(57)【要約】【課題】より簡単な制御により、起動時や停止時における摺動部材と駆動部との間のすべりによる異音の発生を抑制することのできる回転式入力装置及び電子機器を提供する。【解決手段】軸周りに回転可能な回転子と、回転子に連動して回転するロータ１５と、ロータ１５と接触する圧電素子１６２を振動させてロータ１５を介して回転子に回転力を付与する超音波モータ１６と、圧電素子１６２の共振周波数に対応した周期で駆動信号を出力する出力タイミング制御プログラム４０３ａと、を備えた回転式入力装置１０において、出力タイミング制御プログラム４０３ａは、超音波モータ１６の起動時及び停止時における所定の時間内において、駆動信号を出力する出力区間と、駆動信号を出力しない停止区間とを設け、停止区間に対する出力区間の割合を、起動時には所定の時間内で徐々に増加させ、停止時には所定の時間内で徐々に減少させる。【選択図】図２
2010257816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触する振動子を振動させることにより前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記振動子の共振周波数に対応した周期で駆動信号を出力する制御手段と、
を備えた回転式入力装置において、
前記制御手段は、
前記駆動部の起動時及び停止時における所定の時間内において、前記駆動信号を出力するタイミングで当該駆動信号を出力する出力区間と、当該駆動信号を出力しない停止区間とを設け、
前記停止区間に対する前記出力区間の割合を、前記起動時には前記所定の時間内で徐々に増加させ、前記停止時には前記所定の時間内で徐々に減少させること特徴とする回転式入力装置。
【請求項２】
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触する振動子を振動させることにより前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記振動子を駆動させる駆動信号を出力する制御手段と、
を備えた回転式入力装置において、
前記制御手段は、
前記振動子の共振周波数に対応した周期で駆動信号を出力する第１駆動制御と、前記第１駆動制御と異なる周期で駆動信号を出力する第２駆動制御と、を実行可能に構成され、
前記駆動部の起動時及び停止時における所定の時間内において、前記第２駆動制御を行うことを特徴とする回転式入力装置。
【請求項３】
前記回転子の回転角度を検出する回転検出手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転子の回転角度に応じて、前記駆動部により前記回転子に回転力を付与して当該回転子を操作する操作者に力覚を呈示する力覚呈示手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転式入力装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の回転式入力装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式入力装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯端末機やＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等の電子機器に採用され、回転子に回転操作することによって入力操作を行う回転式入力装置が知られている。
回転式入力装置は、摺動部材の備えられた回転子と、回転子に回転力を付与する駆動部と、を備えており、駆動部が駆動すると、回転子の摺動部材と駆動部表面との間の摩擦力により回転子に駆動トルク（回転力）が伝達されて回転子が回転するようになっている。
このような回転式入力装置は、駆動部が駆動した際に、駆動部と摺動部材との間のすべりなどによって異音が発生するという問題があった。
これに対して、例えば、特許文献１には、弾性体と該弾性体に複数の振動を発生させる駆動用電気機械変換素子とを有して複数の振動により駆動力を得る振動子と、振動子に加圧接触されて駆動力により振動子との間で相対運動を行なう相対運動部材とを備えた振動アクチュエータにおいて、振動アクチュエータの弾性体に接合された圧電素子に印加する駆動周波信号の周波数を、振動子の共振周波数の値から離れる方向に変化させることにより消音性を実現する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１は、異音の発生の抑制を可能とするものの、制御が複雑化するという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、より簡単な制御により、起動時や停止時における摺動部材と駆動部との間のすべりによる異音の発生を抑制することのできる回転式入力装置及び電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る回転式入力装置は、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触する振動子を振動させることにより前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記振動子の共振周波数に対応した周期で駆動信号を出力する制御手段と、
を備えた回転式入力装置において、
前記制御手段は、
前記駆動部の起動時及び停止時における所定の時間内において、前記駆動信号を出力するタイミングで当該駆動信号を出力する出力区間と、当該駆動信号を出力しない停止区間とを設け、
前記停止区間に対する前記出力区間の割合を、前記起動時には前記所定の時間内で徐々に増加させ、前記停止時には前記所定の時間内で徐々に減少させること特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明に係る回転式入力装置は、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転子と、
前記回転子に固定され、前記回転子の回転に連動して回転する摺動部材と、
前記摺動部材と接触する振動子を振動させることにより前記摺動部材を介して前記回転子に回転力を付与する駆動部と、
前記振動子を駆動させる駆動信号を出力する制御手段と、
を備えた回転式入力装置において、
前記制御手段は、
前記振動子の共振周波数に対応した周期で駆動信号を出力する第１駆動制御と、前記第１駆動制御と異なる周期で駆動信号を出力する第２駆動制御と、を実行可能に構成され、
前記駆動部の起動時及び停止時における所定の時間内において、前記第２駆動制御を行うことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の回転式入力装置において、
前記回転子の回転角度を検出する回転検出手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転子の回転角度に応じて、前記駆動部により前記回転子に回転力を付与して当該回転子を操作する操作者に力覚を呈示する力覚呈示手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明に係る電子機器は、
請求項１〜３の何れか一項に記載の回転式入力装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、より簡単な制御により、起動時や停止時における摺動部材と駆動部との間のすべりによる異音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の回転式入力装置を備える携帯電話機の斜視図である。
【図２】第１実施形態の携帯電話機の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】図１の回転式入力装置の外観斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】図３の回転式入力装置の分解図である。
【図６】超音波モータの起動・停止時の周波ユニットの制御に係る駆動制御回路の一例を示すブロック図である。
【図７】図６の駆動制御回路にて生成される駆動信号を示す一例である。
【図８】第１実施形態の携帯電話機において行われる出力タイミング制御処理を示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態の携帯電話機の機能的構成を示すブロック図である。
【図１０】第２実施形態の携帯電話機において行われる制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、図示例に限定されない。
［第１実施形態］
本実施形態では、本発明に係る回転式入力装置を備える電子機器として、無線通信によって音声通話を行う携帯電話機を例示して説明することとする。
なお、以下の説明では、本実施形態の携帯電話機１において、回転式入力装置１０や表示画面Ｇが配置された側を前側、回転式入力装置１０や表示画面Ｇが配置された側と対向する側を後側とする。そして、表示画面Ｇが配置された側を上側、回転式入力装置１０が配置された側を下側とし、前後方向及び上下方向の双方に直交する方向を左右方向とする。
【００１３】
また、本実施形態では、回転式入力装置１０により携帯電話機１に各種の操作入力が行われる。例えば回転式入力装置１０の回転子１３を回転操作した場合、この回転操作に応じて表示画面Ｇに表示された画面が選択切替されたりスクロールされたりする。また、この回転操作による回転子１３の回転角度に応じて回転子１３に回転力が付与され、操作者に力覚が呈示される。
ここで、「力覚」とは、単なる振動による触覚ではなく、回転子を回転させるときに指にかかる重さの感覚をいう。具体的には、回転が軽いと感じたり、重いと感じたりする感覚のことをいう。より具体的には、例えば、回転子１３を３〜６msec或いは１〜５度で、且つ０．０５Nｃｍ以上の力で回転させる場合に指にかかる感覚をいう。
【００１４】
携帯電話機１は、例えば、図１及び図２に示すように、操作者が入力操作を行うための回転式入力装置１０と、この回転式入力装置１０によって操作される携帯電話機ユニット３０と、携帯電話機１を統括制御するメイン制御部４０と、を備えて構成される。
【００１５】
まず、本実施形態の回転式入力装置１０について説明する。
回転式入力装置１０は、例えば、図２〜図５に示すように、操作者が手動で回転させることが可能な回転子１３と、回転子１３の後側に設けられ、回転子１３を回転自在に支持する支持台１８と、を備えており、全体が略円盤形状を成している。
【００１６】
回転子１３は、中央に開口部１３１ａを有する円形状の前面部１３１と、前面部１３１の縁部から全周に亘って後方に向かって突出する周面部１３２と、を備えており、支持台１８の前側を覆う位置に設けられることで、回転式入力装置１０の前面及び周面を成している。
前面部１３１は、操作者が回転操作を行うための操作面となっており、操作者は、前面部１３１の一点を指先で押えながら或いは周面部１３２を摘んで、回転子１３を回転させることで、携帯電話機ユニット３０に対する入力操作を行う。
回転子１３は、例えばアルミニウム等の放熱性のある材料、外部からの衝撃に対する耐性が強い材料によって形成されていてもよいし、樹脂などによって形成されていてもよい。
【００１７】
支持台１８は、ベース１８１と、このベース１８１に連結されたＰＣＢ基板１８２と、を備えており、回転子１３の後側の開口を覆う位置に設けられることで、回転式入力装置１０の後面を成している。
【００１８】
ベース１８１は、中央が開口した略ドーナツ盤状の台座部１８１１と、台座部１８１１の周縁部から外側に向かって延出する４つの延出部１８１２と、を備えている。
各延出部１８１２には、ネジ取り付け用のネジ孔１８１２ａと、ネジ孔１８１２ａよりも外側の後面に後方に向かって延出する突起１８１２ｂと、が設けられている。
ベース１８１は、例えばポリカーボネート等の材料により形成されている。
【００１９】
ＰＣＢ基板１８２は、回転子１３と略同一の外径を有する平板円環状を成しており、略中央の開口部１８２ａには、ベース１８１の台座部１８１１が嵌め込まれて取り付けられている。また、ＰＣＢ基板１８２には、ベース１８１の各延出部１８１２の後面に突設された突起１８１２ｂを取り付けるための取付孔１８２ｂが、各突起１８１２ｂに対応して４つ設けられている。そして、ベース１８１の台座部１８１１をＰＣＢ基板１８２の開口部１８２ａに取り付けるとともに、ベース１８１の各突起１８１２ｂをＰＣＢ基板１８２の各取付孔１８２ｂに嵌入させることによって、ＰＣＢ基板１８２とベース１８１とが一体的に連結されている。
【００２０】
また、ＰＣＢ基板１８２には、ベース１８１のネジ孔１８１２ａと重なり合う位置に、ネジ孔１８１２ａよりもやや径の大きい孔部１８２ｃが、各ネジ孔１８１２ａに対応して４つ設けられており、ＰＣＢ基板１８２の後方側からＰＣＢ基板１８２の孔部１８２ｃを介してベース１８１のネジ孔１８１２ａに、ネジ１９が螺合されることによって、ＰＣＢ基板１８２とベース１８１とが固定されている。
また、ＰＣＢ基板１８２の後面側には、回転子１３に対する軸方向（前後方向）圧力を検知する圧力検知手段としての４つの感圧センサ２０が配置されている。
【００２１】
さらに、回転子１３の前面部１３１の開口部１３１ａの内周面には、ベアリング１２が配設され、このベアリング１２の中央の貫通孔１２ａには、回転子１３の回転軸となるビス１１が挿通されて設けられている。そして、回転子１３の前方側から、ビス１１をベアリング１２の貫通孔１２ａに挿入し、さらに、後方に突出したビス１１の後端部を、ベース１８１が備える台座部１８１１の中央の開口１８１１ａの内周面に形成された雌ネジに螺嵌させることによって、ビス１１と支持台１８とが固定されている。これにより、支持台１８に対して回転子１３がビス１１周りに回転自在に連結されている。
【００２２】
回転子１３の前面部１３１の内面（後面）には、コードホイール１３３が固着されている。コードホイール１３３は、コードホイール１３３の中心が回転子１３の中心と一致するように配置され、回転子１３の回転に連動して回転する。コードホイール１３３の後面には、光を反射させる反射面が、Ａ相、Ｂ相の２つの検出パターンで周方向に沿って所定のピッチで印刷されている。
【００２３】
コードホイール１３３の内周側には、例えば高分子ポリエチレン等の材料により形成されており、平板円環状を成したロータ（摺動部材）１５が配設されている。
ロータ１５は、ステータ１６１（後述）と回転子１３とにより挟まれる位置に配設され、ロータ１５の中心が回転子１３の中心と一致するように配置された状態で、平板円環状の第１の接着層１４によって回転子１３に固定されており、回転子１３の回転に連動して回転する。すなわち、ロータ１５の前面は、回転子１３の前面部１３１の後面に接着された第１の接着層１４の後面に接着されており、そして、ロータ１５は、その後面が、ステータ１６１の凸部と接触している。ロータ１５の後面は摩擦係数が高くなっており、その後面に接触するステータ１６１の振動により発生する進行波の向きと反対方向に回転するようになっている。
【００２４】
また、回転子１３と支持台１８との間には空間が形成され、この空間には、コードホイール１３３の回転角変位を検出するフォトインタラプタ１８３と、回転子１３に回転力を付与する駆動部としての超音波モータ１６と、回転式入力装置１０を統括制御する制御部２１と、メイン制御部４０との間で各種信号の送受信を行う入出力部２２と、等が配設されている。
【００２５】
フォトインタラプタ１８３は、ＬＥＤ等の発光素子１８３１と、フォトＩＣ等の受光素子１８３２と、から構成される反射型フォトインタラプタであり、ＰＣＢ基板１８２の前面上のコードホイール１３３に対向する位置に搭載され、制御部２１と接続している。
受光素子１８３２は、少なくとも２つの受光面を有し、互いに９０度の位相差を有するＡ相、Ｂ相の検出信号を出力するようになっている。
フォトインタラプタ１８３は、発光素子１８３１がコードホイール１３３に向けて発した光の反射光を受光素子１８３２で受光してカウントすることで、回転子１３の回転量及び回転方向を検出し、当該検出結果を制御部２１に出力する。制御部２１は、フォトインタラプタ１８３からの検出結果を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力し、そして、メイン制御部４０において、当該検出結果に基づいて、回転子１３の回転角度が特定される。
なお、フォトインタラプタ１８３は、コードホイール１３３と共に回転検出部を構成する。
【００２６】
超音波モータ１６は、例えば、振動子としての圧電素子１６２と、リング状のステータ（振動体）１６１と、等から構成され、制御部２１からの制御信号に従って駆動して、回転子１３を軸周りに回転させる。
【００２７】
ステータ１６１は、ベース１８１が備える台座部１８１１の前面に形成されたリング状の凹部１８１１ｂに嵌入され、平板円環状の第２の接着層１７によってベース１８１に固定されている。
なお、第２の接着層１７は、超音波モータ１６のうち圧電素子１６２が設けられる位置よりも内側の位置に設けられているため、圧電素子１６２の振動を妨げることがない。すなわち、超音波モータ１６の駆動トルクを落とすことがない。
【００２８】
ステータ１６１の前部には、周方向に沿って配設された複数の凸部が備わり、ステータ１６１の後面には、電圧（駆動信号）の印加に応じて振動エネルギーを発生させる複数の圧電素子１６２が、ステータ１６１の周方向に沿って配置されている。
また、ステータ１６１の前面には、ロータ１５が接触するように配置される。
【００２９】
圧電素子１６２は、制御部２１と接続しており、制御部２１から圧電素子１６２に所定の駆動信号に基づく駆動電圧が印加されると、圧電素子１６２の超音波振動によってステータ１６１全体が振動して進行波がロータ１５に伝達され、ロータ１５が回転する。そして、このロータ１５の回転力が回転子１３に伝達されることによって、回転子１３が回転するようになっている。さらに、圧電素子１６２に印加する駆動電圧の駆動周波数を制御することによって、圧電素子１６２の超音波振動による回転子１３の回転力の大きさや回転方向を自在に設定できるようになっている。
【００３０】
ここで、超音波モータ１６の起動・停止時の駆動信号出力制御について、説明する。
図６は、超音波モータ１６の駆動制御回路の一例である。
この駆動制御回路において、圧電素子１６２には、駆動電圧を発生する高周波信号の発振器１６３と、発振器１６３で発せられた信号を増幅する増幅器１６４ａと、移相器１６５を経由して９０°位相をずらせた信号を増幅する増幅器１６４ｂとが接続されている。そして、増幅器１６４ａおよび増幅器１６４ｂの手前にはゲート１６６が挿入されており、ゲート１６６には、外部入力信号を受け付けて、駆動信号を出力する時間間隔のタイミング信号を発生させるタイマ１６７が接続されている。
【００３１】
この駆動制御回路においては、まず、発振器１６３によって発振波が作られ、ゲート１６６に入力される。一方、タイマ１６７には外部入力信号が入力され、タイマ１６７は、外部入力信号に基づいて上記タイミング信号を生成し、ゲート１６６に出力する。
ゲート１６６内では、タイミング信号によって発振波が制御され、駆動信号を出力する出力区間と、当該駆動信号を出力しない停止区間とを備え、停止区間に対する出力区間の割合を、起動時には所定の時間内で徐々に増加させ、停止時には所定の時間内で徐々に減少させる信号Ｓが得られる。
例えば、図７に示すように、起動時においては、区間１では、停止区間１つに対して、出力区間が４つであり、区間２では、停止区間１つに対して、出力区間が５つである。このように、起動初期から時間の進んだ区間２の方が、停止区間に対する出力区間の割合が多くなっている。
一方、停止時においては、区間３では、停止区間１つに対して、出力区間が６つであり、区間４では、停止区間１つに対して、出力区間が５つである。このように、完全な停止に近づいた区間４の方が、停止区間に対する出力区間の割合が少なくなっている。
なお、上記の例においては、区間１〜４内において停止区間を単独で１つ設ける場合を例示して説明したが、停止区間の数は適宜設定可能であって、例えば停止区間を２つ続けて設けることとしても良い。
この信号Ｓは増幅器１６４ａで、また移相器１６５によって位相が９０°進まされ（逆回転では遅らされ）てから増幅器１６４ｂで増幅され、圧電素子１６２のＡ相およびＢ相に印加する高周波電圧Ｖ1 および高周波電圧Ｖ2 となる。増幅器１６４ａおよび増幅器１６４ｂに接続された圧電素子１６２は、高周波電圧Ｖ1 および高周波電圧Ｖ2 が印加されている期間だけ進行波がステータ１６１に生じ、ロータ１５をだんだん早く（停止時には遅く）駆動する。このとき、ロータ１５自身およびそれに接続したモータ負荷には慣性質量があるため、実際にはゆっくりと滑らかに起動（停止）することとなる。
【００３２】
感圧センサ２０は、ＰＣＢ基板１８２の後面の上側、下側、左側及び右側の４箇所それぞれに固着され、制御部２１と接続されている。この４つの感圧センサ２０は、回転子１３の軸周りにおいて等間隔に配置されている。
各感圧センサ２０は、回転子１３が軸方向（前後方向）に押圧されたことを検知し、当該検知結果を制御部２１に出力する。
制御部２１は、感圧センサ２０からの検知結果を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。そして、メイン制御部４０において、当該検知結果に基づいて、回転子１３の押圧された位置が特定され、当該回転子１３の押圧された位置における押圧力が算出される。
なお、感圧センサ２０としては、例えば、抵抗膜式、拡散式、成膜式、静電容量式、機械式等の感圧センサを用いることができる。
また、本実施形態では４つの感圧センサ２０を備えた構成について説明したが、感圧センサ２０の数は、４つに限ることはなく、１つ以上であれば任意である。
【００３３】
また、上述の回転子１３、コードホイール１３３、ロータ１５は、回転中心軸がそれぞれ同軸となる位置に配設されており、支持台１８に固定された回転軸としてのビス１１周りに回転されるようになっている。
【００３４】
制御部２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、（何れも図示省略。）等を備えて構成されている。
制御部２１は、入出力部２２を介してメイン制御部４０と接続しており、回転式入力装置１０を構成する各部から入力された信号を、メイン制御部４０に出力すると共に、メイン制御部４０から入力される制御信号に従って、回転式入力装置１０を構成する各部の動作を集中制御する。
【００３５】
具体的には、制御部２１は、回転検出部としてのフォトインタラプタ１８３と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、フォトインタラプタ１８３の発光素子１８３１に光を発光するよう指示し、フォトインタラプタ１８３の受光素子１８３２から入力される検出結果（検出信号）を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。これにより、メイン制御部４０において、回転子１３の回転角度が特定される。
また、制御部２１は、超音波モータ１６と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、超音波モータ１６の圧電素子１６２に所定の駆動信号を出力する。これにより、回転子１３が軸周りに回転する。
また、制御部２１は、感圧センサ２０と接続しており、感圧センサ２０から入力される検知結果（検知信号）を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。これにより、メイン制御部４０において、回転子１３の押圧された位置と、回転子１３が押圧された際の押圧力と、が特定される。
【００３６】
入出力部２２は、メイン制御部４０と接続され、回転式入力装置１０を構成する各部から入力された信号をメイン制御部４０に出力する一方、メイン制御部４０から入力される制御信号を制御部２１に出力する。
具体的には、入出力部２２は、フォトインタラプタ１８３から出力される回転量や回転方向に基づいて、制御部２１において検出された回転子１３の回転位置（回転角度）を示す信号を、携帯電話機ユニット３０側に送信する。また、入出力部２２は、ＰＣＢ基板１８２の後側に配設された４つの各感圧センサ２０から出力される検出値に基づいて、制御部２１において検出された回転子１３の回転操作における押圧力及び押圧位置を示す信号を、携帯電話機ユニット３０側に送信する。
なお、フォトインタラプタ１８３や各感圧センサ２０から出力される信号を、Ａ／Ｄ変換せずに、アナログ信号のまま携帯電話機ユニット３０側に送信するように構成されていても良い。
【００３７】
次に、本実施形態に係る携帯電話機ユニット３０について説明する。
携帯電話機ユニット３０は、図２に示すように、アンテナ（図示省略）を備え、外部機器との間で無線信号を送受信する通信部３１と、操作者が第三者と通話を行う通話部３２と、表示画面Ｇ上に各種画面を表示させる表示部３３と、携帯電話機１全体を統括制御するメイン制御部４０と、を備えて構成される。
なお、外部機器との間で無線信号による通話機能を実現するための通信部３１や通話部３２は、公知の技術を用いるため、詳しい説明は省略する。
【００３８】
表示部３３は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等の表示画面Ｇを備えて構成され、メイン制御部４０からの指示にしたがって、表示画面Ｇに各種画面を表示させる。
表示画面Ｇに表示された各種画面は、操作者による回転子１３の回転操作に応じて切替えられる。例えば、表示画面Ｇに複数のサムネイル画面が表示されている場合、操作者により回転子１３の前面部１３１が回転操作されると、当該回転操作に応じて、表示画面Ｇに表示されたサムネイル画面が順次切り替え選択される。
【００３９】
メイン制御部４０は、メインＣＰＵ４０１、ＲＡＭ４０２、ＲＯＭ４０３等を備えて構成され、回転式入力装置１０の制御部２１と接続されている。メイン制御部４０は、回転式入力装置１０から送られてくる入力操作信号に基づいて、携帯電話機ユニット３０の各部を制御する。
【００４０】
メインＣＰＵ４０１は、携帯電話機ユニット３０および回転式入力装置１０の各部から入力された入力信号に応じて、ＲＯＭ４０３に格納された処理プログラム等を読み出してＲＡＭに展開して実行し、各部に制御信号を出力することにより、回転式入力装置全体の制御を行う。
【００４１】
ＲＡＭ４０２は、メインＣＰＵ４０１により実行される各種プログラムを展開するプログラム格納領域や、入力データやこれらの処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等を格納するデータ格納領域を備え、ＣＰＵのワークエリアとして用いられる。
【００４２】
ＲＯＭ４０３は、処理プログラムやデータ等を予め記憶しており、例えば、出力タイミング制御プログラム４０３ａ、回転検出プログラム４０３ｂ、力覚呈示プログラム４０３ｃ、等の各種処理プログラムを格納している。
【００４３】
出力タイミング制御プログラム４０３ａは、例えば、圧電素子１６２の共振周波数に対応した周期の駆動信号を、出力タイミングを制御して出力させる機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、出力タイミング制御プログラム４０３ａを実行することにより、超音波モータ１６の起動時及び停止時における所定の時間内において、駆動信号を出力するタイミングで当該駆動信号を出力する出力区間と、当該駆動信号を出力しない停止区間とを設ける。そして、起動時は、出力区間の数を前記所定の時間内で徐々に増加させ、停止時は、出力区間の数を徐々に減少させる。
なお、メインＣＰＵ４０１は、超音波モータ１６の定常駆動時（起動時及び停止時以外）においては、停止区間が設けられないため、常時、駆動信号を出力するタイミングで当該駆動信号を出力するようになっている。
メインＣＰＵ４０１は、かかる出力タイミング制御プログラム４０３ａを実行することにより、制御手段として機能する。
【００４４】
回転検出プログラム４０３ｂは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転子１３の回転位置（回転角度）を検出する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラム４０３ｂを実行することにより、操作者が回転子１３に対して回転操作を行った場合に、回転子１３の回転量及び回転方向をフォトインタラプタ１８３により検出し、当該検出結果に基づいて、回転子１３の回転角度を特定する。
メインＣＰＵ４０１は、かかる回転検出プログラム４０３ｂを実行することで、回転検出手段として機能する。
【００４５】
力覚呈示プログラム４０３ｃは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転子１３を操作する操作者に力覚を呈示する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラム４０３ｂの実行によって回転子１３の回転位置（回転角度）が所定の回転位置であることが検出された場合、力覚呈示プログラム４０３ｃを実行することにより、超音波モータ１６により回転子１３に回転力を付与して、当該回転子１３を操作する操作者に力覚を呈示する。
メインＣＰＵ４０１は、かかる力覚呈示プログラム４０３ｃを実行することで、力覚呈示手段として機能する。
【００４６】
なお、本実施形態における回転式入力装置１０は、上述のフォトインタラプタ１８３、超音波モータ１６、感圧センサ２０、制御部２１、入出力部２２、メイン制御部４０によって構成されている。
【００４７】
また、制御部２１は、超音波モータ１６と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、超音波モータ１６の圧電素子１６２に所定の駆動信号を出力する。これにより、回転子１３が軸周りに回転する。
【００４８】
次に、本実施形態の出力タイミング制御処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。
まず、駆動電圧の発生タイミングとなると（図８；ＳＴＡＲＴ）、ステップＳ１１において、メイン制御部４０は、その時点が超音波モータ１６の起動時又は停止時であるか否かを判断し、起動時又は停止時でない場合（ステップＳ１１；ＮＯ）、後述のステップＳ１７に移行する。
一方、起動時又は停止時である場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、続くステップＳ１２において、メイン制御部４０は、タイマをスタートし、所定時間の計時を開始する。
次いで、ステップＳ１３において、メイン制御部４０は、その時点が駆動信号の出力区間であるか否かを判断し、出力区間の場合（ステップＳ１３；ＹＥＳ）、続くステップＳ１４において、駆動信号を出力する制御を実行する。一方、出力区間でない、すなわち停止区間の場合（ステップＳ１３；ＮＯ）、続くステップＳ１５において、メイン制御部４０は、この停止区間中、駆動信号の出力を停止する制御を実行する。
次いで、ステップＳ１６において、メイン制御部４０は、所定時間経過したか否かを判断し、所定時間が経過していない場合（ステップＳ１６；ＮＯ）、上記ステップＳ１３に戻って、以降の処理を繰り返す。
一方、所定時間が経過した場合（ステップＳ１６；ＹＥＳ）、続くステップＳ１７において、メイン制御部４０は、通常のタイミングにて駆動信号を出力し、本処理を終了する（図８：ＥＮＤ）。
【００４９】
これにより、超音波モータ１６の起動時及び停止時において、ロータ１５は超音波モータ１６に徐々に接近してゆっくりと密着するようになり、ロータ１５が超音波モータ１６に当接する際に発生する音はほとんど生じなくなる。したがって、超音波モータ１６が起動・停止する際に従来発生していた異音が防止され、超音波モータ１６はすべての動作制御域で静粛性を発揮するようになる。
【００５０】
以上のように、本実施形態によれば、超音波モータ１６の起動時及び停止時における所定の時間内に、駆動信号を出力するタイミングで当該駆動信号を出力する出力区間と、当該駆動信号を出力しない停止区間とが設けられ、停止区間に対する出力区間の割合を、起動時には所定の時間内で徐々に増加させ、停止時には所定の時間内で徐々に減少させる構成となっている。
このため、起動時や停止時において、回転子１３に加わる回転方向に作用する力と、回転子１３の回転方向の慣性力と、が一定にならならないことに起因する、ロータ１５と超音波モータ１６との間のすべりが防止される。
また、超音波モータ１６の周波数設定が１つなので、周波数を徐々に変更していく方法と比較して制御が容易である。
よって、より簡単な制御で、起動時や停止時におけるロータ１５と超音波モータ１６との間のすべりによる異音の発生を抑制することができる。
【００５１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
本実施形態の携帯電話機２は、例えば、図９に示すように、回転式入力装置１０Ａと、携帯電話機ユニット３０Ａと、携帯電話機２を統括制御するメイン制御部４０Ａと、を備えて構成される。
メイン制御部４０Ａは、図９に示すように、第１実施形態の出力タイミング制御プログラム４０３ａの代わりに、出力周波数制御プログラム４０３ｄを備えた構成となっている。
【００５３】
出力周波数制御プログラム４０３ｄは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、２段階の周波数を用いて、圧電素子１６２を駆動させの駆動信号を出力する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、出力周波数制御プログラム４０３ｄを実行することにより、圧電素子１６２の共振周波数に対応した周期で駆動信号を出力する第１駆動制御と、第１駆動制御と異なる周期で駆動信号を出力する第２駆動制御と、を実行する。
そして、超音波モータ１６の起動時及び停止時における所定の時間内において、第２駆動制御を行う一方、超音波モータ１６の定常駆動時においては、第１駆動制御を行う。
従って、本実施形態においては、メインＣＰＵ４０１は、超音波モータ１６を起動する際、出力周波数制御プログラム４０３ｄによって所定の時間内においてステータ１６１の振動を一段階上げて（第２駆動制御）、所定の時間経過後にはステータ１６１の振動を最大とする（第１駆動制御）。また、メインＣＰＵ４０１は、超音波モータ１６を停止する際、出力周波数制御プログラム４０３ｄによってステータ１６１の振動を一段階下げた（第２駆動制御）後、停止される。つまり、超音波モータ１６の起動時及び停止時において、共振周波数に対応した駆動信号をいきなり印加（停止）するのではなく、２段階で周波数が増加（低減）されるので、ステータ１６１の振動も２段階に増加（低減）するようになる。
メインＣＰＵ４０１は、かかる出力周波数制御プログラム４０３ｄを実行することにより、制御手段として機能する。
【００５４】
次に、本実施形態の駆動制御処理について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
まず、駆動電圧の発生タイミングとなると（図１０；ＳＴＡＲＴ）、ステップＳ２１において、メイン制御部４０は、その時点が超音波モータ１６の起動時又は停止時であるか否かを判断し、起動時又は停止時でない場合（ステップＳ２１；ＮＯ）、後述のステップＳ２５に移行する。
一方、起動時又は停止時である場合（ステップＳ２１；ＹＥＳ）、続くステップＳ２２において、メイン制御部４０は、タイマをスタートし、所定時間の経時を開始する。
次いで、ステップＳ２３において、メイン制御部４０は、共振周波数と異なる周期の駆動信号を作成・出力する。
次いで、ステップＳ２４において、メイン制御部４０は、所定時間経過したか否かを判断し、所定時間が経過していない場合（ステップＳ２４；ＮＯ）、上記ステップＳ２３に戻って、以降の処理を繰り返す。
一方、所定時間が経過した場合（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、続くステップＳ２５において、メイン制御部４０は、共振周波数に対応した周期の駆動信号を作成・出力し、本処理を終了する（図９；ＥＮＤ）。
【００５５】
以上のように、本実施形態によれば、圧電素子１６２の共振周波数に対応した周期で駆動信号を出力する第１駆動制御と、第１駆動制御と異なる周期で駆動信号を出力する第２駆動制御と、を実行可能に構成され、超音波モータ１６の起動時及び停止時における所定の時間内においては、第２駆動制御を行う構成となっている。
このため、起動時や停止時の回転子１３に加わる前後方向の力と、回転子１３の回転方向の慣性力が一定にならならないことに起因する、ロータ１５と超音波モータ１６との間のすべりが防止される。
また、超音波モータ１６の周波数設定を２つとし切り替える構成であるため、周波数を徐々に変更していく方法と比較して制御が容易である。
よって、より簡単な制御で、起動時や停止時におけるロータ１５と超音波モータ１６との間のすべりによる異音の発生を抑制することができる。
【００５６】
なお、上記第１、２実施形態では、回転子１３に回転力を付与する駆動部として超音波モータ１６を例示したが、駆動部は、共振を利用する振動波モータであれば如何なる構成であっても良く、例えば、リニア型、回転型、定在波型、進行波型、等の振動波モータを用いることができる。
【００５７】
また、上記第１、２実施形態では、本発明に係る回転式入力装置を備える電子機器として携帯電話機を例示したが、本発明の回転式入力装置は携帯電話機に限られることなく、回転式入力装置による入力操作を行うことができる限り如何なる電子機器にも適用することができる。例えば、携帯型オーディオプレーヤ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の他の携帯型端末装置や、テレビジョン受像機等のＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等に本発明の回転式入力装置を適用しても良い。また、回転式入力装置は、電子機器に予め組み込まれていても良く、また、単体の外付け装置として電子機器に接続して使用することとしても良い。
【００５８】
また、上記第１、２実施形態では、回転検出部として、円環状のコードホイール１３３とフォトインタラプタ１８３とから成る光学式の回転検出部を例示したが、回転検出部は回転子１３の回転角度を検出するものであれば如何なる構成を用いても良い。例えば、メカ式（接点式）、磁気式、電極の静電容量変化によって位置検出を行う静電式の回転検出部等を用いることができる。また、回転子１３の回転量及び回転方向に加え、絶対位置を検出可能なアブソリュート型のロータリー・エンコーダを用いても良い。
【符号の説明】
【００５９】
１  携帯電話機（電子機器）
１０  回転式入力装置
１３  回転子
１３１  前面部
１３１ａ  開口部
１３２  周面部
１３３  コードホイール
１４  第１の接着層
１４１  基材
１４２  接着剤
１５  ロータ（摺動部材）
１６  超音波モータ（駆動部）
１６１  ステータ
１６２  圧電素子
１７  第２の接着層
１７１  基材
１７２  接着剤
１８  支持台
１８３  フォトインタラプタ
２０  感圧センサ
２１  制御部
２２  入出力部
３０  携帯電話機ユニット
４０  メイン制御部
４０３ａ  出力タイミング制御プログラム（制御手段）
４０３ｂ  回転検出プログラム（回転検出手段）
４０３ｃ  力覚呈示プログラム（力覚呈示手段）
４０３ｄ  出力周波数制御プログラム（制御手段）
【図１】
2010257816.tif 000003
【図２】
2010257816.tif 000004
【図３】
2010257816.tif 000005
【図４】
2010257816.tif 000006
【図５】
2010257816.tif 000007
【図６】
2010257816.tif 000008
【図７】
2010257816.tif 000009
【図８】
2010257816.tif 000010
【図９】
2010257816.tif 000011
【図１０】
2010257816.tif 000012