專利名稱：操作位置檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種構(gòu)造成識別作用在操作表面上的力的位置的操作位置檢測裝置。 例如，操作位置檢測裝置可以是具有操作表面且構(gòu)造成檢測施加至操作表面上的載荷的觸摸平板或觸摸屏。
背景技術(shù)：
例如，日本專利No. 2760472公開了一種操作位置檢測裝置。該操作位置檢測裝置包括正方形檢測板，該正方形檢測板具有使用者放置腳的操作表面。該正方形檢測板具有位于操作表面的相對側(cè)上的檢測表面。載荷傳感器設(shè)置于檢測表面的三條邊或四條邊中的每一條邊上。圖16A、圖16B和圖17示出了操作位置檢測裝置的一個示例，該操作位置檢測裝置包括設(shè)置在與操作表面相對的表面的四條邊上的四個載荷傳感器。載荷傳感器104-1 至104-4設(shè)置在變形構(gòu)件103的表面下，該變形構(gòu)件103位于檢測板(操作表面)102的操作表面102-1的相對側(cè)上。在本示例中，操作表面及變形構(gòu)件103的運動傳遞表面不設(shè)置在相同的平面上或不設(shè)置在基本相等(相同)高度的平面上。在本示例中，以相對于與操作表面102-1垂直的方向的角度θ來施加力F。在該情況下，施力點從通過眾所周知的重心計算方法利用等式至(2- 算出的重心位置偏移對應(yīng)于角度θ的距離xd。由此，需要利用另外的檢測單元來校正偏移xd以算出正確的重心位置。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述和其他問題，本發(fā)明的目的是制造一種構(gòu)造成準確檢測作用在操作表面上的力的中心位置的操作位置檢測裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，操作位置檢測裝置包括操作本體，該操作本體包括大致呈板形狀的操作表面部分。操作位置檢測裝置還包括容納操作本體的殼體。操作位置檢測裝置還包括呈板形狀的變形構(gòu)件，該變形構(gòu)件在一端具有與操作表面部分的周緣相連的接合部分，變形構(gòu)件在另一端還具有固定至殼體的固定部分，變形構(gòu)件具有位于接合部分與固定部分之間的運動傳遞表面，該運動傳遞表面能夠根據(jù)由施加至操作表面部分上的壓力所導致的操作力移動。操作位置檢測裝置還包括變形檢測單元，該變形檢測單元附接至變形構(gòu)件的運動傳遞表面、并且構(gòu)造成檢測由變形構(gòu)件的運動所導致的運動傳遞表面的變形。操作位置檢測裝置還包括操作位置運算單元，該操作位置運算單元構(gòu)造成根據(jù)變形檢測單元的檢測結(jié)果來計算作用在操作表面部分上的操作力和該操作力所作用至的操作位置。操作表面部分和所有運動傳遞表面都設(shè)置在相同的平面上。


從以下參照附圖的詳細描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將變得更加明顯。附圖中
圖1是示出了操作位置檢測裝置的一個示例的透視圖；圖2是示出了操作位置檢測裝置的分解立體圖；圖3A是示出了操作位置檢測裝置的操作本體和變形構(gòu)件的俯視圖；而圖IBB是示出了操作本體和變形構(gòu)件的截面圖；圖4A至圖4C是示出了作用在變形構(gòu)件上的力的俯視圖，所述力由在操作表面上的按壓操作導致；圖5A、圖5B是示出了在沿垂直于操作表面的方向施加按壓力時作用在變形構(gòu)件的運動傳遞表面上的應(yīng)力的視圖；圖6A、圖6B是示出了在變形檢測元件中電阻的變化及變形檢測元件的等效電路的視圖；圖7A、圖7B是示出了在沿操作表面的面內(nèi)方向施加按壓力時作用在變形元件的運動傳遞表面上的應(yīng)力的視圖；圖8A、圖8B是示出了操作位置檢測裝置及用于施加至操作表面上的操作力的中心位置的計算方法的視圖；圖9是示出了變形構(gòu)件的另一示例的視圖；圖10A、圖IOB是示出了根據(jù)第二實施例的操作位置檢測裝置的視圖；圖11是示出了根據(jù)第三實施例的操作位置檢測裝置的視圖；圖12是示出了根據(jù)第四實施例的操作位置檢測裝置的視圖；圖13是示出了根據(jù)第四實施例的操作位置檢測裝置的視圖；圖14A、圖14B是示出了根據(jù)第五實施例的操作位置檢測裝置的視圖；圖15A、圖15B是示出了根據(jù)第五實施例的操作位置檢測裝置的視圖；圖16A、圖16B是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的操作位置檢測裝置的視圖；以及圖17是示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的操作位置檢測裝置的視圖。
具體實施例方式(第一實施例)圖1是示出了操作位置檢測裝置的一個示例的透視圖。圖2是示出了操作位置檢測裝置的分解立體圖。在圖1、圖2中示出的操作位置檢測裝置1包括上蓋91、按壓構(gòu)件 93、殼體94、底蓋95、操作本體2等。上蓋91設(shè)置為增強操作位置檢測裝置1、保護免受灰塵、和/或提高設(shè)計特性。上蓋91安裝至例如顯示裝置的屏或屏的框架(未示出)。上蓋91例如利用螺絲孔91a及殼體94的螺絲孔9 和底蓋95的螺絲孔9 一起擰緊。上蓋91具有開口 91b，使用者能夠通過該開口 91b對操作表面(操作表面部分) 進行操作。操作表面加由具有光透明性的座材料形成。操作表面加還作用為保護操作本體 2的表面和/或提高操作位置檢測裝置1的花飾。操作表面加可以與操作本體2 —體地形成。只要能保證顯示裝置(未示出)的可視性，就可將裝飾物設(shè)置于操作表面加。操作表面加例如經(jīng)螺絲孔2al擰緊至形成于操作本體2的表面上的螺絲孔21a。操作本體2包括主操作本體21和多個操作表面接合部分22。主操作本體21是大致矩形板狀構(gòu)件。操作表面接合部分22中的每一個都是從主操作本體21的操作表面加徑向向外突起的大致正方柱。操作本體2包括穿過操作表面加彼此相對的至少一對操作表面接合部分22。在本實施例中，如圖3A、圖;3B所示，兩個操作表面接合部分22關(guān)于沿y 軸方向延伸的直線對稱以穿過操作表面加的中心，該操作表面加呈大致正方形形狀。操作本體21可以是矩形平行六面體形狀或者是立方體形狀。在本示例中，兩個變形構(gòu)件3連接至為單個元件的操作表面接合部分22。兩個變形構(gòu)件3穿過操作表面接合部分22彼此相對。接合部分3d通過例如粘膠或螺絲分別緊固至操作表面接合部分22的末端22a。固定部分3c進一步與殼體94的溝槽部分94b接合并且固定至殼體94。按壓構(gòu)件93的突起部分9 分別從變形構(gòu)件3的上側(cè)與殼體94的凹槽 94c接合，以使突起部分9 分別包圍變形構(gòu)件3。突起部分9 經(jīng)按壓構(gòu)件93的螺絲孔 93a擰緊至殼體94的螺絲孔94d。因此，變形構(gòu)件3的固定部分3c被剛性地緊固。圖3A、圖;3B是示出了操作本體2和變形構(gòu)件3的視圖。圖3A是示出了在從上側(cè)看去時的操作本體2和變形構(gòu)件3的俯視圖。圖:3B是示出了沿圖3A的線IIIB-IIIB截取的操作本體2和變形構(gòu)件3的截面圖。在圖3的示例中，兩個變形構(gòu)件3連接至操作表面接合部分22，以便將為單個元件的操作表面接合部分22插置在兩個變形構(gòu)件3之間。操作表面接合部分22沿原點位于矩形狀操作表面加的中心上的χ-y坐標系的χ軸形成。
如圖3A所示，變形構(gòu)件3中的每一個都具有從接合部分3d延伸的延伸部分3g，變形構(gòu)件3經(jīng)由該接合部分3d與操作表面接合部分22相連。延伸部分3g平行于操作表面加延伸。延伸部分3g具有固定至殼體94的末端(固定部分3c)。延伸部分3g具有為彈性材料的運動傳遞表面3f，該運動傳遞表面3f能夠在操作力被施加到操作表面加上時彈性地彎曲。在本示例中，當使用者按壓操作表面加以導致操作力Fz (圖4A至圖4C)時，操作本體2沿垂直于操作表面加的豎直方向Z移動。此時，變形構(gòu)件3的運動傳遞表面3f與操作本體2的運動相對應(yīng)地也沿豎直方向Z移動。S卩，運動傳遞表面3f的運動反映了操作本體2的運動。設(shè)置在運動傳遞表面3f上的變形檢測元件4在變形時檢測沿豎直方向Z 的彈性變形。如圖:3B所示，操作表面加和所有運動傳遞表面3f設(shè)置在相同的平面上(在相同的高度上)。操作表面加和所有運動傳遞表面3f都可以設(shè)置在大致相等(相同)高度的平面上。殼體94的開口 Me可以小于主操作本體21，并且在主操作本體21處于非接觸狀態(tài)下時可以形成間隙D。殼體94的底部分94f具有限定出區(qū)域94g的表面(第一變形調(diào)節(jié)表面)和限定出區(qū)域94h的表面(第二變形調(diào)節(jié)表面)。區(qū)域94g與操作本體2的后表面相對，該后表面與操作表面加相對。區(qū)域94h與變形構(gòu)件3的后表面相對，該后表面與運動傳遞表面3f相對。操作本體2不與殼體94相連并且不與殼體94接觸。變形構(gòu)件3除固定部分3c之外不與殼體94接觸。信號處理單元6 (操作位置運算單元)容納在殼體94中。信號處理單元6例如是包括眾所周知的信號處理電路的微處理器。信號處理單元6可以包括諸如CPU、R0M、RAM和 A/D轉(zhuǎn)換電路之類的部件。CPU執(zhí)行存儲在ROM中的控制程序并且作為操作位置檢測裝置 1。具體地，例如，CPU基于由變形檢測元件4檢測到的彈性變形來計算由按壓操作所導致的操作位置和操作力。
具體地，如圖4A、圖4B所示，當按壓操作力內(nèi)作用在操作表面加上時，按壓操作力的分力fz和力矩mz作用在固定至殼體94的變形構(gòu)件3上。固定至殼體94的變形構(gòu)件3因按壓操作力內(nèi)的施加而彎曲。這樣，拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力沿表面方向作用在為變形構(gòu)件3的主平面的運動傳遞表面3f上。在本示例中，變形檢測元件4設(shè)置在運動傳遞表面3f。由此，變形檢測元件4檢測在運動傳遞表面3f中的因拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力而導致的膨脹和收縮。隨后將參照圖4A至圖4C描述由作用在操作表面加上的按壓操作力所導致的作用在變形構(gòu)件3上的力。如圖4A所示，當按壓操作力內(nèi)沿垂直于操作表面加的ζ軸方向施加在原點位于矩形狀操作表面加的中心上的χ-y坐標系中的χ軸上時，僅力fz作用在變形構(gòu)件3 (31至34)上?？蛇x地，如圖4B所示，當按壓操作力內(nèi)沿垂直于操作表面加的 ζ軸方向施加在y軸方向上時，力fz和力矩mz出現(xiàn)在變形構(gòu)件3 (31至34)中。如圖5A所示，每一個變形檢測元件4 (31至34)都包括以該方式設(shè)置的元件如至 4d。如圖5B所示，拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力作用在變形構(gòu)件3的運動傳遞表面3f上的、對應(yīng)于變形檢測元件4的元件如至4d的部分。變形檢測元件4的等效電路由圖6B中的橋電路示出。如圖6A所示，在出現(xiàn)拉伸應(yīng)力的元件如、413中的電阻增大，而在出現(xiàn)壓縮應(yīng)力的元件如、4(1中的電阻減小。在圖6B的橋電路中的橋電壓Vout的變化被檢測到、并且信號處理單元6計算出作用在變形構(gòu)件3中的力fz和力矩mz。在圖4C中，沿表面方向?qū)⒘y施加至操作表面加。在該情況下，應(yīng)力作用在如圖7A所示設(shè)置的變形檢測元件4的元件如至4d上。如圖7B所示，壓縮應(yīng)力作用在全部四個元件如至4d上，或者拉伸應(yīng)力作用在全部四個元件如至4d上。由此，在圖6B的橋電路的橋電壓Vout中不會出現(xiàn)變化。即，操作位置檢測裝置1相對于沿表面方向的力不具有敏感性。由此，當計算作用在變形構(gòu)件3上的力fz和力矩mz時，可以將沿表面方向施加的力從考慮因素中排除。如圖8A、圖8B所示，信號處理單元6基于包括變形檢測元件4(41至44)的橋電路的橋電壓Vout來計算施加至每一個變形構(gòu)件3的力fz(fzl、fz2)和力矩mz(mzl、mz2)。 信號處理單元6將計算值fz、mz代入到等式(1-4)和等式(1-5)中以計算施加至操作表面加上的操作力內(nèi)的中心位置。操作力內(nèi)的中心位置對應(yīng)于操作位置(xl，yl)。等式 (1-4)和等式(1-5)能夠從力平衡等式(1-1)、圍繞y軸的力矩平衡等式(1-2)、及圍繞χ軸的力矩平衡等式(1-3)中推出。距離w是在一側(cè)上的變形構(gòu)件3的中線(31、32)與在另一側(cè)上的變形構(gòu)件3的中線(33、34)之間的長度，這兩個變形構(gòu)件3的中線的每一個都平行于1軸。圖9是示出了圖3A、圖;3B所示的變形構(gòu)件3的另一示例。在圖9的示例中，變形構(gòu)件3包括基端側(cè)漸縮部分池、末端側(cè)漸縮部分3i、和延伸部分3g。基端側(cè)漸縮部分池從與操作表面接合部分22相連的接合位置沿與操作表面接合部分22延伸的方向垂直的方向延伸。基端側(cè)漸縮部分池從與操作表面接合部分22相連的接合部分3d朝向延伸末端(固定部分3c)減小寬度。末端側(cè)漸縮部分3i從固定于殼體94的固定部分3c朝向與操作表面接合部分22相連的接合部分3d減小寬度減小。延伸部分3g使基端側(cè)漸縮部分池與末端側(cè)漸縮部分3i相連。延伸部分3g具有運動傳遞表面3f?；藗?cè)漸縮部分池在與操作表面接合部分22相連的接合部分3d這側(cè)相對于延伸部分3g沿著延伸的軸線L成角度Θ1。末端側(cè)漸縮部分3i在固定部分3c與殼體94相連的這側(cè)相對于延伸部分3g沿著延伸的軸線L成角度θ 2。角度θ 1例如大于或等于30 度且小于或等于60度。角度θ 2例如大于或等于30度且小于或等于60度。(第二實施例)圖10Α、圖IOB是分別示出了根據(jù)第二實施例的操作位置檢測裝置的視圖。圖IOA 是示出了根據(jù)第二實施例的操作位置檢測裝置的俯視圖。圖IOB是沿圖IOA的線XB-XB截取的截面圖。在本示例中，變形構(gòu)件3分別設(shè)置于操作表面接合部分22，這些操作表面接合部分22中的每一個都從呈矩形狀的操作本體2的四個角突起。即，一個變形構(gòu)件連接至對應(yīng)的一個操作表面接合部分。變形構(gòu)件3的結(jié)構(gòu)和變形檢測元件4的結(jié)構(gòu)類似于第一實施例中的那些。在第一實施例中，大的應(yīng)力可能出現(xiàn)在操作本體2與兩個變形構(gòu)件3之間的接合部分中。相反地，在本實施例中，可以將應(yīng)力分配到四個位置，并且由此可以提高裝置的可靠性和耐用性。同樣在本實施例中和在以下實施例中，操作表面加和所有運動傳遞表面3f都設(shè)置在相同的平面上，或者操作表面加和所有運動傳遞表面3f都可以設(shè)置在大致相等(相同)高度的平面上。(第三實施例)圖11是示出了根據(jù)第三實施例的操作位置檢測裝置的俯視圖。圖11的包括三個變形構(gòu)件3的操作位置檢測裝置是圖10的包括四個變形構(gòu)件3 (變形檢測元件4)的操作表面檢測裝置的變型。在圖11中，三個變形構(gòu)件3設(shè)置在操作本體2的周緣上。操作本體 2具有用于檢測重心位置的至少三個變形檢測元件4是足夠的。在本實施例中能夠減小變形檢測元件的數(shù)目。由此，能夠減小操作位置檢測裝置的制造成本。(第四實施例)圖12是示出了根據(jù)對比示例的操作位置檢測裝置的視圖。圖13是示出了根據(jù)第四實施例的操作位置檢測裝置的視圖。如圖12所示，第一至第三實施例的操作位置檢測裝置在操作表面的后側(cè)上不具有顯示單元。在本實施例中，如圖13所示，操作位置檢測裝置可以是在操作表面的后側(cè)上具有諸如LCD裝置之類的顯示單元47的觸摸面板(觸摸屏)。 附加的顯示單元47能夠使使用者實施進一步的直接操作。密封構(gòu)件48可以設(shè)置在操作本體2與顯示單元47之間。在本結(jié)構(gòu)中，能夠獲得諸如防振、防塵及防水之類的操作效果(第五實施例)圖14A、圖14B和圖15A、圖15B是示出了根據(jù)第五實施例的操作位置檢測裝置的視圖。圖14A、圖14B中示出的操作位置檢測裝置具有溝槽部分21b、21c，該溝槽部分21b、 21c附加地設(shè)置于第一實施例的操作本體2的主操作本體21或操作表面加的表面。圖14A 是示出了操作位置檢測裝置的俯視圖。圖14B是沿圖14A的線XIVB-XIVB截取的截面圖。 溝槽部分的數(shù)目和溝槽部分的方向可以任意確定。在圖15A、圖15B中，操作本體2的操作表面加是設(shè)置于第一實施例中的操作位置檢測裝置的基本高起的形狀(凸出)。圖15A是示出了操作位置檢測裝置的俯視圖。圖 15B是沿圖15A的線XVB-XVB截取的截面圖。在圖15A、圖15B的示例中，矩形狀操作表面加的中心部分處于最高的位置中。注意到，可以將突起部分的高度確定為較低，以保證偏移重心(xd)的檢測精確性，該偏移重心能夠通過圖17的等式(2- 算出。另外，可以確定突起部分的位置，以保證位置檢測的精確性。
根據(jù)上述示例，變形檢測單元設(shè)置于板狀運動傳遞表面，而運動傳遞表面大致設(shè)置在相同的表面上或者與操作表面在相同的表面上。由此，變形檢測單元在除了沿垂直于操作表面的方向以外的方向上幾乎不具有敏感性，并且變形檢測單元選擇地檢測沿垂直于操作表面的方向的力。由此，即使當力沿除垂直于操作表面的方向以外的方向作用，操作位置檢測裝置能夠正確地檢測作用在操作表面上的力的重心位置(操作位置)而無需另外的部件。操作位置檢測裝置的運動傳遞表面是能夠在操作力作用于操作表面上時彈性彎曲(變形)的彈性元件。變形檢測單元構(gòu)造成檢測在每一個運動傳遞表面中沿面內(nèi)方向所導致的彈性變形。利用本結(jié)構(gòu)，操作位置檢測裝置能夠檢測選擇地(僅)沿垂直于操作表面的方向作用的力。操作位置檢測裝置的變形檢測單元包括設(shè)置在每一個變形構(gòu)件的表面上的變形檢測元件。變形檢測元件廣泛地用于載荷檢測等并且促進尺寸的減小和費用的降低。利用本結(jié)構(gòu)，操作位置能夠被正確地檢測而無需使用除變形檢測元件以外的部件。操作位置檢測裝置的操作位置運算單元構(gòu)造成根據(jù)由變形檢測元件中的操作力所導致的變形來計算在X-Y平面中圍繞X方向和Y方向?qū)е碌牧睾脱豘方向作用的力。 Z方向與X-Y平面垂直相交。操作本體的操作表面對應(yīng)于二維正交坐標系中的X-Y平面。 操作位置運算單元還構(gòu)造成根據(jù)所計算的力矩和所計算的力來計算作為操作位置的重心位置。利用本結(jié)構(gòu)，能夠通過使用在圖16A、圖16B和圖17中所示的傳統(tǒng)方法來計算操作位置。由此，能夠以低成本和短時間來制造操作位置檢測裝置，這是因為不需要開發(fā)新的計算方法。操作位置檢測裝置的操作本體包括主操作本體和多個操作表面接合部分。主操作本體具有操作表面。多個操作表面接合部分中的每一個都從定心在操作表面上的主操作本體向外延伸，該操作表面與操作本體在相同的表面上。至少一對操作表面接合部分設(shè)置于操作表面接合部分。所述至少一對操作表面接合部分彼此相對并且設(shè)置成將操作表面插置在它們之間。操作表面接合部分的末端與變形構(gòu)件的接合部分相連。在本結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)⒉僮鬟\動有效地傳遞至變形檢測單元(變形構(gòu)件)。操作位置檢測裝置的變形構(gòu)件包括從接合部分延伸的延伸部分。延伸部分的末端形成固定部分。延伸部分限定運動傳遞表面。變形檢測單元設(shè)置在運動傳遞表面上。在本結(jié)構(gòu)中，接合部分、變形構(gòu)件和運動傳遞表面一體地形成。操作位置檢測裝置的殼體不與操作本體的剩余部分以及除固定部分以外的變形構(gòu)件接觸，以具有相對于剩余部分的間隙。利用本結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒉僮鞅倔w和變形構(gòu)件固定至殼體，以使對操作表面的按壓操作可不受干擾。操作位置檢測裝置的殼體具有與操作本體的操作表面的后表面相對的第一變形調(diào)節(jié)表面，以具有在它們之間的預(yù)定間隙。利用本結(jié)構(gòu)，可在過度的壓力施加至操作表面上時限制操作本體的變形。另外，能夠正確地檢測操作位置。操作位置檢測裝置的殼體具有與變形構(gòu)件的運動傳遞表面的后表面相對的第二變形調(diào)節(jié)表面，以具有在它們之間的預(yù)定間隙。利用本結(jié)構(gòu)，可在過度的壓力施加至變形構(gòu)件或操作表面上時限制運動傳遞表面的變形。操作位置檢測裝置的一個變形構(gòu)件連接至一個操作表面接合部分。利用本結(jié)構(gòu)，形成至少三個操作表面接合部分，并且其中的每一個都與變形構(gòu)件相連。至少三個變形檢測單元足夠用于檢測重心位置(操作位置)。利用本結(jié)構(gòu)，能夠減小變形檢測元件的數(shù)目。因此，能夠減小操作位置檢測裝置的制造成本。操作位置檢測裝置的兩個變形構(gòu)件連接至一個操作表面接合部分。這兩個變形構(gòu)件將該一個操作表面接合部分插置在它們之間利用本結(jié)構(gòu)，能夠通過使用傳統(tǒng)的方法算出操作位置。因此，能夠以低成本和短時間來制造操作位置檢測裝置，這是因為不需要開發(fā)新的計算方法。在操作位置檢測裝置中，兩個變形構(gòu)件連接至在操作表面接合部分中的相同位置 (共同位置)，以與操作表面接合部分垂直相交。延伸部分包括末端側(cè)漸縮部分和基端側(cè)漸縮部分。末端側(cè)漸縮部分從與操作表面接合部分相連的接合部分朝向運動傳遞表面減小寬度?；藗?cè)漸縮部分從運動傳遞表面朝向固定于殼體上的固定位置減小寬度。利用本結(jié)構(gòu)，能夠充分保證變形構(gòu)件。另外，操作位置檢測裝置能夠以足夠的準確性來檢測在運動傳遞表面中導致的微小運動和變形。操作位置檢測裝置包括基端側(cè)漸縮部分和末端側(cè)漸縮部分。基端側(cè)漸縮部分在與操作表面接合部分相連的固定位置這側(cè)相對于延伸部分的延伸方向的軸線成角度，并且該角度大于或等于30度且小于或等于60度。末端側(cè)漸縮部分在固定至殼體上的固定位置這側(cè)相對于延伸部分的延伸方向的軸線成角度，并且該角度大于或等于30度且小于或等于 60度。利用本結(jié)構(gòu)，能夠充分保證變形構(gòu)件。另外，操作位置檢測裝置能夠以足夠的精確性檢測在運動傳遞表面中的微小運動和變形。在操作位置檢測裝置中，操作本體的操作表面具有在其表面上的溝槽部分。溝槽部分將操作表面分成多個操作區(qū)域。在本結(jié)構(gòu)中，將操作表面分成當使用者在操作裝置時能夠從手指的觸覺來識別操作區(qū)域。由此，使用者能夠操作裝置而無需盯著屏幕。因此，能夠提高裝置的可操作性。溝槽部分的特征可以適于裝配在車輛中的顯示裝置。在操作位置檢測裝置中，操作本體的操作表面可以是沿表面的方向的大致高起的形狀。在本結(jié)構(gòu)中，使用者在操作裝置時能夠從手指的觸覺來識別操作區(qū)域。由此，使用者能夠?qū)嵤┢谕难b置操作而無需盯著屏幕。以上實施例的結(jié)構(gòu)能夠被適當?shù)亟Y(jié)合?？梢酝ㄟ^軟件、電路、機械裝置等的任一個或任意組合來執(zhí)行以上的處理過程，比如計算和確定。軟件可以存儲在存儲介質(zhì)中，并且可以經(jīng)由諸如網(wǎng)絡(luò)裝置之類的傳輸裝置傳遞。電路可以是集成電路，并且可以是分離電路，比如以電氣或電子元件等構(gòu)成的硬件邏輯器。產(chǎn)生上述處理過程的元件可以是分離元件、并且可以部分或完全集成。
能夠?qū)⒏鞣N變型和變換不同地運用至上述實施例而不會偏離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種操作位置檢測裝置，所述操作位置檢測裝置包括操作本體O)，所述操作本體(2)包括大致呈板形狀的操作表面部分Oa)； 殼體(94)，所述殼體(94)容納所述操作本體O)；變形構(gòu)件(3)，所述變形構(gòu)件(3)呈板形狀，所述變形構(gòu)件(3)在一端具有與所述操作表面部分Oa)的周緣相連的接合部分(3d)，所述變形構(gòu)件C3)在另一端還具有固定至所述殼體(94)的固定部分(3c)，所述變形構(gòu)件(3)具有位于所述結(jié)合部分(3d)與所述固定部分(3c)之間的運動傳遞表面(3f)，所述運動傳遞表面(3f)能夠根據(jù)由施加至所述操作表面部分Qa)上的壓力所導致的操作力而移動；變形檢測單元，所述變形檢測單元(4)附接至所述變形構(gòu)件( 的所述運動傳遞表面(3f)、并且構(gòu)造成檢測由所述變形構(gòu)件C3)的運動所導致的所述運動傳遞表面(3f)的變形；以及操作位置運算單元(6)，所述操作位置運算單元(6)構(gòu)造成根據(jù)所述變形檢測單元(4) 的檢測結(jié)果來計算作用在所述操作表面部分Oa)上的操作力和操作力所作用至的操作位置，其中所述操作表面部分Oa)和全部所述運動傳遞表面(3f)都設(shè)置在相同的表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作位置檢測裝置，其中，所述運動傳遞表面(3f)是能夠?qū)?yīng)于作用在所述操作表面部分Oa)上的操作力而彈性彎曲的彈性元件；以及所述變形檢測單元(4)檢測在所述運動傳遞表面(3f)中的沿所述運動傳遞表面(3f) 的面內(nèi)方向所導致的彈性變形。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的操作位置檢測裝置，其中，所述變形檢測單元(4)包括設(shè)置在所述變形構(gòu)件(3)的表面上的變形檢測元件G)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的操作位置檢測裝置，其中，所述操作位置運算單元(6)構(gòu)造成根據(jù)對應(yīng)于操作力在所述變形檢測元件(4)中所導致的變形來計算圍繞X-Y平面中的X方向?qū)е碌腦力矩； 圍繞所述X-Y平面中的Y方向?qū)е碌腨力矩；以及沿垂直于所述X-Y平面的Z方向的Z力；其中，所述X-Y平面是在所述操作本體(2)的所述操作表面部分Oa)上的二維正交坐標系，以及所述操作位置運算單元(6)還構(gòu)造成根據(jù)所述X力矩、Y力矩和Z力來計算作為所述操作位置的重心位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的操作位置檢測裝置，其中， 所述操作本體(2)包括主操作本體和多個操作表面接合部分02)； 所述主操作本體具有所述操作表面部分Oa)；所述多個操作表面接合部分02)從與所述操作本體(2)處于相同表面上的所述操作表面部分Qa)徑向向外突出；所述多個操作表面接合部分0 包括彼此相對的至少一對所述操作表面接合部分 (22)，以將所述操作表面部分Qa)插置在它們之間；以及所述多個操作表面接合部分0 中的每一個都在末端與所述變形構(gòu)件(3)的所述接合部分(3d)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的操作位置檢測裝置，其中，所述變形構(gòu)件(3)包括從所述接合部分(3d)延伸的延伸部分(3g)； 所述延伸部分(3g)具有限定出所述固定部分(3c)的末端； 所述延伸部分(3g)限定出所述運動傳遞表面(3f)；以及所述變形檢測單元(4)設(shè)置在所述運動傳遞表面(3f)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的操作位置檢測裝置，其中，所述操作本體( 和所述變形構(gòu)件C3)具有除所述固定部分(3c)以外的剩余部分； 所述殼體(94)具有與所述剩余部分的間隙(D)；以及所述殼體(94)不與所述剩余部分接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的操作位置檢測裝置，其中，所述殼體(94)具有與所述操作本體O)的后表面相對的第一變形調(diào)節(jié)表面(94g)； 所述操作本體O)的所述后表面處于所述操作表面部分Oa)的相對側(cè)上；以及所述第一變形調(diào)節(jié)表面(94g)具有與所述操作本體( 的所述后表面的預(yù)定間隙(D)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的操作位置檢測裝置，其中，所述殼體(94)具有與所述變形構(gòu)件(3)的后表面相對的第二變形調(diào)節(jié)表面(94h)； 所述變形構(gòu)件(3)的所述后表面處于所述運動傳遞表面(3f)的相對側(cè)上；以及所述第二變形調(diào)節(jié)表面(94h)具有與所述變形構(gòu)件(3)的所述后表面的預(yù)定間隙。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的操作位置檢測裝置，其中，所述變形構(gòu)件(3)的一個元件與所述操作表面接合部分0 的對應(yīng)的一個元件相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的操作位置檢測裝置，其中，所述變形構(gòu)件(3)的兩個元件與所述操作表面接合部分0 的一個元件相連；以及所述變形構(gòu)件(3)的所述兩個元件將所述操作表面接合部分0 的所述一個元件插置在它們之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的操作位置檢測裝置，所述變形構(gòu)件(3)的所述兩個元件中的每一個都包括從所述結(jié)合部分(3d)延伸的延伸部分(3g)；所述延伸部分(3g)具有作為所述固定部分(3c)的末端； 所述延伸部分(3g)限定出所述運動傳遞表面(3f)； 所述變形檢測單元(4)設(shè)置在所述運動傳遞表面(3f)上；所述變形構(gòu)件(3)的所述兩個元件連接至所述操作表面接合部分0 中的相同位置；所述變形構(gòu)件(3)的所述兩個元件垂直于所述操作表面接合部分02)； 所述延伸部分(3g)包括末端側(cè)漸縮部分(3i)和基端側(cè)漸縮部分(3h)； 所述基端側(cè)漸縮部分(3h)從與所述操作表面接合部分0 相連的所述接合部分(3d) 朝向所述運動傳遞表面(3f)減小寬度；以及所述末端側(cè)漸縮部分(3i)從固定至所述殼體(94)的所述固定位置朝向所述運動傳遞表面(3f)減小寬度。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作位置檢測裝置，其中，所述基端側(cè)漸縮部分(3h)在固定至所述操作表面接合部分0 的固定位置這側(cè)上相對于所述延伸部分(3g)所延伸的延伸方向成底角(Θ 1)，所述底角(θ 1)等于或大于30度且等于或小于60度；以及所述末端側(cè)漸縮部分(3i)在固定至所述殼體(94)的固定位置這側(cè)相對于所述延伸部分(3g)所延伸的延伸方向成頂角(θ 2)，所述頂角(Θ2)等于或大于30度且等于或小于 60度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的操作位置檢測裝置，其中，所述操作本體(2) 的所述操作表面部分Oa)具有將所述操作表面部分Oa)分成多個操作區(qū)域的溝槽部分 (21b,21c)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的操作位置檢測裝置，其中，所述操作本體(2) 的所述操作表面部分Oa)基本呈凸起形狀。
全文摘要
殼體(94)容納操作表面部分(2a)。變形構(gòu)件(3)在一端具有與操作表面部分(2a)的周緣相連的接合部分(3d)、并且在另一端具有固定至殼體(94)的固定部分(3c)。變形構(gòu)件(3)具有位于結(jié)合部分(3d)與固定部分(3c)之間的運動傳遞表面(3f)。運動傳遞表面(3f)能夠根據(jù)由施加至操作表面部分(2a)的壓力所導致的操作力移動。變形檢測單元(4)附接至運動傳遞表面(3f)、并且構(gòu)造成檢測運動傳遞表面(3f)的由變形構(gòu)件(3)的運動所導致的變形。操作表面部分(2a)和運動傳遞表面(3f)設(shè)置在相同的平面上。
文檔編號G06F3/041GK102402333SQ20111027608
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者中川邦弘, 畑中真二 申請人:株式會社電裝