JP4279121B2 - 回転式入力装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転操作体における操作面を回転操作および押圧操作することにより電子機器に情報を入力可能な回転式入力装置に関する。

一般に、オーディオ機器や、そのリモートコントロール装置等の種々の電子機器には、この電子機器に操作情報を入力する入力手段として、ジョグダイヤルのような回転操作体の操作面を回転操作することによって電子機器に所定の情報を入力する回転式入力装置が、操作の容易性等の理由により多用されている。

このような回転式入力装置は、例えば円盤状の回転操作体を有し、この回転操作体の裏面には電極パターンおよび抵抗パターンが設けられている。また、回転式入力装置は、前記各パターンに摺動する複数の摺動子が設けられた回路基板を有している。

前記回転式入力装置は、回転操作体の回転操作が行われると各摺動子が電極パターンおよび抵抗パターンに摺動して、回転操作体の回転方向や回転速度等を検出するようになっており、この検出した回転方向や回転速度等によって電子機器に操作情報を入力するようになっている。

一方、従来より回転操作体を押圧操作することにより操作情報の入力を行うことができる回転式入力装置が知られている。

この回転式入力装置においては、回転操作体がその回転方向と直交する方向に進退自在に設けられており、前記回転操作体の裏側には、スイッチが設けられている。このスイッチは、前記回転操作体に連結された回転軸の端部に押圧されることによって動作するようになっている。そして、この回転式入力装置は、回転操作体が押圧されることにより回転軸の端部によってスイッチを押圧して動作させて、電子機器に操作情報を入力するようになっている（例えば特許文献１参照）。

しかし、従来の回転式入力装置によれば、電極パターンおよび抵抗パターンを摺動子によって摺動することにより操作情報を入力するものであるため、各電極パターンが摺動されることによって磨耗してしまう。この結果、この回転式入力装置を長期間使用した場合には、回転操作体の回転速度等の検出精度が低下してしまうというおそれがあった。このため、従来の回転式入力装置は長寿命化を図ることが困難であるという問題を有していた。

また、押圧操作が可能な従来の回転式入力装置は、回転操作体が進退移動するための空間が必要であり、また回転操作体の裏側にスイッチを設けるという構成のため、薄型化を図ることが困難であった。

特開平１０−２９４０４３号公報

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、長寿命化および薄型化を図ることができるとともに、回転操作体を回転操作および押圧操作することによって電子機器の多様な操作情報を入力することができる回転式入力装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る回転式入力装置の特徴は、回転操作体と検出手段と有し、前記回転操作体は、その操作面に形成された操作表示と、その一部に設けられた基準電極と、前記操作面の裏面に対向し前記回転操作体の回転方向に対して交差するようにそれぞれ所定の間隙をもって配設された複数の検出用電極とを備えており、前記検出手段は、前記回転操作体の非操作時において前記基準電極に近接する１つの前記検出用電極の静電容量、および前記回転操作体の操作時において静電体が接近しまたは接触している前記操作面の操作表示に対向する前記検出用電極の静電容量の変化を検出する用に構成されている点にある。

この本発明に係る回転式入力装置によれば、回転操作体の裏面に基準電極を設け、回転操作体の裏側に複数の検出用電極を設けるという単純な構造により、回転操作体を押圧および回転することによってオーディオ機器についての多様な操作情報を入力することができる。

また、本発明に係る他の回転式入力装置の特徴は、前記回転操作体に、回転操作の操作感を発生させるための力覚発生機構を接続した点にある。

この発明に係る回転式入力装置によれば、単純な構造なので回転操作体に力覚発生機構を接続しても回転式入力装置の薄型化を図ることができる。

さらに、本発明に係る他の回転式入力装置の特徴は、前記回転操作体を、円盤状であって操作面が円形状の第１回転操作体と、前記第１回転操作体の側面を囲むように前記第１回転操作体の外側に設けられた第２回転操作体とによって構成し、前記第１回転操作体と前記第２回転操作体と別個に回転可能とし、前記第１回転操作体および前記第２回転操作体の一部にそれぞれ前記基準電極を設け、前記第１回転操作体および前記第２回転操作体における各操作面の裏面にそれぞれ対向するように複数の前記検出用電極を配設した点にある。

この本発明に係る回転式入力装置によれば、第１回転操作体と第２回転操作体とを別個に回転させることができるので、これにより第１回転操作体および第２回転操作体の各操作面に形成された種々の操作表示に基づいて、電子機器の種々の操作情報を入力することができる。

以上述べたように、本発明に係る回転式入力装置によれば、電極パターン等を摺動する等の複雑な可動部を有していないので、電子機器の入力装置としての信頼性を向上させて長寿命化を図ることができる。また、本回転式入力装置は、単純な構造で構成することができるので薄型化を図ることができ、かつオーディオ機器についての多様な操作情報を入力することができる。

以下、本発明に係る回転式入力装置の一実施形態を図１ないし図３を参照して説明する。ここで、本実施形態においては、電子機器としてのオーディオ機器に用いられる回転式入力装置について説明する。

図１は、本実施形態に係る回転式入力装置を示す分解斜視図であり、図１に示すように、本回転式入力装置１は、両方向に回転可能な軸体２を有し、この軸体２の一端部には、円形状の頂壁および側壁を有する円盤状の回転操作体３が、この回転操作体３の頂面である操作面４が軸体２に対して直交するように配置され、軸体２と一体に回転するように設けられている。そして、この回転式入力装置１は、オーディオ機器５内において回転操作体３の操作面４がオーディオ機器５における枠体６の一面から突出するように配設されている。

この回転操作体３における操作面４には、平面形状において、二重円形状の第１操作表示７ａ、三角形状の第２操作表示７ｂ、四角形状の第３操作表示７ｃ、円形状の第４操作表示７ｄが、それぞれ異なる形状であって操作面４において裏側方向に陥没する凹状に形成されている。これら各操作表示７は、例えば第１操作表示７ａがオーディオ機器５における記録媒体への情報の記録を表し、第２操作表示７ｂが記録された情報の再生を表し、第３操作表示７ｃがオーディオ機器５の動作の停止を表し、さらに第４操作表示７ｄがオーディオ機器５からの記録媒体の取り出しを表すようになっている。

なお、各操作表示７の形状は本実施形態の形状に限定されず、例えば操作面４において表方向に突出する凸状に形成してもよい。このように各操作表示７を凹状または凸状に形成すると、各操作表示７に接触すれば各操作表示７の形状によってその操作表示７がいずれの操作を表すものか認識することができ、操作面４を視認することなく所望の操作を選択することができる。

また、前記回転操作体３における操作面４の裏面の一部には、非操作状態における回転操作体３の位置を示すための導電材料からなる基準電極１２が設けられている。本実施形態においては、基準電極１２は、第３操作表示７ｃと第４操作表示７ｄとの間に対応する位置に設けられている。

前記回転操作体３の裏側には、ＰＷＢ（Printed Writing Board ）等の配線基板１４が設けられており、この配線基板１４の表面であって操作面４の裏面に対向する位置には、複数（本実施形態においては１０個）の検出用電極１５ａ〜１５ｊが回転操作体３の回転方向に対して交差するようにそれぞれ所定の間隙をもって設けられている。

これら検出用電極１５は、基準電極１２が対向している検出用電極１５の静電容量が、基準電極１２が近接していない検出用電極１５の静電容量と比較して大きく変化するようになっている。また、各検出用電極１５は、回転操作体３の操作時において回転操作体３の操作面４を介して人の手や指等の静電体１６が近接した場合、検出用電極１５と静電体１６との間の静電容量が、静電体１６が近接していない検出用電極１５の静電容量と比較して大きく変化するようになっている。また、基準電極１２は、静電体１６が接近または接触したときの検出用電極１５の静電容量と、基準電極１２が近接したときの検出用電極１５の静電容量が異なるように形成されている。

そして、回転式入力装置１は、回転操作体３の非操作時において基準電極１２と対向している検出用電極１５の静電容量、および回転操作体３の操作時において静電体１６が接近等している検出用電極１５の静電容量の変化を検出する検出手段１７を有している。この検出手段１７は、基準電極１２が対向していることにより静電容量が変化している検出用電極１５について基準電極１２が対向していることを示す非操作信号を出力し、および静電体１６が接近等することにより静電容量が変化した検出用電極１５について静電体１６が対向していることを示す操作信号を出力するようになっている。

さらに、回転式入力装置１は、図２に示すように、回転式入力装置１の各部の動作を制御する制御部１９を有している。この制御部１９は、非操作信号および操作信号を検出手段１７から入力し、非操作信号が検出された検出用電極１５と操作信号が検出された検出用電極１５との位置関係に基づいて、静電体１６がいずれの操作表示７に接触または近接していずれの操作が選択されたかを判断するようになっている。

詳しく説明すると、制御部１９は、例えば右回転を＋左回転を−としたとき、基準電極１２と対向している検出用電極１５と比較して＋２または−８の検出用電極１５の静電容量が変化したときには第３操作表示７ｃが選択され、また＋６または−４の検出用電極１５の静電容量が変化したときには第１操作表示７ａが選択された等、予め記憶された基準電極１２と各操作表示７の位置関係に基づき種々の判断を行うようになっている。

また、制御部１９は、その他回転操作体３における種々の押圧操作および回転操作に基づいてオーディオ機器５における各操作が選択されたという判断を行うようになっている。例えば、第２操作表示７を押圧操作しながら回転操作体３を回転操作した場合には音量の増減操作が選択されているという判断を行う等、種々の回転操作および押圧操作に基づいて判断を行うようになっている。

前記配線基板１４の裏側には、回転操作体３を回転操作する際に操作感を発生させるためのアクチュエータ等からなる力覚発生機構としてのクリック機構２１が設けられており、このクリック機構２１は、軸体２を介して回転操作体３に接続されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

まず、回転式入力装置１における回転操作体３の非操作時において、本実施形態においては基準電極１２が第２検出用電極１５ｂに対向している。このとき、第２検出用電極１５ｂの静電容量は他の各検出用電極１５と比較して大きく変化するので、検出手段１７は第２検出用電極１５ｂの静電容量が変化したことを検出し、第２検出用電極１５ｂについて非操作信号を制御部１９に出力する。すると、制御部１９は非操作信号に基づき、基準電極１２が第２検出用電極１５ｂに対向していることを認識する。

続いて、回転操作体３の操作時において、本実施形態においては静電体１６が第１操作表示７ａに接近すると、第１操作表示７ａの裏側に位置する第６検出用電極１５ｆの静電容量が他の各検出用電極１５と比較して大きく変化する。このため、検出手段１７は、第６検出用電極１５ｆの静電容量が変化したことを検出し、第６検出用電極１５ｆについて操作信号を制御部１９に出力する。

すると、制御部１９は操作信号に基づき、静電体１６が第６検出用電極１５ｆに接近していることを認識し、非操作信号を検出した第２検出用電極１５ｂと操作信号を検出した第６検出用電極１５ｆとの位置関係から静電体１６が第１操作表示７ａに接近して記録媒体への情報の再生の操作が選択されたと判断する。

そして、オーディオ機器５の機器本体は、第１操作表示７ａの操作が選択されたことを表す操作信号に基づき記録媒体の再生の操作を行う。

続いて、例えば静電体１６によって回転操作体３を左方向に回転させながら静電体１６が第６検出用電極１５ｆから第４検出用電極１５ｄに対向する位置に移動した場合、検出手段１７は、第６検出用電極１５ｆ、第５検出用電極１５ｅおよび第４検出用電極１５ｄについての操作信号を制御部１９に出力し、制御部１９は、操作信号に基づいて静電体１６が第６検出用電極１５ｆから第５検出用電極１５ｅを介して第４検出用電極１５ｄに移動したことを認識し、音量の増加操作が選択されたと判断する。そして、オーディオ機器５の機器本体は、記録媒体の再生についての音量の増加操作を行う。

本実施形態によれば、回転操作体３の裏面に基準電極１２を設け、回転操作体３の裏側に複数の検出用電極１５を設けるという単純な構造により、回転操作体３を押圧および回転することによってオーディオ機器５に多様な操作情報を入力することができる。

したがって、本回転式入力装置１は、電極を摺動する等の複雑な可動部を有さないので、オーディオ機器５の入力装置としての信頼性を向上させ、長寿命化を図ることができる。また、本回転式入力装置１は単純な構造のため薄型化を図ることができ、かつオーディオ機器５に多様な操作情報を入力することができる。

また、本回転式入力装置１は単純な構造なので、回転操作体３に軸体２を介してクリック機構２１を接続しても回転式入力装置１の薄型化を図ることができる。これにより、回転操作体３の操作を行うにあたって操作感を得ることができる。

また、各操作表示７は凹状に形成されているので、静電体１６を各操作表示７に引っかけることにより各操作表示７をガイドとして容易に回転操作体３を回転させることができ、回転操作体３の操作性を向上させることができる。

次に、本発明に係る回転式入力装置の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態に係る回転式入力装置において第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明する。

図３は、本発明に係る回転式入力装置の第２の実施形態を示す分解斜視図であり、図３に示す第２の実施形態においては、回転式入力装置１の回転操作体は、円盤状であって操作面４が円形状の第１回転操作体２３と、第１回転操作体２３の側面を囲むように第１回転操作体２３の外側に設けられた第２回転操作体２４とによって構成されている。これら第１回転操作体２３および第２回転操作体２４は、別個に回転可能に設けられている。

第１回転操作体２３における円形状の操作面４には、平面形状が楕円形状の第１操作表示２５ａおよび二重円形状の第２操作表示２５ｂが、操作面４において裏側方向に陥没する凹状に形成されている。また、第２回転操作体２４における操作面４には、平面形状において、三角形状の第３操作表示２５ｃ、二重円形状の第４操作表示２５ｄ、円形状の第５操作表示２５ｅおよび四角形状の第６操作表示２５ｆが形成されている。

第１回転操作体２３における操作面４の裏面の一部には、第１基準電極２７が設けられており、また第２操作体における操作面４の裏面の一部には、第２基準電極２８が設けられている。

各回転操作体２３，２４の裏側には、配線基板１４が設けられており、この配線基板１４の表面であって第１回転操作体２３における操作面４の裏面に対向する位置には、本実施形態において８個の検出用電極３０ａ〜３０ｈが設けられている。また、配線基板１４の表面であって第２回転操作体２４における操作面４の裏面に対向する位置には、本実施形態において１０個の検出用電極３１ａ〜３１ｊが設けられている。

なお、本第２実施形態に係る回転式入力装置１の他の構成については第１実施形態の回転式入力装置１と同一であるので、説明を省略する。

この第２実施形態の回転式入力装置１によれば、第１回転操作体２３と第２回転操作体２４とを別個に回転させることができ、これにより第１回転操作体２３および第２回転操作体２４の各操作面４に形成された種々の操作表示２５に基づいて、オーディオ機器５の種々の操作情報を入力することができる。

したがって、本回転式入力装置１は、第１回転操作体２３および第２回転操作体２４を押圧操作および回転操作することによって、オーディオ機器５に一層多様な操作情報を入力することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。

例えば、前期実施形態にて説明したアクチュエータ等からなるクリック機構２１に代えて、振動モータ等からなる振動発生機構を設けることもできる。この場合、振動モータの回転速度あるいは回転トルクを制御することで、操作者に対して必要な触感を与えることができる。

また、本発明に係る回転式入力装置１は、オーディオ機器５に限定されず種々の電子機器に利用することができる。さらに、各操作表示７，２５の形状等も本各実施形態のものに限定されるものではない。さらにまた、各操作表示７，２５が表す電子機器の操作も本実施形態のものに限定されず、電子機器の種々の操作情報を入力することができる。

また、操作情報の入力方法は、本実施形態のものに限定されず、例えば２つ以上の操作表示７，２５に対して静電体１６を接近または接触させることにより、１つの操作表示７，２５に静電体１６を接近させた場合の操作とは異なる操作情報を入力するものとすることができる。

本発明に係る回転式入力装置の一実施形態を示す分解斜視図 図１の回転式入力装置を示す概念図 本発明に係る回転式入力装置の他の実施形態を示す分解斜視図

符号の説明

１ 回転式入力装置
３ 回転操作体
４ 操作面
５ オーディオ機器
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ 操作表示
１２ 基準電極
１４ 配線基板
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ，１５ｉ，１５ｊ 検出用電極
１６ 静電体
１７ 検出手段
１９ 制御部
２１ クリック機構

Claims (3)

1. 回転操作体と検出手段とを有し、
   前記回転操作体は、その操作面に形成された操作表示と、その一部に設けられた基準電極と、前記操作面の裏面に対向し前記回転操作体の回転方向に対して交差するようにそれぞれ所定の間隙をもって配設された複数の検出用電極とを備えており、
   前記検出手段は、前記回転操作体の非操作時において前記基準電極に近接する１つの前記検出用電極の静電容量、および前記回転操作体の操作時において静電体が接近しまたは接触している前記操作面の操作表示に対向する前記検出用電極の静電容量の変化を検出するように構成されていることを特徴とする回転式入力装置。
2. 前記回転操作体に、回転操作の操作感を発生させるための力覚発生機構を接続したことを特徴とする請求項１に記載の回転式入力装置。
3. 前記回転操作体を、円盤状であって操作面が円形状の第１回転操作体と、前記第１回転操作体の側面を囲むように前記第１回転操作体の外側に設けられた第２回転操作体とによって構成し、前記第１回転操作体と前記第２回転操作体とを別個に回転可能とし、前記第１回転操作体および前記第２回転操作体の一部にそれぞれ前記基準電極を設け、前記第１回転操作体および前記第２回転操作体における各操作面の裏面にそれぞれ対向するように複数の前記検出用電極を配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転式入力装置。