操作位置判定装置
【課題】簡単な構成で、正確に所定の操作位置を判定することができる操作位置判定装置を提供する。
【解決手段】操作位置判定装置１は、磁石２と、第１のハーフブリッジ回路、及び第２のハーフブリッジ回路を有する第１のＭＲセンサ４と、第３のハーフブリッジ回路、及び第４のハーフブリッジ回路を有する第２のＭＲセンサ５と、判定部６と、を備え、判定部６は、磁石２によって発生する磁界に基づいて第１のハーフブリッジ回路と第３のハーフブリッジ回路から出力される出力信号の第１の差分値と、第２のハーフブリッジ回路と第４のハーフブリッジ回路から出力される出力信号の第２の差分値とを、所定の区間に分け、その区間の組合せに基づいて操作位置を判定する。
【解決手段】操作位置判定装置１は、磁石２と、第１のハーフブリッジ回路、及び第２のハーフブリッジ回路を有する第１のＭＲセンサ４と、第３のハーフブリッジ回路、及び第４のハーフブリッジ回路を有する第２のＭＲセンサ５と、判定部６と、を備え、判定部６は、磁石２によって発生する磁界に基づいて第１のハーフブリッジ回路と第３のハーフブリッジ回路から出力される出力信号の第１の差分値と、第２のハーフブリッジ回路と第４のハーフブリッジ回路から出力される出力信号の第２の差分値とを、所定の区間に分け、その区間の組合せに基づいて操作位置を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作位置判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、複数の操作位置を指示するシフトレバーと、ケースに設けられ、シフトレバーを案内する第１及び第２の溝と、シフトレバーが第１の溝及び第２の溝のどちらに位置するかを検出する検出スイッチと、ケース内に設けられた２つのバイアスマグネットと、ケース内に設けられ、２つのバイアスマグネットによって安定した磁界が印加され、６０°ずつ磁界の検知面が異なる３つの磁気抵抗から構成される磁気抵抗素子と、シフトレバーに設けられたカウンタマグネットと、検出スイッチからの出力信号と磁気抵抗素子から出力される出力信号に基づいてシフトレバーの操作位置を判定するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、を備えたシフト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このシフト装置によると、まず、ＣＰＵは、検出スイッチからの出力信号に基づいてシフトレバーが第１の溝に位置するか、第２の溝に位置するのかを判定する。続いてＣＰＵは、カウンタマグネットの移動に基づいて磁気抵抗素子から出力される位相がそれぞれ６０°ずつ異なる３つの出力信号に応じて第１又は第２の溝のどの位置に操作されているのかを判定し、この２つの判定結果に基づいてシフトレバーの操作位置を検出することができる。
【特許文献１】特開２００７−３３３４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のシフト装置は、検出スイッチを組み合わせることによって５つの操作位置を判定することができるが、部品点数が増加するという問題があった。また、従来のシフト装置は、磁気抵抗の配置を６０°ずつずらすことによって３つの操作位置を判定することができるが、３つ以上の操作位置を判定するためには、さらに位相をずらさなければならず、配置の際の位置ずれ等で判定精度が落ちる可能性があった。
【０００５】
従って本発明の目的は、簡単な構成で、正確に所定の操作位置を判定することができる操作位置判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明は上記目的を達成するため、磁界を発生させる磁界発生部と、前記磁界発生部との相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第１の磁気センサと、前記磁界発生部との前記相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第２の磁気センサと、前記磁界の変化に基づいて前記第１の磁気センサ、及び前記第２の磁気センサから出力される複数の出力信号から正弦波形状、及び余弦波形状となる２つの差分値を算出し、しきい値に基づいて前記２つの差分値をそれぞれ異なる複数の区間に分割し、分割された区間ごとに定められた値の組合せに基づいて前記相対距離に応じた複数の操作位置を判定する判定部と、を備えた操作位置判定装置を提供する。
【０００７】
（２）本発明は上記目的を達成するため、前記磁界発生部は、傾倒操作可能に支持された操作部に設けられる前記（１）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【０００８】
（３）本発明は上記目的を達成するため、前記第１及び第２の磁気センサは、位相が９０°異なる前記出力信号を出力する２つのハーフブリッジ回路から構成される前記（１）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【０００９】
（４）本発明は上記目的を達成するため、前記第１及び第２の磁気センサは、前記磁界発生部の側面領域に発生する前記磁界を検出対象として基板から垂直方向に設けられ、かつ、前記磁界発生部を介して対向する位置に設けられる前記（１）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【００１０】
（５）本発明は上記目的を達成するため、前記第１の磁気センサは、前記磁界の変化によって磁気抵抗値が変化する感磁部が互いに直交する２つの磁気抵抗素子からなり、前記磁界の変化に基づいて第１の出力信号を出力する第１のハーフブリッジ回路と、前記第１のハーフブリッジ回路を反時計回りに９０°回転させた配置を有し、前記磁界の変化に基づいて第２の出力信号を出力する第２のハーフブリッジ回路と、を有し、前記第２の磁気センサは、前記第１のハーフブリッジ回路を１８０°回転させた配置を有する第３のハーフブリッジ回路と、前記第２のハーフブリッジ回路を１８０°回転させた第４のハーフブリッジ回路と、を有する前記（１）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【００１１】
（６）本発明は上記目的を達成するため、前記判定部は、前記２つの差分値として前記第１の出力信号と前記第３の出力信号に基づいて第１の差分値、及び前記第２の出力信号と前記第４の出力信号に基づいて第２の差分値を算出する前記（５）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【００１２】
（７）本発明は上記目的を達成するため、前記判定部は、前記しきい値に基づいて前記第１の差分値を第１の区間、第２の区間及び第３の区間に分け、また、前記第２の差分値を第４の区間及び第５の区間に分け、これらの前記組合せに基づいて前記複数の操作位置としての５つの操作位置を判定する前記（６）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【００１３】
（８）本発明は上記目的を達成するため、磁界を発生させる磁界発生部と、前記磁界発生部との相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第１のハーフブリッジ回路と第２のハーフブリッジ回路を有する第１の磁気センサと、前記磁界発生部との前記相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第３のハーフブリッジ回路と第４のハーフブリッジ回路を有する第２の磁気センサと、前記第１のハーフブリッジ回路から出力される第１の出力信号と前記第３のハーフブリッジ回路から出力される第３の出力信号とに基づいて第１の差分値を算出し、前記第２のハーフブリッジ回路から出力される第２の出力信号と前記第４のハーフブリッジ回路から出力される第４の出力信号とに基づいて前記第１の差分値に対して位相が９０°異なる第２の差分値を算出し、少なくとも１つのしきい値に基づいて前記第１及び第２の差分値をそれぞれ異なる複数の区間に分割し、分割された区間ごとに定められた値の組合せに基づいて前記相対距離に応じた複数の操作位置を判定する判定部と、を備えた操作位置判定装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
このような発明によれば、簡単な構成で、正確に所定の操作位置を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の操作位置判定装置の実施の形態を図面を参考にして詳細に説明する。
【００１６】
[実施の形態]
（操作位置判定装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る操作位置判定装置の側面図である。操作位置判定装置１は、図１に示すように、Ｘ軸方向に傾倒操作可能に支持された操作部１０と、操作部１０の先端部に設けられ、操作部１０に近い方からＮ極、Ｓ極の順に磁化され、所定の領域に磁界を発生する磁石（磁界発生部）２と、図示しない配線回路を有するプリント配線基板３と、磁石２との相対距離の変化に伴う磁界の変化を検出する第１のＭＲ（Magneto Resistance；第１の磁気センサ）センサ４と、磁石２との相対距離の変化に伴う磁界の変化を検出する第２のＭＲセンサ（第２の磁気センサ）５と、磁石２と第１及び第２のＭＲセンサ４、５との相対距離に応じた複数の操作位置を判定する判定部６と、を備えて概略構成されている。なお、図１に示すＺ軸は、操作部１０の基準操作位置を示しており、操作部１０の中心軸をＺ軸と定義するものとする。
【００１７】
操作部１０は、一例として、Ｘ軸上の５つの操作位置を有するものとし、操作位置判定装置１は、無接点で５つの操作位置に割り付けられた車両の各機能をオン・オフすることができる多機能スイッチ装置として利用される。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態に係る磁石と磁気センサ部の位置関係を示す側面図である。磁石２は、アルニコ、フェライト及びネオジム等によって形成された永久磁石であり、図２に示すように、中央が中空となった円筒形状を有し、操作部１０側からＮ極、Ｓ極とＺ軸方向に磁化され、外側に向けて放射状に磁界を形成している。なお、磁石２は、上記の中空構造に限定されず、中空構造を持たない円柱形状でも良い。また、磁石２は、図１に示すように、その厚みＷは、一例として５ｍｍである。
【００１９】
磁石２は、操作部１０の傾倒操作に基づいて基準操作位置にあるときのＺ軸から傾き、図１に示すθは、その傾きを示すものとする。
【００２０】
（第１のＭＲセンサの構成）
第１のＭＲセンサ（Ｓ１）４は、図１に示すように、基板４０上の配置面に後述する複数の磁気抵抗素子が形成され、磁石２の側面領域に発生する磁界が、磁気抵抗素子の後述する感磁部を横切るようにプリント配線基板３から立ち上がるように設けられている。言い換えるなら、第１のＭＲセンサ４は、Ｘ軸と基準操作位置にあるときのＺ軸とで作る平面と、磁気抵抗素子が作る平面とが、略平行となるようにプリント配線基板３に設けられている。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態に係る第１のＭＲセンサの等価回路図である。図３に示す等価回路図は、図１に示す第１のＭＲセンサ４の回路図を示しており、Ｍ１〜Ｍ４は、磁気抵抗素子を示している。
【００２２】
なお、以下に記述する磁気抵抗素子は、一例として、基板４０上の設置面に強磁性金属の薄膜によって形成され、磁界が横切る角度によって抵抗値が変化する感磁部を有し、感磁部は、図３に示す矩形状の図形に対して短手方向にじゃばら状に折り返した形状を有している。感磁部は、磁界が平行に横切るとき、その抵抗値は変化せず、磁界と感磁部との角度が大きくなるにつれて、その抵抗値が小さくなる性質を有している。
【００２３】
第１のＭＲセンサ４は、図３に示すように、磁気抵抗素子Ｍ１〜Ｍ４によってフルブリッジ回路を形成しており、さらに、磁気抵抗素子Ｍ１と磁気抵抗素子Ｍ２とによって第１のハーフブリッジ回路、及び磁気抵抗素子Ｍ３と磁気抵抗素子Ｍ４とによって第２のハーフブリッジ回路が形成されている。
【００２４】
磁気抵抗素子Ｍ１と磁気抵抗素子Ｍ２は、９０°の角度をなして配置され、第１のハーフブリッジ回路は、基準操作位置にあるＺ軸に平行な直線に対して感磁部が４５°となるように傾いて基板４０上に形成されている。
【００２５】
磁気抵抗素子Ｍ３と磁気抵抗素子Ｍ４は、９０°の角度をなして配置され、第２のハーフブリッジ回路は、基準操作位置にあるＺ軸に平行な直線に対して磁気抵抗素子Ｍ３の感磁部が直交するように基板４０上に形成されている。
【００２６】
磁気抵抗素子Ｍ１と磁気抵抗素子Ｍ３の間には、電圧Ｖｃｃが印加され、磁気抵抗素子Ｍ２と磁気抵抗素子Ｍ４の間は、プリント配線基板３の接地回路に電気的に接続されている。
【００２７】
磁気抵抗素子Ｍ１と磁気抵抗素子Ｍ２の間の中点電位は、出力電圧Ｖ１（第１の出力信号）として出力され、磁気抵抗素子Ｍ３と磁気抵抗素子Ｍ４の間の中点電位は、出力電圧Ｖ２（第２の出力信号）として出力される。
【００２８】
（第２のＭＲセンサの構成）
第２のＭＲセンサ（Ｓ２）５は、図1に示すように、基板５０上の設置面に複数の磁気抵抗素子が形成され、第１のＭＲセンサ４と同様に、磁石２の側面領域に発生する磁界が、磁気抵抗素子の後述する感磁部を横切るようにプリント配線基板３から立ち上がるように設けられている。言い換えるなら、第２のＭＲセンサ５は、Ｘ軸と基準操作位置にあるときのＺ軸とで作る平面と、磁気抵抗素子が作る平面とが、略平行となるようにプリント配線基板３に設けられている。つまり、第１及び第２のＭＲセンサ４、５は、磁石２を介して対称に位置し、かつ、磁石２のＮ極とＳ極の境界線の延長上に第１及び第２のＭＲセンサ４、５のフルブリッジ回路の重心が来るように設けられる。
【００２９】
図４は、本発明の実施の形態に係る第２のＭＲセンサの等価回路図である。図４に示す等価回路図は、図１に示す第２のＭＲセンサ５の回路図を示しており、磁気抵抗素子Ｍ５〜Ｍ８は、第１のＭＲセンサ４の磁気抵抗素子Ｍ１〜Ｍ４と同様の磁気抵抗値を有し、その配置が異なるものとする。
【００３０】
第２のＭＲセンサ５は、図４に示すように、磁気抵抗素子Ｍ５〜Ｍ８によってフルブリッジ回路を形成しており、さらに、磁気抵抗素子Ｍ５と磁気抵抗素子Ｍ６とによって第３のハーフブリッジ回路、及び磁気抵抗素子Ｍ７と磁気抵抗素子Ｍ８とによって第４のハーフブリッジ回路が形成されている。
【００３１】
磁気抵抗素子Ｍ５と磁気抵抗素子Ｍ６は、９０°の角度をなして配置され、第３のハーフブリッジ回路は、基準操作位置にあるＺ軸に平行な直線に対して感磁部が４５°となるように傾いて基板５０上に形成され、さらに、第１のハーフブリッジ回路を１８０°回転して形成されている。
【００３２】
磁気抵抗素子Ｍ７と磁気抵抗素子Ｍ８は、９０°の角度をなして配置され、第４のハーフブリッジ回路は、基準操作位置にあるＺ軸に平行な直線に対して磁気抵抗素子Ｍ８の感磁部が直交するように基板５０上に形成され、さらに、第２のハーフブリッジ回路を１８０回転して形成されている。
【００３３】
磁気抵抗素子Ｍ５と磁気抵抗素子Ｍ７の間には、電圧Ｖｃｃが印加され、磁気抵抗素子Ｍ６と磁気抵抗素子Ｍ８の間は、プリント配線基板３の接地回路に電気的に接続されている。
【００３４】
磁気抵抗素子Ｍ５と磁気抵抗素子Ｍ６の間の中点電位は、出力電圧Ｖ３（第３の出力信号）として出力され、磁気抵抗素子Ｍ４と磁気抵抗素子Ｍ８の間の中点電位は、出力電圧Ｖ４（第４の出力信号）として出力される。
【００３５】
（判定部の構成）
図５は、本発明の実施の形態に係る操作位置判定装置に関するブロック図である。操作位置判定装置１の判定部６は、図５に示すように、第１のＭＲセンサ４及び第２のＭＲセンサ５に接続され、第１のＭＲセンサ４及び第２のＭＲセンサ５から出力される出力信号に基づいて操作部１０の複数の操作位置を判定し、判定した判定結果を車両を総合的に制御する車両制御部７に送信する。
【００３６】
判定部６は、出力電圧Ｖ１及びＶ３に基づいて正弦波形状となる第１の差分値（＝Ｖ１−Ｖ３）を算出し、以下においてこの差分値を出力１とするものとする。また、判定部６は、出力電圧Ｖ２及びＶ４に基づいて当該正弦波と位相が９０°異なる余弦波形状となる第２の差分値（＝Ｖ２−Ｖ４）を算出し、以下においてこの差分値を出力２とするものとする。
【００３７】
車両制御部７は、操作位置判定装置１によって操作可能な被制御装置８に接続され、判定結果に基づいて被制御装置８を制御する。
【００３８】
（動作）
以下に、本実施の形態における操作位置判定装置に関する動作を各図を参照して詳細に説明する。
【００３９】
図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係るＸ方向の操作位置と出力電圧（第１の差分値）の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、操作位置と出力１の関係を示す表であり、図７は、本発明の実施の形態に係るＸ方向の操作位置と出力電圧（第２の差分値）の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、操作位置と出力２の関係を示す表であり、図８は、本発明の実施の形態に係る操作位置と出力１及び出力２の組み合わせの関係を示す表である。以下におけるグラフは、一例として、電圧Ｖｃｃを５ｖとしてシュミレーションした結果に基づいて作成されている。
【００４０】
判定部６は、第１のハーフブリッジ回路からの出力電圧Ｖ１、及び第３のハーフブリッジ回路からの出力電圧Ｖ３に基づいて第１の差分値（出力１）を算出する。
【００４１】
また、判定部６は、第２のハーフブリッジ回路からの出力電圧Ｖ２、及び第４のハーフブリッジ回路からの出力電圧Ｖ４に基づいて第２の差分値（出力２）を算出する。
【００４２】
出力１は、図６（ａ）に示すように、正弦波形状となり、出力２は、図７（ａ）に示すように、出力１とは位相が９０°異なる曲線となる。
【００４３】
判定部６は、図６（ａ）に示すように、一例として、しきい値２０ｍｖ、−２０ｍｖを設定し、出力１＜―２０ｍｖの範囲（第１の区間）の出力１を「Ｌ」、−２０ｍｖ≦出力１≦２０ｍｖの範囲（第２の区間）の出力１を「Ｍ」、出力１＜２０ｍｖの範囲（第３の区間）の出力１を「Ｈ」、として出力１を値によって「Ｌ」、「Ｍ」、「Ｈ」の３つの区間に分ける。
【００４４】
操作部１０の操作位置は、Ｚ軸との角度で示すと「−１０°」、「−５°」、「０°」、「５°」及び「１０°」の５つの操作位置であるから、判定部６は、図６（ａ）に示すグラフから明らかなように、出力１の値に基づいて「−１０°＝Ｌ」、「−５°＝Ｌ」、「０°＝Ｍ」、「５°＝Ｈ」及び「１０°＝Ｈ」と判定する。
【００４５】
また、判定部６は、図７（ａ）に示すように、一例として、しきい値３０ｍｖ、−３０ｍｖを設定し、出力２＜―３０ｍｖの範囲（第４の区間）の出力２を「Ｌ」、−３０ｍｖ≦出力２≦３０ｍｖの範囲（第５の区間）の出力２を「Ｍ」、出力２＜３０ｍｖの範囲の出力２を「Ｈ」、として出力２を値によって「Ｌ」、「Ｍ」、「Ｈ」の３つの区間に分ける。
【００４６】
操作部１０の操作位置は、Ｚ軸との角度で示すと「−１０°」、「−５°」、「０°」、「５°」及び「１０°」の５つの操作位置であるから、判定部６は、図７（ａ）に示すグラフから明らかなように、出力２の値に基づいて「−１０°＝Ｍ」、「−５°＝Ｌ」、「０°＝Ｌ」、「５°＝Ｌ」及び「１０°＝Ｍ」と判定する。
【００４７】
判定部６は、上記の方法によって出力１及び出力２を３つの区間「Ｌ」、「Ｍ」、「Ｈ」に分け、得られた区間「Ｌ」、「Ｍ」、「Ｈ」の組み合わせに基づいて予め記憶されていた図８の表から該当する組み合わせを選択し、操作部１０の操作位置を判定する。
【００４８】
例えば、操作部１０が、角度５°の操作位置に操作されたとき、出力１は、図６（ａ）に示すように、「Ｈ」の区間にあり、出力２は、図７（ａ）に示すように、「Ｌ」の区間にあるので、判定部６は、出力１と出力２の組合せを「Ｈ、Ｌ」とし、図８に示すように、「Ｈ、Ｌ」の組合せは、角度５°であるから、操作部１０が角度５°の操作位置に操作されたと容易に判断することができる。
【００４９】
判定部６は、車両制御部７に判定結果を送信する。車両制御部７は、判定結果に基づいて車両に搭載される被制御装置８の制御を行う。
【００５０】
（効果）
（１）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、簡単な構成で複数の操作位置を判定することができる。
【００５１】
（２）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、少ない数の磁気センサを用いて複数の操作位置を判定することができる。
【００５２】
（３）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、位相が９０°異なる差分値を算出して、所定の区間に分け、その組合わせによって操作位置を判定するので、無理なく複数の操作位置を判定することができる。
【００５３】
（４）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、少ない磁石によって複数の操作位置を判定することができる。
【００５４】
（５）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、可動する操作部１０に配線を持たない磁石２を配置するので、配線の断線等の不具合を防止することができる。
【００５５】
（６）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、第１及び第２のＭＲセンサ４、５は、磁石２の側面部に配置されるので、操作部１０の操作に基づく磁界の変化が大きく、よって、磁界の変化に基づいた変化の大きな出力電圧を出力することができる。
【００５６】
（７）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、互いに対称に配置された２つのハーフブリッジ回路からの出力電圧の差分値に基づいて操作位置が判定されるので、第１及び第２のＭＲセンサ４、５の配置にずれが生じても、正確に操作位置を判定することができる。
【００５７】
（８）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、無接点によって複数の操作位置を判定することができるので、接点不良に起因する不具合がなく、長寿命である。
【００５８】
（他の実施の形態について）
本実施の形態における第１及び第２のＭＲセンサ４、５の磁気抵抗素子の配置は、上記に限定されず、第１及び第２のＭＲセンサ４、５からの出力電圧の差分値が、正弦波形状及び余弦波形状となるような組み合わせであれば、その配置は問わない。
【００５９】
また、本実施の形態における磁石２は、操作部１０に設けられたがこれに限定されず、操作部１０に第１及び第２のＭＲセンサ４、５が配置されても良い。
【００６０】
さらに、本実施の形態における操作位置判定装置１は、Ｘ軸方向の傾倒操作を検出の対象としたが、これに限定されず、Ｙ軸方向の傾倒操作、及びＺ軸方向のプッシュ操作を検出可能な構成に、本実施の形態における第１及び第２のＭＲセンサ４、５を構成として加えても良い。
【００６１】
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変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態に係る操作位置判定装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る磁石と磁気センサ部の位置関係を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る第１のＭＲセンサの等価回路図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る第２のＭＲセンサの等価回路図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る操作位置判定装置に関するブロック図である。
【図６】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るＸ方向の操作位置と出力電圧の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、操作位置と出力１の関係を示す表である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るＸ方向の操作位置と出力電圧の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、操作位置と出力２の関係を示す表である。
【図８】本発明の実施の形態に係る操作位置と出力１及び出力２の組み合わせの関係を示す表である。
【符号の説明】
【００６３】
１…操作位置判定装置、２…磁石、３…プリント配線基板、４…第１のＭＲセンサ、５…第２のＭＲセンサ、６…判定部、７…車両制御部、８…被制御装置、１０…操作部、４０…基板、５０…基板、Ｍ１〜Ｍ６…磁気抵抗素子、Ｖ１〜Ｖ４…出力電圧、Ｖｃｃ…電圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作位置判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、複数の操作位置を指示するシフトレバーと、ケースに設けられ、シフトレバーを案内する第１及び第２の溝と、シフトレバーが第１の溝及び第２の溝のどちらに位置するかを検出する検出スイッチと、ケース内に設けられた２つのバイアスマグネットと、ケース内に設けられ、２つのバイアスマグネットによって安定した磁界が印加され、６０°ずつ磁界の検知面が異なる３つの磁気抵抗から構成される磁気抵抗素子と、シフトレバーに設けられたカウンタマグネットと、検出スイッチからの出力信号と磁気抵抗素子から出力される出力信号に基づいてシフトレバーの操作位置を判定するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、を備えたシフト装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このシフト装置によると、まず、ＣＰＵは、検出スイッチからの出力信号に基づいてシフトレバーが第１の溝に位置するか、第２の溝に位置するのかを判定する。続いてＣＰＵは、カウンタマグネットの移動に基づいて磁気抵抗素子から出力される位相がそれぞれ６０°ずつ異なる３つの出力信号に応じて第１又は第２の溝のどの位置に操作されているのかを判定し、この２つの判定結果に基づいてシフトレバーの操作位置を検出することができる。
【特許文献１】特開２００７−３３３４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のシフト装置は、検出スイッチを組み合わせることによって５つの操作位置を判定することができるが、部品点数が増加するという問題があった。また、従来のシフト装置は、磁気抵抗の配置を６０°ずつずらすことによって３つの操作位置を判定することができるが、３つ以上の操作位置を判定するためには、さらに位相をずらさなければならず、配置の際の位置ずれ等で判定精度が落ちる可能性があった。
【０００５】
従って本発明の目的は、簡単な構成で、正確に所定の操作位置を判定することができる操作位置判定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明は上記目的を達成するため、磁界を発生させる磁界発生部と、前記磁界発生部との相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第１の磁気センサと、前記磁界発生部との前記相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第２の磁気センサと、前記磁界の変化に基づいて前記第１の磁気センサ、及び前記第２の磁気センサから出力される複数の出力信号から正弦波形状、及び余弦波形状となる２つの差分値を算出し、しきい値に基づいて前記２つの差分値をそれぞれ異なる複数の区間に分割し、分割された区間ごとに定められた値の組合せに基づいて前記相対距離に応じた複数の操作位置を判定する判定部と、を備えた操作位置判定装置を提供する。
【０００７】
（２）本発明は上記目的を達成するため、前記磁界発生部は、傾倒操作可能に支持された操作部に設けられる前記（１）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【０００８】
（３）本発明は上記目的を達成するため、前記第１及び第２の磁気センサは、位相が９０°異なる前記出力信号を出力する２つのハーフブリッジ回路から構成される前記（１）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【０００９】
（４）本発明は上記目的を達成するため、前記第１及び第２の磁気センサは、前記磁界発生部の側面領域に発生する前記磁界を検出対象として基板から垂直方向に設けられ、かつ、前記磁界発生部を介して対向する位置に設けられる前記（１）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【００１０】
（５）本発明は上記目的を達成するため、前記第１の磁気センサは、前記磁界の変化によって磁気抵抗値が変化する感磁部が互いに直交する２つの磁気抵抗素子からなり、前記磁界の変化に基づいて第１の出力信号を出力する第１のハーフブリッジ回路と、前記第１のハーフブリッジ回路を反時計回りに９０°回転させた配置を有し、前記磁界の変化に基づいて第２の出力信号を出力する第２のハーフブリッジ回路と、を有し、前記第２の磁気センサは、前記第１のハーフブリッジ回路を１８０°回転させた配置を有する第３のハーフブリッジ回路と、前記第２のハーフブリッジ回路を１８０°回転させた第４のハーフブリッジ回路と、を有する前記（１）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【００１１】
（６）本発明は上記目的を達成するため、前記判定部は、前記２つの差分値として前記第１の出力信号と前記第３の出力信号に基づいて第１の差分値、及び前記第２の出力信号と前記第４の出力信号に基づいて第２の差分値を算出する前記（５）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【００１２】
（７）本発明は上記目的を達成するため、前記判定部は、前記しきい値に基づいて前記第１の差分値を第１の区間、第２の区間及び第３の区間に分け、また、前記第２の差分値を第４の区間及び第５の区間に分け、これらの前記組合せに基づいて前記複数の操作位置としての５つの操作位置を判定する前記（６）に記載の操作位置判定装置を提供する。
【００１３】
（８）本発明は上記目的を達成するため、磁界を発生させる磁界発生部と、前記磁界発生部との相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第１のハーフブリッジ回路と第２のハーフブリッジ回路を有する第１の磁気センサと、前記磁界発生部との前記相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第３のハーフブリッジ回路と第４のハーフブリッジ回路を有する第２の磁気センサと、前記第１のハーフブリッジ回路から出力される第１の出力信号と前記第３のハーフブリッジ回路から出力される第３の出力信号とに基づいて第１の差分値を算出し、前記第２のハーフブリッジ回路から出力される第２の出力信号と前記第４のハーフブリッジ回路から出力される第４の出力信号とに基づいて前記第１の差分値に対して位相が９０°異なる第２の差分値を算出し、少なくとも１つのしきい値に基づいて前記第１及び第２の差分値をそれぞれ異なる複数の区間に分割し、分割された区間ごとに定められた値の組合せに基づいて前記相対距離に応じた複数の操作位置を判定する判定部と、を備えた操作位置判定装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
このような発明によれば、簡単な構成で、正確に所定の操作位置を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の操作位置判定装置の実施の形態を図面を参考にして詳細に説明する。
【００１６】
[実施の形態]
（操作位置判定装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る操作位置判定装置の側面図である。操作位置判定装置１は、図１に示すように、Ｘ軸方向に傾倒操作可能に支持された操作部１０と、操作部１０の先端部に設けられ、操作部１０に近い方からＮ極、Ｓ極の順に磁化され、所定の領域に磁界を発生する磁石（磁界発生部）２と、図示しない配線回路を有するプリント配線基板３と、磁石２との相対距離の変化に伴う磁界の変化を検出する第１のＭＲ（Magneto Resistance；第１の磁気センサ）センサ４と、磁石２との相対距離の変化に伴う磁界の変化を検出する第２のＭＲセンサ（第２の磁気センサ）５と、磁石２と第１及び第２のＭＲセンサ４、５との相対距離に応じた複数の操作位置を判定する判定部６と、を備えて概略構成されている。なお、図１に示すＺ軸は、操作部１０の基準操作位置を示しており、操作部１０の中心軸をＺ軸と定義するものとする。
【００１７】
操作部１０は、一例として、Ｘ軸上の５つの操作位置を有するものとし、操作位置判定装置１は、無接点で５つの操作位置に割り付けられた車両の各機能をオン・オフすることができる多機能スイッチ装置として利用される。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態に係る磁石と磁気センサ部の位置関係を示す側面図である。磁石２は、アルニコ、フェライト及びネオジム等によって形成された永久磁石であり、図２に示すように、中央が中空となった円筒形状を有し、操作部１０側からＮ極、Ｓ極とＺ軸方向に磁化され、外側に向けて放射状に磁界を形成している。なお、磁石２は、上記の中空構造に限定されず、中空構造を持たない円柱形状でも良い。また、磁石２は、図１に示すように、その厚みＷは、一例として５ｍｍである。
【００１９】
磁石２は、操作部１０の傾倒操作に基づいて基準操作位置にあるときのＺ軸から傾き、図１に示すθは、その傾きを示すものとする。
【００２０】
（第１のＭＲセンサの構成）
第１のＭＲセンサ（Ｓ１）４は、図１に示すように、基板４０上の配置面に後述する複数の磁気抵抗素子が形成され、磁石２の側面領域に発生する磁界が、磁気抵抗素子の後述する感磁部を横切るようにプリント配線基板３から立ち上がるように設けられている。言い換えるなら、第１のＭＲセンサ４は、Ｘ軸と基準操作位置にあるときのＺ軸とで作る平面と、磁気抵抗素子が作る平面とが、略平行となるようにプリント配線基板３に設けられている。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態に係る第１のＭＲセンサの等価回路図である。図３に示す等価回路図は、図１に示す第１のＭＲセンサ４の回路図を示しており、Ｍ１〜Ｍ４は、磁気抵抗素子を示している。
【００２２】
なお、以下に記述する磁気抵抗素子は、一例として、基板４０上の設置面に強磁性金属の薄膜によって形成され、磁界が横切る角度によって抵抗値が変化する感磁部を有し、感磁部は、図３に示す矩形状の図形に対して短手方向にじゃばら状に折り返した形状を有している。感磁部は、磁界が平行に横切るとき、その抵抗値は変化せず、磁界と感磁部との角度が大きくなるにつれて、その抵抗値が小さくなる性質を有している。
【００２３】
第１のＭＲセンサ４は、図３に示すように、磁気抵抗素子Ｍ１〜Ｍ４によってフルブリッジ回路を形成しており、さらに、磁気抵抗素子Ｍ１と磁気抵抗素子Ｍ２とによって第１のハーフブリッジ回路、及び磁気抵抗素子Ｍ３と磁気抵抗素子Ｍ４とによって第２のハーフブリッジ回路が形成されている。
【００２４】
磁気抵抗素子Ｍ１と磁気抵抗素子Ｍ２は、９０°の角度をなして配置され、第１のハーフブリッジ回路は、基準操作位置にあるＺ軸に平行な直線に対して感磁部が４５°となるように傾いて基板４０上に形成されている。
【００２５】
磁気抵抗素子Ｍ３と磁気抵抗素子Ｍ４は、９０°の角度をなして配置され、第２のハーフブリッジ回路は、基準操作位置にあるＺ軸に平行な直線に対して磁気抵抗素子Ｍ３の感磁部が直交するように基板４０上に形成されている。
【００２６】
磁気抵抗素子Ｍ１と磁気抵抗素子Ｍ３の間には、電圧Ｖｃｃが印加され、磁気抵抗素子Ｍ２と磁気抵抗素子Ｍ４の間は、プリント配線基板３の接地回路に電気的に接続されている。
【００２７】
磁気抵抗素子Ｍ１と磁気抵抗素子Ｍ２の間の中点電位は、出力電圧Ｖ１（第１の出力信号）として出力され、磁気抵抗素子Ｍ３と磁気抵抗素子Ｍ４の間の中点電位は、出力電圧Ｖ２（第２の出力信号）として出力される。
【００２８】
（第２のＭＲセンサの構成）
第２のＭＲセンサ（Ｓ２）５は、図1に示すように、基板５０上の設置面に複数の磁気抵抗素子が形成され、第１のＭＲセンサ４と同様に、磁石２の側面領域に発生する磁界が、磁気抵抗素子の後述する感磁部を横切るようにプリント配線基板３から立ち上がるように設けられている。言い換えるなら、第２のＭＲセンサ５は、Ｘ軸と基準操作位置にあるときのＺ軸とで作る平面と、磁気抵抗素子が作る平面とが、略平行となるようにプリント配線基板３に設けられている。つまり、第１及び第２のＭＲセンサ４、５は、磁石２を介して対称に位置し、かつ、磁石２のＮ極とＳ極の境界線の延長上に第１及び第２のＭＲセンサ４、５のフルブリッジ回路の重心が来るように設けられる。
【００２９】
図４は、本発明の実施の形態に係る第２のＭＲセンサの等価回路図である。図４に示す等価回路図は、図１に示す第２のＭＲセンサ５の回路図を示しており、磁気抵抗素子Ｍ５〜Ｍ８は、第１のＭＲセンサ４の磁気抵抗素子Ｍ１〜Ｍ４と同様の磁気抵抗値を有し、その配置が異なるものとする。
【００３０】
第２のＭＲセンサ５は、図４に示すように、磁気抵抗素子Ｍ５〜Ｍ８によってフルブリッジ回路を形成しており、さらに、磁気抵抗素子Ｍ５と磁気抵抗素子Ｍ６とによって第３のハーフブリッジ回路、及び磁気抵抗素子Ｍ７と磁気抵抗素子Ｍ８とによって第４のハーフブリッジ回路が形成されている。
【００３１】
磁気抵抗素子Ｍ５と磁気抵抗素子Ｍ６は、９０°の角度をなして配置され、第３のハーフブリッジ回路は、基準操作位置にあるＺ軸に平行な直線に対して感磁部が４５°となるように傾いて基板５０上に形成され、さらに、第１のハーフブリッジ回路を１８０°回転して形成されている。
【００３２】
磁気抵抗素子Ｍ７と磁気抵抗素子Ｍ８は、９０°の角度をなして配置され、第４のハーフブリッジ回路は、基準操作位置にあるＺ軸に平行な直線に対して磁気抵抗素子Ｍ８の感磁部が直交するように基板５０上に形成され、さらに、第２のハーフブリッジ回路を１８０回転して形成されている。
【００３３】
磁気抵抗素子Ｍ５と磁気抵抗素子Ｍ７の間には、電圧Ｖｃｃが印加され、磁気抵抗素子Ｍ６と磁気抵抗素子Ｍ８の間は、プリント配線基板３の接地回路に電気的に接続されている。
【００３４】
磁気抵抗素子Ｍ５と磁気抵抗素子Ｍ６の間の中点電位は、出力電圧Ｖ３（第３の出力信号）として出力され、磁気抵抗素子Ｍ４と磁気抵抗素子Ｍ８の間の中点電位は、出力電圧Ｖ４（第４の出力信号）として出力される。
【００３５】
（判定部の構成）
図５は、本発明の実施の形態に係る操作位置判定装置に関するブロック図である。操作位置判定装置１の判定部６は、図５に示すように、第１のＭＲセンサ４及び第２のＭＲセンサ５に接続され、第１のＭＲセンサ４及び第２のＭＲセンサ５から出力される出力信号に基づいて操作部１０の複数の操作位置を判定し、判定した判定結果を車両を総合的に制御する車両制御部７に送信する。
【００３６】
判定部６は、出力電圧Ｖ１及びＶ３に基づいて正弦波形状となる第１の差分値（＝Ｖ１−Ｖ３）を算出し、以下においてこの差分値を出力１とするものとする。また、判定部６は、出力電圧Ｖ２及びＶ４に基づいて当該正弦波と位相が９０°異なる余弦波形状となる第２の差分値（＝Ｖ２−Ｖ４）を算出し、以下においてこの差分値を出力２とするものとする。
【００３７】
車両制御部７は、操作位置判定装置１によって操作可能な被制御装置８に接続され、判定結果に基づいて被制御装置８を制御する。
【００３８】
（動作）
以下に、本実施の形態における操作位置判定装置に関する動作を各図を参照して詳細に説明する。
【００３９】
図６（ａ）は、本発明の実施の形態に係るＸ方向の操作位置と出力電圧（第１の差分値）の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、操作位置と出力１の関係を示す表であり、図７は、本発明の実施の形態に係るＸ方向の操作位置と出力電圧（第２の差分値）の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、操作位置と出力２の関係を示す表であり、図８は、本発明の実施の形態に係る操作位置と出力１及び出力２の組み合わせの関係を示す表である。以下におけるグラフは、一例として、電圧Ｖｃｃを５ｖとしてシュミレーションした結果に基づいて作成されている。
【００４０】
判定部６は、第１のハーフブリッジ回路からの出力電圧Ｖ１、及び第３のハーフブリッジ回路からの出力電圧Ｖ３に基づいて第１の差分値（出力１）を算出する。
【００４１】
また、判定部６は、第２のハーフブリッジ回路からの出力電圧Ｖ２、及び第４のハーフブリッジ回路からの出力電圧Ｖ４に基づいて第２の差分値（出力２）を算出する。
【００４２】
出力１は、図６（ａ）に示すように、正弦波形状となり、出力２は、図７（ａ）に示すように、出力１とは位相が９０°異なる曲線となる。
【００４３】
判定部６は、図６（ａ）に示すように、一例として、しきい値２０ｍｖ、−２０ｍｖを設定し、出力１＜―２０ｍｖの範囲（第１の区間）の出力１を「Ｌ」、−２０ｍｖ≦出力１≦２０ｍｖの範囲（第２の区間）の出力１を「Ｍ」、出力１＜２０ｍｖの範囲（第３の区間）の出力１を「Ｈ」、として出力１を値によって「Ｌ」、「Ｍ」、「Ｈ」の３つの区間に分ける。
【００４４】
操作部１０の操作位置は、Ｚ軸との角度で示すと「−１０°」、「−５°」、「０°」、「５°」及び「１０°」の５つの操作位置であるから、判定部６は、図６（ａ）に示すグラフから明らかなように、出力１の値に基づいて「−１０°＝Ｌ」、「−５°＝Ｌ」、「０°＝Ｍ」、「５°＝Ｈ」及び「１０°＝Ｈ」と判定する。
【００４５】
また、判定部６は、図７（ａ）に示すように、一例として、しきい値３０ｍｖ、−３０ｍｖを設定し、出力２＜―３０ｍｖの範囲（第４の区間）の出力２を「Ｌ」、−３０ｍｖ≦出力２≦３０ｍｖの範囲（第５の区間）の出力２を「Ｍ」、出力２＜３０ｍｖの範囲の出力２を「Ｈ」、として出力２を値によって「Ｌ」、「Ｍ」、「Ｈ」の３つの区間に分ける。
【００４６】
操作部１０の操作位置は、Ｚ軸との角度で示すと「−１０°」、「−５°」、「０°」、「５°」及び「１０°」の５つの操作位置であるから、判定部６は、図７（ａ）に示すグラフから明らかなように、出力２の値に基づいて「−１０°＝Ｍ」、「−５°＝Ｌ」、「０°＝Ｌ」、「５°＝Ｌ」及び「１０°＝Ｍ」と判定する。
【００４７】
判定部６は、上記の方法によって出力１及び出力２を３つの区間「Ｌ」、「Ｍ」、「Ｈ」に分け、得られた区間「Ｌ」、「Ｍ」、「Ｈ」の組み合わせに基づいて予め記憶されていた図８の表から該当する組み合わせを選択し、操作部１０の操作位置を判定する。
【００４８】
例えば、操作部１０が、角度５°の操作位置に操作されたとき、出力１は、図６（ａ）に示すように、「Ｈ」の区間にあり、出力２は、図７（ａ）に示すように、「Ｌ」の区間にあるので、判定部６は、出力１と出力２の組合せを「Ｈ、Ｌ」とし、図８に示すように、「Ｈ、Ｌ」の組合せは、角度５°であるから、操作部１０が角度５°の操作位置に操作されたと容易に判断することができる。
【００４９】
判定部６は、車両制御部７に判定結果を送信する。車両制御部７は、判定結果に基づいて車両に搭載される被制御装置８の制御を行う。
【００５０】
（効果）
（１）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、簡単な構成で複数の操作位置を判定することができる。
【００５１】
（２）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、少ない数の磁気センサを用いて複数の操作位置を判定することができる。
【００５２】
（３）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、位相が９０°異なる差分値を算出して、所定の区間に分け、その組合わせによって操作位置を判定するので、無理なく複数の操作位置を判定することができる。
【００５３】
（４）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、少ない磁石によって複数の操作位置を判定することができる。
【００５４】
（５）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、可動する操作部１０に配線を持たない磁石２を配置するので、配線の断線等の不具合を防止することができる。
【００５５】
（６）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、第１及び第２のＭＲセンサ４、５は、磁石２の側面部に配置されるので、操作部１０の操作に基づく磁界の変化が大きく、よって、磁界の変化に基づいた変化の大きな出力電圧を出力することができる。
【００５６】
（７）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、互いに対称に配置された２つのハーフブリッジ回路からの出力電圧の差分値に基づいて操作位置が判定されるので、第１及び第２のＭＲセンサ４、５の配置にずれが生じても、正確に操作位置を判定することができる。
【００５７】
（８）上記した実施の形態における操作位置判定装置１によれば、無接点によって複数の操作位置を判定することができるので、接点不良に起因する不具合がなく、長寿命である。
【００５８】
（他の実施の形態について）
本実施の形態における第１及び第２のＭＲセンサ４、５の磁気抵抗素子の配置は、上記に限定されず、第１及び第２のＭＲセンサ４、５からの出力電圧の差分値が、正弦波形状及び余弦波形状となるような組み合わせであれば、その配置は問わない。
【００５９】
また、本実施の形態における磁石２は、操作部１０に設けられたがこれに限定されず、操作部１０に第１及び第２のＭＲセンサ４、５が配置されても良い。
【００６０】
さらに、本実施の形態における操作位置判定装置１は、Ｘ軸方向の傾倒操作を検出の対象としたが、これに限定されず、Ｙ軸方向の傾倒操作、及びＺ軸方向のプッシュ操作を検出可能な構成に、本実施の形態における第１及び第２のＭＲセンサ４、５を構成として加えても良い。
【００６１】
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変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態に係る操作位置判定装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る磁石と磁気センサ部の位置関係を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る第１のＭＲセンサの等価回路図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る第２のＭＲセンサの等価回路図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る操作位置判定装置に関するブロック図である。
【図６】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るＸ方向の操作位置と出力電圧の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、操作位置と出力１の関係を示す表である。
【図７】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るＸ方向の操作位置と出力電圧の関係を示すグラフであり、（ｂ）は、操作位置と出力２の関係を示す表である。
【図８】本発明の実施の形態に係る操作位置と出力１及び出力２の組み合わせの関係を示す表である。
【符号の説明】
【００６３】
１…操作位置判定装置、２…磁石、３…プリント配線基板、４…第１のＭＲセンサ、５…第２のＭＲセンサ、６…判定部、７…車両制御部、８…被制御装置、１０…操作部、４０…基板、５０…基板、Ｍ１〜Ｍ６…磁気抵抗素子、Ｖ１〜Ｖ４…出力電圧、Ｖｃｃ…電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を発生させる磁界発生部と、
前記磁界発生部との相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第１の磁気センサと、
前記磁界発生部との前記相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第２の磁気センサと、
前記磁界の変化に基づいて前記第１の磁気センサ、及び前記第２の磁気センサから出力される複数の出力信号から正弦波形状、及び余弦波形状となる２つの差分値を算出し、しきい値に基づいて前記２つの差分値をそれぞれ異なる複数の区間に分割し、分割された区間ごとに定められた値の組合せに基づいて前記相対距離に応じた複数の操作位置を判定する判定部と、
を備えた操作位置判定装置。
【請求項２】
前記磁界発生部は、傾倒操作可能に支持された操作部に設けられる請求項１に記載の操作位置判定装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の磁気センサは、位相が９０°異なる前記出力信号を出力する２つのハーフブリッジ回路から構成される請求項１に記載の操作位置判定装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の磁気センサは、前記磁界発生部の側面領域に発生する前記磁界を検出対象として基板から垂直方向に設けられ、かつ、前記磁界発生部を介して対向する位置に設けられる請求項１に記載の操作位置判定装置。
【請求項５】
前記第１の磁気センサは、前記磁界の変化によって磁気抵抗値が変化する感磁部が互いに直交する２つの磁気抵抗素子からなり、前記磁界の変化に基づいて第１の出力信号を出力する第１のハーフブリッジ回路と、前記第１のハーフブリッジ回路を反時計回りに９０°回転させた配置を有し、前記磁界の変化に基づいて第２の出力信号を出力する第２のハーフブリッジ回路と、を有し、
前記第２の磁気センサは、前記第１のハーフブリッジ回路を１８０°回転させた配置を有する第３のハーフブリッジ回路と、前記第２のハーフブリッジ回路を１８０°回転させた第４のハーフブリッジ回路と、を有する請求項１に記載の操作位置判定装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記２つの差分値として前記第１の出力信号と前記第３の出力信号に基づいて第１の差分値、及び前記第２の出力信号と前記第４の出力信号に基づいて第２の差分値を算出する請求項５に記載の操作位置判定装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記しきい値に基づいて前記第１の差分値を第１の区間、第２の区間及び第３の区間に分け、また、前記第２の差分値を第４の区間及び第５の区間に分け、これらの前記組合せに基づいて前記複数の操作位置としての５つの操作位置を判定する請求項６に記載の操作位置判定装置。
【請求項８】
磁界を発生させる磁界発生部と、
前記磁界発生部との相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第１のハーフブリッジ回路と第２のハーフブリッジ回路を有する第１の磁気センサと、
前記磁界発生部との前記相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第３のハーフブリッジ回路と第４のハーフブリッジ回路を有する第２の磁気センサと、
前記第１のハーフブリッジ回路から出力される第１の出力信号と前記第３のハーフブリッジ回路から出力される第３の出力信号とに基づいて第１の差分値を算出し、前記第２のハーフブリッジ回路から出力される第２の出力信号と前記第４のハーフブリッジ回路から出力される第４の出力信号とに基づいて前記第１の差分値に対して位相が９０°異なる第２の差分値を算出し、少なくとも１つのしきい値に基づいて前記第１及び第２の差分値をそれぞれ異なる複数の区間に分割し、分割された区間ごとに定められた値の組合せに基づいて前記相対距離に応じた複数の操作位置を判定する判定部と、
を備えた操作位置判定装置。
【請求項１】
磁界を発生させる磁界発生部と、
前記磁界発生部との相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第１の磁気センサと、
前記磁界発生部との前記相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第２の磁気センサと、
前記磁界の変化に基づいて前記第１の磁気センサ、及び前記第２の磁気センサから出力される複数の出力信号から正弦波形状、及び余弦波形状となる２つの差分値を算出し、しきい値に基づいて前記２つの差分値をそれぞれ異なる複数の区間に分割し、分割された区間ごとに定められた値の組合せに基づいて前記相対距離に応じた複数の操作位置を判定する判定部と、
を備えた操作位置判定装置。
【請求項２】
前記磁界発生部は、傾倒操作可能に支持された操作部に設けられる請求項１に記載の操作位置判定装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の磁気センサは、位相が９０°異なる前記出力信号を出力する２つのハーフブリッジ回路から構成される請求項１に記載の操作位置判定装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の磁気センサは、前記磁界発生部の側面領域に発生する前記磁界を検出対象として基板から垂直方向に設けられ、かつ、前記磁界発生部を介して対向する位置に設けられる請求項１に記載の操作位置判定装置。
【請求項５】
前記第１の磁気センサは、前記磁界の変化によって磁気抵抗値が変化する感磁部が互いに直交する２つの磁気抵抗素子からなり、前記磁界の変化に基づいて第１の出力信号を出力する第１のハーフブリッジ回路と、前記第１のハーフブリッジ回路を反時計回りに９０°回転させた配置を有し、前記磁界の変化に基づいて第２の出力信号を出力する第２のハーフブリッジ回路と、を有し、
前記第２の磁気センサは、前記第１のハーフブリッジ回路を１８０°回転させた配置を有する第３のハーフブリッジ回路と、前記第２のハーフブリッジ回路を１８０°回転させた第４のハーフブリッジ回路と、を有する請求項１に記載の操作位置判定装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記２つの差分値として前記第１の出力信号と前記第３の出力信号に基づいて第１の差分値、及び前記第２の出力信号と前記第４の出力信号に基づいて第２の差分値を算出する請求項５に記載の操作位置判定装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記しきい値に基づいて前記第１の差分値を第１の区間、第２の区間及び第３の区間に分け、また、前記第２の差分値を第４の区間及び第５の区間に分け、これらの前記組合せに基づいて前記複数の操作位置としての５つの操作位置を判定する請求項６に記載の操作位置判定装置。
【請求項８】
磁界を発生させる磁界発生部と、
前記磁界発生部との相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第１のハーフブリッジ回路と第２のハーフブリッジ回路を有する第１の磁気センサと、
前記磁界発生部との前記相対距離の変化に伴う前記磁界の変化を検出する第３のハーフブリッジ回路と第４のハーフブリッジ回路を有する第２の磁気センサと、
前記第１のハーフブリッジ回路から出力される第１の出力信号と前記第３のハーフブリッジ回路から出力される第３の出力信号とに基づいて第１の差分値を算出し、前記第２のハーフブリッジ回路から出力される第２の出力信号と前記第４のハーフブリッジ回路から出力される第４の出力信号とに基づいて前記第１の差分値に対して位相が９０°異なる第２の差分値を算出し、少なくとも１つのしきい値に基づいて前記第１及び第２の差分値をそれぞれ異なる複数の区間に分割し、分割された区間ごとに定められた値の組合せに基づいて前記相対距離に応じた複数の操作位置を判定する判定部と、
を備えた操作位置判定装置。
【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２０１０−６０４９１（Ｐ２０１０−６０４９１Ａ）
【公開日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２８０９３（Ｐ２００８−２２８０９３）
【出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【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２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月５日（２００８．９．５）
【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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