(57)【要約】  一実施形態に係る操作装置は、操作者によって回転操作される被操作部材と、前記被操作部材を回転可能に保持する保持部材と、前記保持部材を振動させる振動発生部材と、前記被操作部材の回転を検出する回転検出部材と、前記被操作部材の回転に応じて前記振動発生部材を制御する制御部材と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者によって回転操作される被操作部材と、
前記被操作部材を回転可能に保持する保持部材と、
前記保持部材を振動させる振動発生部材と、
前記被操作部材の回転を検出する回転検出部材と、
前記被操作部材の回転に応じて前記振動発生部材を制御する制御部材と、
を備える操作装置。
【請求項２】
前記被操作部材は、前記保持部材に向かって押圧された状態で操作される
請求項１に記載の操作装置。
【請求項３】
前記保持部材は、入力部材を備え、
前記制御部材は、前記入力部材の操作に応じて前記振動発生部材を制御する
請求項１又は請求項２に記載の操作装置。
【請求項４】
前記被操作部材と前記保持部材との間に粘性材料が塗布される
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操作装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転操作される被操作部材と、被操作部材を振動させるアクチュエータと、被操作部材の回転を検出するセンサと、を備えた操作装置が利用されている。この操作装置は、被操作部材の回転に応じて被操作部材を振動させることにより、操作者に操作感を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−８９７０８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、上記従来の操作装置は、被操作部材とアクチュエータとを連結し、アクチュエータにより被操作部材を直接振動させていたため、装置構成が複雑になるという問題があった。装置構成の複雑化は、部品や製造工程を増加させるため、製造コストの増大の原因となった。【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、操作装置の構成を簡易化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係る操作装置は、操作者によって回転操作される被操作部材と、前記被操作部材を回転可能に保持する保持部材と、前記保持部材を振動させる振動発生部材と、前記被操作部材の回転を検出する回転検出部材と、前記被操作部材の回転に応じて前記振動発生部材を制御する制御部材と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の各実施形態によれば、操作装置の構成を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】操作装置の一例を示す斜視図。
【図２】図１の操作装置の分解斜視図。
【図３】図１の操作装置の平面図。
【図４】振動発生部材の側面図。
【図５】図１の操作装置の平面図。
【図６】図１の操作装置の平面図。
【図７】操作装置の動作の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。
【００１０】
一実施形態に係る操作装置１００について、図１〜図７を参照して説明する。操作装置１００は、操作者の操作に応じた情報を出力する装置であり、オーディオ装置や表示装置などの任意の装置に搭載される。
【００１１】
まず、操作装置１００の構成について説明する。図１は、操作装置１００の一例を示す斜視図である。図２は、図１の操作装置１００の分解斜視図である。以下、便宜的に、図における上下左右を、操作装置１００の上下左右として説明する。図１及び図２に示すように、操作装置１００は、被操作部材１と、保持部材２と、振動発生部材３と、回転検出部材４と、ベゼル５と、側板部材６と、基板７と、制御部材８と、底板部材９と、を備える。
【００１２】
被操作部材１は、操作者により回転操作される円盤状の部材である。被操作部材１は、上面のエッジ部に全周にわたって面取り部１１を有する。操作者は、被操作部材１を、保持部材２に向かって押圧した状態で回転操作することにより、所望の情報を入力する。操作装置１００は、入力された情報を出力する。被操作部材１は、保持部材２により回転可能に保持される。図２の例では、被操作部材１は、軸部を備えず、保持部材２上に載置される。しかしながら、被操作部材１は、軸部を備え、当該軸部を保持部材２により回転可能に支持されてもよい。いずれの場合も、被操作部材１は、操作者が操作する際（保持部材２に向かって押圧された際）に、被操作部材１の下面が保持部材２の上面と接触するように、保持部材２に保持される。
【００１３】
保持部材２は、被操作部材１を回転可能に保持する部材である。保持部材２は、振動伝達部材２１と、支持部材２２と、を備える。
【００１４】
振動伝達部材２１は、被操作部材１を保持する板状の部材であり、支持部材２２に固定される。振動伝達部材２１は、被操作部材１と接触し、振動発生部材３が発生させた振動を、被操作部材１に伝達する。振動伝達部材２１は、凹部２３と、入力部材２４と、を備える。
【００１５】
凹部２３は、振動伝達部材２１の上面に形成された円形の凹部である。被操作部材１は、凹部２３に回転可能に嵌合した状態で保持される。被操作部材１の操作時において、凹部２３の上面と、被操作部材１の下面と、が接触する。凹部２３と被操作部材１との間には、粘性グリスなどの粘性材料が塗布されるのが好ましい。これにより、被操作部材１の回転操作時に、被操作部材１と凹部２３との間の磨耗を抑制し、かつ、適度な負荷を生じさせることができる。また、凹部２３は、粘性材料を内部に保持して外部への流出を防止するため、被操作部材１の回転操作に対する耐久性が向上する。
【００１６】
入力部材２４は、被操作部材１とは別に用意された、操作者が情報を入力するための部材である。図２の例では、入力部材２４はタッチボタンであり、振動伝達部材２１の表面から見えるように設けられたアイコンと、当該アイコンの下に配置され、制御部材８に接続されたタッチセンサ（図示省略）と、を備える。操作者が振動伝達部材２１のアイコン部分をタッチすると、タッチセンサが当該タッチを検出し、その旨を制御部材８に通知する。これにより、操作者は、アイコンに応じた情報を入力することができる。なお、図２の例では、振動伝達部材２１は、２つの入力部材２４を備えるが、１つ又は３つ以上の入力部材２４を備えてもよい。また、入力部材２４は、タッチボタンに限られず、ハードウェアボタン、ロータリスイッチなどで有ってもよい。また、振動伝達部材２１は、タッチセンサ及び液晶表示装置を備え、任意のアイコンを表示可能であってもよい。
【００１７】
支持部材２２は、振動伝達部材２１を支持する板状の部材である。後述する通り、支持部材２２は、振動発生部材３により、側板部材６に対して振動する。支持部材２２は、振動発生部材３により容易に振動させることができるように、ＰＢＴ（polybutylene terephthalate）などの、軽量かつ高剛性の樹脂により形成されるのが好ましい。支持部材２２は、天板部２５と、脚部２６と、を有する。
【００１８】
天板部２５は、振動伝達部材２１が固定される板状又は枠状の部分であり、振動伝達部材２１より一回り大きく形成される。ここで、図３は、図１の操作装置１００の平面図である。図３の例では、操作装置１００から被操作部材１、振動伝達部材２１、及びベゼル５が除去されている。図３に示すように、天板部２５は、その外周部が、側板部材６の内周部と対向するように配置される。天板部２５の外周部と側板部材６の内周部との間には、天板部２５が側板部材６に対して振動可能なように、クリアランス２７が形成される。天板部２５の下面には固定部材３４が固定される。固定部材３４については後述する。また、天板部２５の外周部には、弾性部材２８，２９が設けられる。
【００１９】
弾性部材２８は、天板部２５の外周部の側面に設けられた弾性部材である。弾性部材２８により、天板部２５と側板部材６との衝突が抑制される。弾性部材２９は、天板部２５の外周部の上面に設けられた弾性部材である。弾性部材２９により、天板部２５とベゼル５との衝突が抑制される。なお、弾性部材は、天板部２５の外周部の下面に設けられてもよい。また、図３の例では、弾性部材２８は、天板部２５の各辺にそれぞれ複数設けられているが、天板部２５の各辺に１つ設けられてもよいし、各辺の全長に設けられてもよい。これは、弾性部材２９についても同様である。
【００２０】
脚部２６は、図２に示すように、天板部２５の下面から下方に延びる部分である。脚部２６を設けることにより、支持部材２２の重心を下げ、支持部材２２を安定させることができる。なお、図２の例では、支持部材２２は、複数の脚部２６を有するが、１つの脚部２６を有してもよいし、脚部２６を有しなくてもよい。また、図２の例では、振動伝達部材２１及び支持部材２２は別体として用意されたが、一体に形成されてもよい。
【００２１】
振動発生部材３は、側板部材６に対して保持部材２を振動させる部材である。振動発生部材３は、制御部材８に接続され、制御される。図２の例では、振動発生部材３は、アクチュエータであるが、振動を発生させる任意の部材で有り得る。ここで、図４は、振動発生部材３の側面図である。また、図５は、操作装置１００の平面図である。図５の例では、操作装置１００から被操作部材１及び保持部材２が除去されている。図４に示すように、振動発生部材３は、コイル３１と、磁性体板３２と、固定部材３３，３４と、を備える。
【００２２】
コイル３１は、制御部材８から供給された電流に応じた磁力を発生させる。
【００２３】
磁性体板３２は、磁性体により形成された板状の部材である。磁性体板３２は、例えば、鉄板であるが、これに限られない。磁性体板３２は、コイル３１と対向するように配置される。
【００２４】
固定部材３３は、図５に示すように、コイル３１を側板部材６の中板部６２に固定する部材である。中板部６２については後述する。また、固定部材３４は、磁性体板３２を天板部２５の下面に固定する部材である。固定部材３３，３４は、コイル３１及び磁性体板３２を、コイル３１と磁性体板３２との間にクリアランス３５が形成されるように固定する。
【００２５】
このような構成により、制御部材８がコイル３１に通電すると、コイル３１が磁力を発生させ、当該磁力により磁性体板３２がコイル３１に吸着され、磁性体板３２に固定された天板部２５（保持部材２）が、磁性体板３２がコイル３１に近づく方向に移動する。また、制御部材８がコイル３１への通電をやめると、コイル３１の磁力が消滅し、当該磁力により吸着されていた磁性体板３２が、コイル３１から離間し、磁性体板３２に固定された天板部２５（保持部材２）が、磁性体板３２がコイル３１から離れる方向に移動する。したがって、制御部材８は、コイル３１への通電のＯＮ及びＯＦＦを交互に繰り返すことにより、保持部材２を振動させることができる。制御部材８は、コイル３１に供給する電流の大きさ及び周波数を制御することにより、保持部材２の振動の強さ及び周波数を制御することができる。
【００２６】
回転検出部材４は、被操作部材１の回転を検出するセンサであり、制御部材８に接続される。回転検出部材４は、ロータリエンコーダなどの、被操作部材１の回転を検出可能な任意のセンサで有り得る。回転検出部材４として、光学式、電磁式、又は静電容量方式のセンサを利用できる。図２の例では、回転検出部材４は、凹部２３の上面に設けられているが、被操作部材１の回転を検出可能な任意の位置に配置できる。
【００２７】
ベゼル５は、天板部２５の外周部の上方を覆う枠体であり、複数のネジ５１により、側板部材６の上面に固定される。上述の通り、ベゼル５と天板部２５の外周部との間には、弾性部材２９が設けられる。ベゼル５が天板部２５の上方を覆うことにより、支持部材２２の抜けを抑制できる。ここで、図６は、操作装置１００の平面図である。図６に示すように、ベゼル５は、その内周部が、振動伝達部材２１の外周部と対向するように配置される。ベゼル５の内周部と振動伝達部材２１の外周部との間には、振動伝達部材２１が側板部材６に対して振動可能なように、クリアランス５２が形成される。
【００２８】
側板部材６は、操作装置１００の筐体を構成する部材である。側板部材６は、図２に示すように、側板部６１と、中板部６２と、を有する。側板部６１は、操作装置１００の筐体側面を構成する部分である。上述の通り、側板部６１の上面には、ベゼル５が固定される。中板部６２は、側板部６１の内側に設けられた、側板部６１と垂直な板状の部分である。中板部６２には、振動発生部材３の固定部材３３が固定される。また、中板部６２は、図５に示すように、各脚部２６と対応する位置に、各脚部２６を挿通させる貫通孔６３を有する。
【００２９】
基板７は、プリント基板であり、プリント配線（図示省略）を形成され、底板部材９の上面に固定される。基板７の上面には、制御部材８を含む各種の電子回路が設けられる。なお、基板７は、側板部材６に固定されてもよい。
【００３０】
制御部材８は、操作者による被操作部材１の回転操作及び入力部材２４のタッチ操作に応じて、振動発生部材３を制御する回路であり、回転検出部材４、入力部材２４、及び振動発生部材３（コイル３１）と接続される。制御部材８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＲＯＭ（Read Only Memory）を備える。ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭ上で実行することにより、振動発生部材３の制御が実現される。図２の例では、制御部材８は、１つのＩＣ（Integrated Circuit）であるが、複数のＩＣであってもよい。
【００３１】
底板部材９は、操作装置１００の筐体底面を構成する部材である。底板部材９は、側板部材６に固定される。また、底板部材９の上面には、基板７が固定される。なお、図２の例では、側板部材６及び底板部材９は、別体として用意されたが、一体に形成されてもよい。
【００３２】
次に、操作装置１００の動作について説明する。図７は、操作装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。以下、回転検出部材４は、被操作部材１の回転を常時検出しているものとする。
【００３３】
まず、操作者が、被操作部材１を保持部材２に向かって押圧する（ステップＳ１０１）。図２の例のように、被操作部材１が保持部材２上に載置されている場合、操作者が被操作部材１の面取り部１１を指先でつまむことにより、又は指先を被操作部材１の上面に押し付けることにより、被操作部材１が保持部材２に向かって押圧される。これにより、被操作部材１の下面が確実に保持部材２の上面に接触する。
【００３４】
次に、操作者が、被操作部材１を保持部材２に向かって押圧した状態のまま、所望の方向に回転操作する（ステップＳ１０２）。被操作部材１の回転中、被操作部材１の回転（角度）は、回転検出部材４により検出され、制御部材８に入力される。
【００３５】
制御部材８は、回転検出部材４から入力された被操作部材１の角度に基づいて、被操作部材１が所定角度だけ回転したか判定する（ステップＳ１０３）。所定角度は、任意に設定可能である。
【００３６】
被操作部材１が所定角度だけ回転したことが検出された場合（ステップＳ１０３）、制御部材８は、振動発生部材３を振動させる（ステップＳ１０４）。上述の通り、振動発生部材３が振動すると、保持部材２が側板部材６に対して振動し、当該振動が、保持部材２に向かって押圧された状態で保持部材２に接触した被操作部材１に伝わり、被操作部材１が振動する。結果として、被操作部材１の振動が、被操作部材１を所定角度だけ回転させた際の操作感として、操作者に与えられる。
【００３７】
なお、制御部材８は、操作者が入力部材２４にタッチした際に、保持部材２を振動させるのが好ましい。これにより、入力部材２４（保持部材２）にタッチした操作者に操作感を与えることができる。
【００３８】
また、操作者に与える操作感（被操作部材１及び保持部材２の振動）は、操作者の操作毎に共通でもよいし、異なってもよい。例えば、操作者が被操作部材１を回転操作した際に与える操作感と、操作者が入力部材２４をタッチ操作した際に与える操作感と、を異なる操作感にすることが考えられる。制御部材８は、コイル３１に供給する電流の大きさ及び周波数を制御することにより、被操作部材１及び保持部材２の振動の強さ及び周波数を変化させ、操作者に様々な操作感を与えることができる。
【００３９】
以上説明した通り、本実施形態に係る操作装置１００は、振動発生部材３により保持部材２を振動させることによって、被操作部材１を間接的に振動させ、操作者に被操作部材１の操作感を与えることができる。このように、本実施形態によれば、被操作部材１と振動発生部材３とを連結する必要がないため、操作装置１００の構成を簡易化することができる。結果として、操作装置１００の部品や製造工程を減らし、製造コストを削減することができる。
【００４０】
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【００４１】
また、本国際出願は、２０１８年２月２３日に出願した日本国特許出願第２０１８−０３１０８８号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【００４２】
１：被操作部材
２：保持部材
３：振動発生部材
４：回転検出部材
５：ベゼル
６：側板部材
７：基板
８：制御部材
９：底板部材
１１：面取り部
２１：振動伝達部材
２２：支持部材
２３：凹部
２４：入力部材
２５：天板部
２６：脚部
２７：クリアランス
２８，２９：弾性部材
３１：コイル
３２：磁性体板
３３，３４：固定部材
３５：クリアランス
５１：ネジ
６１：側板部
６２：中板部
６３：貫通孔
１００：操作装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019163241.tif 000007
【図６】
2019163241.tif 000008
【図７】
2019163241.tif 000009
【国際調査報告】
2019163241.tif 000010
2019163241.tif 000011
2019163241.tif 000012
2019163241.tif 000013