CN105453003A - 操作位置检测装置 - Google Patents

Abstract

操作位置检测装置具备：操作体(3)，其具有操作面(3c)；基部部件(5)；四个平板状的检测体(6～9)，它们在一端具有连接部，在另一端具有固定部，并且在上述连接部与上述固定部之间具有检测面(20)；应变检测部(21)，其被设置于各检测面(20)；以及操作位置计算部(31)。每两个上述检测体以上述检测面的延长平面(S1、S2)彼此在上述操作面的面内方向上的该两检测体之间的位置交叉，并且上述延长平面彼此的交叉线(L1)与上述操作面之间的距离在规定值以下的方式相对于上述操作面具有规定角度来进行配置。

Description

操作位置检测装置

本申请主张于2013年7月30日提出的日本申请2013－157591号以及于2014年2月12日提出的日本申请2014－24404号的优先权，并在此引用其记载内容。

技术领域

本公开涉及检测作用于操作面的力的位置的操作位置检测装置。

背景技术

专利文献1公开了检测作用于操作面的力的位置的操作位置检测装置。在该操作位置检测装置中，具备具有与由对操作面的按压而产生的操作力对应地变形的位移传递面的应变体，在该应变体的位移传递面设置有应变检测部，并将该位移传递面配置在与操作面相同的面上。而且，根据该构成，对于与操作面垂直的方向以外的力，应变检测部不具有灵敏度，能够正确地检测作用于操作面的力的中心位置(即操作位置)。

然而，在上述操作位置检测装置中，由于需要在操作面的外周配置具有位移传递面(应变检测部)的应变体，所以导致装置大型化。另外，也产生下述那样的设计性的限制。

在上述操作位置检测装置中，不能够将装置的上表面整体作为操作面。换句话说，配置应变体的区域一定成为不能够进行操作位置的检测的区域。在形成利用壳体覆盖应变体的结构的情况下，成为操作面比壳体下凹的配置。

专利文献1：日本特开2012－58967号公报

发明内容

鉴于此，本公开的目的在于，提供兼得即使在操作面作用了与垂直方向不同的方向的力的情况下也能够正确地检测操作位置的功能、装置的小型化以及设计性的限制消除的操作位置检测装置。

本公开的一方式所涉及的操作位置检测装置具备：操作体，其具有平板状的操作面；基部部件，其是作为该操作位置检测装置的基部的部件；四个以上且偶数个的平板状的检测体；以及操作位置计算部。

检测体在一端具有与上述操作体连接的连接部，在另一端具有被固定于上述基部部件的固定部，在上述连接部与上述固定部之间具有与由对上述操作面的按压而产生的操作力对应地变形的检测面。在各检测体的上述检测面设置有检测伴随着该检测体的变形的该检测面的应变的应变检测部。操作位置计算部基于上述各应变检测部的检测结果，计算上述操作力在上述操作面作用的位置来作为操作位置。

在上述操作位置检测装置中，每两个检测体以该两检测体的检测面的延长平面彼此在上述操作面的面内方向上的该两检测体之间的位置交叉，并且该延长平面彼此交叉的交叉线与上述操作面平行，并且上述交叉线与上述操作面之间的距离在规定值以下的方式，相对于上述操作面具有规定角度来进行配置。

在上述操作位置检测装置中，应变检测部对不与操作面垂直的方向的操作力几乎不具有灵敏度。因此，即使在以不与操作面垂直的规定角度按压该操作面，从而在操作面作用了与垂直方向不同的方向的力的情况下，也能够通过操作位置计算部正确地计算(换言之检测)操作位置。

并且，根据上述操作位置检测装置，能够将检测体收纳在操作面的背面侧(与被按压的侧相反侧)内。因此，不需要在操作面的外周配置检测体，能够实现装置的小型化。另外，能够消除上述的设计性的限制，例如，能够将装置的一个面整体作为操作面。

附图说明

通过参照下述的附图而进行的详细描述，本发明的上述或者其它的目的、构成、优点会变得更加清楚，其中，

图1是表示第一实施方式的操作位置检测装置的外观的立体图。

图2是第一实施方式的操作位置检测装置的分解立体图。

图3是表示对第一实施方式的操作位置检测装置除去了操作体的操作部件后的状态的立体图。

图4是表示对第一实施方式的操作位置检测装置除去了操作体后的状态的立体图。

图5是表示对第一实施方式的操作位置检测装置除去了操作体以及按压部件后的状态的立体图。

图6是表示第一实施方式的操作位置检测装置的构成的示意性俯视图，是从操作面的上方观察到的图。

图7是表示第一实施方式的操作位置检测装置的构成的示意性主视图，是从图6的箭头VII方向观察到的图。

图8是说明构成应变检测元件的四个零件的配置状态的说明图。

图9是说明构成应变检测元件的四个零件的电连接状态的说明图。

图10的(a)以及图10的(b)是说明对操作面施加了垂直的方向(z轴方向)的力的情况下的作用的俯视图以及主视图。

图11是说明施加给应变检测元件的零件的力的一个例子的说明图。

图12是说明图11的例子中的零件的电阻值变化的说明图。

图13是说明施加给应变检测元件的零件的力的其它的例子的说明图。

图14是说明对操作面施加了x轴方向的力的情况下的作用的说明图。

图15是说明第二变形例的操作位置检测装置的说明图。

图16是说明第三变形例的操作位置检测装置的说明图。

图17是说明第四变形例的操作位置检测装置的说明图。

图18是说明第五变形例的操作位置检测装置的说明图。

图19是表示第二实施方式的操作位置检测装置的外观的立体图。

图20是第二实施方式的操作位置检测装置的分解立体图。

图21是表示对第二实施方式的操作位置检测装置除去了操作体后的状态的立体图。

图22是说明第二实施方式的操作位置检测装置的效果的说明图。

图23是说明第六变形例的操作位置检测装置的说明图。

图24是说明第七变形例的操作位置检测装置的说明图。

具体实施方式

以下，对应用了本公开的实施方式的操作位置检测装置进行说明。另外，本实施方式的操作位置检测装置为负载检测型，例如，作为触摸板、触摸面板(触摸屏)使用。

(第一实施方式)

如图1～图7所示，第一实施方式的操作位置检测装置1具备：操作体3、作为该装置1的基部的基部部件5、形成平板状的两个检测体6、7的平板部件10、形成平板状的两个检测体8、9的平板部件11、以及用于使平板部件10、11与操作体3连接的按压部件12、13。

操作体3由板状(在该例子中为圆盘状)的操作部件3a、和大致圆筒状的框部件3b构成。另外，在以下的说明中，对于操作位置检测装置1的上下的方向来说，操作部件3a侧为上，基部部件5侧为下。

操作部件3a例如经由设置在框部件3b的螺孔14安装于框部件3b的上侧端面。操作部件3a的圆形的上表面(与安装于框部件3b的侧相反侧的面)成为由使用者按压任意的位置的平板状的操作面3c。另外，连接操作部件3a与框部件3b的方法例如也可以是粘合剂等。另外，操作部件3a与框部件3b也可以一体地形成。

在框部件3b的下侧端面(与安装了操作部件3a的侧相反侧的面)形成有用于使平板部件10的端部10a、10b与操作体3连接的倾斜面部15a、15b、和用于使平板部件11的端部11a、11b与操作体3连接的倾斜面部16a、16b。

倾斜面部15a、15b的各面包含在相同的假想平面，并且相对于操作面3c具有规定角度。同样地，倾斜面部16a、16b的各面也包含在相同的假想平面，并且相对于操作面3c具有规定角度。而且，倾斜面部15a、15b、16a、16b以包含倾斜面部15a、15b的面的假想平面S1与包含倾斜面部16a、16b的面的假想平面S2交叉的交叉线L1与操作面3c平行，并且该交叉线L1与操作面3c之间的距离为0的方式形成(特别是参照图7)。在实施方式中，该交叉线L1是在操作面3c的面内方向通过该操作面3c的中心的线(特别是参照图6)。

在平板部件10中，一个端部10a成为检测体6的一个端部6a，另一个端部10b成为检测体7的一个端部7a。而且，检测体6的端部6a和检测体7的端部7a也是与操作体3连接的连接部18。另外，在平板部件10中，中央部10c是兼为检测体6的另一个端部6b和检测体7的另一个端部7b这双方的共用部分(两个检测体6、7共用的部分)，并且也是固定于基部部件5的固定部19。并且，在平板部件10中，端部10a与中央部10c之间的表面(在本实施方式中是上侧的表面)成为检测体6的检测面20，端部10b与中央部10c之间的表面(在本实施方式中是上侧的表面)成为检测体7的检测面20。

同样地，在平板部件11中，一个端部11a成为检测体8的一个端部8a，另一个端部11b成为检测体9的一个端部9a。而且，检测体8的端部8a和检测体9的端部9a也是与操作体3连接的连接部18。另外，在平板部件11中，中央部11c是兼为检测体8的另一个端部8b和检测体9的另一个端部9b这双方的共用部分(两个检测体8、9共用的部分)，并且也是固定于基部部件5的固定部19。并且，在平板部件11中，端部11a与中央部11c之间的表面(在本实施方式中是上侧的表面)成为检测体8的检测面20，端部11b与中央部11c之间的表面(在本实施方式中是上侧的表面)成为检测体9的检测面20。

检测体6～9的检测面20是以与由对操作面3c的按压而产生的操作力对应地产生弯曲变形的方式进行弹性变形的弹性变形体。在各检测面20上设置有作为检测伴随着检测体6～9的变形的该检测面20的应变的应变检测部的应变检测元件21。检测面20上的应变检测元件21为了防湿以及防尘，而被由树脂等构成的灌封剂23密封。另外，对于应变检测元件21，在后面进行说明。

基部部件5具备：具有与框部件3b中的倾斜面部15a、15b的面相同的倾斜的上表面的突起部24、和具有与框部件3b中的倾斜面部16a、16b的面相同的倾斜的上表面的突起部25。

对于平板部件10而言，中央部10c的下表面载置在基部部件5中的突起部24的上表面，并且在中央部10c的上表面载置有大致长方体的固定用部件26。而且，在该状态下，固定用部件26通过贯通该平板部件10的中央部10c的螺钉(省略图示)固定于基部部件5的突起部24，从而平板部件10在中央部10c固定于基部部件5的突起部24(特别是参照图5)。另外，图2中的24a是突起部24的螺孔，图5中的26a是固定用部件26的螺孔。在该例子中，螺孔24a、26a各设置有三个。另外，在平板部件10的中央部10c也在与螺孔24a、26a对应的位置设置有螺孔。

同样地，对于平板部件11而言，中央部11c的下表面载置在基部部件5中的突起部25的上表面，并且在中央部11c的上表面载置有大致长方体的固定用部件27。而且，在该状态下，固定用部件27通过贯通该平板部件11的中央部11c的螺钉(省略图示)固定于基部部件5的突起部25，从而平板部件11在中央部11c固定于基部部件5的突起部25(特别是参照图5)。另外，图2中的25a是突起部25的螺孔，图2、图5中的27a是固定用部件27的螺孔。在该例子中，螺孔25a、27a各设置有三个。另外，在平板部件11的中央部11c也在与螺孔25a、27a对应的位置设置有螺孔。

若将平板部件10、11的中央部10c、11c固定于基部部件5的突起部24、25，则成为图5的状态。在图5的状态下，基部部件5仅与平板部件10、11的中央部10c、11c接触。

另一方面，在按压部件12形成有与平板部件10的端部10a、10b的下表面接触的槽部12a、12b。同样地，在按压部件13形成有与平板部件11的端部11a、11b的下表面接触的槽部13a、13b。

而且，若从图5的状态起，使按压部件12的槽部12a、12b与平板部件10的端部10a、10b抵接，并且使按压部件13的槽部13a、13b与平板部件11的端部11a、11b抵接，则成为图4那样。在图4的状态下，基部部件5不与按压部件12、13接触。

而且，若从图4的状态起，进一步使平板部件10的端部10a、10b的上表面与框部件3b的倾斜面部15a、15b的面抵接，并且使平板部件11的端部11a、11b的上表面与框部件3b的倾斜面部16a、16b的面抵接，则成为图3那样。

而且，在图3的状态下，按压部件12、13例如通过螺钉(省略图示)固定于框部件3b。其结果是，平板部件10的端部10a、10b由框部件3b的倾斜面部15a、15b和按压部件12的槽部12a、12b保持，并且平板部件11的端部11a、11b由框部件3b的倾斜面部16a、16b和按压部件13的槽部13a、13b保持。在该状态下，基部部件5也仅与平板部件10、11的中央部10c、11c接触，不与按压部件12、13、框部件3b接触。另外，图2中的12c、12d是按压部件12的螺孔，图2中的13c、13d是按压部件13的螺孔。另外，如图2所示，在框部件3b设置有与该各螺孔12c、12d、13c、13d对应的四个螺孔29。

而且，若在框部件3b安装操作部件3a，则操作位置检测装置1成为图1那样的完成状态。另外，操作位置检测装置1的组装顺序任意，例如，也可以先实施向框部件3b的操作部件3a的安装。

通过以上的构成，形成平板部件10、11的中央部10c、11c固定于基部部件5的突起部24、25且平板部件10、11的端部10a、10b、11a、11b与操作体3(框部件3b)连接的状态。

而且，如图6所示，从平板部件10的一个端部10a到中央部10c的部分、和从中央部10c到另一个端部10b的部分分别为检测体6、7，该各部分的上表面是检测体6、7中的检测面20。同样地，从平板部件11的一个端部11a到中央部11c的部分、和从中央部11c到另一个端部11b的部分分别为检测体8、9，该各部分的上表面是检测体8、9中的检测面20。

另外，如图7所示，包含上述的倾斜面部15a、15b的面的假想平面S1也是由平板部件10形成的各检测体6、7的检测面20的延长平面(以下，作为该延长平面的附图标记也使用“S1”)。同样地，包含上述的倾斜面部16a、16b的面的假想平面S2也是由平板部件11形成的各检测体8、9的检测面20的延长平面(以下，作为该延长平面的附图标记也使用“S2”)。

因此，检测体6的检测面20的延长平面S1与检测体8的检测面20的延长平面S2在操作面3c的面内方向上的该两检测体6、8之间的位置(在该例子中为中央位置)交叉，并且该延长平面S1、S2彼此交叉的交叉线(以下，作为该交叉线的附图标记也使用“L1”)与操作面3c平行，并且，该交叉线L1与操作面3c之间的距离为0。同样地，检测体7的检测面20的延长平面S1与检测体9的检测面20的延长平面S2在操作面3c的面内方向上的该两检测体7、9之间的位置(在该例子中为中央位置)交叉，并且该延长平面S1、S2彼此交叉的交叉线L1与操作面3c平行，并且，该交叉线L1与操作面3c之间的距离为0。在本实施方式中，交叉线L1如上述那样在操作面3c的面内方向上通过该操作面3c的中心。

另外，在以下的说明中，如图6、图7所示，将交叉线L1的方向设为y轴方向，将与交叉线L1垂直且与操作面3c平行的方向设为x轴方向，将与操作面3c垂直的方向设为z轴方向。

在操作位置检测装置1中，若进行对操作体3的操作面3c进行按压的操作(按压操作)，则与该按压的位置亦即操作位置以及力的大小对应地，检测体6～9微小地弹性变形，伴随着该变形的检测面20的应变被设置在检测面20的应变检测元件21检测。

另外，如图7所示，例如在基部部件5的规定位置设置有操作位置计算部31。操作位置计算部31例如作为包含CPU、ROM、RAM以及A/D转换电路等的计算机硬件构成。而且，操作位置计算部31通过由CPU执行存储于ROM的程序，实现作为操作位置检测装置1的功能。例如，操作位置计算部31基于应变检测元件21检测到的应变(弹性变形量)，计算进行了按压操作的位置(即，操作位置)以及操作力。

应变检测元件21例如是应变计，通过将根据弹性变形量而电阻值变化的四个零件(element)21a～21d如图8那样配置并如图9那样连接成惠斯登电桥电路(以下仅称为电桥电路)而形成。而且，操作位置计算部31通过向该电桥电路供给电源电压Vex，并且检测并处理该电桥电路的输出电压(也是应变检测元件21的输出电压)亦即电桥电压Vout，来计算操作位置、操作力。

接下来，对相对于操作面3c的操作位置的检测进行说明。首先，对在操作面3c施加了垂直的方向(z轴方向)的力的情况进行说明。如图10的(a)以及图10的(b)所示，若z轴方向的按压操作力Fz作用于操作体3的操作面3c，则对相对于基部部件5固定的检测体6～9作用有按压操作力Fz的分力fz1～fz4、力矩mz1、mz2。另外，在图10的(a)中，为了方便图示，fz1～fz4被如操作面3c的面内方向的力那样示出，但实际上，是z轴方向的力。而且，fz1是施加给检测体7的力，fz2是施加给检测体9的力，fz3是施加给检测体8的力，fz4是施加给检测体6的力。另外，为了方便图示，mz1、mz2被如绕z轴的力矩那样示出，但实际上，是绕x轴的力矩。而且，mz1是作用于检测体6、7的力矩，mz2是作用于检测体8、9的力矩。

检测体6～9由于与和操作体3连接的侧的端部6a、7a、8a、9a相反侧的端部6b、7b、8b、9b(平板部件10、11的中央部10c、11c)固定于基部部件5，所以弯曲变形较强。因此，在检测体6～9的检测面20，在面内方向作用有拉伸应力或者压缩应力。在检测面20上设置有应变检测元件21，所以应变检测元件21检测与这些拉伸应力或者压缩应力对应的检测面20内的伸长量或者收缩量。

例如，若对检测体6～9的任意一个作用图11那样的力fz，则在应变检测元件21的零件21a～21d中的零件21a、21b产生有拉伸应力，在零件21c、21d产生有压缩应力。而且，如图12所示，在产生拉伸应力的零件21a、21b电阻值减少，在产生压缩应力的零件21c、21d电阻值增加。

因此，操作位置计算部31检测各检测体6～9的应变检测元件21(零件21a～21d)的输出电压亦即上述的电桥电压Vout，并基于该各电桥电压Vout，计算作用于各检测体6～9的力fz(fz1、fz2、fx3、fx4)以及力矩mz(mz1、mz2)。例如，能够构成为：预先在ROM内准备用于根据各应变检测元件21的电桥电压Vout计算力fz1、fz2、fx3、fx4以及力矩mz1、mz2的映射，操作位置计算部31通过在该映射应用各电桥电压Vout的检测值，来计算力fz1、fz2、fx3、fx4以及力矩mz1、mz2。另外，映射能够通过理论计算和实验双方或者一方来生成。

而且，操作位置计算部31通过将计算出的fz1、fz2、fx3、fx4、mz1、mz2代入至下述的式4和式5，计算施加给操作面3c的按压操作力Fz的中心位置即操作位置(x1，y1)。

另外，在该例子中，操作位置的坐标作为以操作面3c的中心为原点的x－y坐标系的坐标位置来计算出(参照图10的(a))。而且，式4、式5分别根据作为力的平衡的式子的式1、作为绕y轴的力矩的平衡的式子的式2、以及作为绕x轴的力矩的平衡的式子的式3导出。另外，如图10的(b)所示，式2、式4中的“w”是从x轴方向上的检测体6、7与检测体8、9的中间位置(x轴方向的原点位置)到x轴方向上的各检测体6～9的中心位置(检测面20的中心位置)的距离。

【式1】

F_z＝f_zl+f_z2+f_z3+f_z4…式1

F_z×x₁＝(f_zl+f_z4)×W-(f_z2+f_z3)×W…式2

F_z×y₁＝m_zl+m_z2…式3

$x_1=\frac{\{(f_{z1}+f_{z4})-(f_{z2}+f_{z3})\}\×w}{f_{z1}+f_{z2}+f_{z3}+f_{z4}}$ …式4

$y_1=\frac{m_{z1}+m_{z2}}{f_{z1}+f_{z2}+f_{z3}+f_{z4}}$ …式5

另一方面，在操作面3c施加了y轴方向的力的情况下，如图13所示，在各检测体6～9施加y轴方向的力fy。而且，该力fy成为对应变检测元件21的各零件21a～21d的压缩应力。但是，y轴方向的力fy是检测体6～9的面内方向的力，是检测体6～9的刚性较高的方向的力，所以在各检测体6～9中，检测面20并不应变，因此应变检测元件21不具有灵敏度。

另外，如图14所示，在操作面3c施加了x轴方向的力Fx的情况下，在各检测体6～9中的检测面20的位置，作用有根据力Fx而作用于x轴方向的力、和根据力Fx而绕y轴作用的力矩M。而且，该作用的各力能够分解为与检测面20垂直的分量、和检测面20的面内方向的分量。

这里，如上述那样检测体6～9在面内方向刚性较高，所以检测面20的应变检测元件21对后者的分量(检测面20的面内方向的分量)不具有灵敏度。另外，对于前者的分量(与检测面20垂直的分量)而言，由于上述的交叉线L1与操作面3c之间的距离为0，所以作用于x轴方向的力所引起的力F1与上述力矩M所引起的力F2平衡。这由下述的式6～式10示出。换句话说，根据式6～式9，式10成立。另外，如图14所示，式6、式8、式9中的“h”是z轴方向上的各检测体6～9的检测面20的中心位置与操作面3c之间的距离，式7～式9中的“θ”是操作面3c与检测面20所成的角。另外，式8、式9中的“w”与式2、式4中的“w”相同。而且，式9成立的条件(以及式10成立的条件)是“交叉线L1与操作面3c之间的距离＝0”。

【式2】

M＝F_x·h…式6

F₁＝F_x.sinθ…式7

F₂＝M/W·cosθ＝F_x·h/w·cosθ…式8

h/w＝tanθ…式9

∴F₁＝F₂…式10

因此，应变检测元件21也对前者的分量(与检测面20垂直的分量)没有灵敏度。因此，即使对操作面3c施加X轴方向的力Fx，应变检测元件21也不具有灵敏度。

因此，在本实施方式的操作位置检测装置1中，对于不与操作面3c垂直的y轴方向和x轴方向的操作力，检测体6～9的应变检测元件21不具有灵敏度。因此，即使在以不与该操作面3c垂直的规定角度按压操作面3c，从而在操作面3c作用了与垂直方向不同的方向的力的情况下，也能够通过操作位置计算部31正确地计算(换言之检测)操作位置。

并且，根据该操作位置检测装置1，能够将检测体6～9收纳在操作面3c的背面侧(与被按压的侧相反侧)内。因此，不需要在操作面3c的外周配置检测体6～9，能够实现装置1的小型化。另外，能够消除上述的设计性的限制。因此，在本实施方式的操作位置检测装置1中，将一个面整体作为操作面3c。

另外，即使是电阻膜式、静电电容式的通常的触摸板、触摸面板，根据布线的处理的情况，在操作面的周围一定存在不能够检测的区域。与此相对，根据本实施方式的操作位置检测装置1，能够提供在操作面3c的周围完全不存在不能够检测的区域的装置。

另外，在本实施方式的操作位置检测装置1中，由一个平板部件(11或者12)形成两个检测体(6、7或者8、9)，所以能够减少该装置1的构成部件数以及组装工时。

另一方面，虽然最优选上述的交叉线L1与操作面3c之间的距离为0，但也能够为0以外。例如，若交叉线L1与操作面3c之间的距离在操作面3c的最大长度的二十分之一以下(换句话说百分之五以下)，则认为不对操作位置的检测精度产生较大的影响。另外，在本第一实施方式中，操作面3c为圆形，所以操作面3c的最大长度为操作面3c的直径，但例如若操作面3c为长方形，则该操作面3c的较长的边的长度为操作面3c的最大长度。另外，交叉线L1与操作面3c之间的距离也可以不拘泥于操作面3c的长度，而设定在规定值以下(例如2mm以下)。

(针对第一实施方式的变形例)

以下，对针对第一实施方式的变形例进行说明。另外，对于与第一实施方式相同的构成要素，使用与第一实施方式相同的附图标记。

〈第一变形例〉

在第一实施方式中，平板部件10、11的端部10a、10b、11a、11b是与操作体3连接的连接部18，平板部件10、11的中央部10c、11c是固定于基部部件5的固定部19。

也可以与该构成相反，构成为将平板部件10、11的端部10a、10b、11a、11b作为固定于基部部件5的固定部19，将平板部件10、11的中央部10c、11c作为与操作体3连接的连接部18。

例如，在框部件3b不设置四个倾斜面部15a、15b、16a、16b，而代替此，在操作体3(操作部件3a或者框部件3b)，从操作面3c的中央位置或者夹着该中央位置的两个各位置分别朝向x轴方向的左右，设置具有与倾斜面部15a、16a相同的倾斜面的一对操作体侧连接部。另外，在基部部件5不设置两个突起部24、25，而代替此，在基部部件5，在与平板部件10、11的端部10a、10b、11a、11b对应的四个各位置设置与突起部24、25相同的突起部。而且，使平板部件10、11的中央部10c、11c的各个与操作体3上的上述一对操作体侧连接部的各个连接，并且将平板部件10、11的端部10a、10b、11a、11b的各个固定于基部部件5上的上述四个突起部的各个即可。

〈第二变形例〉

图15从操作面3c侧示意性地示出第二变形例的操作位置检测装置。如图15所示，也可以由各个平板部件构成四个检测体6～9，并将该各检测体6～9分别独立地与操作体3连接。在图15的例子中，各检测体6～9的一个端部6a～9a成为与操作体3连接的连接部18，各检测体6～9的另一个端部6b～9b成为固定于基部部件5(省略图示)的固定部19。另外，操作面3c的平面形状是四边形。其它与第一实施方式相同。

另外，在图15中，虽然以在操作面3c的外周配置检测体6～9的方式进行图示，但实际上检测体6～9以检测体6与检测体8的关系以及检测体7与检测体9的关系与第一实施方式相同的方式安装于操作体3。因此，与第一实施方式相同，能够将检测体6～9收纳在操作面3c的背面侧(与被按压的侧相反侧)内。而且，这对于后述的第三变形例(图16)以及第四变形例(图17)也相同。

〈第三变形例〉

图16从操作面3c侧示意性地示出第三变形例的操作位置检测装置。如图16所示，也可以在操作面3c设置槽部(换言之凹部)41。该槽部41实现将操作面3c分割成多个操作区域的作用。槽部41的数目、方向并不特别限制。

通过设置槽部41，该操作位置检测装置的使用者能够根据操作操作面3c时的手指的触觉来识别操作区域。使用者能够不凝视操作面3c而进行所希望的操作，所以操作性提高，特别是在应用于安装在车辆的装置的情况下优选。另外，代替槽部41而设置带状的凸部，也能够得到相同的效果。

另外，在图16的例子中，采用在第一变形例中叙述的构成。即，将平板部件10、11的端部10a、10b、11a、11b作为固定于基部部件5(省略图示)的固定部19，将平板部件10、11的中央部10c、11c作为与操作体3连接的连接部18。因此，在操作体3设置有在第一变形例中说明的一对操作体侧连接部43，并使平板部件10、11的中央部10c、11c的各个与该操作体侧连接部43的各个连接。而且，这对于后述的第四变形例(图17)也相同。

〈第四变形例〉

图17从操作面3c侧示意性地示出第四变形例的操作位置检测装置。如图17所示，也可以使操作面3c为凸形状。在图17的例子中，操作面3c的中心位置(交叉的线的交叉位置)45最高。操作面3c上的凸部的位置以及高度在不对位置检测的精度造成影响的范围内进行设定即可。

根据该构成，使用者也能够根据操作操作面3c时的手指的触觉来识别操作区域。

〈第五变形例〉

如图18所示，检测体6和检测体8以及检测体7和检测体9也可以在x轴方向上不左右对称。只要在第一实施方式叙述的条件成立即可。换句话说，只要检测体6、8的检测面20的延长平面彼此的交叉线与操作面3c之间的距离在规定值以下(优选为0)，检测体7、9的检测面20的延长平面彼此的交叉线与操作面3c之间的距离也在规定值以下(优选为0)即可。

另外，在图18的例子中，与第三、第四变形例(图16、图17)相同，使平板部件10、11的中央部10c、11c的各个与设置在操作体3的一对操作体侧连接部43的各个连接。

(第二实施方式)

接下来，对第二实施方式的操作位置检测装置进行说明。另外，对于与第一实施方式相同的构成要素，使用与第一实施方式相同的附图标记来省略说明。而且，对与第一实施方式的不同点进行说明。

如图19～图21所示，第二实施方式的操作位置检测装置51与第一实施方式的操作位置检测装置1相比，下述《1》～《4》方面不同。

《1》操作体3不具备上述的框部件3b，板状(在该例子中也为圆盘状)的操作部件3a成为操作体3。

《2》与上述的第一变形例相同(换句话说，与第一实施方式相反)，平板部件10、11的中央部10c、11c成为与操作体3连接的连接部18，平板部件10、11的两端部10a、10b、11a、11b的各个成为固定于基部部件5的固定部19。

《3》作为平板部件10、11的连接部18的中央部10c、11c经由具有弹性的连结部件50与操作体3连接。连结部件50通过对具有弹性的单块的板材进行弯曲加工而构成，具有板簧的性质。连结部件50具备：固定在操作体3(操作部件3a)的下表面(与操作面3c相反侧的面)的中心位置的安装部50c、和在安装部50c固定于操作体3的状态下，从安装部50c分别朝向上述的x轴方向的左右以规定倾斜角度延伸的一对倾斜部50a、50b。

而且，在本实施方式中，在倾斜部50a的下表面安装平板部件10的中央部10c，在倾斜部50b的下表面安装平板部件11的中央部11c。包含倾斜部50a的下表面的假想平面与图7所示的假想平面S1相同，该假想平面S1也是由平板部件10形成的各检测体6、7的检测面20的延长平面。同样地，包含倾斜部50b的下表面的假想平面与图7所示的假想平面S2相同，该假想平面S2也是由平板部件11形成的各检测体8、9的检测面20的延长平面。

另外，连结部件50的安装部50c例如通过螺钉固定于操作体3，但固定的方法例如也可以是粘合剂等。另外，对于平板部件10的中央部10c和连结部件50的倾斜部50a而言，在中央部10c的上表面与倾斜部50a的下表面对准的状态下，中央部10c的下表面和倾斜部50a的上表面被一对固定用部件71、72夹持(特别是参照图21)。而且，在该状态下，一对固定用部件71、72通过贯通倾斜部50a和中央部10c的螺钉(省略图示)而相互固定，从而平板部件10的中央部10c被固定于连结部件50的倾斜部50a。

同样地，对于平板部件11的中央部11c和连结部件50的倾斜部50b而言，在中央部11c的上表面与倾斜部50b的下表面对准的状态下，中央部11c的下表面和倾斜部50b的上表面被一对固定用部件73、74夹持(特别是参照图21)。而且，在该状态下，一对固定用部件73、74通过贯通倾斜部50b和中央部11c的螺钉(省略图示)而相互固定，从而平板部件11的中央部11c被固定于连结部件50的倾斜部50b。

《4》基部部件5具备固定平板部件10、11的端部10a、10b、11a、11b的一对支柱部5a、5b。支柱部5a和支柱部5b通过未图示的部件固定成相对位置不改变。

在支柱部5a设置有：具有与第一实施方式的基部部件5中的突起部24的上表面相同的倾斜的面的槽部56、和具有与第一实施方式的基部部件5中的突起部25的上表面相同的倾斜的面的槽部57。

在支柱部5b也设置有：具有与第一实施方式的基部部件5中的突起部24的上表面相同的倾斜的面的槽部58、和具有与第一实施方式的基部部件5中的突起部25的上表面相同的倾斜的面的槽部59。

而且，如图20中的单点划线所示，平板部件10的端部10a载置于支柱部5a的槽部56，平板部件11的端部11a载置于支柱部5a的槽部57，平板部件10的端部10b载置于支柱部5b的槽部58，平板部件11的端部11b载置于支柱部5b的槽部59。

并且在该状态下，如图20中的双点划线所示，具有与上述槽部56、57的面相同的倾斜的板状部52a、52b的按压部件52固定在支柱部5a的上部，具有与上述槽部58、59的面相同的倾斜的板状部53a、53b的按压部件53固定在支柱部5b的上部。

将按压部件52固定在支柱部5a的上部，从而平板部件10的端部10a被按压部件52的一个板状部52a按压，平板部件11的端部11a被按压部件52的另一个板状部52b按压。其结果是，平板部件10的端部10a被支柱部5a的槽部56和按压部件52的板状部52a夹着并保持，平板部件11的端部11a被支柱部5a的槽部57与按压部件52的板状部52b夹着并保持。

同样地，将按压部件53固定在支柱部5b的上部，从而平板部件10的端部10b被按压部件53的一个板状部53a按压，平板部件11的端部11b被按压部件53的另一个板状部53b按压。其结果是，平板部件10的端部10b被支柱部5b的槽部58与按压部件53的板状部53a夹着并保持，平板部件11的端部11b被支柱部5b的槽部59与按压部件53的板状部53b夹着并保持。

另外，按压部件52、53例如通过螺钉固定在支柱部5a、5b。图20中的61是按压部件52、53上的螺孔，图20中的63是支柱部5a、5b上的螺孔。另外，用于将按压部件52、53固定在支柱部5a、5b的方法，例如也可以是粘合剂等。

通过以上那样的操作位置检测装置51，也能够得到与第一实施方式的操作位置检测装置1相同的效果，但在以下说明的方面，比第一实施方式的操作位置检测装置1更有利。

如图22所示，在z轴方向的按压操作力Fz作用于操作体3的操作面3c的情况下，因该按压操作力Fz，平板部件10、11变形。图22中的虚线的箭头是平板部件10、11变形的方向。

而且，通过平板部件10、11变形的力，在操作体3以及基部部件5(支柱部5a、5b)作用沿图22中的水平方向(即，操作面3c的面内方向)压缩的力。

但是，操作体3以及基部部件5的刚性较高，所以操作体3以及基部部件5基本不被压缩。因此，在将平板部件10、11的端部10a、10b、11a、11b和中央部10c、11c的各个直接固定于操作体3和基部部件5的情况下，阻碍平板部件10、11的变形(具体而言，检测体6～9的变形)。例如成为平板部件10、11彼此即使欲向内侧靠近也不能够靠近这样的状态。其结果是，在检测操作位置的情况下，平板部件10、11不充分地变形，进而存在不能够得到较大的灵敏度的可能性。

与此相对，在第二实施方式的操作位置检测装置51中，具有板簧的性质的连结部件50被设置在操作体3与平板部件10、11之间，相对于操作体3的平板部件10、11的相对位置容易改变。因此，平板部件10、11能够根据向操作面3c的按压操作力Fz自由地变形，总之，不阻碍平板部件10、11的变形。换句话说，连结部件50与向操作面3c的按压操作力Fz对应地弹性变形，并且将该按压操作力Fz传递到由平板部件10、11形成的检测体6～9。

因此，根据这样的第二实施方式的操作位置检测装置51，在操作位置的检测中能够得到较大的灵敏度。另外，连结部件50由被弯曲加工的单块板材构成，所以有抑制装置51的部件数，并且连结部件50本身的制造也简单这样的优点。

(针对第二实施方式的变形例)

以下，对第六～第八变形例进行说明。另外，对于与第一以及第二实施方式相同的构成要素，使用与第一以及第二实施方式相同的附图标记。

〈第六变形例〉

在第二实施方式的操作位置检测装置51中，若代替连结部件50而使用与该连结部件50同形状且不弹性变形的部件，则该部件成为实现与在第一变形例中说明的一对操作体侧连接部相同的作用的部件。

而且，在该情况下，如图23所例示的那样，在基部部件5的支柱部5a、5b与平板部件10、11之间，设置与连结部件50相同的连结部件65a、65b即可。另外，在图23中，附加了{}的附图标记和未附加{}的附图标记中的未附加{}的附图标记是从与支柱部5b侧相反侧观察支柱部5a的情况下的附图标记，附加了{}的附图标记是从与支柱部5a侧相反侧观察支柱部5b的情况下的附图标记。换句话说，如图23所例示的那样，经由连结部件65a将平板部件10、11的作为固定部19的端部10a、11a与基部部件5的支柱部5a连接，并且经由连结部件65b将平板部件10、11的作为固定部19的另一个端部10b、11b与基部部件5的支柱部5b连接即可。

而且，通过像这样构成，也能够得到与第二实施方式的操作位置检测装置51相同的效果。

〈第七变形例〉

在第一实施方式的操作位置检测装置1中，也可以如图24所例示的那样，构成为经由与连结部件50相同的连结部件67将平板部件10、11的作为固定部19的中央部10c、11c与基部部件5连接。而且，通过像这样构成，也能够得到与第二实施方式的操作位置检测装置51相同的效果。

〈第八变形例〉

在第一实施方式的操作位置检测装置1中，例如也可以构成为：从操作体3除去框部件3b，经由与连结部件50相同的连结部件将该操作体3(换句话说，操作部件3a)与平板部件10、11的作为连接部18的端部10a、11a连接，并且经由与连结部件50相同的连结部件也将该操作体3与平板部件10、11的作为连接部18的另一个端部10b、11b连接。而且，通过像这样构成，也能够得到与第二实施方式的操作位置检测装置51相同的效果。

〈其它的变形例〉

例如，在第二实施方式、第六变形例中，也可以代替配置连结部件50、65a、65b，而形成基部部件5的一部分与向操作面3c的作用力(按压操作力Fz)对应地弹性变形而不阻碍平板部件10、11的变形那样的构成。这对于其它的实施方式以及变形例也相同。

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述的各实施方式以及变形例，能够以各种方式实施。

例如，也可以使上述实施方式中的一个构成要素所具有的功能分散为多个构成要素，或者使多个构成要素所具有的功能统一为一个构成要素。另外，也可以将上述实施方式的构成的至少一部分置换为具有相同的功能的公知的构成。另外，也可以在能够解决课题的范围内省略上述实施方式的构成的一部分。另外，也可以对其它的实施方式的构成附加或者置换任意一个实施方式的构成的至少一部分。另外，上述的数值也是一个例子。

另外，作为具体例，例如，也可以在上述各实施方式中，在操作面3c的背面侧配置LCD等显示器，将操作位置检测装置作为触摸面板(触摸屏)。

另外，也可以在上述各实施方式中构成为：检测体6、8的检测面20的延长平面彼此的交叉线和检测体7、9的检测面20的延长平面彼此的交叉线与操作面3c平行，但相互具有规定角度(例如正交)。

另外，检测体也可以是比四个多的多个(六个、八个等)。

Claims (7)

1.一种操作位置检测装置，其具备：

操作体(3)，其具有平板状的操作面(3c)；

基部部件(5)，其是作为基部的部件；

四个以上且偶数个的平板状的检测体(6～9)，所述检测体在一端具有与所述操作体连接的连接部(18)，在另一端具有被固定于所述基部部件的固定部(19)，在所述连接部与所述固定部之间具有与由对所述操作面的按压而产生的操作力对应地变形的检测面(20)；

应变检测部(21)，其被设置在所述各检测体的所述检测面，检测伴随着所述检测体的变形的所述检测面的应变；以及

操作位置计算部(31)，其基于所述各应变检测部的检测结果，计算所述操作力在所述操作面作用的位置来作为操作位置，

其中，

每两个所述检测体以该两检测体的所述检测面的延长平面(S1、S2)彼此在所述操作面的面内方向上的该两检测体之间的位置交叉，并且该延长平面彼此交叉的交叉线(L1)与所述操作面平行，并且所述交叉线与所述操作面之间的距离在规定值以下的方式相对于所述操作面具有规定角度来进行配置。

2.根据权利要求1所述的操作位置检测装置，其中，

作为所述每两个的检测体的组，至少有第一组(6、8)和第二组(7、9)，

所述第一组的一个所述检测体(6)和所述第二组的一个所述检测体(7)这两个检测体、所述第一组的另一个所述检测体(8)和所述第二组的另一个所述检测体(9)这两个检测体分别由一个平板部件(10、11)形成，

所述平板部件的两端部(10a、10b、11a、11b)的各个是由该平板部件形成的所述两个检测体的各自的部分，是所述连接部和所述固定部中的一方，所述平板部件的中央部(10c、11c)是由该平板部件形成的所述两个检测体共用的部分，是所述连接部和所述固定部中的另一方，所述平板部件的两端部的各个与中央部之间的各面成为由该平板部件形成的所述两个检测体的各自的所述检测面。

3.根据权利要求2所述的操作位置检测装置，其中，

所述平板部件的所述连接部经由具有弹性的连结部件(50)与所述操作体连接。

4.根据权利要求2所述的操作位置检测装置，其中，

所述平板部件的所述固定部经由具有弹性的连结部件(65a、65b、67)与所述基部部件连接。

5.根据权利要求3或4所述的操作位置检测装置，其中，

所述连结部件与所述操作力对应地弹性变形，并将该操作力传递到所述检测体。

6.根据权利要求3～5中任意一项所述的操作位置检测装置，其中，

所述连结部件由被弯曲加工的单块板材构成。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的操作位置检测装置，其中，

所述规定值是所述操作面的最大长度的二十分之一。