JP2011108069A - Rotary input device and portable device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、回転入力装置および携帯機器に関し、特に、静電容量の変化を検知する回転入力装置およびこの回転入力装置を備える携帯機器に関する。 The present invention relates to a rotary input device and a portable device, and more particularly to a rotary input device that detects a change in capacitance and a portable device including the rotary input device.
従来、静電容量の変化を検知する入力装置などが知られている(たとえば、特許文献1および2参照)。 Conventionally, an input device that detects a change in capacitance is known (for example, see Patent Documents 1 and 2).
上記特許文献1には、鍔部を有するとともに装置の中央部に配置され、ユーザにより前後左右と下方とに操作される操作軸と、操作軸の側面と接した状態で操作軸が挿入される支持穴を有し、操作軸の軸方向と垂直な水平面内を移動可能に配置されるリング状の可動電極と、可動電極に対して操作軸の軸方向に沿って対向するとともに操作軸を囲むように配置され、扇形状に形成された4つの固定電極と、リング状の可動電極の外周面を囲むように配置されるリング状の弾性部材とを備える座標入力装置が開示されている。この座標入力装置では、ユーザにより操作軸が水平面内で前後左右に操作された場合に、操作軸の移動に伴って可動電極も水平方向に移動するように構成されている。これにより、可動電極と固定電極とが重なる面積が変化して静電容量が変化することによって、操作軸が操作された方向が検知されるように構成されている。また、座標入力装置の操作軸は下方に押圧可能であるとともに、操作軸を下方に押下(移動)可能にするために操作軸の鍔部と可動電極との間には軸方向に間隔が設けられている。また、上記特許文献1に記載の座標入力装置では、ユーザが操作軸を水平面内で前後左右に操作した際に、変形された弾性部材の弾性力によって操作軸の位置する中央部に向かってユーザに触感を付与するように構成されている。 In the above-mentioned Patent Document 1, an operation shaft is inserted in a state of being in contact with a side surface of the operation shaft and an operation shaft that is disposed in the center portion of the apparatus and that is operated in the front, rear, left, right, and lower directions by the user. A ring-shaped movable electrode having a support hole and movably arranged in a horizontal plane perpendicular to the axial direction of the operation shaft, and facing the movable electrode along the axial direction of the operation shaft and surrounding the operation shaft A coordinate input device is disclosed that includes four fixed electrodes that are arranged in a fan shape and a ring-shaped elastic member that is disposed so as to surround the outer peripheral surface of the ring-shaped movable electrode. In this coordinate input device, when the operation axis is operated in the horizontal plane by the user in the front, rear, left, and right directions, the movable electrode is also moved in the horizontal direction along with the movement of the operation axis. Thus, the direction in which the operation shaft is operated is detected by changing the capacitance where the area where the movable electrode and the fixed electrode overlap changes. In addition, the operation shaft of the coordinate input device can be pressed downward, and an axial interval is provided between the collar portion of the operation shaft and the movable electrode so that the operation shaft can be pressed down (moved) downward. It has been. Further, in the coordinate input device described in Patent Document 1, when the user operates the operation shaft back and forth and right and left within a horizontal plane, the user moves toward the central portion where the operation shaft is located by the elastic force of the deformed elastic member. It is comprised so that tactile sensation may be provided.
また、上記特許文献2には、ユーザにより操作されるシリコンゴムからなる操作部と、操作部の下側の表面上に直接的に取り付けられた導電性ゴムと、導電性ゴムの下面に対向するように導電性ゴムから所定の間隔を隔てて配置された固定電極と、導電性ゴムと固定電極とが固定された基板とを備える静電容量式力覚センサが開示されている。この静電容量式力覚センサでは、ユーザにより操作部が前後左右と下方のいずれかの方向に操作された場合に、操作部が弾性変形されることにより固定電極と導電性ゴムとの距離が変化して静電容量が変化することによって、操作部が操作された方向が検知されるように構成されている。また、この静電容量式力覚センサでは、ユーザが操作部を操作した際に、変形された操作部の弾性力に基づいてユーザに触感を付与するように構成されている。なお、操作部は、固定電極を介して基板に固定されている。
Moreover, in the said
しかしながら、上記特許文献1に記載の座標入力装置では、操作軸が前後左右と下方とに操作可能に構成されている一方、操作軸が回転されるようには構成されていないとともに、操作軸の回転に伴って可動電極は回転しないと考えられる。このため、操作軸が回転されたとしても、可動電極と固定電極との位置関係が変化しないため、回転角度の検知ができない。したがって、操作軸の回転角度に基づいてユーザの回転操作に対して触感の付与を行うことができないため、ユーザの回転操作に基づいて座標入力装置への入力が行われているという感覚をユーザに明確に与えることが困難であるという問題点がある。また、上記特許文献1に記載の座標入力装置では、操作軸が下方に押下(移動)可能なように操作軸の鍔部と可動電極との間に軸方向に間隔が設けられているため、操作軸が下方に押下される場合には、操作軸の鍔部が可動電極に所定の押圧力で接触して可動電極の形状が変化する場合があると考えられる。このような特許文献1の構成を操作軸が回転操作されるような構成に適用した場合には、ユーザの回転操作以外の操作(押下操作)により可動電極の形状が変化することに起因して静電容量が変化した場合に、回転操作以外の操作が操作軸の回転操作と誤って認識される場合があるという問題点もある。 However, in the coordinate input device described in Patent Document 1, the operation shaft is configured to be operable in the front-rear, left-right, and lower directions, while the operation shaft is not configured to be rotated. It is considered that the movable electrode does not rotate with the rotation. For this reason, even if the operating shaft is rotated, the positional relationship between the movable electrode and the fixed electrode does not change, so that the rotation angle cannot be detected. Therefore, since a tactile sensation cannot be given to the user's rotation operation based on the rotation angle of the operation axis, the user feels that the input to the coordinate input device is performed based on the user's rotation operation. There is a problem that it is difficult to give clearly. Further, in the coordinate input device described in Patent Document 1, a space is provided in the axial direction between the collar of the operation shaft and the movable electrode so that the operation shaft can be pressed (moved) downward. When the operation shaft is pressed downward, it is considered that the shape of the movable electrode may change due to the buttocks of the operation shaft contacting the movable electrode with a predetermined pressing force. When such a configuration of Patent Document 1 is applied to a configuration in which the operation shaft is rotated, the shape of the movable electrode changes due to an operation (pressing operation) other than the rotation operation of the user. There is also a problem that when the capacitance changes, an operation other than the rotation operation may be mistakenly recognized as a rotation operation of the operation shaft.
また、上記特許文献2に記載の静電容量式力覚センサでは、操作部が前後左右と下方とに押圧可能に構成されている一方、操作部は固定電極を介して基板に固定されているため操作部が回転されない構成である。このため、静電容量式力覚センサは、回転角度の検知ができないことにより、操作部の回転角度に基づいてユーザの回転操作に対して触感の付与を行うことができない。その結果、ユーザの回転操作に基づいて静電容量式力覚センサへの入力が行われているという感覚をユーザに明確に与えることが困難であるという問題点がある。また、特許文献2に記載の静電容量式力覚センサは、操作部が弾性変形されることにより固定電極と導電性ゴムとの距離が変化して静電容量が変化するように構成されている。このような特許文献2の構成を操作部が回転操作されるような構成に適用した場合には、ユーザの回転操作以外の操作(押下操作)により導電性ゴムの形状が変化することに起因して静電容量が変化した場合に、回転操作以外の操作が操作部の回転操作と誤って認識される場合があるという問題点もある。
Further, in the capacitance type force sensor described in
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、ユーザの回転操作に基づいて入力が行われているという感覚をユーザに明確に与えるとともに、ユーザの回転操作を正確に認識することが可能な回転入力装置、および、この回転入力装置を備える携帯機器を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to clearly give the user a sense that an input is performed based on the user's rotation operation. An object of the present invention is to provide a rotation input device capable of accurately recognizing a user's rotation operation and a portable device including the rotation input device.
この発明の第1の局面による回転入力装置は、ユーザによる操作により回転可能な回転部材と、回転部材の回転角度を検知する静電容量式検知部と、静電容量式検知部の回転部材側とは反対側に配置され、ユーザによる操作により回転部材が回転された際に、静電容量式検知部による検知結果に基づいて回転部材に回転方向の力に抗する抵抗力を付与することによりユーザに触感を付与する抵抗付与部とを備え、静電容量式検知部は、回転部材の下面に対して常時第1の間隔を隔てて対向するように配置された上面を有するとともに、回転部材の回転に伴って回転する回転子を含む回転子部と、回転子に対向するように配置された固定子とを含み、回転子部の固定子に対する回転による回転子と固定子との静電容量の変化に基づいて、回転部材の回転角度を検知するように構成されている。 A rotation input device according to a first aspect of the present invention includes a rotation member that can be rotated by an operation by a user, a capacitance type detection unit that detects a rotation angle of the rotation member, and a rotation member side of the capacitance type detection unit. When the rotating member is rotated by a user operation, a resistance force that resists the force in the rotational direction is applied to the rotating member based on the detection result by the capacitance type detection unit. And a resistance-applying unit that imparts a tactile sensation to the user, and the capacitance-type detecting unit has an upper surface that is disposed so as to always face the lower surface of the rotating member at a first interval, and the rotating member. A rotor portion that includes a rotor that rotates as the rotor rotates, and a stator that is disposed so as to face the rotor, and the electrostatic force between the rotor and the stator due to the rotation of the rotor portion relative to the stator. Based on the change in capacity, the rotating part And it is configured to detect the rotation angle of.
この発明の第1の局面による回転入力装置では、上記のように、ユーザによる操作により回転可能な回転部材と、回転部材の回転角度を検知する静電容量式検知部と、ユーザによる操作により回転部材が回転された際に、静電容量式検知部による検知結果に基づいて回転部材に回転方向の力に抗する抵抗力を付与することによりユーザに触感を付与する抵抗付与部とを備えることによって、ユーザによる操作により回転部材が回転された際に、静電容量式検知部により回転部材の回転角度を検知して、検知した回転角度に基づいて抵抗付与部によりユーザに対して触感を付与することができる。この結果、ユーザの回転操作に基づいて入力が行われているという感覚をユーザに明確に与えることができる。 In the rotation input device according to the first aspect of the present invention, as described above, the rotation member that can be rotated by the user's operation, the capacitance type detection unit that detects the rotation angle of the rotation member, and the rotation by the user's operation. When the member is rotated, a resistance applying unit that provides a tactile sensation to the user by applying a resistance force against a force in the rotation direction to the rotating member based on a detection result by the capacitance type detection unit. When the rotating member is rotated by the user's operation, the rotation angle of the rotating member is detected by the capacitance type detection unit, and a tactile sensation is given to the user by the resistance applying unit based on the detected rotation angle. can do. As a result, it is possible to clearly give the user a sense that an input is performed based on the user's rotation operation.
また、第1の局面による回転入力装置では、上記のように、静電容量式検知部を、回転部材の下面に対して常時第1の間隔を隔てて対向するように配置された上面を有するとともに、回転部材の回転に伴って回転する回転子を含む回転子部を含み、回転子部の固定子に対する回転による回転子と固定子との静電容量の変化に基づいて、回転部材の回転角度を検知するように構成することによって、ユーザの回転操作の際に、回転部材に加えられる荷重などに起因する回転部材の変形が、回転部材から常時第1の間隔を隔てて対向する回転子部に伝わるのを抑制することができる。これにより、回転子部の回転子と固定子との距離(電極間距離)を略一定に保つことができるので、回転操作以外の操作などによって回転子と固定子との間の静電容量が変化するのを抑制することができる。この結果、回転操作以外の操作が回転部材の回転操作と誤って認識されるのを抑制することができるので、ユーザの回転操作を正確に認識することができる。 Further, in the rotary input device according to the first aspect, as described above, the capacitance type detection unit has an upper surface arranged so as to always face the lower surface of the rotating member with a first interval. And a rotor portion including a rotor that rotates as the rotating member rotates, and the rotation of the rotating member based on a change in capacitance between the rotor and the stator due to rotation of the rotor portion with respect to the stator. By configuring so as to detect the angle, the rotation member is always opposed to the rotation member at a first interval due to deformation of the rotation member caused by a load applied to the rotation member during the rotation operation of the user. Propagation to the part can be suppressed. Thereby, since the distance (distance between electrodes) between the rotor and the stator of the rotor portion can be kept substantially constant, the electrostatic capacity between the rotor and the stator can be reduced by an operation other than the rotation operation. It is possible to suppress the change. As a result, it is possible to prevent an operation other than the rotation operation from being mistakenly recognized as the rotation operation of the rotation member, so that the user's rotation operation can be accurately recognized.
上記第1の局面による回転入力装置において、好ましくは、回転部材は、回転部材の回転中心から半径方向に所定の距離を隔てた位置に形成された第1係合部を有し、回転子部は、回転部材の下面に対して常時第1の間隔を隔てて対向するように配置された上面を有する回転プレートと、回転プレートと共に回転する回転子とを含み、回転プレートは、回転部材の第1係合部に対応する位置に形成され、第1係合部に係合される第2係合部を含み、回転子は、回転部材の第1係合部が回転プレートの第2係合部と係合することによって、回転部材の回転に伴って回転プレートと共に回転するように構成されている。このように構成すれば、回転部材の第1係合部と回転プレートの第2係合部とが係合することにより、回転部材の回転力を回転プレートを介して回転子に伝えることができる。 In the rotation input device according to the first aspect described above, preferably, the rotation member has a first engagement portion formed at a position spaced a predetermined distance in the radial direction from the rotation center of the rotation member, and the rotor portion. Includes a rotating plate having an upper surface arranged to always face the lower surface of the rotating member at a first interval, and a rotor that rotates together with the rotating plate. The rotor includes a second engagement portion that is formed at a position corresponding to the first engagement portion and is engaged with the first engagement portion, and the rotor includes a first engagement portion of the rotation member and a second engagement of the rotation plate. By being engaged with the portion, it is configured to rotate together with the rotating plate as the rotating member rotates. If comprised in this way, when the 1st engaging part of a rotating member and the 2nd engaging part of a rotating plate engage, the rotational force of a rotating member can be transmitted to a rotor via a rotating plate. .
この場合、好ましくは、回転部材の第1係合部は、回転部材の回転軸方向に回転子と第2の間隔を隔てた状態で回転プレートの第2係合部と係合し、かつ、回転部材の回転軸方向に移動可能に構成されている。このように構成すれば、第2の間隔によって、回転部材の回転軸方向において回転部材の第1係合部と回転子とが接触するのを抑制することができるので、回転部材に加えられる荷重などに起因する回転部材の変形が回転部材から回転子に伝わるのをより抑制することができる。また、回転部材の第1係合部を回転部材の回転軸方向に移動可能に構成することによって、回転部材の第1係合部が回転軸方向に移動するのに伴って回転プレートが回転部材の第1係合部と共に回転軸方向に移動するのを抑制することができる。これにより、回転子と固定子との距離(電極間距離)を略一定に保つことができる。 In this case, preferably, the first engaging portion of the rotating member is engaged with the second engaging portion of the rotating plate in a state of being spaced apart from the rotor in the rotation axis direction of the rotating member, and The rotating member is configured to be movable in the direction of the rotation axis. If comprised in this way, since it can suppress that the 1st engaging part of a rotating member and a rotor contact in the rotating shaft direction of a rotating member by a 2nd space | interval, the load added to a rotating member It is possible to further suppress the deformation of the rotating member caused by the above and the like from being transmitted from the rotating member to the rotor. Further, by configuring the first engaging portion of the rotating member so as to be movable in the direction of the rotation axis of the rotating member, the rotating plate moves with the rotating member as the first engaging portion of the rotating member moves in the direction of the rotating shaft. It can suppress moving to a rotating shaft direction with the 1st engaging part. Thereby, the distance (distance between electrodes) of a rotor and a stator can be kept substantially constant.
上記回転部材の第1係合部が回転プレートの第2係合部と係合する回転入力装置において、好ましくは、回転部材の第1係合部と回転プレートの第2係合部とは、それぞれ、略等角度間隔で複数形成されている。このように構成すれば、回転部材の第1係合部と回転プレートの第2係合部とを複数形成することによって、回転部材の回転力を回転プレートにより確実に伝えることができるとともに、略等角度間隔で形成することによって、回転部材の回転力を回転方向に沿って回転プレートにより均等に伝えることができる。これにより、回転部材の回転力を回転子により確実に伝えることができる。 In the rotation input device in which the first engaging portion of the rotating member is engaged with the second engaging portion of the rotating plate, preferably, the first engaging portion of the rotating member and the second engaging portion of the rotating plate are: Each of the plurality is formed at substantially equal angular intervals. If comprised in this way, while forming the 1st engaging part of a rotating member and the 2nd engaging part of a rotating plate, while being able to transmit the rotational force of a rotating member reliably with a rotating plate, it is substantially By forming at equal angular intervals, the rotational force of the rotating member can be evenly transmitted to the rotating plate along the rotational direction. Thereby, the rotational force of a rotating member can be reliably transmitted with a rotor.
上記回転部材の第1係合部が回転プレートの第2係合部と係合する回転入力装置において、好ましくは、回転部材の第1係合部は、回転プレート側に突出する突出部であり、回転プレートの第2係合部は、突出部が挿入される穴部であり、回転部材の突出部は、エンボス加工により形成されている。このように構成すれば、回転部材の突出部を回転プレートの穴部に挿入することにより、容易に回転部材の回転力を回転子に伝えることができる。また、エンボス加工により回転部材の突出部を形成することにより、容易に回転部材の突出部を加工することができる。 In the rotation input device in which the first engaging portion of the rotating member is engaged with the second engaging portion of the rotating plate, preferably, the first engaging portion of the rotating member is a protruding portion protruding to the rotating plate side. The second engaging portion of the rotating plate is a hole portion into which the protruding portion is inserted, and the protruding portion of the rotating member is formed by embossing. If comprised in this way, the rotational force of a rotation member can be easily transmitted to a rotor by inserting the protrusion part of a rotation member in the hole of a rotation plate. Moreover, the protrusion part of a rotation member can be easily processed by forming the protrusion part of a rotation member by embossing.
上記第1の局面による回転入力装置において、好ましくは、静電容量式検知部を収納するケース部をさらに備え、ケース部は、回転部材と回転子部との間に常時第1の間隔を設けるように静電容量式検知部と回転部材とを支持するように構成されている。このように構成すれば、静電容量式検知部が収納されるケース部に回転部材と静電容量式検知部とを配置するだけで、回転部材と回転子部との間に常時第1の間隔を設けることができるので、容易に、回転部材と回転子部との間に第1の間隔を設けることができる。 The rotation input device according to the first aspect preferably further includes a case unit that houses the capacitance type detection unit, and the case unit always provides a first interval between the rotating member and the rotor unit. Thus, it is comprised so that an electrostatic capacitance type detection part and a rotation member may be supported. If comprised in this way, only a rotation member and an electrostatic capacitance type detection part will be arrange | positioned in the case part in which an electrostatic capacitance type detection part is accommodated, and it will always be 1st between a rotation member and a rotor part. Since the interval can be provided, the first interval can be easily provided between the rotating member and the rotor portion.
上記第1の局面による回転入力装置において、好ましくは、静電容量式検知部は、静電容量式検知部の固定子と抵抗付与部との間に配置されるとともに、固定子が取り付けられる固定プレートをさらに含み、固定プレートと抵抗付与部とは互いに第3の間隔を隔てて対向するように配置されている。このように構成すれば、第3の間隔によって、固定プレートは、抵抗付与部の形状に左右されることなく固定プレート自身の形状を保ち続けることができる。これにより、固定プレートに取り付けられている固定子の形状も保ち続けることができるので、回転子と固定子との距離(電極間距離)を略一定に保つことができる。 In the rotary input device according to the first aspect described above, preferably, the capacitance type detection unit is disposed between the stator of the capacitance type detection unit and the resistance applying unit, and is fixed to which the stator is attached. The plate further includes a fixed plate, and the resistance applying portion is arranged to face each other with a third interval. If comprised in this way, a fixed plate can continue maintaining the shape of fixed plate itself by the 3rd space | interval, without being influenced by the shape of a resistance provision part. Thereby, since the shape of the stator attached to the fixed plate can be kept, the distance between the rotor and the stator (distance between the electrodes) can be kept substantially constant.
この場合、好ましくは、静電容量式検知部を収納するケース部をさらに備え、ケース部は、固定プレートと抵抗付与部との間に第3の間隔を設けるように静電容量式検知部と抵抗付与部とを支持するように構成されている。このように構成すれば、静電容量式検知部が収納されるケース部に静電容量式検知部と抵抗付与部とを配置するだけで、静電容量式検知部の固定プレートと抵抗付与部との間に第3の間隔を設けることができるので、容易に、固定プレートと抵抗付与部との間に第3の間隔を設けることができる。 In this case, preferably, the apparatus further includes a case unit that houses the capacitance type detection unit, and the case unit is provided with the capacitance type detection unit so as to provide a third space between the fixed plate and the resistance applying unit. It is comprised so that a resistance provision part may be supported. If comprised in this way, the fixed plate | plate and resistance provision part of an electrostatic capacitance type detection part will be sufficient only by arrange | positioning an electrostatic capacitance type detection part and a resistance provision part in the case part in which an electrostatic capacitance type detection part is accommodated. Since a 3rd space | interval can be provided between these, a 3rd space | interval can be easily provided between a fixed plate and a resistance provision part.
上記第1の局面による回転入力装置において、好ましくは、静電容量式検知部を収納するケース部をさらに備え、回転部材およびケース部は、磁性材料からなり、抵抗付与部は、励磁コイルを含み、ユーザによる操作により回転部材が回転された際に、静電容量式検知部による検知結果に基づいて励磁コイルが断続的に通電されて回転部材をケース部に断続的に吸引することによって、回転部材に抵抗力を断続的に付与することによりユーザに触感を付与するように構成されている。このように構成すれば、励磁コイルを用いて、抵抗力を断続的に付与してユーザに触感を与えることができる。 The rotary input device according to the first aspect preferably further includes a case unit that houses the capacitance type detection unit, the rotary member and the case unit are made of a magnetic material, and the resistance applying unit includes an excitation coil. When the rotating member is rotated by an operation by the user, the exciting coil is intermittently energized based on the detection result by the capacitance type detecting unit, and the rotating member is intermittently attracted to the case unit, thereby rotating the rotating member. A tactile sensation is imparted to the user by intermittently imparting a resistance force to the member. If comprised in this way, a tactile sensation can be given to a user by providing resistance force intermittently using an exciting coil.
この発明の第2の局面による携帯機器は、ユーザによる操作により回転可能な回転部材と、回転部材の回転角度を検知する静電容量式検知部と、静電容量式検知部の回転部材側とは反対側に配置され、ユーザによる操作により回転部材が回転された際に、静電容量式検知部による検知結果に基づいて回転部材に回転方向の力に抗する抵抗力を付与することによりユーザに触感を付与する抵抗付与部とを含み、静電容量式検知部は、回転部材の下面に対して常時第1の間隔を隔てて対向するように配置された上面を有するとともに、回転部材の回転に伴って回転する回転子を含む回転子部と、回転子に対向するように配置された固定子とを有し、回転子部の固定子に対する回転による回転子と固定子との静電容量の変化に基づいて、回転部材の回転角度を検知するように構成されている、回転入力装置を備える。 A portable device according to a second aspect of the present invention includes a rotating member that can be rotated by an operation by a user, a capacitance detection unit that detects a rotation angle of the rotation member, and a rotation member side of the capacitance detection unit. Is arranged on the opposite side, and when the rotating member is rotated by an operation by the user, the user is given a resistance force against the force in the rotation direction to the rotating member based on the detection result by the electrostatic capacity type detection unit. A capacitance applying unit that provides a tactile sensation, and the capacitance type detecting unit has an upper surface arranged so as to always face the lower surface of the rotating member at a first interval, and The rotor unit includes a rotor that rotates with rotation, and a stator that is disposed so as to face the rotor. The electrostatic force between the rotor and the stator due to the rotation of the rotor unit with respect to the stator. Based on the change in capacity, It is configured to detect a rotation angle, comprising a rotary input device.
この発明の第2の局面による携帯機器では、上記のように、回転入力装置が、ユーザによる操作により回転可能な回転部材と、回転部材の回転角度を検知する静電容量式検知部と、ユーザによる操作により回転部材が回転された際に、静電容量式検知部による検知結果に基づいて回転部材に回転方向の力に抗する抵抗力を付与することによりユーザに触感を付与する抵抗付与部とを含むことによって、ユーザによる操作により回転部材が回転された際に、静電容量式検知部により回転部材の回転角度を検知して、検知した回転角度に基づいて抵抗付与部によりユーザに対して触感を付与することができる。この結果、ユーザの回転操作に基づいて入力が行われているという感覚をユーザに明確に与えることができる。 In the portable device according to the second aspect of the present invention, as described above, the rotation input device can be rotated by the user's operation, the capacitive detection unit that detects the rotation angle of the rotation member, and the user. When the rotating member is rotated by the operation of, a resistance applying unit that gives a tactile sensation to the user by applying a resistance force against the force in the rotation direction to the rotating member based on a detection result by the capacitance type detecting unit When the rotating member is rotated by an operation by the user, the rotation angle of the rotating member is detected by the capacitance type detection unit, and the resistance applying unit is used to detect the rotation angle based on the detected rotation angle. Tactile sensation can be imparted. As a result, it is possible to clearly give the user a sense that an input is performed based on the user's rotation operation.
また、第2の局面による携帯機器では、上記のように、回転入力装置の静電容量式検知部を、回転部材の下面に対して常時第1の間隔を隔てて対向するように配置された上面を有するとともに、回転部材の回転に伴って回転する回転子を含む回転子部を有し、回転子部の固定子に対する回転による回転子と固定子との静電容量の変化に基づいて、回転部材の回転角度を検知するように構成することによって、ユーザの回転操作の際に、回転部材に加えられる荷重などに起因する回転部材の変形が、回転部材から常時第1の間隔を隔てて対向する回転子部に伝わるのを抑制することができる。これにより、回転子部の回転子と固定子との距離(電極間距離)を略一定に保つことができるので、回転操作以外の操作などによって回転子と固定子との間の静電容量が変化するのを抑制することができる。この結果、回転操作以外の操作が回転部材の回転操作と誤って認識されるのを抑制することができるので、ユーザの回転操作を正確に認識することができる。 Further, in the portable device according to the second aspect, as described above, the capacitance type detection unit of the rotary input device is disposed so as to always face the lower surface of the rotary member with a first interval. Based on the change in the capacitance of the rotor and the stator due to the rotation of the rotor part with respect to the stator, having a rotor part that includes a rotor that rotates with the rotation of the rotating member. By configuring so as to detect the rotation angle of the rotation member, the deformation of the rotation member due to a load applied to the rotation member during the rotation operation of the user is always spaced from the rotation member at the first interval. Propagation to the opposing rotor part can be suppressed. Thereby, since the distance (distance between electrodes) between the rotor and the stator of the rotor portion can be kept substantially constant, the electrostatic capacity between the rotor and the stator can be reduced by an operation other than the rotation operation. It is possible to suppress the change. As a result, it is possible to prevent an operation other than the rotation operation from being mistakenly recognized as the rotation operation of the rotation member, so that the user's rotation operation can be accurately recognized.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、図1〜図9を参照して、本発明の一実施形態による携帯電話機100の構成について説明する。なお、第1実施形態では、本発明の「携帯機器」の一例としての携帯電話機100に、本発明の回転入力装置4を適用した場合について説明する。
First, with reference to FIGS. 1-9, the structure of the
本発明の一実施形態による携帯電話機100は、図1に示すように、正面から見て、長方形形状を有している。また、携帯電話機100は、表示画面部3が設けられた表示側筐体部1と、表示側筐体部1の背面側に設けられた背面側筐体部2(図2参照)とを含んでいる。
As shown in FIG. 1, the
表示側筐体部1は、図2に示すように、背面側筐体部2に対してY方向(表示側筐体部1の長手方向)にスライド可能に構成されている。また、表示側筐体部1の表面上には、表示画面部3と、表示画面部3に隣接して配置される回転入力装置4と、回転入力装置4を取り囲むように配置されるメニューボタンやメールボタンなどの各種ボタン5と、スピーカ6とが設けられている。
As shown in FIG. 2, the display-side casing 1 is configured to be slidable in the Y direction (the longitudinal direction of the display-side casing 1) with respect to the back-
また、背面側筐体部2の表面上には、図2に示すように、表示側筐体部1がスライドされた状態で露出するように番号ボタンなどの入力キー7と、マイク8とが配置されている。また、背面側筐体部2の内部には、図3に示すように、携帯電話機100の各部を制御するメイン制御部9と、一時的にデータを記憶するためのRAM(読取り書込み可能メモリ)10と、携帯電話機100の各部を制御するための制御プログラムが記憶されたROM(読取り専用メモリ)11とが設けられている。また、メイン制御部9は、携帯電話機100の各部に接続されており、回転入力装置4の後述する制御部49から回転入力装置4におけるユーザの回転操作に関する情報を取得するように構成されている。
Further, as shown in FIG. 2, an
表示画面部3は、液晶ディスプレイからなり、メニュー画面の表示やWebサイトの閲覧などのために設けられている。
The
回転入力装置4は、ユーザによるA方向およびB方向(図1参照)への回転操作によって、表示画面部3に表示される各種画面上の項目を選択したりスピーカ6の音量を調節したりするために設けられている。また、回転入力装置4は、図4に示すように、キャップ部41と、摺動部材42と、静電容量式エンコーダ43と、励磁コイル44と、両面テープ45と、ケース部46と、ネジ部材47と、ワッシャ部材48とを含んでいる。また、回転入力装置4は、図3に示すように、制御部49と、一時的にデータを記憶するためのRAM50と、触感付与用の制御プログラムが記憶されたROM51とを含んでいる。なお、キャップ部41は、本発明の「回転部材」の一例であり、静電容量式エンコーダ43は、本発明の「静電容量式検知部」の一例である。また、励磁コイル44は、本発明の「抵抗付与部」の一例である。
The
キャップ部41は、図4〜図7に示すように、ユーザによる操作によりネジ部材47を回転中心としてケース部46に対してA方向およびB方向(図5参照)に回転可能に構成されている一方、上下方向(図4のZ方向)には移動しないように構成されている。また、キャップ部41は、円板形状に形成されている。また、キャップ部41は、約27mmの外径を有するとともに、約0.5mmの厚みt1(図8参照)を有している。また、キャップ部41は、鉄やSECC(電気亜鉛メッキ鋼板)などの磁性材料からなる。
As shown in FIGS. 4 to 7, the
また、図6および図7に示すように、キャップ部41には、平面的に見て略中央部にネジ部材47が挿入される略円形形状の挿入孔41aと、挿入孔41aの周囲に形成され、ネジ部材47の頭部が配置される凹部41bとが形成されている。この凹部41bは、下方(Z2方向)に突出するように形成されている。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the
また、ネジ部材47の頭部と凹部41bの底面との間には、挿入孔41aと略同一の内径を有するリング状のワッシャ部材48(図9参照)が挟み込まれた状態で配置されている。このワッシャ部材48によって、ネジ部材47がキャップ部41の挿入孔41aを介してケース部46の後述するネジ穴461aに螺合された場合であっても、キャップ部41は、ケース部46に対してネジ部材47を回転軸としてA方向およびB方向(図5参照)に回転することが可能なように構成されている。
Further, a ring-shaped washer member 48 (see FIG. 9) having an inner diameter substantially the same as that of the
また、図4および図5に示すように、キャップ部41の上面には、回転中心Rから半径方向に所定の距離を隔てた位置に、略90度の等角度間隔で凹部41cが4箇所形成されている。この凹部41cは、エンボス加工により設けられたものであり、図6および図7に示すように、キャップ部41の下面41dには、凹部41cに対応する位置に凹部41cの深さD1(図8参照)の分だけ下方(Z2方向)に突出する円柱状の突出部41eが形成されている。また、図8に示すように、凹部41cの深さ(長さ)D1は、約0.25mmであることによって、突出部41eは、キャップ部41の下面41dから約0.25mmの長さD2だけ下方(Z2側)に突出するように形成されている。また、突出部41eの外周面41fは、後述する回転プレート431の穴部431bの内周面431cと接するように構成されている。なお、突出部41eは、本発明の「第1係合部」の一例である。
As shown in FIGS. 4 and 5, four
摺動部材42は、図6および図7に示すように、キャップ部41とケース部46との間に配置され、キャップ部41をケース部46に対して円滑に回転させるために設けられている。また、摺動部材42は、図4に示すように、リング形状を有し、接着剤によりキャップ部41の下面41dに接着されている。また、摺動部材42は、所定の厚みt2(図8参照)を有している。また、摺動部材42は、ケース部46に対して摩擦係数が小さいフッ素樹脂などからなる。
As shown in FIGS. 6 and 7, the sliding
また、静電容量式エンコーダ43は、ユーザによる操作により回転されるキャップ部41の回転角度を検知するために設けられている。また、静電容量式エンコーダ43は、図6および図7に示すように、平面的に見てキャップ部41に重なるように水平になるように配置されている。また、静電容量式エンコーダ43は、図4に示すように、上から下(Z1方向からZ2方向)に向かって順に配置される、回転プレート431、ロータ部432、ステータ部433および固定プレート434を有している。なお、回転プレート431およびロータ部432は、本発明の「回転子部」の一例であり、ロータ部432は、本発明の「回転子」の一例である。また、ステータ部433は、本発明の「固定子」の一例である。
The
回転プレート431は、図4に示すように、円板形状を有するとともに、約0.2mmの厚みt3(図8参照)を有している。また、回転プレート431は、Al、銅、真鍮および樹脂などの非磁性体からなる。また、回転プレート431は、図6および図7に示すように、平面的に見て略中央部に円形形状の開口部431aを有している。この開口部431aは、キャップ部41の凹部41bの外径およびケース部46の後述する凸部461の外径よりも大きい内径を有する。また、回転プレート431は、ケース部46の後述する側壁部463の内径よりも小さい外径を有する。これにより、回転プレート431は、ケース部46に収納されることが可能である。
As shown in FIG. 4, the
また、回転プレート431には、図4に示すように、キャップ部41の4つの円柱状の突出部41eに対応する位置に、略90度の等角度間隔で4つの円形状の穴部431bが形成されている。この穴部431bは、突出部41eが挿入されるように構成されている。この穴部431bは、図8に示すように、突出部41eの外径よりも若干大きい内径を有し、挿入される突出部41eが回転軸方向であるZ方向に移動可能なように構成されている。また、ユーザの操作によりキャップ部41が回転された際に、穴部431bの内周面431cと穴部431bに挿入された突出部41eの外周面41fとが接触することによって、キャップ部41が回転するのに伴い回転プレート431も共に回転するように構成されている。なお、穴部431bは、本発明の「第2係合部」の一例である。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、回転プレート431は、キャップ部41の下面41dと対向するように配置された上面431dを有する。
The
ロータ部432は、フレキシブルプリント基板(FPC)からなる。また、ロータ部432は、図4に示すように、円板形状を有するとともに、約0.2mmの厚みt4(図8参照)を有している。また、ロータ部432は、図6および図7に示すように、上面(Z1側の面)が回転プレート431の下面(Z2側の面)に接着されることにより取り付けられている。これにより、ロータ部432は、回転プレート431が回転するのに伴い回転プレート431と共に回転するように構成されている。また、ロータ部432は、ステータ部433に対して回転可能に構成されている。
The
また、ロータ部432は、図6および図7に示すように、平面的に見て略中央部に、回転プレート431の開口部431aと略同一の内径の開口部432aを有するとともに、回転プレート431と略同一の外径を有している。これにより、ロータ部432は、ケース部46に収納されることが可能である。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the
また、図4に示すように、ロータ部432の下面(Z2側の面)には、略円形状のリング状の電極部432bが形成されている。この電極部432bは、ロータ部432の中央部(開口部432a)に対して偏心するように配置されている。
As shown in FIG. 4, a substantially circular ring-shaped
ステータ部433は、ロータ部432と同様にFPCからなり、図4に示すように、平面的に見て、略円形状を有する円板状部433aと、円板状部433aから延びる帯状の配線部433bとから構成されている。また、ステータ部433の円板状部433aは、約0.2mmの厚みt5(図8参照)を有している。また、図6および図7に示すように、ステータ部433の円板状部433aは、ロータ部432の下側(Z2方向側)でロータ部432に対向するように配置されている。また、ステータ部433の円板状部433aには、下面(Z2側の面)が固定プレート434の上面(Z1側の面)に接着されることにより取り付けられている。これにより、ステータ部433は回転しないように構成されている。
The
また、ステータ部433の円板状部433aは、平面的に見て略中央部に、回転プレート431の開口部431aと略同一の内径の開口部433cを有するとともに、回転プレート431と略同一の外径を有している。これにより、ステータ部433の円板状部433aは、ケース部46に収納されることが可能である。
In addition, the disk-
また、図4に示すように、ステータ部433の円板状部433aの上面(Z1側の面)には、4つの電極部433dが形成されている。このステータ部433の4つの電極部433dは、開口部433cの周囲に略90度の等角度間隔で配置されている。これにより、ロータ部432が図5に示すA方向およびB方向にキャップ部41と共に回転する際に、ロータ部432の電極部432bとステータ部433の4つの電極部433dとが重なる面積がロータ部432の回転角度に応じて各々変化されて静電容量が各々変化されるように構成されている。また、4つの電極部433dは、配線部433bに接続されている。なお、ロータ部432の電極部432bとステータ部433の電極部433dとは接触しないように配置される一方、互いに近接するように配置されることによって、精度よく静電容量の変化を検出することが可能である。
As shown in FIG. 4, four
また、ステータ部433の配線部433bは、図6に示すように、固定プレート434の後述する切り欠き部434cおよびケース部46の後述する配線孔463dを介して、制御部49(図3参照)に接続されている。
Further, as shown in FIG. 6, the
固定プレート434は、図4に示すように、略円板形状を有するとともに、約0.2mmの厚みt6(図8参照)を有している。また、固定プレート434は、Al、銅および真鍮などの非磁性体で、かつ、導電性を有する材料からなり、いわゆるシールドの機能を有する。これにより、励磁コイル44から発せられる磁力によって、静電容量式エンコーダ43のロータ部432とステータ部433との間の静電容量が変化するのを抑制することが可能である。
As shown in FIG. 4, the fixed
また、固定プレート434は、図6および図7に示すように、平面的に見て略中央部に円形形状の開口部434aを有している。この開口部434aは、ケース部46の後述する凸部461の中段部461bよりも上側(Z1側)の外径と略同一の内径を有する。これにより、固定プレート434は、開口部434a近傍の下面が凸部461の中段部461bに支持されるように構成されている。また、固定プレート434は、ケース部46の後述する側壁部463の中段部463aよりも下側(Z2側)における内径よりも大きい一方、側壁部463の中段部463aよりも上側(Z1側)における内径よりも小さい外径を有する。これにより、図7に示すように、固定プレート434は、固定プレート434の外周近傍の下面が側壁部463の中段部463aに支持されるように構成されている。これらにより、固定プレート434は、ケース部46に収納されることが可能である。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the fixed
また、図4に示すように、固定プレート434には、ケース部46の側壁部463の後述する5つの凸状の嵌合部463cにそれぞれ対応するように、略72度の等角度間隔で5つの凹状の嵌合部434bが設けられている。また、固定プレート434には、ケース部46の後述する配線孔463dからステータ部433の配線部433bを外部に引き出すための切り欠き部434cが形成されている。
Further, as shown in FIG. 4, the fixing
励磁コイル44は、リング状になるように導線が複数回巻かれることにより形成されているとともに、約0.8mmの厚みt7(図8参照)を有している。また、図6および図7に示すように、励磁コイル44は、平面的に見て略中央部にケース部46の後述する凸部461が挿入される円形形状の開口部44aを有している。また、励磁コイル44は、後述する側壁部463における内径よりも小さい外径を有している。これにより、励磁コイル44は、ケース部46に収納されることが可能である。
The
また、図4に示すように、励磁コイル44は、ケース部46の後述する配線孔463eを介して、図示しない導線により制御部49(図3参照)に接続されており、制御部49による信号に基づいて通電されるように構成されている。具体的には、励磁コイル44は、ユーザによりキャップ部41が回転される際に、静電容量式エンコーダ43による検知結果に基づいて、キャップ部41の回転角度に応じて断続的に通電されるように構成されている。これにより、励磁コイル44は、キャップ部41が回転される際に、キャップ部41の回転角度に応じて励磁コイル44の周囲に断続的に磁界を発生させるように構成されている。
As shown in FIG. 4, the
また、励磁コイル44は、図8および図9に示すように、約0.05mmの厚みt8を有する両面テープ45によって、ケース部46の後述する底部462に固定されている。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the
ケース部46は、図6および図7に示すように、静電容量式エンコーダ43および励磁コイル44を収納するために設けられている。また、ケース部46は、鉄やSECC(電気亜鉛メッキ鋼板)などの磁性材料からなる。これにより、励磁コイル44からの電磁力によりケース部46が磁化されることによって、後述する凸部461の上段部461cと側壁部463の上面とにおいて、キャップ部41を吸引するように構成されている。すなわち、ケース部46は、励磁コイル44のヨークとしての機能を有する。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
また、ケース部46は、図示しない基板などに固定されることによって接地されている。これにより、静電気などに起因してケース部46で支持されている固定プレート434に意図せずに流れた電流を外部に逃がすことが可能である。
The
また、ケース部46は、図6および図7に示すように、略中央部に設けられた凸部461と、底部462と、底部462の外周に沿って設けられた側壁部463とを有している。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
ケース部46の凸部461には、略中央部に設けられ、ネジ部材47が螺合されるネジ穴461aと、凸部461の高さ方向(Z方向)の略中間に設けられ、固定プレート434の開口部434a近傍の下面が配置される中段部461bとが形成されている。また、中段部461bの上側(Z1側)における凸部461の外径は、中段部461bの下側(Z2側)における凸部461の外径よりも小さくなるように構成されている。また、凸部461の上段部461cと、キャップ部41の凹部41bの下面との間には、若干の隙間が形成されている。この隙間は、キャップ部41がケース部46に対して回転するために形成されている。
The
ケース部46の底部462は、平坦面状に形成されている。また、底部462は、励磁コイル44を凸部461と底部462と側壁部463とに囲まれた領域内に配置することが可能なように構成されている。
The
ケース部46の側壁部463には、側壁部463の高さ方向(Z方向)の略中間に設けられ、固定プレート434の外周近傍の下面を支持する中段部463aが形成されている。ここで、図9に示す底部462から凸部461の中段部461bまでの高さH1と、図8に示す底部462から側壁部463の中段部463aまでの高さH2とは略同一になるように構成されている。これにより、固定プレート434をケース部46に略水平に配置することが可能になるので、静電容量式エンコーダ43を略水平に配置することが可能になる。なお、底部462から中段部461bまでの高さH1および底部462から中段部463aまでの高さH2は、約0.95mmである。
The
また、図8および図9に示すように、ケース部46に収納される励磁コイル44の厚みt7(約0.8mm)と、両面テープ45の厚みt8(約0.05mm)とを合わせた厚みは約0.85mmになる。この結果、ケース部46によって、励磁コイル44の上面と固定プレート434の下面とは、約0.1mm(=約0.95mm−約0.85mm)の隙間L1を有するように構成されている。なお、隙間L1は、本発明の「第3の間隔」の一例である。
As shown in FIGS. 8 and 9, the thickness t7 (about 0.8 mm) of the
ここで、本実施形態では、図8に示すように、側壁部463の中段部463aから上段部463bまでの高さH3は、約0.9mmであるように構成されている。なお、側壁部463の上段部463bとキャップ部41の下面41dとの間に配置されている摺動部材42の厚みt2は、側壁部463の中段部463aから上段部463bまでの高さH3に対して無視できる程度の厚みである。これにより、側壁部463の中段部463aからキャップ部41の下面41dまでの距離は、約0.9mmになる。一方、回転プレート431の厚みt3(約0.2mm)と、ロータ部432の厚みt4(約0.2mm)と、ステータ部433の厚みt5(約0.2mm)と、固定プレート434の厚みt6(約0.2mm)とを合わせた静電容量式エンコーダ43の厚みは約0.8mmになる。この結果、ケース部46によって、回転プレート431の上面431dとキャップ部41の下面41dとは、約0.1mm(=約0.9mm−約0.8mm)の隙間L2を有するように構成されている。ここで、キャップ部41は上下方向(Z方向)には移動しないように構成され、A方向およびB方向(図5参照)への回転のみ可能であるので、回転プレート431の上面431dとキャップ部41の下面41dとは、常時隙間L2を有するように維持されている。なお、隙間L2は、本発明の「第1の間隔」の一例である。
Here, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the height H3 from the
また、本実施形態では、側壁部463の中段部463aから突出部41eの下面までの距離は、突出部41eがキャップ部41の下面41dから約0.25mmの長さD2だけ下方に突出することによって、約0.65mm(=約0.9mm−約0.25mm)になる。一方、回転プレート431を除く静電容量式エンコーダ43の厚みは約0.6mm(=約0.8mm−約0.2mm)になる。この結果、ケース部46によって、回転プレート431の穴部431bにおける突出部41eの下面とロータ部432の上面とは、約0.05mm(=約0.65mm−約0.6mm)の隙間L3を有するように構成されている。なお、隙間L3は、本発明の「第2の間隔」の一例である。
In the present embodiment, the distance from the
また、図4に示すように、側壁部463には、中段部463aよりも若干上方(Z1方向)に突出するとともに、固定プレート434の凹状の嵌合部434bに対応するように中央部に向かって突出する5つの凸状の嵌合部463cが設けられている。このケース部46の凸状の嵌合部463cは、固定プレート434の凹状の嵌合部434bに対して嵌め込まれることによって、固定プレート434に回転する力が加えられた場合であっても、固定プレート434がケース部46に対して回転するのを抑制する機能を有する。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、側壁部463には、ステータ部433の配線部433bを外部に引き出すための配線孔463dと、励磁コイル44の図示しない配線を外部に引き出すための配線孔463eとが形成されている。なお、引き出されたステータ部433の配線部433bおよび励磁コイル44の配線は、制御部49(図3参照)に接続されるように構成されている。
Further, the
また、図3に示すように、制御部49は、ROM51に記憶された触感付与用の制御プログラムに基づいて、静電容量式エンコーダ43のステータ部433から、ロータ部432の電極部432b(図4参照)とステータ部433の電極部433d(図4参照)との間の静電容量の情報を取得するように構成されている。また、制御部49は、ステータ部433から取得した静電容量の情報に基づいて、キャップ部41(図4参照)の回転角度に応じて励磁コイル44を断続的に通電された状態にするように構成されている。
As shown in FIG. 3, the
次に、図3、図4、図5および図8を参照して、本発明の携帯電話機100の回転入力装置4が回転操作される際の動作について説明する。
Next, with reference to FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 8, the operation when the
まず、図5に示すように、ユーザによりキャップ部41がA方向またはB方向に回転操作されると、静電容量式エンコーダ43(図4参照)によりキャップ部41の回転角度が検知される。具体的には、図8に示すように、ユーザによりキャップ部41が回転された際に、キャップ部41の4つの突出部41eの外周面41fがそれぞれ嵌め込まれている回転プレート431の4つの穴部431bの内周面431cと接触した状態で、回転プレート431はキャップ部41と共に回転される。
First, as shown in FIG. 5, when the
これにより、回転プレート431に固定的に取り付けられたロータ部432もキャップ部41と共に回転されて、ロータ部432の電極部432b(図4参照)がステータ部433の電極部433d(図4参照)に対して回転移動する。この際、偏心しているロータ部432の電極部432bとステータ部433の4つの電極部433dとが重なる面積が各々変化することによって、電極部432bと4つの電極部433dとの間の静電容量が各々変化する。静電容量式エンコーダ43は、この静電容量の変化に基づいてキャップ部41の回転角度を検知する。
As a result, the
そして、静電容量式エンコーダ43の検知結果はステータ部433から制御部49(図3参照)に伝達され、制御部49により、励磁コイル44がキャップ部の回転角度に応じて断続的に通電される。この際、励磁コイル44の周辺に断続的に磁界が発生され、この磁界によりケース部46が断続的に磁化される。これにより、磁性材料からなるキャップ部41が磁化されたケース部46に断続的に吸引されて、キャップ部41に回転方向の力に対する抵抗力(ブレーキ)が付与される。具体的には、キャップ部41に貼り付けられた摺動部材42とケース部46との間の摩擦力が断続的に増加され、キャップ部41に断続的に回転抵抗(ブレーキ)が生じる。そして、このキャップ部41に生じる断続的な回転抵抗は、ユーザに触感を与える。
The detection result of the
また、静電容量式エンコーダ43の検知結果は、ユーザの回転操作に関する情報として制御部49からメイン制御部9(図3参照)に伝達されて、メイン制御部9により、表示画面部3(図3参照)における表示の変更などの所定の処理が行われる。
Further, the detection result of the
本実施形態では、上記のように、ユーザによる操作によりネジ部材47を回転中心としてケース部46に対して回転可能なキャップ部41と、ユーザによる操作により回転されるキャップ部41の回転角度を検知する静電容量式エンコーダ43と、ユーザによりキャップ部41が回転される際に、静電容量式エンコーダ43による検知結果に基づいて、キャップ部41の回転角度に応じて断続的に通電することによって、キャップ部41に回転方向の力に抗する抵抗力を付与することによりユーザに触感を付与する励磁コイル44とを備えることによって、ユーザによる操作によりキャップ部41が回転された際に、静電容量式エンコーダ43によりキャップ部41の回転角度を検知して、検知した回転角度に基づいて励磁コイル44によりユーザに対して触感を付与することができる。この結果、ユーザの回転操作に基づいて入力が行われているという感覚をユーザに明確に与えることができる。
In the present embodiment, as described above, the rotation angle of the
また、本実施形態では、上記のように、ケース部46によって、回転プレート431の上面431dとキャップ部41の下面41dとの間に、常時約0.1mmの隙間L2を形成することによって、隙間L2によって、ユーザの回転操作の際に、キャップ部41に加えられる荷重などに起因するキャップ部41の変形が、キャップ部41から常時回転プレート431およびロータ部432に伝わるのを抑制することができる。これにより、ロータ部432とステータ部433との距離(電極間距離)を略一定に保つことができるので、回転操作以外の操作などによってロータ部432とステータ部433との間の静電容量が変化するのを抑制することができる。この結果、回転操作以外の操作がキャップ部41の回転操作と誤って認識されるのを抑制することができるので、ユーザの回転操作を正確に認識することができる。また、ケース部46にキャップ部41と静電容量式エンコーダ43とを配置するだけで、キャップ部41と回転プレート431との間に隙間L2を設けることができるので、容易に、キャップ部41と回転プレート431との間に隙間L2を設けることができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、穴部431bの内周面431cと穴部431bに挿入された突出部41eの外周面41fとが接触することにより、キャップ部41が回転するのに伴い回転プレート431も共に回転するように構成することによって、キャップ部41の突出部41eと回転プレート431の穴部431bとが係合することにより、キャップ部41の回転力を回転プレート431を介してロータ部432に伝えることができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、ケース部46によって、回転プレート431の穴部431bにおける突出部41eの下面とロータ部432の上面との間に、約0.05mmの隙間L3を形成することによって、隙間L3によって、キャップ部41の回転軸方向(Z方向)においてキャップ部41の突出部41eとロータ部432とが接触するのを抑制することができるので、ユーザの操作の際に、キャップ部41に加えられる荷重などに起因するキャップ部41の変形がキャップ部41からロータ部432に伝わるのをより抑制することができる。また、ケース部46にキャップ部41と静電容量式エンコーダ43とを配置するだけで、突出部41eの下面とロータ部432の上面との間に隙間L3を設けることができるので、容易に、突出部41eの下面とロータ部432の上面との間に隙間L3を設けることができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、穴部431bを、挿入される突出部41eが回転軸方向であるZ方向に移動可能なように構成することによって、キャップ部41の突出部41eが回転軸方向に移動するのに伴って回転プレート431がキャップ部41の突出部41eと共に回転軸方向に移動するのを抑制することができる。これにより、ロータ部432とステータ部433との距離(電極間距離)を略一定に保つことができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、キャップ部41の突出部41eと回転プレート431の穴部431bとを、それぞれ、略90度の等角度間隔で4つ形成することによって、キャップ部41の突出部41eと回転プレート431の穴部431bとを4つ形成することによって、キャップ部41の回転を回転プレート431により確実に伝えることができるとともに、略90度の等角度間隔で形成することによって、キャップ部41の回転を回転プレート431により均等に伝えることができる。これにより、キャップ部41の回転を回転プレート431を介してロータ部432により確実に伝えることができる。
In the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、キャップ部41の突出部41eをエンボス加工により設けることによって、容易にキャップ部41の突出部41eを加工することができる。
Moreover, in this embodiment, the
また、本実施形態では、上記のように、ケース部46によって、励磁コイル44の上面と固定プレート434の下面との間に、約0.1mmの隙間L1を形成することによって、隙間L1によって、固定プレート434は、励磁コイル44の形状に左右されることなく固定プレート434自身の形状を保ち続けることができる。これにより、固定プレート434に取り付けられているステータ部433の形状も保ち続けることができるので、ロータ部432とステータ部433との距離(電極間距離)を略一定に保つことができる。また、ケース部46に励磁コイル44と静電容量式エンコーダ43とを配置するだけで、励磁コイル44の上面と固定プレート434の下面との間に隙間L1を設けることができるので、容易に、励磁コイル44の上面と固定プレート434の下面との間に隙間L1を設けることができる。
Further, in the present embodiment, as described above, the
また、本実施形態では、上記のように、ユーザによる操作によりキャップ部41が回転された際に、静電容量式エンコーダ43による検知結果に基づいて励磁コイル44が断続的に通電されてキャップ部41をケース部46に断続的に吸引することによって、キャップ部41に抵抗力を断続的に付与することによりユーザに触感を付与するように構成することによって、励磁コイル44を用いて、抵抗力を断続的に付与してユーザに触感を与えることができる。
Further, in the present embodiment, as described above, when the
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記実施形態では、本発明の回転入力装置を携帯電話機に用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、携帯電話機以外の回転操作される携帯機器に本発明の回転入力装置を用いてもよいし、携帯機器以外の回転操作される機器に本発明の回転入力装置を用いてもよい。 For example, in the above-described embodiment, an example in which the rotary input device of the present invention is used in a mobile phone has been shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the rotary input device of the present invention may be used for a mobile device that is rotated and operated other than the mobile phone, and the rotary input device of the present invention may be used for a device that is rotated and operated other than the mobile device.
また、上記実施形態では、携帯機器の一例として、携帯電話機を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、携帯電話機以外の、たとえば、PDA(Personal Digital Assistant)などの携帯機器であってもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the mobile telephone was shown as an example of a portable apparatus, this invention is not limited to this. In the present invention, a mobile device other than the mobile phone, such as a PDA (Personal Digital Assistant), may be used.
また、上記実施形態では、回転プレート431の上面431dとキャップ部41の下面41dとの間に隙間L2を形成し、回転プレート431の穴部431bにおける突出部41eの下面とロータ部432の上面との間に隙間L3を形成し、励磁コイル44の上面と固定プレート434の下面との間に隙間L1を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、それぞれの隙間に、たとえば、粘性のあるグリス、シリコンゴムおよびウレタンなど、回転部材に加えられる荷重が伝わるのを抑制する部材を設けるように構成してもよい。
In the above embodiment, the gap L2 is formed between the
また、上記実施形態では、ケース部46によって、回転プレート431の上面431dとキャップ部41の下面41dとの間に隙間L2を形成し、回転プレート431の穴部431bにおける突出部41eの下面とロータ部432の上面との間に隙間L3を形成し、励磁コイル44の上面と固定プレート434の下面との間に隙間L1を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、励磁コイルや静電容量式エンコーダを支持する専用の部材を設けて、回転プレート(回転子部)の上面と回転部材の下面との間、突出部(第1係合部)の下面と回転子の上面との間および抵抗付与部の上面と固定プレートの下面との間に所定の間隔を設ける構成であってもよい。この際、専用の部材は1つでもよいし、複数個でもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、励磁コイル44の上面と固定プレート434の下面との間に隙間L1を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、抵抗付与部の上面と固定プレートの下面との間に隙間(第3の間隔)を形成しなくてもよい。
In the above embodiment, an example in which the gap L1 is formed between the upper surface of the
また、上記実施形態では、回転プレート431の上面431dとキャップ部41の下面41dとの間に約0.1mmの隙間L2を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回転プレートの上面と回転部材との隙間は、約0.1mmよりも大きくてもよいし小さくてもよい。なお、回転プレートの上面と回転部材との隙間が約0.1mm以上であるのが、回転部材の変形が回転プレートに伝わるのを抑制する点から好ましい。
Moreover, although the example which formed about 0.1 mm clearance gap L2 between the
また、上記実施形態では、回転プレート431の穴部431bにおける突出部41eの下面とロータ部432の上面との間に約0.05mmの隙間L3を形成し、励磁コイル44の上面と固定プレート434の下面との間に約0.1mmの隙間L1を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、突出部(第1係合部)の下面と回転子の上面との間の隙間は、約0.05mmよりも大きくてもよいし小さくてもよいし、抵抗付与部の上面と固定プレートの下面との間の隙間は、約0.1mmよりも大きくてもよいし小さくてもよい。
In the above embodiment, a gap L3 of about 0.05 mm is formed between the lower surface of the protruding
また、上記実施形態では、キャップ部41に突出部41eを設けるとともに、回転プレート431に穴部431bを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回転部材に穴部を設けるとともに、回転プレートに突出部を設けてもよい。また、回転部材と回転プレートとが常時第1の間隔を隔てて係合可能であれば、穴部および突出部以外の係合部を形成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, while providing the
また、上記実施形態では、キャップ部41の突出部41eと回転プレート431の穴部431bとを、それぞれ、略90度の等角度間隔で4つ形成して互いに係合させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、突出部および穴部を等角度間隔で5つ以上形成して互いに係合させてもよいし、等角度間隔で2つまたは3つ形成して互いに係合させてもよい。また、複数の突出部および穴部を等角度間隔で形成しなくてもよい。また、突出部および穴部を1つずつ形成して互いに係合させてもよい。
In the above embodiment, an example is shown in which four
また、上記実施形態では、キャップ部41の突出部41eをエンボス加工により設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、所定の部材を回転部材の下面に接着することによって、回転部材に突出部を設けてもよい。
Moreover, although the example which provided the
また、上記実施形態では、抵抗付与部の一例として、励磁コイル44を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、励磁コイル以外の、たとえば、キャップ部に当接するように所定の部材を移動させるアクチュエータなどの抵抗付与部であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態では、回転部材としてのキャップ部41に回転角度に応じて断続的に抵抗力を付与するように構成した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、キャップ部に付与する抵抗力の大きさを回転角度に応じて変化させるように構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although shown about the example comprised so that a resisting force might be intermittently provided to the
4 回転入力装置
41 キャップ部(回転部材)
41e 突出部(第1係合部)
41d 下面
43 静電容量式エンコーダ(静電容量式検知部)
44 励磁コイル(抵抗付与部)
46 ケース部
100 携帯電話機(携帯機器)
431 回転プレート(回転子部)
431b 穴部(第2係合部)
431d 上面
432 ロータ部(回転子部、回転子)
433 ステータ部(固定子)
434 固定プレート
4
41e Protruding part (first engaging part)
44 Excitation coil (resistance application part)
46
431 Rotating plate (rotor part)
431b hole (second engaging portion)
433 Stator (stator)
434 Fixing plate
Claims (10)
前記回転部材の回転角度を検知する静電容量式検知部と、
前記静電容量式検知部の前記回転部材側とは反対側に配置され、ユーザによる操作により前記回転部材が回転された際に、前記静電容量式検知部による検知結果に基づいて前記回転部材に回転方向の力に抗する抵抗力を付与することによりユーザに触感を付与する抵抗付与部とを備え、
前記静電容量式検知部は、前記回転部材の下面に対して常時第1の間隔を隔てて対向するように配置された上面を有するとともに、前記回転部材の回転に伴って回転する回転子を含む回転子部と、前記回転子に対向するように配置された固定子とを含み、前記回転子部の前記固定子に対する回転による前記回転子と前記固定子との静電容量の変化に基づいて、前記回転部材の回転角度を検知するように構成されている、回転入力装置。 A rotating member that can be rotated by a user operation;
A capacitance type detection unit for detecting a rotation angle of the rotating member;
The rotating member is arranged on the side opposite to the rotating member side of the capacitance type detecting unit, and when the rotating member is rotated by an operation by a user, the rotating member is based on a detection result by the capacitance type detecting unit. A resistance imparting unit that imparts a tactile sensation to the user by imparting a resistance force against the force in the rotational direction to
The capacitance type detection unit has an upper surface arranged to always face the lower surface of the rotating member at a first interval, and a rotor that rotates as the rotating member rotates. Including a rotor portion and a stator arranged to face the rotor, and based on a change in capacitance between the rotor and the stator due to rotation of the rotor portion with respect to the stator A rotation input device configured to detect a rotation angle of the rotation member.
前記回転子部は、前記回転部材の下面に対して常時前記第1の間隔を隔てて対向するように配置された前記上面を有する回転プレートと、前記回転プレートと共に回転する前記回転子とを含み、
前記回転プレートは、前記回転部材の第1係合部に対応する位置に形成され、前記第1係合部に係合される第2係合部を含み、
前記回転子は、前記回転部材の第1係合部が前記回転プレートの第2係合部と係合することによって、前記回転部材の回転に伴って前記回転プレートと共に回転するように構成されている、請求項1に記載の回転入力装置。 The rotating member has a first engagement portion formed at a position spaced a predetermined distance in the radial direction from the rotation center of the rotating member,
The rotor portion includes a rotating plate having the upper surface disposed so as to always face the lower surface of the rotating member with the first interval, and the rotor rotating together with the rotating plate. ,
The rotating plate includes a second engaging portion that is formed at a position corresponding to the first engaging portion of the rotating member and is engaged with the first engaging portion.
The rotor is configured to rotate together with the rotating plate as the rotating member rotates, with the first engaging portion of the rotating member engaging the second engaging portion of the rotating plate. The rotary input device according to claim 1.
前記回転プレートの第2係合部は、前記突出部が挿入される穴部であり、
前記回転部材の突出部は、エンボス加工により形成されている、請求項2〜4のいずれか1項に記載の回転入力装置。 The first engaging portion of the rotating member is a protruding portion protruding toward the rotating plate;
The second engaging portion of the rotating plate is a hole into which the protruding portion is inserted;
The rotation input device according to claim 2, wherein the protruding portion of the rotating member is formed by embossing.
前記ケース部は、前記回転部材と前記回転子部との間に常時前記第1の間隔を設けるように前記静電容量式検知部と前記回転部材とを支持するように構成されている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転入力装置。 It further comprises a case part for storing the capacitance type detection part,
The case portion is configured to support the capacitance type detection portion and the rotating member so as to always provide the first interval between the rotating member and the rotor portion. Item 6. The rotary input device according to any one of Items 1 to 5.
前記固定プレートと前記抵抗付与部とは互いに第3の間隔を隔てて対向するように配置されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転入力装置。 The capacitance type detection unit further includes a fixed plate that is disposed between the stator of the capacitance type detection unit and the resistance applying unit and to which the stator is attached.
The rotary input device according to claim 1, wherein the fixed plate and the resistance applying unit are arranged to face each other with a third gap therebetween.
前記ケース部は、前記固定プレートと前記抵抗付与部との間に前記第3の間隔を設けるように前記静電容量式検知部と前記抵抗付与部とを支持するように構成されている、請求項7に記載の回転入力装置。 It further comprises a case part for storing the capacitance type detection part,
The case portion is configured to support the capacitance detection unit and the resistance applying unit so as to provide the third gap between the fixed plate and the resistance applying unit. Item 8. The rotational input device according to Item 7.
前記回転部材および前記ケース部は、磁性材料からなり、
前記抵抗付与部は、励磁コイルを含み、
ユーザによる操作により前記回転部材が回転された際に、前記静電容量式検知部による検知結果に基づいて前記励磁コイルが断続的に通電されて前記回転部材を前記ケース部に断続的に吸引することによって、前記回転部材に前記抵抗力を断続的に付与することによりユーザに触感を付与するように構成されている、請求項1〜8のいずれか1項に記載の回転入力装置。 It further comprises a case part for storing the capacitance type detection part,
The rotating member and the case portion are made of a magnetic material,
The resistance applying unit includes an exciting coil,
When the rotating member is rotated by an operation by a user, the exciting coil is intermittently energized based on a detection result by the capacitance type detecting unit, and the rotating member is intermittently attracted to the case unit. The rotation input device according to any one of claims 1 to 8, wherein the rotation input device is configured to give a tactile sensation to the user by intermittently applying the resistance to the rotating member.
前記回転部材の回転角度を検知する静電容量式検知部と、
前記静電容量式検知部の前記回転部材側とは反対側に配置され、ユーザによる操作により前記回転部材が回転された際に、前記静電容量式検知部による検知結果に基づいて前記回転部材に回転方向の力に抗する抵抗力を付与することによりユーザに触感を付与する抵抗付与部とを含み、
前記静電容量式検知部は、前記回転部材の下面に対して常時第1の間隔を隔てて対向するように配置された上面を有するとともに、前記回転部材の回転に伴って回転する回転子を含む回転子部と、前記回転子に対向するように配置された固定子とを有し、前記回転子部の前記固定子に対する回転による前記回転子と前記固定子との静電容量の変化に基づいて、前記回転部材の回転角度を検知するように構成されている、回転入力装置を備える、携帯機器。 A rotating member that can be rotated by a user operation;
A capacitance type detection unit for detecting a rotation angle of the rotating member;
The rotating member is arranged on the side opposite to the rotating member side of the capacitance type detecting unit, and when the rotating member is rotated by an operation by a user, the rotating member is based on a detection result by the capacitance type detecting unit. Including a resistance imparting unit that imparts a tactile sensation to the user by imparting a resistance force that resists the force in the rotational direction,
The capacitance type detection unit has an upper surface arranged to always face the lower surface of the rotating member at a first interval, and a rotor that rotates as the rotating member rotates. Including a rotor portion and a stator disposed so as to face the rotor, and the capacitance of the rotor and the stator varies due to the rotation of the rotor portion relative to the stator. A portable device comprising a rotation input device configured to detect a rotation angle of the rotating member based on the rotation input device.
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