特許 7454383 操作装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-13

(45)【発行日】2024-03-22

(54)【発明の名称】操作装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/01 20060101AFI20240314BHJP

【ＦＩ】

G06F3/01 560

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020006438

(22)【出願日】2020-01-18

(65)【公開番号】P2021114122

(43)【公開日】2021-08-05

【審査請求日】2022-12-22

(73)【特許権者】

【識別番号】000101732

【氏名又は名称】アルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085453

【弁理士】

【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫

(72)【発明者】

【氏名】大塚 友貴

【審査官】上田 泰

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－２８９０６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００１６０４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－２０３８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２２２１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０８６７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０２６９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３６１５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７５０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２００６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１７１３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３４１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６２４３０８０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０３０４６４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】越智 雅俊、田村 仁，周辺状況を触覚フィードバックするタッチパネルインタフェースの開発と評価，FIT2012（第11回情報科学技術フォーラム）講演論文集 第１分冊，2012年08月21日，p.287-290

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０１

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｂ６０Ｒ １６／０２

Ｂ６０Ｒ １１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作者から操作されたことを検知する操作検知部と、操作ユニットと、支持部材と、前記支持部材に対して前記操作ユニットを相対移動可能に支持する弾性支持機構と、前記操作ユニットに応答力を与える応答力付与機構と、が設けられた操作装置において、
前記操作検知部は、操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことを検知する接近検知部材と、指が前記操作面に触れたことを検知する接触検知部材と、前記操作面が押圧されたことを検知する押圧検知部材と、を有し、
前記操作ユニットが前記支持部材に対して相対移動することを規制するロック機構部と、
操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことが前記接近検知部材で検知されると前記ロック機構部のロックを解除し、その後に、前記操作面に指が触れた状態が継続していることを前記接触検知部材で検知できないときに前記ロック機構部をロック状態に戻し、
操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことが前記接近検知部材で検知されて前記ロック機構部のロックが解除された後、前記操作面に指が触れている検知状態が継続しているときに、前記操作面が押圧されたことが前記押圧検知部材で検知されると、前記応答力付与機構が動作するように制御する制御部と、
を備えていることを特徴とする操作装置。

【請求項2】

操作者から操作されたことを検知する操作検知部と、操作ユニットと、支持部材と、前記支持部材に対して前記操作ユニットを相対移動可能に支持する弾性支持機構と、前記操作ユニットに応答力を与える応答力付与機構と、が設けられた操作装置において、
前記操作検知部は、操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことを検知する接近検知部材と、指が前記操作面に触れたことを検知する接触検知部材と、前記操作面が押圧されたことを検知する押圧検知部材と、を有し、
前記操作ユニットが前記支持部材に対して相対移動することを規制するロック機構部と、
操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことが前記接近検知部材で検知されると前記ロック機構部のロックを解除し、前記ロック機構部のロックが解除された後の所定時間内に前記接触検知部材が検知状態にならなかったとき、前記ロック機構部を再びロックし、
操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことが前記接近検知部材で検知されて前記ロック機構部のロックが解除された後、前記接触検知部材の検知状態が継続しているときに、前記操作面が押圧されたことが前記押圧検知部材で検知されると、前記応答力付与機構が動作するように制御する制御部と、
を備えていることを特徴とする操作装置。

【請求項3】

前記操作面に設けられた静電容量式センサが、前記接近検知部材と前記接触検知部材として兼用され、前記静電容量式センサからの検知出力が第１のしきい値以上になったら操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したと判定され、前記検知出力が前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値以上になったら、前記操作面に操作者の指が触れたと判定されることを特徴とする請求項１または２に記載の操作装置。

【請求項4】

同じ磁界機構で、前記ロック機構部および前記応答力付与機構が兼用されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の操作装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作検知部を備えた操作ユニットと、前記操作ユニットに応答力を与える応答力付与機構とを搭載した操作装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、操作装置では、操作者が操作したとき、操作者に良好な応答触感を与えることが要求されている。
以下の特許文献１に記載された操作装置は、トップパネルのＺ軸負方向側の面に支持体及び振動素子が接着されており、トップパネルは支持体によって筐体に固定されている。支持体は、駆動制御部から入力される制御信号により、Ｚ軸正方向側の端部と、Ｚ軸負方向側の端部との間の支持剛性を２段階に切り替えることができるものとなっている。

【0003】

特許文献１に記載された操作装置では、段落[０２０４]に記載されているように、支持体の支持剛性レベルを切り替えることにより、ユーザーに与えられる超音波体の固有振動と可聴域の振動との両方の振幅を増大させることができる。このため、ユーザーに良好な触感を提供できるというものである。

【0004】

以下の特許文献２に記載されたタッチパネルスイッチには、タッチパネル本体とパネルホルダーとが前後方向に移動動作することを阻止可能なパネル動作ロック機構が配置されている。パネル動作ロック機構を起動すると、ロックピンが突出し、タッチパネル本体がパネルホルダーとともに後方に押し込まれることを防止することができる。一方、パネル動作ロック機構を解除すると、ロックピンが引き込まれて、タッチパネル本体がパネルホルダーとともに前後方向に移動可能な状態とすることができるものとなっている。

【0005】

特許文献２に記載されたタッチパネルスイッチでは、操作者によるパネル面上の押圧位置がメニューボタンに対応する位置である場合にのみ、パネル面を押し込むことができるように構成されている。このため、操作者は、押圧操作がスイッチ側に認識されたのかを確認することが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第６３０４３９７号公報

【文献】特開２０００－２２２１２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載された発明では、支持体の支持剛性レベルを切り替えることにより、ユーザーに与えられる振動を大きくすることが可能である。しかしながら、操作者が操作するときと操作者が操作しないときとで、支持体の支持剛性レベルを切り替えることができない。そのため、操作者が操作したときに操作感触を最適なタイミングで感じることができないおそれがある。

【0008】

特許文献２に記載された発明では、パネル動作ロック機構を起動すると、タッチパネル本体がパネルホルダーとともに後方に押し込まれることを防止できる。また、パネル動作ロック機構を解除すると、タッチパネル本体がパネルホルダーとともに前後方向に移動可能な状態とすることができる。しかしながら、操作者がタッチパネルに触れたタイミングで、操作したときの応答感触を感じることができないおそれがある。

【0009】

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、操作ユニットを操作していないときは、操作ユニットが不用意に動いて損傷の危険やノイズの発生を未然に防ぎ、操作ユニットが操作されたときは、タイミングよく操作者に操作感触を与えることを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、操作者から操作されたことを検知する操作検知部と、操作ユニットと、支持部材と、前記支持部材に対して前記操作ユニットを相対移動可能に支持する弾性支持機構と、前記操作ユニットに応答力を与える応答力付与機構と、が設けられた操作装置において、
前記操作検知部は、操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことを検知する接近検知部材と、指が前記操作面に触れたことを検知する接触検知部材と、前記操作面が押圧されたことを検知する押圧検知部材と、を有し、
前記操作ユニットが前記支持部材に対して相対移動することを規制するロック機構部と、
操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことが前記接近検知部材で検知されると前記ロック機構部のロックを解除し、その後に、前記操作面に指が触れた状態が継続していることを前記接触検知部材で検知できないときに前記ロック機構部をロック状態に戻し、
操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことが前記接近検知部材で検知されて前記ロック機構部のロックが解除された後、前記操作面に指が触れている検知状態が継続しているときに、前記操作面が押圧されたことが前記押圧検知部材で検知されると、前記応答力付与機構が動作するように制御する制御部と、
を備えていることを特徴とするものである。

【0014】

本発明の操作装置は、前記操作面に設けられた静電容量式センサが、前記接近検知部材と前記接触検知部材として兼用され、前記静電容量式センサからの検知出力が第１のしきい値以上になったら操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したと判定され、前記検知出力が前記第１のしきい値よりも大きい第２のしきい値以上になったら、前記操作面に操作者の指が触れたと判定されるものとして構成できる。

【0015】

また、本発明は、操作者から操作されたことを検知する操作検知部と、操作ユニットと、支持部材と、前記支持部材に対して前記操作ユニットを相対移動可能に支持する弾性支持機構と、前記操作ユニットに応答力を与える応答力付与機構と、が設けられた操作装置において、
前記操作検知部は、操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことを検知する接近検知部材と、指が前記操作面に触れたことを検知する接触検知部材と、前記操作面が押圧されたことを検知する押圧検知部材と、を有し、
前記操作ユニットが前記支持部材に対して相対移動することを規制するロック機構部と、
操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことが前記接近検知部材で検知されると前記ロック機構部のロックを解除し、前記ロック機構部のロックが解除された後の所定時間内に前記接触検知部材が検知状態にならなかったとき、前記ロック機構部を再びロックし、
操作者の指が前記操作ユニットの操作面に接近したことが前記接近検知部材で検知されて前記ロック機構部のロックが解除された後、前記接触検知部材の検知状態が継続しているときに、前記操作面が押圧されたことが前記押圧検知部材で検知されると、前記応答力付与機構が動作するように制御する制御部と、
を備えていることを特徴とするものである。

【0017】

同じ磁界機構で、前記ロック機構部および前記応答力付与機構が兼用されていてもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明の操作装置は、ロック機構部によって、操作ユニットが支持部材に対して相対移動することを規制される。そして、操作検知部で操作者の入力を検知したとき、制御部によってロック機構部のロックが解除され、ロックが解除された後に、応答力付与機構が動作する。そのため、操作ユニットを操作していないときは、操作ユニットが不用意に動いて損傷の危険やノイズの発生を未然に防ぎ、操作ユニットが操作されたときは、タイミングよく操作者に操作感触を与えることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１実施形態の操作装置を、操作装置の前方から見た斜視図。

【図2】本発明の第１実施形態の操作装置を、操作装置の後方から見た斜視図。

【図3】第１実施形態の操作装置を２つに分解して、操作装置の前方から見た斜視図。

【図4】第１実施形態の操作装置を２つに分解して、操作装置の後方から見た斜視図。

【図5】第１実施形態の操作装置を、後方から見た背面図。

【図6】図５に示す操作装置をＡ－Ａ線で切断した部分拡大断面図。

【図7】第１実施形態の制御系を示すブロック図。

【図8】第１実施形態における制御フローを示す説明図。

【図9】本発明の第２実施形態の操作装置を、操作装置の前方から見た斜視図。

【図10】第２実施形態の操作装置を２つに分解して、操作装置の前方から見た斜視図。

【図11】第２実施形態の制御系を示すブロック図。

【図12】第２実施形態における制御フローを示す説明図。

【図13】第３実施形態のロック解除状態を示す断面図。

【図14】第３実施形態のロック状態を示す断面図。

【図15】第４実施形態の操作装置の側面図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

図１および図２に、本発明の第１実施形態に係る操作装置１の全体構造が示されている。第１実施形態の操作装置１は、車載用表示装置として使用される。操作装置１は、Ｚ１－Ｚ２方向が前後方向である。Ｚ１方向が前方で、Ｚ２方向が後方である。車載用表示装置として使用される場合には、Ｚ１方向が車室内に向けられ、Ｚ２方向が車両の進行方向に向けられる。Ｘ１－Ｘ２方向が左右方向である。Ｘ１方向が左方向でＸ２方向が右方向、Ｙ１方向が上方向でＹ２方向が下方向である。

【0021】

図４と図６に示すように、操作装置１は、操作ユニット２、応答力付与機構３、支持部材４、弾性支持機構５及びロック機構部６を備えている。

【0022】

図３、図４および図６に示すように、操作ユニット２は、表示装置２１、外装ケース２２、背面カバー２３、ディスプレイ基板２４及び操作検知部２５の第１検知部材２５ａを有している。外装ケース２２は軽金属材料で形成されている。外装ケース２２は支持体２２ａと外縁体２２ｂとを有している。外縁体２２ｂは、支持体２２ａの外周部から前方（Ｚ１方向）に突出して形成される。表示装置２１は、外装ケース２２の外縁体２２ｂの内側であって、支持体２２ａの前方（Ｚ１方向）に向く前面に固定されている。表示装置２１は、カラー液晶表示パネルやエレクトロルミネッセンス表示パネルであり、表示装置２１の前方（Ｚ１方向）に向く前面が表示画面２１ａとなっている。

【0023】

また、表示装置２１がカラー液晶表示パネルの場合には、外装ケース２２の内部であって、カラー液晶表示パネルの後方（Ｚ２方向）にはバックライトユニット２１ｂが設けられる。バックライトユニット２１ｂはＬＥＤなどの光源と、光源から発せられる照明光をカラー液晶表示パネルに対して前方（Ｚ１方向）に向けて与える導光部材などとで構成されている。

【0024】

図４に示すように、背面カバー２３は、外装ケース２２の後方（Ｚ２方向）に向く後面に、凹凸嵌合構造を介して固定されている。背面カバー２３よりも上方（Ｙ１方向）にディスプレイ基板２４が設けられている。ディスプレイ基板２４は、外装ケース２２の後方（Ｚ２方向）に向く後面にねじで固定される。ディスプレイ基板には、各種制御を行う制御部７が搭載されている。

【0025】

図３に示すように、操作検知部２５は、第１検知部材２５ａと第２検知部材２５ｂとで構成される。図１に示すように、操作ユニット２では、表示装置２１の前方（Ｚ１方向）が透明な表面パネル２６で覆われており、図６に示すように、表面パネル２６の後方（Ｚ２方向）に向く後面に、第１検知部材２５ａが設けられている。第１検知部材２５ａは接触センサであり、透明基板に複数の透明電極が設けられて構成された静電容量式センサである。第１検知部材２５ａに操作者の指が触れると、電極で検知される静電容量が変化し、このときの静電容量の分布の変化により、指が触れた座標位置が検知される。または、接触センサとして、全面に透明電極が形成された透明基板に、同じく全面に透明電極が形成された透明フィルムが重ねられた抵抗式センサを使用することができる。この抵抗式センサは、表面パネル２６の前方（Ｚ１方向）に向く前面に接地される。抵抗式センサは、透明フィルムのいずれかの箇所が押されると、透明フィルムに形成された透明電極と、透明基板に形成された透明電極とが短絡し、透明電極の縁部に設けられた電極部から短絡部までの抵抗値の変化が検知されて、指が触れた座標位置が判定される。

【0026】

図３と図４に示すように、支持部材４に備えられたメイン基板４１の前方（Ｚ１方向）側に向く前面に第２検知部材２５ｂが設けられている。第２検知部材２５ｂは押圧検知部材として機能する。第２検知部材２５ｂは、メイン基板４１に実装されている近接センサである。操作ユニット２が後方（Ｚ２方向）に押され、外装ケース２２の検知面部２２ｃがメイン基板４１の第２検知部材２５ｂに所定距離以内に近づくと、第２検知部材２５ｂから検知出力が得られ、操作ユニット２が押圧操作されたものと認識される。

【0027】

図４に示されるように、外装ケース２２の後方に向く後面に２個の応答力付与機構３が固定されている。応答力付与機構３は、直方体形状のケース３１を有しており、ケース３１が支持体２２ａに固定されている。ケース３１の内部に、所定の質量を有する磁性材料製の可動部とコイルとが設けられている。可動部がケース３１内でばねにより左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）へ往復移動自在に支持されている。コイルに通電されると可動部が磁化され、その磁化による極性と磁石の極性とによる吸引力および反発力で、可動部が駆動される。可動部が駆動されるときの力、または前記力の反力が支持体２２ａに伝達されて、表示装置２１に左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の応答力が与えられる。可動部は左右方向に往復振動し、または左右方向の一方向に移動し、このときの加速度に応じて前記応答力が発揮される。

【0028】

図２と図４に示すように、操作ユニット２の後方（Ｚ２方向）に支持部材４が配置される。支持部材４は、車室内のダッシュボードやインストルメントパネルなどに固定される。支持部材４は、メイン基板４１、ブラケット４２および筐体４３を有する。筐体４３は前方（Ｚ１方向）が解放されており、筐体４３の内部であって、前方（Ｚ１方向）に向く前面に、ブラケット４２とメイン基板４１とが固定される。電源コネクタを備えたメイン基板４１は金属材料で形成されるブラケット４２の前方に配置される。

【0029】

図３に示すように、弾性支持機構５は、一対の第１の弾性支持機構５Ａと第２の弾性支持機構５Ｂとを備えている。第１の弾性支持機構５Ａと第２の弾性支持機構５Ｂとは、操作ユニット２と支持部材４との間に設けられている。図６には、一方の弾性支持機構５Ａが断面図で示されている

【0030】

図６に示すように、弾性支持機構５Ａは、軸部材５１ａ、圧縮コイルばね５２ａ、弾性ブッシュ５３ａおよび引張コイルばね５４ａを備えている。軸部材５１ａは鉄などの金属材料で形成されている。軸部材５１ａと外装ケース２２とは、軸部材５１ａの先端に形成された雄ねじ部５５ａと外装ケース２２の雌ねじ部２２ｄとが互いに螺合されることで固定される。軸部材５１ａは、ブラケット穴部４２ａと筐体穴部４３ａとに摺動自在に挿通されている。圧縮コイルばね５２ａは、外装ケース２２とブラケット４２との間に装着されている。弾性ブッシュ５３ａは、外装ケース２２と筐体４３との間に介装されている。

【0031】

図６に示すように、圧縮コイルばね５２ａと弾性ブッシュ５３ａとが操作ユニット２と支持部材４との間に挟まれている。弾性ブッシュ５３ａは、ゴムなどの材料で形成されている。圧縮コイルばね５２ａと弾性ブッシュ５３ａの弾性力により、操作ユニット２は支持部材４に前後方向（Ｚ１－Ｚ２方向）へ移動可能となるように弾性的に支持されている。軸部材５１ａと筐体４３との間に引張コイルばね５４ａが掛けられている。この引張コイルばね５４ａの引っ張り弾性力によって、操作ユニット２は支持部材４に対して上下方向（Ｙ１－Ｙ２方向）の移動が規制されている。

【0032】

図３に示すように、第２弾性支持機構５Ｂは、第１弾性支持機構５Ａと対象位置に配置されており、第１弾性支持機構５Ａと第２弾性支持機構５Ｂは、その構造が同じである。

【0033】

図３に示すように、ロック機構部６は、第１のロック機構６Ａ、第２のロック機構６Ｂ、第３のロック機構６Ｃおよび第４のロック機構６Ｄを備えている。図６に示すように、第１のロック機構６Ａは、ロック体６１ａ、リング体６２ａおよびラバー体６３ａを備えている。ロック体６１ａは、鉄などの磁性体材料で形成されている。ロック体６１ａは先端が雄ねじ形状となっており、外装ケース２２に形成された雌ねじ形状と互いに螺合されることで、外装ケース２２に固定される。

【0034】

リング体６２ａは、鉄などの磁性体材料で形成されている。リング体６２ａは非磁性材料で形成された筐体４３に圧入されており、メイン基板４１上に固定されている図示しない電磁リレーと鉄などの磁性体材料で形成されたワイヤーで固定されている。ラバー体６３ａはゴムなどの材料で形成されている。図６に示すように、ラバー体６３ａが、筐体４３とロック体６１との間に介装されている。電磁リレーに備えられる電磁石に電流が流されると、リング体６２ａも磁化されて、リング体６２ａとロック体６１ａの座面部６４ａとが磁力で引き合い、リング体６２ａとロック体６１ａの間に固定力が発生される。電磁リレーに備えられる電磁石への電流が断たれると、リング体６２ａとロック体６１ａの座面部６４ａとの間の磁力が解除され、リング体６２ａとロック体６１ａの間の固定が解除される。図３に示される第１のロック機構６Ａ、第２のロック機構６Ｂ、第３のロック機構６Ｃおよび第４のロック機構６Ｄは、その構造が同じである。

【0035】

次に、この操作装置１の制御系について説明する。
図７に示すように、第１検知部材２５ａが検出した検知信号、および第２検知部材２５ｂが検出した検知信号は、制御部７に入力される。

【0036】

第１検知部材２５ａが操作者の操作を検知したとき、すなわち操作者の指が表面パネル２６の前面に触れたことが検知されると、制御部７がロック機構部６に対して、ロックを解除する命令を発する。その後に、第２検知部材２５ｂが操作を検知したとき、すなわち、操作ユニット２が後方（Ｚ２方向）に押されて、外装ケース２２の検知面部２２ｃがメイン基板４１の第２検知部材２５ｂに近づいていき、所定の距離内になったとき、制御部７が、応答力付与機構３に対して、応答力を発生する命令を発するようになっている。

【0037】

次に、操作装置１の動作を説明する。
図８は、第１実施形態に係る操作画面の表示処理を示すフローチャートである。

【0038】

車載用表示装置として使用される操作装置１では、表面パネル２６のいずれかの箇所に操作者の指が触れたか否かを、第１検知部材２５ａからの検知信号に基づいて判定する（ステップＳ１）。第１検知部材２５ａが操作者の指が触れられたことを検知すると、制御部７は、ロック機構部６に対して、ロックを解除する命令を発する。ロックを解除する命令が発せられると、メイン基板４１上に固定されている図示しない電磁リレーに備えられている電磁石に流される電流が止められる。そのため、第１のロック機構６Ａ、第２のロック機構６Ｂ，第３のロック機構６Ｃおよび第４のロック機構６Ｄの各々に備えられるリング体とロック体の座面部の間の磁力が発生しなくなり、操作ユニットのロックが解除される（ステップＳ２）。

【0039】

その後、操作ユニット２が後方（Ｚ２方向）に押されて、外装ケース２２の検知面部２２ｃとメイン基板４１との距離が所定の距離内になったか否かを第２検知部材２５ｂからの検知信号に基づいて判定する（ステップＳ３）。検知面部２２ｃと第２検知部材２５ｂとの距離が所定の距離内になったとき、制御部７は操作ユニット２が押圧操作されたものと認識し、応答力付与機構３に対して、応答力を発生する命令を発する。応答力を発生する命令が発せられると、応答力付与機構３が動作し、表示装置２１に左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の応答力が与えられる（ステップＳ４）。この応答力が表面パネル２６に接触している操作者の指で感じすることで、操作者は確実に押圧操作できたことを認識する。応答力付与機構３が動作した後に、図８に示すフローチャートの処理を終了する。

【0040】

本発明の第１実施形態によれば、操作者によって操作されていないときは、ロック機構部６によるロックがかかっており、比較的大きく重い操作ユニット２ががたつくことがない。また、接触または接近により第１検知部材２５ａが操作されたことが検知されると、制御部７の制御によって、まずロック機構部６のロックが解除されて、操作ユニット２が動くことができるようになる。その後に、第２検知部材２５ｂが操作を検知したときに、応答力付与機構３によって操作ユニット２に応答力が与えられる。ロックが解除された後に応答力発生とすることで応答力付与機構３により操作ユニット２を確実に駆動することができる。

【0041】

なお、第１実施形態では、第１検知部材２５ａについて、接触センサを用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。第１検知部材２５ａについて、接触センサの代わりに、接近センサを用いてもよい。接近センサは、例えば、表示装置２１の表示画面２１ａに手が接近したことを発光素子と受光素子とで構成されるフォトセンサで検知するものである。または、表面パネル２６の後面に配置された静電容量式センサであってもよい。この変形例では、操作者の手が表面パネル２６に接近したのが第１検知部材で検知されると、操作ユニット２のロックが解除され、その後に第２検知部材によって、操作ユニット２が押圧操作が行われたことが検知されると、応答力付与機構３が駆動される。

【0042】

第１実施形態のさらなる変形例として、表面パネル２６の後面に配置される同じ静電容量式センサを、第１検知部材２５ａおよび第２検知部材２５ｂとして兼用してもよい。静電容量式センサは、まず第１検知部材２５ａとして機能し、指の接近または接触を検知する。その後、静電容量式センサが第２検知部材として機能し、表面パネル２６の前面である検知面での指の接触面積が所定値以上となったときに、操作ユニット２が押圧操作されたものと認識する。

【0043】

次に、図９、図１０、図１１および図１２を参照して、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素には第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第２実施形態の操作装置１は、図７に示される第１実施形態の第１検知部材２５ａおよび第２検知部材２５ｂに代えて、図１０に示すように、接近検知部材２５ｃ、接触検知部材２５ｄおよび押圧検知部材２５ｅを備えている。それ以外は、第１実施形態と同じ構成を有している。

【0044】

第２実施形態の接近検知部材２５ｃは、表示装置２１の前方（Ｚ１方向）に向く前面に固定される。接近検知部材２５ｃは、表示装置２１の表示画面２１ａに手が接近したことを発光素子と受光素子とで構成されるフォトセンサで検知する接近センサである。接触検知部材２５ｄは、表面パネル２６の後面に設けられた静電容量式センサ、あるいは表面パネル２６の前面に設けられた抵抗式センサである。接触検知部材２５ｄによって、表示画面２１ａにおいて表面パネル２６に指が触れた座標位置が検知される。押圧検知部材２５ｅは、操作ユニット２が後方（Ｚ２方向）に押されることで、外装ケース２２の検知面部２２ｃがメイン基板４１の押圧検知部材２５ｅに近づいていき、所定の距離内になったとき、押圧操作されたことを検知する出力が得られる。

【0045】

次に、第２実施形態の操作装置１の制御系について説明する。
図１１に示すように、接近検知部材２５ｃが検出した接近検知信号、接触検知部材２５ｄが検出した接触検知信号、および押圧検知部材２５ｅが検出した押圧検知信号は、制御部７に入力される。

【0046】

制御部７は、操作者の指が、表示装置２１の表示画面２１ａにおいて表面パネル２６に接近したことが、接近検知部材２５ｃで検知されたときに、ロック機構部６に対して、ロックを解除する命令を発する。さらに、制御部７は、操作者の指が、表示装置２１の表示画面２１ａに接触したことを接触検知部材２５ｄで検知し、さらに、操作ユニット２が後方（Ｚ２方向）に押されて、外装ケース２２の検知面部２２ｃがメイン基板４１の第２検知部材２５ｂに近づいていき、所定の距離内になったとき、応答力付与機構３に対して、応答力を発生する命令を発するようになっている。

【0047】

次に、操作装置１の動作を説明する。
図１２は、第２実施形態に係る操作画面の表示処理を示すフローチャートである。

【0048】

第２実施形態の操作装置１では、表示装置２１の前面に設けられた接近検知部材２５ｃで、操作者の指が表示画面２１に接近したかどうかを判定する（ステップＳ５）。接近検知部材２５ｃで操作者の指が表示画面に接近したことを検出すると、制御部７は、ロック機構部６に対して、ロックを解除する命令を発する。ロックを解除する命令が発せられると、メイン基板４１上に固定されている図示しない電磁リレーに備えられている電磁石に流される電流が止められる。そのため、第１のロック機構６Ａ、第２のロック機構６Ｂ，第３のロック機構６Ｃおよび第４のロック機構６Ｄの各々に備えられるリング体とロック体の座面部の間の磁力が発生しなくなり、操作ユニット２のロックが解除される（ステップＳ６）。

【0049】

次いで、操作装置１では、表示装置２１の前面に設けられた接触検知部材２５ｄのいずれかの箇所に操作者の指が触れられた状態が継続しているか否かを判定する（ステップＳ７）。接触検知部材２５ｄに操作者の指が触れられている状態が継続していないとき（ステップＳ７：Ｎｏ）、制御部７は、ロック機構部６に対して、ロックを行う命令を発する（ステップＳ１０）。接触検知部材２５ｄに操作者の指が触れられている状態が継続しているとき（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、操作ユニット２が後方（Ｚ２方向）に押されて、外装ケース２２の検知面部２２ｃとメイン基板４１の第２検知部材２５ｂとの距離が所定の距離内になったかどうかを判定する（ステップＳ８）。検知面部２２ｃと第２検知部材２５ｂとの距離が所定の距離内になったときに、制御部７は、応答力付与機構３に対して、応答力を発生する命令を発する。応答力を発生する命令が発せられると、応答力付与機構３が動作し、表示装置２１に左右方向（Ｘ１－Ｘ２方向）の応答力が与えられる（ステップＳ９）。応答力付与機構３が動作後、図１２に示すフローチャートの処理を終了する。

【0050】

接近検知部材２５ｃの検知と押圧検知部材２５ｅの検知の間に接触検知部材２５ｄの検知が行われないと、操作者の指が接近検知部材２５ｃに接近し、その後、押圧操作することなく離れたときに、ロック機構部６によるロックが解除された状態が継続してしまうおそれがある。

【0051】

これに対して、本発明の第２実施形態によれば、操作者の指が接近検知部材２５ｃに接近し、ロック機構部６によるロックが解除された後で、応答力付与機構３による応答力発生とすることで、応答力付与機構３により操作ユニット２を確実に駆動することができる。また、操作者の指が接近検知部材２５ｃに接近し、その後、押圧操作することなく離れたときに、ロック機構部６によるロックが解除された状態が継続してしまうことを防止できる。

【0052】

なお、第２実施形態では、接近検知部材２５ｃと接触検知部材２５ｄが別の機構であるが、この２つの検知部材を静電容量式センサで兼用することができる。すなわち、静電容量式センサの出力を監視し、出力が第１のしきい値以上になったら接近検知と判定し、出力が第１のしきい値より大きい第２のしきい値以上となったら接触検知と判定する。

【0053】

このように、第２実施形態では、ロック機構部６によって、操作ユニット２が支持部材４に対して相対移動することを規制される。そして、接近検知部材２５ｃで操作者の入力を検知したとき、制御部７によってロック機構部６のロックが解除される。その後で、接触検知部材２５ｄで操作者の入力を検知したあと、押圧検知部材２５ｅで操作者の入力を検知したとき、応答力付与機構３が動作する。そのため、操作ユニット２を操作していないときは、操作ユニット２が不用意に動いて損傷の危険やノイズの発生を未然に防ぎ、操作ユニット２が操作されたときは、タイミングよく操作者に操作感触を与えることが可能である。さらに、ロック機構部６によるロック解除の誤動作を防止することができる。

【0054】

次に、図１３および図１４を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素には第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第３実施形態の操作装置１は、図４および図６に示される第１実施形態の応答力付与機構３およびロック機構部６に代えて、図１３および図１４に示すように、同じ磁界機構８で、応答力付与機構３Ｘおよびロック機構部６Ｘが兼用されている。それ以外は、第１実施形態と同じ構成を有している。

【0055】

図１３に示される操作装置１は、磁界機構８に備えられたコイル部８１の間に、磁界機構８に備えられた可動鉄心８２が配置される。

【0056】

コイル部８１は、支持部材４の一部であり、可動鉄心８２は操作ユニット２の一部である。この可動鉄心８２がコイル部８１の間を移動することにより、応答力付与機構３Ｘは、振動を発生させる構造を有する。したがって、操作装置１が発生させる振動の方向は、Ｙ１－Ｙ２方向である。

【0057】

制御部７から、ロック機構部６Ｘに対して、ロックを解除する命令が発せられると、コイル部８１への電流を切断される。それにより、図１４に示されるように、操作ユニット２の可動鉄心８２と支持部材４の鉄心受け部８３が接触支持された状態から、図１３に示されるように、バネ部８４のばね力で初期位置に戻ったロック解除状態となる。

【0058】

図示しない第１検知部材２５ａが、操作者の指に触れられていないとき、コイル部８１は通電されており、可動鉄心８２が図１４に示す位置になる。このとき、ロック機構部６によって、操作ユニット２はロック状態になる。第１検知部材２５ａに操作者の指が触れられたことを検知すると、制御部７は、ロック機構部６に対して、ロックを解除する命令を発する。ロックを解除する命令が発せられると、コイル部８１の通電が止められて、可動鉄心８２が図１３に示す位置になる。このとき、操作ユニット２はロック解除状態となる。

【0059】

図１３のロック解除状態の後に、操作ユニット２が後方（Ｚ２方向）に押されて、図示しない検知面部２２ｃと第２検知部材２５ｂとの距離が所定の距離内になったとき、コイル部８１にパルス状の電流または交流電流が与えられ、所定質量の可動鉄心８２が一往復又は数往復し、そのときの反力で応答力が発生する。

【0060】

第１実施形態と同様に、第３実施形態では、ロック機構部６Ｘによって、操作ユニット２が支持部材４に対して相対移動することが規制される。そして、第１検知部材２５ａで操作者の入力を検知したとき、制御部７によってロック機構部６Ｘのロックが解除され、第２検知部材２５ｂで操作者の入力を検知したときに、応答力が発生される。そのため、操作ユニット２を操作していないときは、操作ユニット２が不用意に動いて損傷の危険やノイズの発生を未然に防ぎ、操作ユニット２が操作されたときは、タイミングよく操作者に操作感触を与えることが可能である。

【0061】

次に、図１５を参照して、本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態では、第１実施形態と同様の構成要素には、第１実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第４実施形態の操作装置１は、図６に示される第１実施形態のロック機構部６に代えて、図１４に示されるように、ロック機構部６Ｙを備えている。それ以外は、第１実施形態と同じ構成を有している。

【0062】

ロック機構部６Ｙは、アクチュエータ機構６Ｙａ、ブラケット６Ｙｂおよび段付きねじ部６Ｙｃを備えている。アクチュエータ機構６Ｙａは支持部材４に固定されている。ブラケット６Ｙｂは、アクチュエータ機構６Ｙａと連結されている。ブラケット６Ｙｂは、両端にブラケット穴部６Ｙｄを有している。段付きねじ部６Ｙｃは、操作ユニット２の外装ケース２２の延出部２２ｅに固定されている。
ブラケット６Ｙｂは、アクチュエータ機構６Ｙａの起動によって、上下方向（Ｙ１－Ｙ２方向）に往復移動自在となっている。

【0063】

制御部７が、ロック機構部６Ｙに対して、ロックを解除する命令を発したとき、ブラケット６Ｙｂが下方向（Ｙ２方向）に移動する。このとき、段付きねじ部６Ｙｃの軸部とブラケット穴部６Ｙｄの外周面との距離が広がり、操作ユニット２が支持部材４に対して相対移動することが可能となる。

【0064】

このような構成によれば、第１実施形態と同様に、第４実施形態では、ロック機構部６Ｙによって、操作ユニット２が支持部材４に対して相対移動することを規制される。そして、第１検知部材２５ａで操作者の入力を検知したとき、制御部７によってロック機構部６Ｙのロックが解除され、第２検知部材２５ｂで操作者の入力を検知したとき、応答力付与機構３が動作する。そのため、操作ユニット２を操作していないときは、操作ユニット２が不用意に動いて損傷の危険やノイズの発生を未然に防ぎ、操作ユニット２が操作されたときは、タイミングよく操作者に操作感触を与えることが可能である。

【符号の説明】

【0065】

１ 操作装置
２ 操作ユニット
３ 応答力付与機構
３Ｘ 応答力付与機構
４ 支持部材
５ 弾性支持機構
５Ａ 第１弾性支持機構
５Ｂ 第２弾性支持機構
６ ロック機構部
６Ｘ ロック機構部
６Ｙ ロック機構部
７ 制御部
８ 磁界機構
２１ 表示装置
２１ａ 表示画面
２２ 外装ケース
２２ａ 支持体
２２ｂ 外縁体
２２ｃ 検知面部
２２ｄ 雌ねじ部
２２ｅ 延出部
２３ 背面カバー
２４ ディスプレイ基板
２５ 操作検知部
２５ａ 第１検知部材
２５ｂ 第２検知部材
２５ｃ 接近検知部材
２５ｄ 接触検知部材
２５ｅ 押圧検知部材
３１ ケース
４１ メイン基板
４２ ブラケット
４２ａ ブラケット穴部
４３ 筐体
４３ａ 筐体穴部
５１ａ 軸部材
５２ａ 圧縮コイルばね
５３ａ 弾性ブッシュ
５４ａ 引張コイルばね
５５ａ 雄ねじ部
６Ａ 第１のロック機構
６Ｂ 第２のロック機構
６Ｃ 第３のロック機構
６Ｄ 第４のロック機構
６１ａ ロック体
６２ａ リング体
６３ａ ラバー体
６４ａ 座面部
６Ｙａ アクチュエータ機構
６Ｙｂ ブラケット
６Ｙｃ 段付きねじ
８１ コイル部
８２ 可動鉄心
８３ 鉄心受け部
８４ バネ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】