におけるＸ−Ｘによる操作部の断面図を示している。
【００３６】
同図（Ａ）に示すように、操作ユニット１００は、車両のハンドル２００の所定位置に配設されるものである。具体的には、操作ユニット１００は、ハンドル２００におけるスポーク２０１の端部で、運転者がハンドル２００を握ったときに親指が添えられる位置に配設されて使用される。
【００３７】
そして、操作ユニット１００は、運転者がハンドル２００を握った状態、すなわち、掌を固定した状態で親指を動かすことができる操作範囲（親指の可動範囲）内で全ての操作ができるように各操作部を配置している。
【００３８】
また、操作ユニット１００は、運転者の親指による複数種類の操作を受付け、受付けた操作に対応した制御信号を車載装置３００へ送信する。そして、車載装置３００は、操作ユニットから入力される制御信号に対応した制御を実行する。
【００３９】
ここで、操作ユニット１００の操作により動作する車載装置としては、同図（Ａ）に示すように、ナビゲーション装置３０１、エアコン装置３０２、ＡＶ（Audio Video）装置３０３等がある。なお、操作ユニット１００は、同図に示す車載装置３００以外にも、パワーウィンドウ装置、車両の照明装置、オートクルーズ装置等、車両に搭載されている任意の電子機器と接続することで、任意の車載装置を動作させることができる。
【００４０】
かかる操作ユニット１００は、同図（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、軸体１１０の一端に設けられ運転者の親指による押圧操作を受付ける押圧操作部１１１と、運転者の親指による回転操作を受付ける回転操作部１２０とを備えている。かかる軸体１１０、押圧操作部１１１、回転操作部１２０は、図１における軸体１１、軸体１１の一端に設ける操作部、回転体１２にそれぞれ相当するものである。
【００４１】
すなわち、押圧操作部１１１は、親指による軸体１１０の軸方向（以下、単に、「軸方向」という）への押圧操作と、親指による軸方向以外の方向への押圧操作とを受付ける操作部である。以下、軸方向への押圧操作を押込操作、軸方向以外への押圧操作を傾倒操作という。なお、ここでの傾倒操作とは、軸体１１０を傾倒させる操作ではなく、軸体１１０を傾倒させる方向へ押圧する操作である。
【００４２】
そして、操作ユニット１００は、押圧操作部１１１が押込操作された場合に、押込操作がなされたことを示す制御信号を車載装置３００へ出力する。また、操作ユニット１００は、押圧操作部１１１が傾倒操作された場合に、傾倒操作時の押圧力に応じた制御信号を車載装置３００へ出力する。
【００４３】
また、回転操作部１２０は、親指による回転操作を受付けた場合に、軸体１１０を回転軸として軸体１１０の周囲を回転する操作部である。なお、同図（Ｂ）、（Ｃ）における符号１２１は、回転操作部１２０の操作面に設けた滑り止めである。
【００４４】
ここで、回転操作部１２０は、同図（Ｂ）、（Ｃ）に示すように円盤状の部材により構成している。そして、回転操作部１２０の操作範囲となる円盤状の部材の直径は、成人が掌を固定した状態で親指を動かすことができる操作範囲（親指の可動範囲）となるように構成している。これにより、運転者は、ハンドル２００から手を離すことなく、安全に親指一本の操作により操作ユニット１００に対し、傾倒操作、押込操作、回転操作という３種類の操作を行うことができる。
【００４５】
また、操作ユニット１００は、操作対象となる車載装置３００を切り替えることにより、各車載装置３００に対し、少なくとも３種類以上の制御を実行させることができる。ここで、図３を用いて、操作ユニット１００の操作による各車載装置３００の動作例について説明する。
【００４６】
図３は、本実施例に係る操作ユニット１００の操作による各車載装置３００の動作例を示す図である。同図に示すように、たとえば、操作ユニット１００は、操作対象をナビゲーション装置３０１へ切り替えた場合、傾倒操作により表示中の地図のスクロール、回転操作により表示中の地図の拡大縮小、押込操作により、メニュー呼出等を行うことができる。
【００４７】
また、操作ユニット１００は、操作対象をエアコン装置３０２へ切り替えた場合、傾倒操作、回転操作、押込操作により、それぞれ運転切換、温度調整、運転種別や温度の決定等を行うことができる。また、操作ユニット１００は、操作対象をＡＶ装置３０３へ切り替えた場合、傾倒操作、回転操作、押込操作により、それぞれコンテンツの再生・早送り・巻戻し、ボリューム調整、コンテンツの決定等を行うことができる。
【００４８】
このように、操作ユニット１００は、複数種類の車載装置３００と接続し、操作対象とする車載装置３００を切り替えることで、各車載装置３００に対して多様な制御を実行させることができる。
【００４９】
次に、図４を用いて、本実施例に係る操作ユニット１００の機械的構成について説明する。図４は、本実施例に係る操作ユニット１００の機械的構成を示す図である。なお、図４には、図２（Ｂ）に示す操作ユニット１００のＸ−Ｘ線による断面図を示している。
【００５０】
また、図４（Ａ）は、操作ユニット１００全体の断面を示しており、図４（Ｂ）には、操作ユニット１００における後述のベクトルセンサ１４０部分を拡大した断面を示している。
【００５１】
図４（Ａ）に示すように、操作ユニット１００は、ハンドル２００のスポーク２０１内部に設けられた平板状のステー１０１に対しボルト（図示略）等によって取付けられる。なお、以下の説明では、ステー１０１の平板面と直交する方向で操作ユニット１００が設けられている側を上として説明する。
【００５２】
かかる操作ユニット１００は、取り付け時にステー１０１と当接するベース基板１０２と、ベース基板１０２上に立設される上下が開口された円筒形状の枠体１０３とを備えている。また、枠体１０３内部におけるベース基板１０２上の中央位置には、押圧操作部１１１が押込操作された場合にＯＮ状態となるスイッチ１３０が設けられている。
【００５３】
かかるスイッチ１３０の動作については、後述する。なお、ここでのスイッチ１３０は、図１におけるスイッチ１３に相当する。ここで、図４（Ａ）に示す符号１３１は、スイッチ１３０の位置を固定するスペーサ、符号１３２は、軸体１１０とともに上下へ摺動するスライド体である。
【００５４】
また、図４（Ａ）に示す符号１３３は、スライド体１３２を上側へ付勢するバネ、符号１３４は、スライド体１３２が下側へ摺動した場合にスライド体１３２の下端に押圧されて凹状に変形する可動接点、符号１３５は、可動接点１３４が凹状に変形した場合に可動接点１３４と接触する固定接点である。
【００５５】
また、スイッチ１３０上には、押圧操作部１１１が傾倒操作された場合に、押圧操作１１１へ加えられた押圧力および押圧力の向きを検知するベクトルセンサ１４０が設けられている。
【００５６】
かかるベクトルセンサ１４０は、図４（Ｂ）に示すように、頂面に形成された薄肉状のダイアフラム１４３と、ダイアフラム１４３の下面に貼付されたひずみゲージ１４１と、ひずみゲージ１４１を保護する保護樹脂１４５とを備えている。
【００５７】
そして、ベクトルセンサ１４０は、押圧操作部１１１が傾倒操作された場合に、押圧操作１１１へ加えられた押圧力によってダイアフラム１４３が変形し、その歪をひずみゲージ１４１が検出する。
【００５８】
なお、ベクトルセンサ１４０の動作については、後述する。なお、ここでのベクトルセンサ１４０は、図１におけるベクトルセンサ１４に相当する。ここで、図４に示す符号１４２は、ベクトルセンサ１４０の位置を固定するスペーサである。
【００５９】
また、ベクトルセンサ１４０の中央には、ベクトルセンサ１４０を上下に貫く管状の挿通孔１４４が形成されている。そして、挿通孔１４４内には、挿通孔１４４を貫くように軸体１１０が設けられている。
【００６０】
このため、ひずみゲージ１４１を保護する保護樹脂１４５は、挿通孔１４４内を摺動する軸体１１０の動作を妨げぬよう挿通孔１４４の外周よりも外側に設けられている。なお、ここでの軸体１１０は、図１における軸体１１に相当する。
【００６１】
かかる軸体１１０は、下端がスイッチ１３０のスライド体１３２上端と当接し、上端がベクトルセンサ１４０の挿通孔１４４の上端から突出した状態で挿通孔１４４へ挿入されている。なお、軸体１１０は、中段部の外周面が挿通孔１４４の内周面と当接しているが、上下方向へ摺動する場合には、ベクトルセンサ１４０に影響しないように構成されている。
【００６２】
また、軸体１１０は、挿通孔内を上下方向にのみ摺動可能に構成されている。すなわち、軸体１１０は、軸方向にのみ変位可能に構成されている。このように、軸体１１０を軸方向にのみ変位可能に構成しているのは、操作ユニット１００の小型化と、車両の振動等による誤制御の防止との両立を図るためである。
【００６３】
すなわち、軸体１１０が傾倒することを許容した場合、軸体の傾倒範囲の分だけ操作ユニット１００のサイズを拡大する必要がある。また、軸体１１０が傾倒することを許容した場合、操作ユニット１００を搭載している車両が大きく振動した場合、それに伴って軸体１１０が操作されていないにもかかわらず傾倒して車載装置３００が運転者の意図に反して動作する恐れがある。
【００６４】
このため、操作ユニット１００では、軸体１１０を軸方向にのみ変位可能に構成することで、操作ユニット１００の小型化と、車両の振動等による誤制御の防止との両立を図っている。
【００６５】
また、枠体１０３の上面には、エンコーダ基板１５３および固定接点１５２が固定設置されており、固定接点１５２の上には、可動接点１５１が軸体１１０を回転軸として回転自在に設けられている。ここで、固定接点１５２および可動接点１５１は、中央に軸体１１０が貫通する貫通孔を備えた円盤状の部材である。
【００６６】
そして、操作ユニット１００では、これらエンコーダ基板１５３、固定接点１５２、可動接点１５１により、回転操作部１２０の回転状態を検知する回転センサ１５０を構成している。かかる回転センサ１５０の動作については、後述する。なお、ここでの回転センサ１５０は、図１における回転センサ１５に相当する。
【００６７】
また、可動接点１５１上には、可動接点１５１と連動して回転する回転操作部１２０を設けてもよい。なお、同図では、回転操作部１２０の操作面に設けた滑り止め１２１は、図示を省略していが、例えば、ゴム等の滑りにくい材質の部材や操作面に溝を設けたりすることが考えられる。
【００６８】
かかる回転操作部１２０も中央に軸体１１０が貫通する貫通孔を備えた円盤状の部材である。特に、回転操作部１２０は、円盤状の部材の直径が成人の掌を固定した状態における親指の可動範囲となるように形成されている。これにより、運転者は、ハンドル２００を握ったまま親指を動かすだけで回転操作部１２０を操作することができる。そして、回転操作部１２０の貫通孔から上方に突出した軸体１１０の上端には、押圧操作部１１１が設けられている。
【００６９】
ここで、上記のように構成した操作ユニット１００におけるスイッチ１３０、ベクトルセンサ１４０、回転センサ１５０の動作および操作ユニット１００の機械的動作について説明する。
【００７０】
スイッチ１３０は、軸体１１０の摺動に連動し、所定の昇降範囲で昇降するスライド体１３２と、スライド体１３２を軸方向上側へ付勢するバネ１３３とを備えている。また、スイッチ１３０は、スライド体１３２が最下部まで降下した場合に、スライド体１３２内部の棒体により押圧されて凹状に変形するアーチ状の可動接点１３４と、可動接点１３４が凹状に変形した場合に可動接点１３４と接触する固定接点１３５とを備えている。
【００７１】
そして、スイッチ１３０は、スライド体１３２が降下して可動接点１３４と固定接点１３５とが接触した場合に、押圧操作部１１１が押込操作されたことを示す信号を後述の制御部１６０（図５参照）へ出力する。
【００７２】
また、ベクトルセンサ１４０は、前述のようにひずみゲージ１４１を備えている。かかるひずみゲージ１４１は、外部から加えられる押圧力によって歪みを生じ、生じた歪量に応じて電気抵抗値が変化する抵抗素子である。
【００７３】
すなわち、ひずみゲージ１４１は、所定の電圧を印加した状態で押圧力により歪みが生じた場合、押圧力に応じた電圧を出力する。なお、ベクトルセンサ１４０では、ひずみゲージ１４１をダイアフラム１４３の下面に設けている。
【００７４】
かかるベクトルセンサ１４０では、押圧操作部１１１が傾倒操作された場合に、押圧力により薄肉状のダイアフラム１４３が変形し、その歪をひずみゲージ１４１が検出する。そして、ひずみゲージ１４１は、押圧操作部１１１へ加えられた押圧力および押圧力の向きに応じた電圧を信号として後述の制御部１６０へ出力する。
【００７５】
また、回転センサ１５０は、回転操作部１２０が回転操作された場合に、回転操作部１２０の回転角度に応じた数のパルスを回転操作部１２０の回転角度を示す信号として後述の制御部１６０へ出力する。
【００７６】
すなわち、回転センサ１５０では、固定接点１５２の上面に軸体１１０を囲むように等間隔で複数の電極が設けられ、可動接点１５１の下面に可動接点１５１が回動することで固定接点１５２上面の電極と接触する電極が設けられている。
【００７７】
そして、固定接点１５２は、回転操作部１２０が回転操作された場合に、固定接点１５２および可動接点１５１の電極同士が接触したタイミングでパルスを出力する。かかるパルスは、エンコーダ基板１５３を介して後述の制御部１６０へ出力される。制御部１６０は、エンコーダ基板１５３から入力されるパルスに基づき回転操作部１２０の回転角度を判定する。
【００７８】
また、エンコーダ基板１５３は、固定接点１５２上面に設けられた電極のうち可動接点１５１下面に設けられた電極と接触した電極の位置から回転操作部１２０の回転方向を判定し、かかる判定結果を後述の制御部１６０へ出力する。制御部１６０は、エンコーダ基板１５３から入力される回転方向の判定結果に基づき、回転操作部１２０の回転方向を判定する。
【００７９】
このように、操作ユニット１００では、スイッチ１３０に押込操作を検知させる場合、押圧操作部１１１を軸方向へ所定長だけ押し込み、スイッチ１３０のスライド体１３２を最下部に達するまでバネ１３３による反発力に逆らって降下させる操作が必要となる。すなわち、操作ユニット１００は、押込操作時に、かかる操作を運転者に強いることによって、運転者へ明確な操作感（クリック感）を与えることができる。
【００８０】
これにより、操作ユニット１００では、操作ユニット１００が押圧操作部１１１の軸方向への押込操作を正常に受付けたにもかかわらず、運転者が誤って何度も押圧操作部１１１を軸方向へ押圧操作することを抑制することができる。
【００８１】
また、操作ユニット１００における回転体操作部１２０は、運転者がハンドル２００を握った状態で親指を回転操作部１２０へ接触させ、親指を親指の可動範囲内で軸体１１０の軸方向とは異なる方向へスライドさせることにより、軸体１１０を中心軸として回転するように構成している。
【００８２】
このため、操作ユニット１００では、運転者が回転操作部１２０を親指で操作している間、親指は、回転操作部１２０の回転軌道に沿って移動することになる。これにより、操作ユニット１００によれば、運転者が細かな操作に向かない親指で回転操作部１２０を操作中に押圧操作部１１１を誤操作することを抑制することができる。
【００８３】
また、操作ユニット１００では、スイッチ１３０を軸体１１０の下端に当接させて設けるとともに、スイッチ１３０の上部にベクトルセンサ１４０を設け、ベクトルセンサ１４０の上部に回転センサ１５０を設けている。
【００８４】
このため、操作ユニット１００では、ベクトルセンサ１４０へ軸体１１０の中段側面を当接させて設けることができる。これにより、操作ユニット１００では、傾倒操作時に力点となる押圧操作部１１１と、作用点となるベクトルセンサ１４０のダイアフラム１４３との距離を可及的に長くとることができるため、ベクトルセンサ１４０によって効率的に押圧力を検知することができる。
【００８５】
次に、図５および図６を用いて、操作ユニット１００の機能的構成および操作ユニット１００の動作の一例について説明する。図５は、本実施例に係る操作ユニット１００の機能的構成を示すブロック図であり、図６は、本実施例に係る操作ユニット１００の動作の一例を示す図である。
【００８６】
図５に示すように、操作ユニット１００は、スイッチ１３０と、ベクトルセンサ１４０と、回転センサ１５０と、制御部１６０とを備えている。そして、操作ユニット１００は、車載装置３００と接続されている。
【００８７】
なお、同図に示すスイッチ１３０、ベクトルセンサ１４０、回転センサ１５０は、図４に示したものと同一であるため、ここでは、説明を省略する。同図に示すように、制御部１６０は、スイッチ１３０、ベクトルセンサ１４０、回転センサ１５０から入力される信号に基づき、押圧操作部１１１および回転操作部１２０の操作状態を判定し、判定結果に応じた制御信号を車載装置３００へ出力する処理部である。
【００８８】
そして、制御部１６０は、歪判定部１６１と、パルスカウント部１６２と、ＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３とを備えている。歪判定部１６１は、押圧操作部１１１が傾倒操作を受付けた場合に、ベクトルセンサ１４０から入力される信号に基づき、押圧操作部１１１へ加えられた押圧力および押圧力の向きを判定する処理部である。
【００８９】
具体的には、ベクトルセンサ１４０では、押圧操作部１１１が傾倒操作された場合に、軸体１１０の外周面が挿通孔１４４の内周面を押圧することでダイアフラム１４３が変形する。
【００９０】
そして、ベクトルセンサ１４０では、ひずみゲージ１４１が変形したダイアフラム１４３の歪を検出し、検出した歪に応じた電圧、すなわち押圧力に応じた電圧を信号として歪判定部１６１へ出力する。
【００９１】
続いて、歪判定部１６１は、ベクトルセンサ１４０から取得した信号を２次元のベクトルに換算し、各ベクトルの合成ベクトルを算出することにより、押圧操作部１１１へ加えられた押圧力および押圧力の向きを判定する。
【００９２】
そして、歪判定部１６１は、判定結果に応じた制御信号を車載装置３００へ出力することにより、車載装置３００に傾倒操作に応じた処理を実行させる。たとえば、操作ユニット１００の操作対象としてナビゲーション装置３０１が選択されている場合に、図６（Ａ−１）に示すように、押圧操作部１１１が所定の押圧力で右側へ傾倒操作されたとする。
【００９３】
すると、歪判定部１６１は、図６（Ａ−２）に示すように、ナビゲーション装置３０１に表示中の地図画像を右側へスクロールさせる制御を実行させる。このとき、歪判定部１６１は、判定した押圧力の大きさに応じた速度で表示中の地図画像をスクロールさせる。
【００９４】
また、パルスカウント部１６２は、回転操作部１２０が回転操作を受付けた場合に、回転センサ１５０から入力される信号に基づき、回転操作部１２０の回転状態を判定する処理部である。
【００９５】
具体的には、回転センサ１５０は、回転操作部１２０が回転操作された場合に、回転操作部１２０の回転角度に相当する数のパルスをパルスカウント部１６２へ出力する。このとき、回転センサ１５０は、固定接点１５２上面に設けられた電極のうち可動接点１５１下面に設けられた電極と接触した電極の位置から回転操作部１２０の回転方向を判定し、かかる判定結果をパルスカウント部１６２へ出力する。
【００９６】
そして、パルスカウント部１６２は、回転センサ１５０から入力される回転操作部１２０の回転方向に関する判定結果およびパルス数に基づき、回転操作部１２０の回転方向および回転角度を判定する。
【００９７】
続いて、パルスカウント部１６２は、判定結果に応じた制御信号を車載装置３００へ出力することにより、車載装置３００に回転操作に応じた処理を実行させる。たとえば、操作ユニット１００の操作対象としてナビゲーション装置３０１が選択されている場合に、図６（Ｂ−１）に示すように、回転操作部１２０が時計回りに所定角度回転操作されたとする。
【００９８】
すると、パルスカウント部１６２は、図６（Ｂ−２）に示すように、ナビゲーション装置３０１に表示中の地図画像を回転操作部１２０の回転角度に応じた倍率で拡大させる制御を実行させる。なお、パルスカウント部１６２は、回転操作部１２０が反時計回りに回転操作されたと判定した場合、ナビゲーション装置３０１に表示中の画像を縮小させる制御を実行させる。
【００９９】
また、ＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３は、スイッチ１３０から入力される信号に基づき、押圧操作部１１１が押込操作されたか否かを判定する処理部である。
【０１００】
具体的には、スイッチ１３０では、押圧操作部１１１が押込操作された場合、軸体１１０の軸方向下側への摺動にともないスライド体１３２が下方へ摺動し、スライド体１３２の下端が可動接点１３４を押圧して可動接点１３４を凹状に変形させる。
【０１０１】
これにより、スイッチ１３０の可動接点１３４と固定接点１３５とが接触し、スイッチ１３０がＯＮ状態となる。なお、スイッチ１３０では、押圧操作部１１１に対する軸方向への押圧力が解除された場合、バネ１３３の付勢力によってスライド１３２が上方へ摺動する。これにより、スイッチ１３０は、可動接点１３４が元の形状に戻り、可動接点１３４と固定接点１３５とが離隔してＯＦＦ状態となる。
【０１０２】
そして、スイッチ１３０は、可動接点１３４と固定接点１３５とが接触した場合に、ＯＮ状態になったことを示す信号をＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３へ出力する。ＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３は、スイッチ１３０からＯＮ状態になったことを示す信号が入力された場合に、押込操作がなされたと判定する。
【０１０３】
そして、ＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３は、押込操作がなされたと判定した場合に、押込操作がなされたことを示す制御信号を車載装置３００へ出力し、車載装置３００に押込操作に対応した制御を実行させる。たとえば、操作ユニット１００の操作対象としてナビゲーション装置３０１が選択されている場合に、図６（Ｃ−１）に示すように、押圧操作部１１１が押込操作されたとする。
【０１０４】
すると、ＯＮ／ＯＦＦ判定部１６３は、図６（Ｃ−２）に示すように、ナビゲーション装置３０１にメニュー画像を表示させる制御を実行させる。このように、操作ユニット１００では、操作対象として選択されている車載装置３００に対応した多様な操作を親指一本の操作により行うことができるため、車載装置３００の操作性を向上させることができる。
【０１０５】
ところで、前述のように、操作ユニット１００では、車両の振動等による誤制御の防止と、操作ユニット１００の小型化との両立を図るために、軸体１１０を軸方向にのみ変位するように構成している。
【０１０６】
かかる構成とした場合、押圧操作部１１１の構造を変更することで、押圧操作部１１１による傾倒操作の操作感をより明確に運転者へ伝えることができる。また、回転操作部１２０の形状を変更することで、運転者による操作ユニット１００の誤操作をより一層抑制することができる。
【０１０７】
ここで、図７を用いて、押圧操作部１１１および回転操作部１２０の変形例について説明する。図７は、本実施例に係る操作ユニット１００の押圧操作部１１１および回転操作部１２０の変形例を示す図である。
【０１０８】
なお、同図（Ａ―１）、（Ａ−２）には、本変形例に係る押圧操作部１１２の中心を通る垂直断面を示しており、同図（Ｂ）には、本変形例に係る回転操作部１２１の中心を通る垂直断面を示している。
【０１０９】
同図（Ａ―１）に示すように、本変形例に係る押圧操作部１１２は、軸体１１０へ取付ける側の面に凹部を形成している。そして、かかる押圧操作部１１２を軸体１１０へ取付ける場合、軸体１１０の上端と押圧操作部１１２との間に、押圧操作部１１２に形成された凹部へ嵌合可能な所定の弾性を有する弾性体１１３を介在させて取付ける。
【０１１０】
かかる構成とすることにより、同図（Ａ−２）に示すように、押圧操作部１１２が傾倒操作された場合、軸体１１０は変位しないが、弾性体１１３が傾倒操作による押圧力によって変形するため押圧操作部１１２は、押圧力の方向へ傾動する。
【０１１１】
これにより、操作ユニット１００は、軸体１１０が軸方向へのみ変位可能に構成されていても、押圧操作部１１２が傾倒操作された場合の操作感を運転者に対して明確に伝えることができる。
【０１１２】
したがって、操作ユニット１００は、押圧操作部１１２が傾倒操作を正常に受付けたにもかかわらず、運転者が誤って何度も押圧操作部１１２を傾倒操作することを抑制することができる。
【０１１３】
また、同図（Ｂ）に示すように、本変形例に係る回転操作部１２１は、操作面における回転の中心を中心点とする所定領域に凹部１２２を備えている。かかる凹部１２２を設ける場合、運転者が押圧操作部１１２を傾倒操作する際の親指の可動範囲に凹部１２２を設けることが望ましい。
【０１１４】
かかる凹部１２２を回転操作部１２１の操作面に設けることで、操作ユニット１００では、運転者が親指で押圧操作部１１２を傾倒操作した場合に、親指を誤って回転操作部１２１に接触させて回転操作部１２１を誤操作してしまうことを抑制することができる。
【０１１５】
また、凹部１２２は、運転者が押圧操作部１１２を操作する際に、親指が入る空間となり、押圧操作部１１２の操作時に操作を補助する補助溝としても機能する。さらに、かかる凹部１２２に押圧操作部１１２を内包させることで、押圧操作部１１２が回転操作部１２１から突出することを防止することができる。これにより、運転者が事故等の際に突出した押圧操作部１１２でケガすることを防止することができる。
【０１１６】
また、かかる凹部１２２を回転操作部１２１に設ける場合、回転操作部１２１の上面で凹部１２２以外の領域にのみ滑り止め１２３を設けることが望ましい。かかる構成とすることで、押圧操作部１１２の傾倒操作時に、仮に親指が回転操作部１２１の凹部１２２に触れたとしても、滑り止め１２３が形成されていないため、親指が凹部１２２上を滑りやすい。したがって、誤操作による回転操作部１２１の回転角度を最小限に抑えることができる。
【０１１７】
また、同図（Ｂ）に示すように、回転操作部１２１の操作面を、操作面の頂部（凹部１２２の外縁）から回転操作部１２１の外縁にかけて垂直断面視下り勾配となるように構成することで、回転操作時の誤操作を抑制することもできる。
【０１１８】
すなわち、かかる構成とした場合、たとえば、回転操作部１２１の回転操作中に運転者が親指を軸体１１０の軸方向へ押し付けるように押圧力をかけると、親指は、回転操作部１２１の操作面に設けた下り勾配にしたがって回転操作部１２１の外周側へ滑る。
【０１１９】
このため、たとえば、運転者が回転操作部１２１の操作中に、回転操作部１２１を軸方向へ強く押圧したとしても、親指が押圧操作部１１２側へ移動しにくいため、運転者が押圧操作部１１２を誤って操作することを抑制することができる。
【０１２０】
また、操作ユニット１００は、車両に搭載されている他のセンサと接続し、他のセンサによる車両各部の動作に関する検知結果に応じて、押圧操作部１１１および回転操作部１２０の操作状態を判定するように構成することもできる。
【０１２１】
ここで、図８を用いて、車両に搭載されている他のセンサと接続した操作ユニット１００ａについて説明する。図８は、他のセンサと接続した操作ユニット１００ａを示すブロック図である。
【０１２２】
同図に示すように、操作ユニット１００ａは、ハンドル２００の回転角度を検知するステアリングセンサ４０１、車両の加速度や振動を検知する加速度センサ４０２、車両の走行速度を検知する速度センサ４０３等のセンサと接続している。
【０１２３】
なお、同図に示す操作ユニット１００ａは、制御部１６０ａにおける歪判定部１６１ａおよびパルスカウント部１６２ａの動作のみが図５に示した操作ユニット１００と異なる。
【０１２４】
具体的には、同図に示す歪判定部１６１ａは、操作ユニット１００ａの外部に設けられている各センサから入力される信号に基づき、ベクトルセンサ１４０から入力される信号を補正することで、仮想的にベクトルセンサ１４０の感度を調整する感度調整部１６１ｂを備えている。
【０１２５】
そして、感度調整部１６１ｂは、たとえば、加速度センサ４０２から所定値を超える車両の振動を示す信号が入力された場合に、ベクトルセンサ１４０の感度を仮想的に低減する。これにより、操作ユニット１００aは、車両の振動により運転者が押圧操作部１１１を必要以上の押圧力で傾倒操作したとしても、かかる傾倒操作を車載装置３００の制御に対し、過度に反映することがない。
【０１２６】
また、パルスカウント部１６２ａは、たとえば、ステアリングセンサ４０１からハンドル２００が所定角度以上回転したことを示す信号が入力された場合に、回転センサ１５０から入力されるパルスのカウントを停止する。
【０１２７】
これにより、操作ユニット１００ａは、たとえば、運転者がハンドル２００を１周以上回転させるためにハンドル２００を持ち替える場合に、意図せずに回転操作部１２０を操作したとしても、かかる操作を無効とすることができる。
【０１２８】
また、操作ユニット１１０ａでは、速度センサ４０３から車両の速度が所定速度を超えたことを示す信号が入力された場合に、制御部１６０ａが制御を停止することもできる。このように、操作ユニット１００ａによれば、高速走行中における操作ユニット１１０ａの操作を禁止することで、安全性を向上させることもできる。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 操作ユニット
１１ 軸体
１２ 回転体
１３ スイッチ
１４ ベクトルセンサ
１５ 回転センサ
１００ 操作ユニット
１１１ 押圧操作部
１１０ 軸体
１２０ 回転操作部
１３０ スイッチ
１４０ ベクトルセンサ
１５０ 回転センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手指による操作によって電子機器に対し、複数種類の制御を実行させる操作ユニットであって、
手指による押圧操作の押圧力を一端で受付ける軸体と、
手指による当該手指の可動範囲内の操作により、前記軸体を中心にして前記軸体の周囲を回転する回転体と、
前記軸体に対する当該軸体の軸方向への押圧力を検知する第１センサと、
前記軸体に対する当該軸体の軸方向以外の方向への押圧力を検知する第２センサと、
前記回転体の回転状態を検知する第３センサと
を備えたことを特徴とする操作ユニット。
【請求項２】
前記第１センサは、
前記軸体の前記一端に対する他端に設けられ、
前記第３センサは、
前記第１センサよりも前記軸体の前記一端側の位置で前記軸体を包囲するように設けられ、
前記第２センサは、
前記第３センサよりも前記軸体の前記他端側の位置で前記軸体に当接して設けられ、前記軸体に対する前記軸方向以外の方向への押圧力によって当該第２センサが歪む歪量に応じた押圧力を検知するベクトルセンサである
ことを特徴とする請求項１に記載の操作ユニット。
【請求項３】
前記軸体を当該軸体の軸方向へ摺動自在に構成し、
前記軸体に対する当該軸体の軸方向への押圧力に抗する方向へ所定の付勢力で前記軸体を付勢する付勢部材
をさらに備え、
前記軸体は、
当該軸体の軸方向への押圧力を受付けた場合に、当該押圧力の方向へ摺動し、当該押圧力が解除された場合に、前記付勢部材の付勢力によって当該押圧力の方向とは逆方向へ摺動する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の操作ユニット。
【請求項４】
前記軸体の前記一端に設けられ、所定の弾性を有する弾性体と、
前記弾性体を介して前記軸体の前記一端に設けられ、手指によって操作される操作部と をさらに備え、
前記操作部は、
前記軸方向以外の方向への押圧力を受けた場合に、前記弾性体が変形することで傾動する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の操作ユニット。
【請求項５】
前記回転体における操作面は、
当該回転体が回転する中心を中心点とする所定領域に凹部
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の操作ユニット。
【請求項６】
前記回転体は、
前記凹部を除く前記操作面に操作時の手指の滑りを防止する滑り止めを有する
ことを特徴とする請求項５に記載の操作ユニット。
【請求項７】
前記回転体は、
当該回転体における操作面の頂部から外縁へかけて下り勾配となるように構成した
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の操作ユニット。
【請求項８】
前記軸体および前記回転体は、
車両の運転中に運転者の手指が届く所定位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の操作ユニット。
【請求項９】
前記所定位置は、
車両のハンドルである
ことを特徴とする請求項８に記載の操作ユニット。
【請求項１】
手指による操作によって電子機器に対し、複数種類の制御を実行させる操作ユニットであって、
手指による押圧操作の押圧力を一端で受付ける軸体と、
手指による当該手指の可動範囲内の操作により、前記軸体を中心にして前記軸体の周囲を回転する回転体と、
前記軸体に対する当該軸体の軸方向への押圧力を検知する第１センサと、
前記軸体に対する当該軸体の軸方向以外の方向への押圧力を検知する第２センサと、
前記回転体の回転状態を検知する第３センサと
を備えたことを特徴とする操作ユニット。
【請求項２】
前記第１センサは、
前記軸体の前記一端に対する他端に設けられ、
前記第３センサは、
前記第１センサよりも前記軸体の前記一端側の位置で前記軸体を包囲するように設けられ、
前記第２センサは、
前記第３センサよりも前記軸体の前記他端側の位置で前記軸体に当接して設けられ、前記軸体に対する前記軸方向以外の方向への押圧力によって当該第２センサが歪む歪量に応じた押圧力を検知するベクトルセンサである
ことを特徴とする請求項１に記載の操作ユニット。
【請求項３】
前記軸体を当該軸体の軸方向へ摺動自在に構成し、
前記軸体に対する当該軸体の軸方向への押圧力に抗する方向へ所定の付勢力で前記軸体を付勢する付勢部材
をさらに備え、
前記軸体は、
当該軸体の軸方向への押圧力を受付けた場合に、当該押圧力の方向へ摺動し、当該押圧力が解除された場合に、前記付勢部材の付勢力によって当該押圧力の方向とは逆方向へ摺動する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の操作ユニット。
【請求項４】
前記軸体の前記一端に設けられ、所定の弾性を有する弾性体と、
前記弾性体を介して前記軸体の前記一端に設けられ、手指によって操作される操作部と をさらに備え、
前記操作部は、
前記軸方向以外の方向への押圧力を受けた場合に、前記弾性体が変形することで傾動する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の操作ユニット。
【請求項５】
前記回転体における操作面は、
当該回転体が回転する中心を中心点とする所定領域に凹部
をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の操作ユニット。
【請求項６】
前記回転体は、
前記凹部を除く前記操作面に操作時の手指の滑りを防止する滑り止めを有する
ことを特徴とする請求項５に記載の操作ユニット。
【請求項７】
前記回転体は、
当該回転体における操作面の頂部から外縁へかけて下り勾配となるように構成した
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の操作ユニット。
【請求項８】
前記軸体および前記回転体は、
車両の運転中に運転者の手指が届く所定位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の操作ユニット。
【請求項９】
前記所定位置は、
車両のハンドルである
ことを特徴とする請求項８に記載の操作ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２１５９２６（Ｐ２０１１−２１５９２６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８３９２３（Ｐ２０１０−８３９２３）
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【出願人】（０００１９４９１８）ホシデン株式会社 (527)
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３１日（２０１０．３．３１）
【出願人】（０００２３７５９２）富士通テン株式会社 (3,383)
【出願人】（０００１９４９１８）ホシデン株式会社 (527)
【出願人】（０００１１４２１５）ミネベア株式会社 (846)
【Ｆターム（参考）】
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