操作輸入裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明總體涉及一種用于控制操作的輸入的操作輸入裝置，所述控制操作控制例如車輛導航設備、空調設備或視聽設備。
【背景技術】
[0002]如專利文獻I公開的常規(guī)操作輸入裝置例如具有:面板，其用作用于觸摸操作的操作表面；應變計型傳感器，其設置在面板的四個角處、用于分別檢測施加到面板上的垂直載荷；和運算電路，其用于基于來自應變計的檢測載荷計算載荷的位置和方向。而且，這個操作輸入裝置的面板具有從其一體地突出并且能夠操作用于將載荷施加到面板的棒。
[0003]專利文獻I (也就是，日本特許公開2010-86076號)的操作輸入裝置在手指在面板上進行觸摸或拖動操作時檢測在面板上的手指操作的位置，用于與手指操作的位置相關聯(lián)或與手指操作的移動/方向相關聯(lián)的控制的輸入。此外，設置在面板上的棒用于與棒的上拉、下壓、傾斜或其他操作相關聯(lián)的各種控制的輸入。
[0004]然而，由于對角操作力由垂直于面板的操作表面的垂直分量和平行于面板的操作表面的水平分量構成，特別是當在面板上的手指操作向面板對角地施加操作力時，專利文獻I中的裝置不能夠準確檢測面板上的手指操作的位置。更具體地，操作力的水平分量導致面板上的手指操作的位置的不準確讀取/檢測。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種操作輸入裝置，即使當輸入操作向面板施加對角力時，所述操作輸入裝置也能夠準確檢測在輸入面板上的輸入操作的位置。
[0006]為了解決上述問題，本發(fā)明提供以下技術方案。也就是，在本發(fā)明的一個方面，操作輸入裝置包括:接收操作者的手指操作的操作面板；和操作單元，其具有在一端上的開口、和室，操作面板置于所述室中，所述操作單元能夠在是平行于操作面板的外表面的方向的平行方向、是垂直于操作面板的外表面的方向的垂直方向的至少一個方向上或沿著垂直于操作面板的外表面的垂直軸線在旋轉方向移動。操作輸入裝置還包括:通過施加到操作面板和操作單元的力彈性變形的應變本體；使得操作面板和操作單元與應變本體連接的連接本體，并且所述連接本體通過施加到操作面板和操作單元的力至少局部變形；至少四個應變計，其分別計量由連接本體的變形導致的應變本體的變形；操作位置計算器，其基于由四個應變計的每個所計量的應變計算施加到操作面板的操作力的位置和大小并且計算施加到操作單元的力以及繞垂直軸線的旋轉力矩；和附接到連接本體的支撐物(stay)。連接本體具有人字屋頂形狀，其中兩個斜面相對于所述操作面板以預設角度傾斜。應變本體設置在兩個斜面的每個上。人字屋頂形狀的頂點定位在距操作面板的外表面預設距離內。應變本體、連接本體和應變計設置在操作單元的室的內側。
[0007]并且，在本發(fā)明的一個方面，操作單元是能夠繞垂直軸線可旋轉操作的轉盤元件。
[0008]而且，在本發(fā)明的一個方面，預設距離等于操作面板的最大尺寸的十二分之一。
[0009]額外地，在本發(fā)明的一個方面，預設距離是2毫米。
[0010]而且，在本發(fā)明的一個方面，連接本體由彈性材料形成。
[0011]根據(jù)上述公開，當對角操作力施加到操作面板的外表面時，對角操作力的水平分量經由連接本體的頂點傳遞到應變本體。所傳遞的力可以進一步分解為兩個分量，也就是
(i)平行于斜面的沿斜面分量，和(ii)垂直于斜面的垂直分量。由于應變本體具有在沿斜面方向上高的剛度，應變本體對于所傳遞力的沿斜面分量不具有任何敏感性。
[0012]另一方面，由于由水平分量引起的力矩，與垂直分量(Fl)相反的力施加到應變本體。所述力和所述垂直分量具有相同大小和相反方向，從而互相抵消。
[0013]因此，通過在連接本體上設置斜面和將應變本體放到所述斜面上，即使當施加到操作面板的外表面上的對角操作力導致平行于外表面的平行分量時，應變本體也不受到這個水平分量的影響。因此，準確地檢測對角操作力的操作位置。
[0014]括號中的數(shù)字表示在上述的概述中的操作輸入裝置的要求保護的部分和以下實施例中的各個實際部件之間的關系。
【附圖說明】
[0015]從下面的參考附圖作出的詳細描述，本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點變得更加明顯，在附圖中:
[0016]圖1是在本發(fā)明的第一實施例中導航設備和操作輸入裝置的方框圖；
[0017]圖2是在本發(fā)明的第一實施例中的操作輸入裝置的分解透視圖；
[0018]圖3A是在本發(fā)明的第一實施例中的操作輸入裝置的平面圖；
[0019]圖3B是在本發(fā)明的第一實施例中的操作輸入裝置的截面圖；
[0020]圖4A是當Z軸力施加到應變本體上時，在應變本體上的載荷的模型圖；
[0021]圖4B是當Z軸力施加到應變本體上時，在應變本體上的載荷的模型圖；
[0022]圖5A是當Y軸力施加到應變本體上時，應變本體上的載荷的模型圖；
[0023]圖5B是當Y軸力施加到應變本體上時，應變本體上的載荷的模型圖；
[0024]圖6A是圖4A/圖4B所示的應變本體的每個的電阻變化的表格圖；
[0025]圖6B是由應變本體形成的橋式電路的示意圖；
[0026]圖7A是當垂直力施加到操作面板的外表面時如何計算垂直力(Fz)的坐標的圖示;
[0027]圖7B是當垂直力施加到操作面板的外表面時如何計算垂直力(Fz)的坐標的圖示;
[0028]圖8A是如何檢測沿著X、Y或Z軸的力或如何檢測繞Z軸的力矩的圖示；
[0029]圖8B是如何檢測沿著X、Y或Z軸的力或如何檢測繞Z軸的力矩的圖示；
[0030]圖8C是如何檢測沿著X、Y或Z軸的力或如何檢測繞Z軸的力矩的圖示；
[0031]圖8D是如何檢測沿著X、Y或Z軸的力或如何檢測繞Z軸的力矩的圖示；
[0032]圖9是操作面板上的對角操作力如何導致應變本體上的載荷的圖示；
[0033]圖10是在本發(fā)明的第二實施例中連接本體的截面圖；和
[0034]圖11是在本發(fā)明的其他實施例中連接本體的截面圖。
【具體實施方式】
[0035]基于附圖描述本發(fā)明的實施例。在每個實施例中，相同的附圖標記可以從前述實施例借用，并且可以不再重復相同部分的描述。在每個實施例中，可以完全描述或部分描述構造，在部分描述的情況下，構造的未描述部分可以從前述實施例借用。除非另外指出或者除非任何阻礙因素防止組合，否則不僅當明確描述而且當僅僅暗示描述時，都應該允許各個實施例或各個實施例的部分的組合。
[0036](第一實施例)
[0037]參考圖1至圖6描述本發(fā)明的第一實施例中的操作輸入裝置100的構造。
[0038]如圖1所示，操作輸入裝置100是進行操作輸入的裝置，所述操作輸入用于例如操作車載導航裝置10。操作輸入裝置100還可以用于到不同于上述導航裝置10的各種設備(例如，空調和音頻設備)的輸入。
[0039]如圖2和圖3A/圖3B所示，操作輸入裝置100設置有操作面板110、操作單元120、連接本體130、應變本體140、應變計150、支撐物160、信號處理器170等。連接本體130、應變本體140和應變計150設置在操作單元120內側。
[0040]操作面板110是圓形平板狀元件。操作面板110是所謂的觸摸板，其用于操作者進行手指操作(也就是，觸摸、拖動等)。操作面板110被固定地布置以覆蓋之后提到的操作單元120的一端上的圓形開口。操作面板110的在操作單元120的外側上的表面(也就是，圖2和圖3A/B的上表面)表示為外表面111。
[0041]操作面板110和其相關的部分限定在x、y、z軸的坐標系中，所述坐標系具有在操作面板110的中心處的原點，x/y軸位于表面111上并且Z軸垂直地立在所述表面上。這些軸還可以用來指車輛取向，所述車輛取向可以限定為與X軸對齊的縱向方向、與y軸對齊的橫向方向和與z軸對齊的高度方向。
[0042]操作單元120是扁平圓筒形元件。操作單元120可以是由操作者通過手指抓或夾的操作旋鈕/轉