特開 2023-72103 入力装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023072103

(43)【公開日】2023-05-24

(54)【発明の名称】入力装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20230517BHJP

   G06F 3/01 20060101ALI20230517BHJP

   H01H 13/00 20060101ALI20230517BHJP

【ＦＩ】

G06F3/041 480

G06F3/041 500

G06F3/041 600

G06F3/01 560

G06F3/01 510

H01H13/00 B

H01H13/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020070292

(22)【出願日】2020-04-09

(71)【出願人】

【識別番号】000010098

【氏名又は名称】アルプスアルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 崇

(72)【発明者】

【氏名】谷口 義尚

(72)【発明者】

【氏名】平舘 泰彦

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 邦明

(72)【発明者】

【氏名】渡部 弘也

(72)【発明者】

【氏名】蛇口 広行

(72)【発明者】

【氏名】清 努

【テーマコード（参考）】

5E555

5G206

【Ｆターム（参考）】

5E555AA08

5E555AA58

5E555BA23

5E555BA25

5E555BB23

5E555BB25

5E555BC01

5E555CA12

5E555CA41

5E555CB12

5E555CB59

5E555DA24

5E555DB41

5E555DC13

5E555DD08

5E555EA10

5E555EA14

5E555FA00

5G206AS33H

5G206CS04K

5G206CS15K

5G206FS32K

5G206FU03

5G206GS21

5G206KS07

5G206KS08

5G206KS20

5G206KS43

5G206KS56

5G206QS09

(57)【要約】      （修正有）

【課題】診断用センサを設けることなく自己診断を行うことができる入力装置を提供する。
【解決手段】入力装置１Ａは、基台１０と、基台１０に対して垂直方向に変位可能に支持され、外装部４１、操作パネル４２、タッチセンサ４３、スペーサ４４、導電板４５及び保持部材４６を備える操作部と、操作者の押圧による操作部の垂直方向の変位を検出する変位検出部３０と、操作部に取り付けられ、操作部に振動を発生させる振動部５０と、変位検出部３０が操作部の垂直方向の変位を検出したときに振動部５０を駆動して振動させる制御部６０と、を備える。制御部６０は、振動部５０を駆動させた後、変位検出部３０からの出力が変化した場合には正常と判断し、変位検出部３０からの出力が変化しない場合には異常と判断する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台と、
前記基台に対して垂直方向に変位可能に支持された操作部と、
操作者の押圧による前記操作部の垂直方向の変位を検出する変位検出部と、
前記操作部に取り付けられ、前記操作部に振動を発生させる振動部と、
前記変位検出部が前記操作部の垂直方向の変位を検出したときに前記振動部を駆動して振動させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記振動部を駆動させた後、前記変位検出部からの出力が変化した場合には正常と判断し、前記変位検出部からの出力が変化しない場合には異常と判断する入力装置。

【請求項2】

前記振動部は、前記操作部を前記基台に対して水平方向に振動させるように前記操作部に設けられ、
前記変位検出部は、前記基台と前記操作部との間に設置され、前記操作部の垂直方向の変位及び水平方向の変位により抵抗が変化する感圧導電性部材を備える請求項１に記載の入力装置。

【請求項3】

前記感圧導電性部材は、エラストマーに導電性材料を含有する導電性エラストマーを備え、
前記制御部は、前記振動部を駆動した時に前記感圧導電性部材の抵抗が増加した場合には、正常と判断する請求項２に記載の入力装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、入力装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器の入力装置として、操作パネルの操作面に操作者が触れた時に振動を生じさせることで、操作者に操作感触を与える振動機構（フォースフィードバック（ＦＦＢ））を搭載した入力装置がある。

【0003】

このようなフォースフィードバックを搭載した入力装置として、例えば、パネル基板表面のスイッチ操作を振動で操作者に知らせる圧電素子と、操作者のスイッチ操作により圧電素子を振動させると共に所定の時期に圧電素子を振動させる制御部と、制御部により一方の圧電素子の振動を他方の圧電素子で検知して、他方の圧電素子の出力を判別する振動検出部とを備えるタッチパネルが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８－２１７２３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のタッチパネルは、使用時にフォースフィードバックが正常に動作しているか確認（自己診断）する場合、スイッチ操作を振動で操作者に知らせる一方の圧電素子の他に、一方の圧電素子の振動を検知する他方の圧電素子を診断用のセンサとして設けなければならないという問題があった。

【0006】

本発明の一態様は、診断用センサを設けることなく自己診断を行うことができる入力装置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】

【0007】

本発明に係る入力装置の一態様は、基台と、前記基台に対して垂直方向に変位可能に支持された操作部と、操作者の押圧による前記操作部の垂直方向の変位を検出する変位検出部と、前記操作部に取り付けられ、前記操作部に振動を発生させる振動部と、前記変位検出部が前記操作部の垂直方向の変位を検出したときに前記振動部を駆動して振動させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記振動部を駆動させた後、前記変位検出部からの出力が変化した場合には正常と判断し、前記変位検出部からの出力が変化しない場合には異常と判断する。

【発明の効果】

【0008】

本発明に係る入力装置の一態様は、診断用センサを設けることなく自己診断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。

【図2】電極の構成の一例を示す図である。

【図3】感圧導電性部材の構成を示す断面図である。

【図4】感圧導電性部材が押圧されている状態の一例を示す説明図である。

【図5】制御装置の機能を示すブロック図である。

【図6】変位検出部が押圧された時の抵抗の変化の一例を示す図ある。

【図7】振動部が正常に稼働しているか判定する自己診断方法のフローチャートである。

【図8】振動部で水平方向に振動している状態の一例を示す説明図である。

【図9】振動部が正常である場合に振動部で水平方向に振動が生じた時における感圧導電性部材の抵抗の変化の一例を示す図である。

【図10】振動部が異常である場合に振動部で水平方向に振動が生じた時における感圧導電性部材の抵抗の変化の一例を示す図である。

【図11】第２の実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。

【図12】第３の実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては同一の符号を付して、重複する説明は省略する。また、図面における各部材の縮尺は実際とは異なる場合がある。また、本明細書において数値範囲を示すチルダ「～」は、別段の断わりがない限り、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含むことを意味する。

【0011】

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る入力装置について説明する。図１は、本実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。図１に示すように、入力装置１Ａは、フォースフィードバックを搭載した入力装置（フォースフィードバック型入力装置）であり、基台１０、振動吸収部材２０、変位検出部３０、操作部４０、振動部５０及び制御装置６０を備えている。基台１０、振動吸収部材２０、変位検出部３０及び操作部４０は、この順に積層されている。

【0012】

なお、本実施形態では、基台１０、振動吸収部材２０、変位検出部３０及び操作部４０の積層方向を入力装置１Ａの高さ方向（垂直方向）とし、高さ方向と直交する方向を横方向（水平方向）という。入力装置１Ａの高さ方向をＺ軸方向とし、横方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向の操作部４０側を＋Ｚ軸方向とし、基台１０側を－Ｚ軸方向とする。以下の説明において、＋Ｚ軸方向を上又は上方といい、－Ｚ軸方向を下又は下方という場合があるが、普遍的な上下関係を表すものではない。

【0013】

図１に示すように、基台１０は、フレキシブル基板であり、ベース基板１１と、接着層１２と、電極１３とを備え、ベース基板１１の上面１１１に、接着層１２及び電極１３をこの順に積層している。基台１０は、ベース基板１１の上面１１１で接着層１２及び電極１３を介して、変位検出部３０を保持している。

【0014】

ベース基板１１は、略矩形状に形成された部材である。ベース基板１１は、フレキシブル基板を形成する材料として公知の材料を用いて形成することができる。ベース基板１１を形成する材料として、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンニトリル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、フェノール、エポキシ（ガラスフィラー入り）及びポリカーボネート（ＰＣ）等の公知の合成樹脂等を用いることができる。

【0015】

ベース基板１１の厚さは、適宜設計可能であり、材料の種類にもよるが、ベース基板１１の剛性を確保し、ベース基板１１が十分な強度を有する点から、０．５ｍｍ～１．５ｍｍであることが好ましい。

【0016】

接着層１２は、ベース基板１１と電極１３との間に設けられる。接着層１２は、ベース基板１１と電極１３との接着力を高める機能を有し、ベース基板１１に電極１３を固着させることできる。

【0017】

接着層１２は、一般的な接着剤を用いて形成することができる。接着層１２は、トリアジン系化合物を含むことが好ましく、トリアジン系化合物を含む分子接着剤を用いて形成することができる。

【0018】

トリアジン系化合物としては、トリアジンチオール化合物を用いることができる。トリアジンチオール化合物として、例えば、トリアジン環にチオール基（－ＳＨ基）又はチオール基にアルカリ金属塩が結合したものを用いることができる。官能基の何れか一つは、ジブチルアミノ基、アニリノ基等の他の構造を有していてもよい。トリアジンチオール化合物の具体例としては、例えば、２，４，６－トリメルカプト－１，３，５－トリアジンモノナトリウム塩（ｎ－ＴＥＳ）等が挙げられる。

【0019】

接着層１２は、一般的な接着剤を用いて形成される場合、接着層１２の厚さは、１μｍ～２０μｍであることが好ましい。接着層１２がトリアジン系化合物を含む分子接着剤を用いて形成される場合、接着層１２の厚さは、１ｎｍ～１００ｎｍであることが好ましい。

【0020】

電極１３は、図１に示すように、ベース基板１１の上に接着層１２を介して形成されている。電極１３の構成の一例を図２に示す。図２に示すように、電極１３は、一対の電極１３Ａ及び１３Ｂで構成することができる。電極１３は、一対の電極１３Ａ及び１３Ｂが互いに絶縁された状態で対向して設けられ、先端部１３１Ａ及び１３１Ｂが櫛歯状に形成された櫛歯電極を用いることができる。

【0021】

電極１３を形成する材料としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｏ等の金属及びこれらの合金；カーボンブラック、グラファイト（黒鉛）、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー（炭素繊維）、フラーレン等の炭素系材料等が挙げられる。電極１３Ａ及び１３Ｂを形成する材料は、これらを、一種単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、接続の安定性、製造コストの低減及び作製のし易さ等の点から、電極１３Ａ及び１３Ｂを形成する材料としては、Ａｇ及びＣｕを用いることが好ましい。電極１３Ａ及び１３Ｂは、１つの金属層で形成されていてもよいし、複数の金属層を積層して構成されていてもよい。

【0022】

電極１３の厚さは、導電性を十分確保する点から、１μｍ～５０μｍであることが好ましい。

【0023】

図１に示すように、振動吸収部材２０は、基台１０及び変位検出部３０を覆うように設けられたゴム状の部材である。振動吸収部材２０としては、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、シリコーンゴム等を用いることができる。これらの中でも、シリコーンゴムが好ましい。

【0024】

図１に示すように、変位検出部３０は、基台１０上に設置した電極１３を含む領域の上に、基台１０と振動吸収部材２０との間に挟まれ、下面３１１が電極１３と接し、上面３１２が振動吸収部材２０と接するように配置されている。図２に示すように、変位検出部３０は、円柱状に形成されており、下面３１１が一対の電極１３Ａ及び１３Ｂの先端部１３１Ａ及び１３１Ｂを含む領域の上に積層するように配置され、一対の電極１３Ａ及び１３Ｂの先端部１３１Ａ及び１３１Ｂと電気的に接続されている。なお、感圧導電性部材３１は、軸方向視において楕円形、多角形等に形成されていてもよい。

【0025】

変位検出部３０は、操作者の押圧による操作部４０の垂直方向の変位を検出する部材である。変位検出部３０は、弾性変形可能な感圧導電性部材３１で形成することができる。感圧導電性部材３１は、押圧力の変化により弾性変形して、操作部４０の垂直方向の変位及び水平方向の変位により、抵抗値を低下させることができる。そして、感圧導電性部材３１が弾性変形することで、感圧導電性部材３１に接触している電極１３Ａ及び１３Ｂ同士が通電するようになり、電極１３Ａ及び１３Ｂ間の電気抵抗値が押圧力に応じて変化することになる。すなわち、押圧力の変化に応じて、感圧導電性部材３１の抵抗値が変化すると共に、感圧導電性部材３１と電極１３Ａ及び１３Ｂとの抵抗も変化するので、押圧力の変化を抵抗値の変化として捉えることができる。

【0026】

図３は、感圧導電性部材３１の構成を示す断面図である。図３に示すように、感圧導電性部材３１は、粒子状の導電性材料３２をエラストマー３３に含有する導電性エラストマーを用いて形成できる。感圧導電性部材３１は、導電性材料３２を含有する導電性エラストマーで形成されることで、導電性材料３２による導通に加え、押圧力に対して変形及び復元をし易くすることができる。

【0027】

感圧導電性部材３１は、導電性材料３２をエラストマー３３中に略均一に分散させて含むことが好ましい。これにより、導電性材料３２による導通がより安定して確保することができる。

【0028】

導電性材料３２としては、金属粒子や炭素系材料等の導電性を有する材料を用いることができる。金属粒子や炭素系材料としては、上述の電極１３Ａ及び１３Ｂと同様の材料を用いることができる。

【0029】

導電性材料３２の平均粒子径としては、０．０５μｍ～２００μｍが好ましく、０．５μｍ～６０μｍがより好ましく、１．０μｍ～３０μｍがさらに好ましい。導電性材料３２の平均粒子径が０．０５μｍ～２００μｍの範囲内であれば、導電性材料３２の凝集を抑えてエラストマー３３内での分散性を高めることができる。また、感圧導電性部材３１が弾性変形した際に、導電性材料３２の感圧導電性部材３１内での移動が相対的に小さくなることを抑えることで、弾性変形による抵抗の変化が緩慢になるのを低減することができる。なお、平均粒子径とは、有効径による体積平均粒径をいい、平均粒子径は、例えば、レーザ回折・散乱法又は動的光散乱法等によって測定される。

【0030】

エラストマー３３としては、例えば、天然ゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、ポリイソブチレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン－ブタジエンゴム、エチレン－プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ポリエステルゴム、フッ素ゴム及びこれらの変性体等を用いることができる。これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、シリコーンゴムが好ましい。シリコーンゴムを用いることで、感圧導電性部材３１は、弾性が高く、接着層１２との密着性を良好とすることができる。また、感圧導電性部材３１は、押圧力の作用点で感圧導電性部材３１が変形し、作用点が移動することなく押圧力を受け止めることができるので、押圧力は上面３１２から電極１３Ａ及び１３Ｂと感圧導電性部材３１に的確に伝達される。

【0031】

感圧導電性部材３１は、ゴム硬度が３０～７０の範囲内であることが好ましい。ゴム硬度が４０～７０の範囲内であれば、感圧導電性部材３１は十分な強度を有することができ、高い復元力を発揮することができる。なお、ゴム硬度とは、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６３０１で規定された値である。

【0032】

感圧導電性部材３１の厚さは、適宜設設定可能であり、例えば、０．１ｍｍ～１０ｍｍであることが好ましい。感圧導電性部材３１の厚さが０．１ｍｍ～１０ｍｍの範囲内であれば、感圧導電性部材３１は十分な強度を有すると共に弾性を有することができる。

【0033】

感圧導電性部材３１は、図４に示すように、操作部４０による押圧力が作用していない状態では、互いに接触する導電性材料３２の数は少なく、導電経路がほとんど形成されておらず（図４中、白丸参照）、感圧導電性部材３１は所定の抵抗値を有する。そして、感圧導電性部材３１に押圧力が作用すると、導電性材料３２は互いに接近し、互いに接触する導電性材料３２の数が多くなるので、感圧導電性部材３１の平面方向及び垂直方向等に導電経路（図４中、黒丸参照）が形成され、感圧導電性部材３１の抵抗値は小さくなる。このように、押圧力によって感圧導電性部材３１は変形し、導電性材料３２同士が接触又は離間することで、感圧導電性部材３１の抵抗値が変化する。

【0034】

また、感圧導電性部材３１は、円錐台形状に形成されていてもよい。この場合、上面３１２を大きくし、下面３１１を小さくして、面積の広い上面３１２が振動吸収部材２０と接し、面積が小さい下面３１１が電極１３Ａ及び１３Ｂと接するように形成することが好ましい。これにより、押圧力を加える面積を広くすることができると共に、電極１３Ａ及び１３Ｂの先端部１３１Ａ及び１３１Ｂへの単位面積当たりの荷重を強めることができる。

【0035】

また、感圧導電性部材３１は、平面視においてその上面３１２が電極１３Ａ及び１３Ｂの先端部１３１Ａ及び１３１Ｂを覆う大きさとなるように形成されることが好ましい。感圧導電性部材３１の上面３１２が先端部１３１Ａ及び１３１Ｂの全面を覆うように形成されることで、操作部４０に加えられた押圧力を感圧導電性部材３１により確実に伝えることができる。

【0036】

図１に示すように、操作部４０は、基台１０に、振動吸収部材２０及び変位検出部３０を介して、基台１０に対して垂直方向に変位可能となるように支持されている。操作部４０は、外装部４１と、操作パネル４２と、タッチセンサ４３と、スペーサ４４と、導電板４５と、保持部材４６とを備えている。

【0037】

外装部４１は、略矩形枠状に形成された枠部４１ａと、枠部４１ａの外周縁部から下方に延びる壁部４１ｂとを有している。

【0038】

操作パネル４２は、車載機器を操作するためのものであり、略矩形板状に形成されている。操作パネル４２は、外装部４１における枠部４１ａの開口周縁部の裏面に配設されている。操作パネル４２は、通常時にタッチセンサ４３との間に垂直方向に隙間が形成されるように配置されている。

【0039】

タッチセンサ４３は、操作パネル４２を介してタッチセンサ４３に接触する操作者の指の位置及びその接触面積を検出する。タッチセンサ４３としては、静電容量方式のものを用いることができる。タッチセンサ４３は、略矩形板状に形成されている。タッチセンサ４３の中央部の裏面には、タッチコントローラ４７が配設されている。タッチコントローラ４７には、タッチセンサ４３が電気的に接続されており、タッチセンサ４３からの入力情報を信号として出力する。

【0040】

スペーサ４４は、略矩形枠板状に形成された、タッチセンサ４３及び導電板４５を一定間隔に保持するための部材である。スペーサ４４は、公知の合成樹脂等を用いて形成することができる。

【0041】

導電板４５は、略矩形状に形成された金属製の部材である。導電板４５の中央部には、裏側に凹む凹部２４ａが形成されている。導電板４５は、振動部５０からタッチセンサ４３への電界ノイズを低減することができる。

【0042】

保持部材４６は、タッチセンサ４３、スペーサ４４、導電板４５及び振動部５０を保持する部材である。保持部材４６は、タッチセンサ４３、スペーサ４４及び導電板４５が設置される、略矩形板状の板部４６ａと、振動部５０が収容される収容部４６ｂと、底面４６１の中央部から所定間隔の位置に下方（－Ｚ軸方向）に突出した、一対の押圧部４６ｃとを有している。押圧部４６ｃは、振動吸収部材２０を介して感圧導電性部材３１を押圧することができる。押圧部４６ｃは、円柱状、立方状等に形成することができる。

【0043】

図１に示すように、振動部５０は、操作部４０内に設けられ、操作部４０を水平方向に振動させる機能を有する。振動部５０は、操作部４０を水平方向に振動させることで、操作部４０を水平振動させることができる。なお、振動部５０は、操作部４０の外部に取り付けられていてもよい。

【0044】

振動部５０は、振動を発生させることができればよく、公知の振動部材を用いることができる。振動部５０としては、例えば、アクチュエータ、モータ、圧電素子等を用いることができる。振動部５０は、所定の振動パターンによる振動を発生させることにより、操作パネル４２に接触している接触物に対して触感を与える。振動部５０は、制御装置６０から送信される電気信号に基づいて振動を発生する。振動部５０は、操作パネル４２において接触物が接触している位置（座標）に触感を与えるように振動してもよい。

【0045】

図１に示すように、制御装置６０は、変位検出部３０及び振動部５０と電気的に接続されている。図５は、制御装置６０の機能を示すブロック図である。図５に示すように、制御装置６０は、抵抗測定部６１、制御部６２及び動作制御部６３を備える。

【0046】

抵抗測定部６１は、変位検出部３０と電気的に接続されており、変位検出部３０から送られる抵抗値を示す電気信号を取得して変位検出部３０の抵抗値を算出する。抵抗測定部６１は、制御部６２と電気的に接続されており、算出した抵抗値を入力情報として制御部６２に入力する。

【0047】

制御部６２は、抵抗測定部６１で算出した抵抗値に基づいて、抵抗値が変動したか判断して、振動部５０が正常に機能しているか否か判定する。制御部６２は、変位検出部３０が変形する前の状態の抵抗値から抵抗値が下がった場合には、振動部５０が正常に機能していると判断する。

【0048】

制御部６２は、変位検出部３０が操作部４０の垂直方向の変位を検出したときに振動部５０を駆動して操作部４０を振動させる。そして、制御部６２は、振動部５０を駆動して振動を発生させた後、変位検出部３０からの出力が変化した場合には正常と判断し、変位検出部３０からの出力が変化しない場合には異常と判断する。制御部６２は、振動部５０を駆動した時に感圧導電性部材３１の抵抗が増加した場合には、正常と判断することができる。

【0049】

制御部６２は、制御プログラムや各種記憶情報を格納する記憶手段と、制御プログラムに基づいて動作する演算手段とを有している。記憶手段には、主記憶装置であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ストレージ等がある。演算手段には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：プロセッサ）等がある。制御部６２は、演算手段が記憶手段に格納されている制御プログラム等を読み出して実行することで実現される。

【0050】

制御部６２の有する記憶手段には、感圧導電性部材３１の種類と、感圧導電性部材３１の種類毎における信号と抵抗値との関係を示す情報が格納されていてもよい。

【0051】

動作制御部６３は、振動部５０と電気的に接続されており、振動部５０に振動を発生させる信号を出力する。動作制御部６３は、振動部５０に、操作パネル４２において接触物が接触している位置（座標）に触感を与えるように振動を発生させる信号を発生させてもよい。

【0052】

また、動作制御部６３は、表示部７０と電気的に接続されており、表示部７０に振動部５０が正常である又は振動部５０が故障等して異常であることの信号を出力する。表示部７０は、例えば、メーターパネル、カーナビゲーションシステム、ヘッドアップディスプレイ等、車両に使用される任意の表示装置である。

【0053】

入力装置１Ａでは、運転手が車両の稼働時に操作部４０の操作パネル４２の任意の位置を押圧すると、その押圧力によって操作部４０が下方向（－Ｚ軸方向）に変位することにより、変位検出部３０を構成する感圧導電性部材３１が下方向（－Ｚ軸方向）に変形する。また、操作部４０が下方向（－Ｚ軸方向）に変位することに伴い、振動部５０が変位検出部３０に対して水平方向（Ｘ軸方向）に振動することにより、変位検出部３０を構成する感圧導電性部材３１を水平方向（Ｘ軸方向）に振動させる。この水平方向への振動により、感圧導電性部材３１内に含まれる複数の導電性材料３２同士が一時的に離れ、導電性材料３２同士の導通が取り難くなるため、感圧導電性部材３１の導電性が一時的に低下する。そのため、感圧導電性部材３１の抵抗が一時的に増加（上昇）する。図６は、変位検出部３０が押圧された時の抵抗の変化の一例を示す図である。図６に示すように、変位検出部３０は、操作部４０が押圧された時に振動部５０の水平方向（Ｘ軸方向）の振動で、感圧導電性部材３１の抵抗が一時的に増加するため、この感圧導電性部材３１の抵抗の変化を検出することで、操作パネル４２の任意の場所が押圧されたことを振動部５０の振動によって運転手に触感を与え、操作パネル４２の任意の場所を押圧したことを認識させることができる。

【0054】

次に、入力装置１Ａを用いて、振動部５０が正常に稼働しているか判定する自己診断方法について説明する。図７は、振動部５０が正常に稼働しているか判定する自己診断方法を示すフローチャートである。図７に示すように、運転手が車両の電源スイッチを入れると、入力装置１Ａが起動し（ステップＳ１１）、制御装置６０は、振動部５０に振動を発生させる信号を出力して、振動部５０を水平方向に振動させる（ステップＳ１２）。

【0055】

そして、制御装置６０は、振動部５０の振動に起因して生じる水平方向の振動を検知して、振動部５０が振動したか判定する（ステップＳ１３）。図８は、振動部５０で水平方向に振動している状態の一例を示す説明図であり、図９は、振動部５０で水平方向に振動が生じた時における変位検出部３０の抵抗の変化の一例を示す図である。図８に示すように、振動部５０が水平方向に振動すると、この水平方向の振動により、変位検出部３０が水平方向に振動して、図９に示すように、抵抗が一時的に増加する。制御装置６０は、変位検出部３０の抵抗に関する信号を受け取り、抵抗が増加していると判断した場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御装置６０は、振動部５０が正常に稼働していると判断し（ステップＳ１５）、終了する。

【0056】

一方、振動部５０が水平方向に振動しなかった場合、図１０に示すように、制御装置６０は、変位検出部３０の抵抗が低下しておらず変化していないと判断した場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御装置６０は、振動部５０が故障等により異常な状態であると判断し（ステップＳ１６）、メーターパネル等に警告を表示する（ステップＳ１７）。

【0057】

このように、本実施形態に係る入力装置１Ａは、基台１０、変位検出部３０、操作部４０、振動部５０及び制御装置６０を備え、制御装置６０で、振動部５０を駆動して、変位検出部３０からの出力に変化があれば正常と判断し、変位検出部３０からの出力に変化がなければ異常と判断している。入力装置１Ａは、変位検出部３０で、振動部５０が水平方向（Ｘ軸方向）に振動した時に水平方向（Ｘ軸方向）に振動したことを検知することができるため、振動部５０が正常に稼働していることの信号を出力することができる。よって、制御装置６０は、変位検出部３０から出力される信号によって振動部５０が正常に稼働しているか否かを診断することができる。したがって、入力装置１Ａは、振動部５０が正常に稼働していることを検査するための診断用センサを設けることなく自己診断を行うことができる。

【0058】

また、入力装置１Ａは、変位検出部３０で、操作部４０が押圧された時に垂直方向（Ｚ軸方向）の変位を検知することができるため、操作部４０が押圧されたことの信号を出力することができる。よって、入力装置１Ａは、操作部４０が押圧されたことを操作者に触感で知らせることができる。

【0059】

入力装置１Ａは、上述の通り、操作部４０が押圧されたことを操作者に振動で触感として認識させることができると共に、振動部５０が正常に稼働しているか自己診断を行うことができるので、ＦＦＢを搭載したタッチパネル等に有効に用いることができる。

【0060】

また、入力装置１Ａは、振動部５０を操作部４０内に設置し、変位検出部３０として感圧導電性部材３１を用いることができる。感圧導電性部材３１は、操作部４０の垂直方向（Ｚ軸方向）の変位及び水平方向（Ｘ軸方向）の変位により抵抗を変化させることができるため、操作部４０の振動方向が水平方向（Ｘ軸方向）であっても感圧導電性部材３１の抵抗を検知することで、振動部５の自己診断をより確実に行うことができる。

【0061】

さらに、入力装置１Ａは、感圧導電性部材３１として、エラストマー３３に導電性材料３２を含有する導電性エラストマーを用いることができる。これにより、感圧導電性部材３１が変形した際、導電性材料３２同士を導通し易くすることができるため、制御装置６０は、振動部５０を駆動したときに感圧導電性部材３１の抵抗が増加すれば、振動部５０は正常に稼働している状態であると容易に判断することができる。また、振動部５０が水平方向（Ｘ軸方向）に振動した際、導電性材料３２同士が離れて導電性材料３２同士の間を一時的に導通し難くすることができる。そのため、制御装置６０は、振動部５０を駆動させた際、感圧導電性部材３１の抵抗が増加することで、振動部５０が正常に稼働しているか否かを容易に判断することができる。よって、入力装置１Ａは、振動部５０の自己診断をより高精度に行うことができる。

【0062】

［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る入力装置について説明する。本実施形態に係る入力装置は、上記図１に示す第１の実施形態に係る入力装置１Ａの振動吸収部材２０をフィルム８０に変更したものであり、その他の構成については、第１の実施形態と同様の構成である。

【0063】

図１１は、第２の実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。図１１に示すように、入力装置１Ｂは、基台１０、フィルム８０、変位検出部３０、操作部４０、振動部５０及び制御装置６０を備えている。基台１０、変位検出部３０、フィルム８０及び操作部４０は、この順に積層されている。本実施形態では、フィルム８０以外の構成は、上記の第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

【0064】

フィルム８０は、基台１０の上に変位検出部３０を覆うようにドーム状に設けられたゴム状の部材である。フィルム８０としては、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム等を用いることができる。これらの中でも、シリコーンゴムが好ましい。

【0065】

入力装置１Ｂは、第１の実施形態に係る入力装置１Ａと同様、制御装置６０で、変位検出部３０から出力される信号によって振動部５０が正常に稼働しているか診断することができるため、振動部５０が正常に稼働していることを検査するための診断用センサを設けることなく自己診断を行うことができる。

【0066】

［第３の実施形態］
第３の実施形態に係る入力装置について説明する。本実施形態に係る入力装置は、上記図１に示す第１の実施形態に係る入力装置１Ａの振動吸収部材２０の上方に弾性変形部材９０を設け、振動吸収部材２０を変位検出部３０の周囲にのみ設けたものであり、その他の構成については、第１の実施形態と同様の構成である。

【0067】

図１２は、第３の実施形態に係る入力装置の構成を簡略に示す断面図である。図１２に示すように、入力装置１Ｃは、基台１０、変位検出部３０、弾性変形部材９０、操作部４０、振動部５０及び制御装置６０を備えている。基台１０、変位検出部３０、弾性変形部材９０及び操作部４０は、この順に積層されている。本実施形態では、弾性変形部材９０以外の構成は、上記の第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

【0068】

弾性変形部材９０は、基台１０の上に変位検出部３０を覆うようにドーム状に設けられている。

【0069】

弾性変形部材９０は、第１弾性体の内部に、第１弾性体よりも弾性率が高い第２弾性体を備えたものである。

【0070】

第１弾性体は、例えば、天然ゴム、合成ゴム、または合成樹脂等の弾性材料で形成することができる。第２弾性体は、第１弾性体よりも弾性率が高い弾性体であればよく、例えば、金属製のコイルバネ等のバネ部材で形成することができる。弾性変形部材９０して、具体的にはラバースプリング等を用いることができる。

【0071】

入力装置１Ｃは、第１の実施形態に係る入力装置１Ａと同様、制御装置６０で、変位検出部３０から出力される信号によって振動部５０が正常に稼働しているか診断することができるため、振動部５０が正常に稼働していることを検査するための診断用センサを設けることなく自己診断を行うことができる。

【0072】

以上の通り、実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の組み合わせ、省略、置き換え、変更などを行うことが可能である。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0073】

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 入力装置
１０ 基台
１１ ベース基板
１２ 接着層
１３、１３Ａ、１３Ｂ 電極
２０ 振動吸収部材
３０ 変位検出部
４０ 操作部
５０ 振動部
６０ 制御装置
６２ 制御部
８０ フィルム
９０ 弾性変形部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】