[发明专利]操作输入装置

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种用于控制操作的输入的操作输入装置，所述控制操作控制例如车辆导航设备、空调设备或视听设备。

背景技术

例如，如专利文献1(也就是，日本特许公开2010-181398号)所公开的，常规的操作输入装置是被施力检测器，其具有设置在轴上的操作单元、将要根据施加到操作单元的施加力而弹性变形的板形状应变本体和用于检测应变本体的变形的至少四个应变检测元件。而且，四个应变检测元件设置在一个应变本体上，也就是，设置在本体的一个放置表面上，并且应变本体和操作单元的轴通过连接本体连接并且具有一个本体。

专利文献1的操作输入装置将操作单元上的施加力经由连接本体传递到支承应变本体的应变检测元件的放置表面，并且基于来自应变检测元件的输出信号检测所述施加力。更实际地，当x/y轴限定为沿着操作单元的操作表面的平行轴线并且z轴限定为垂直于操作表面的垂直轴线时，施加力检测为沿着x轴的x轴操作力、沿着y轴的y轴操作力和/或沿着z轴的z轴操作力以及绕z轴的力矩。

然而，当操作力是多个轴向力的组合时，专利文献1的装置不能够准确地检测操作力的位置。也就是，取决于操作者对操作单元的操作，施加力可以是平行于操作表面的平行力和垂直于操作表面的垂直力的组合。在这种情况下，操作力的位置不能够由专利文献1中的装置准确地检测。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有在检测操作力的位置方面提高的准确度的操作输入装置。

为了解决上述问题，本发明提供以下技术方案。在本发明的一个方面，操作输入装置包括：具有操作表面的操作单元；由施加到操作单元的力弹性变形的应变本体；连接所述操作单元与所述应变本体的连接本体，所述连接本体由施加到所述操作单元的力至少局部变形；至少四个应变计，其分别计量所述应变本体的变形；操作力计算器，其基于由所述至少四个应变计的每个计量的应变计算施加到所述操作单元的力；以及附接到所述操作单元的支撑物。操作单元的宽部沿着所述操作表面的周边设置并且在大致平行于所述操作表面的方向上突出，并且所述操作单元的窄部固定地设置在所述支撑物上。宽部定位在所述操作单元的与所述操作表面相邻的一侧上，并且窄部远离所述操作表面定位在所述操作单元相对于所述操作表面和所述宽部的相反侧上。

在本发明的另一方面，所述操作单元具有从宽部朝向窄部变窄的侧壁。

在本发明的又一方面，所述连接本体由扁平弹簧形成。

在本发明的另一方面，所述操作单元具有筒形形状。

根据上述公开，当所述操作单元在平行于所述操作表面的平行方向上操作时，操作单元的宽部接收这种操作的操作力。在这个结构中，操作单元的窄部固定地设置在支撑物上，操作力的在垂直方向(也就是，从操作表面朝向窄部的方向)上的分量被无效/抵消。而且，操作力的在相反方向(也就是，与上述方向相反的方向)上的分量也被无效/抵消(也就是，操作力的在从窄部朝向操作表面方向上的分量)。因此，操作力不是平行力和垂直力的组合(也就是，混合)。因此，由于抵消垂直力(也就是，垂直力分量)的上述结构，准确地检测平行于操作表面施加到操作单元的操作力的位置。

括号中的数字表示在上述的概述描述中操作输入装置的要求保护的部分和在下面的实施例中的各个实际部件之间的关系。

附图说明

从下面的参考附图作出的详细描述，本发明的目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中：

图1是在本发明的第一实施例中导航设备和操作输入装置的方框图；

图2A是本发明的操作输入装置的截面图和平面图，其示出连接本体、应变本体和应变计；

图2B是本发明的操作输入装置的截面图和平面图，其示出连接本体、应变本体和应变计；

图3A是当z轴力施加到应变本体上时，应变本体上的载荷的模型图；

图3B是当z轴力施加到应变本体上时，应变本体上的载荷的模型图；

图4A是当y轴力施加到应变本体上时，应变本体上的载荷的模型图；

图4B是当y轴力施加到应变本体上时，应变本体上的载荷的模型图；

图5A是图3A和图3B所示的每个应变本体的电阻变化的表格；

图5B是由应变本体形成的桥式电路的示意图；

图6A是当垂直力施加到操作面板的外表面时，如何计算垂直力的位置坐标的图示；

图6B是当垂直力施加到操作面板的外表面时，如何计算垂直力的位置坐标的图示；

图7A是如何检测沿着x、y或z轴的力以及如何检测绕z轴的力矩的图示；