(57)【要約】【課題】非回転の磁石を備え、磁性体の回転により良好なクリック感生成と回転検知とを行うことができる回転操作ユニットを提供する。【解決手段】回転操作体１と、リング状または複数の磁石３０と、クリック感用磁性体２０と、回転検出用磁性体２５と、ＧＭＲセンサ３１ａ，３１ｂとを備える回転操作ユニット１０を設ける。クリック感用磁性体２０は、クリック感を生成する。回転検出用磁性体２５は、回転操作体１の回転の検出に用いられる。ＧＭＲセンサ３１ａ，３１ｂは、回転操作体１の回転により変化する磁束を検出する。【選択図】図２
2016219165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転操作体と、
非回転部に固定され、磁極が交互に複数形成されたリング状または複数の磁石と、
前記回転操作体に配置される、クリック感生成用の第１磁性部と、
前記回転操作体に配置される、前記回転操作体の回転の検出用の第２磁性部と、
前記回転操作体の回転により変化する磁束を検出する磁気検出部とを備える
ことを特徴とする回転操作ユニット。
【請求項２】
前記磁石は、前記回転操作体の回転軸に対する径方向に対極に着磁され、
前記磁気検出部は、
前記回転軸に垂直な平面方向の磁束を検出し、
前記磁石よりも外周側で、前記磁石の円周方向に隣り合う磁極の間の検出点配置範囲に配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の回転操作ユニット。
【請求項３】
前記第２磁性部は、前記第１磁性部に対し回転円周方向に位相をずらして配置される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転操作ユニット。
【請求項４】
前記第１磁性部または前記第２磁性部は、一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転操作ユニット。
【請求項５】
前記第１磁性部と前記第２磁性部とは、一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転操作ユニット。
【請求項６】
前記第１磁性部は、前記磁石の第１の着磁面を周回し、
前記第２磁性部は、前記磁石の第２の着磁面を周回する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転操作ユニット。
【請求項７】
前記磁石は、
前記回転操作体の回転軸に対する径方向の４方向で着磁され、
隣り合う２方向について、対極に着磁されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転操作ユニット。
【請求項８】
前記磁石は、前記回転操作体の回転軸に対して対角配置される２組の磁石を有する４個の磁石である
ことを特徴とする請求項７に記載の回転操作ユニット。
【請求項９】
前記磁石は、
前記回転操作体の回転軸に対する径方向の３方向で対極に着磁され、
隣り合う３つの前記回転検出部と同ピッチで配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転操作ユニット。
【請求項１０】
前記磁石は、
前記回転操作体の回転軸に対する径方向の２方向で対極に着磁され、
隣り合う２つの回転検出部と同ピッチで配置されており、
前記磁石の成す前記検出点配置範囲に２つの前記磁気検出部が配置されている
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転操作ユニット。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の回転操作ユニットを備える電子機器。
【請求項１２】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の回転操作ユニットを備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転操作ユニット、電子機器および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイヤルなどの回転操作体を回転操作することで、設定の変更や機能の選択を行うことができるデジタルカメラなどの電子機器が提案されている。特許文献１は、下面に複数極交互に着磁したリング状磁石が配置された回転操作体を有する装置を開示している。この装置は、回転操作によるユニットリング状磁石の回転に伴う磁束の変化を利用し、固定された磁石との磁気的な反応によるクリック感生成やホール素子による回転検出を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２８１９７２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、特許文献１が開示する装置では、クリック感生成や回転検出のための磁石がダイヤルに配置されるので、ダイヤルの重量が重くなり、良好なクリック感を生成することができない。これは、ダイヤルの重量が重くなることで、ダイヤルの摺動面での摩擦抵抗が増加するためであり、また、ダイヤルの回転が鈍くなるためである。したがって、磁石をダイヤルなどの回転操作体から外して非回転とし、磁性体を磁石に対して周回させることでクリック感生成と回転検知を行う構成が考えられる。しかしながら、この構成において、例えば磁性体の形状を回転検知に最適化すると、良好なクリック感を得ることができない。
【０００５】
本発明は、非回転の磁石を備え、磁性体の回転により良好なクリック感生成と回転検知とを行うことができる回転操作ユニットの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態の回転操作ユニットは、回転操作体と、非回転部に固定され、磁極が交互に複数形成されたリング状または複数の磁石と、前記回転操作体に配置される、クリック感生成用の第１磁性部と、前記回転操作体に配置される、前記回転操作体の回転の検出用の第２磁性部と、前記回転操作体の回転により変化する磁束を検出する磁気検出部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、非回転の磁石を備え、磁性体の回転により良好なクリック感生成と回転検知とを行うことができる回転操作ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】回転操作ユニットを備える電子機器の外観斜視図である。
【図２】回転操作ユニットの分解斜視図である。
【図３】回転操作ユニットの一部の分解斜視図である。
【図４】回転操作ユニットの断面図である。
【図５】回転操作体の回転状態における磁束の方向の変化を説明する図である。
【図６】回転操作ユニットの構成例を示す図である。
【図７】磁性体の回転開始位置に応じた磁気検出素子の出力を説明する図である。
【図８】磁気検出素子の配置の組み合わせに応じた出力の差異を示す図である。
【図９】磁気検出素子の配置の組み合わせに応じた出力の差異を示す図である。
【図１０】クリック感生成部と回転検出部の応用形状の例を説明する図である。
【図１１】実施例２の回転操作ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施形態の回転操作ユニットを備える電子機器の外観斜視図である。
本実施形態の回転操作ユニットは、例えば、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置において、撮影モードや撮影条件などを変更するための回転操作体に適応することができる。ただし、本実施形態の回転操作ユニットは、撮像装置に限定されることなく、例えば、複写機やプリンタ、スキャナなどの画像処理装置、通信装置、電子文具、医療機器等の電子機器が備える回転操作体に適応することができる。
【００１０】
図１において、デジタルカメラ１７の前面には、沈胴式のレンズ鏡筒１１が配置されている。電源ボタン１２を押圧することで、デジタルカメラ１７は電源入状態となる。モードダイヤル１５を回転させることで、マニュアルモード、シャッタースピード優先モード、絞り優先モード、動画撮影モード、ナイトモード等、各種モードを切り替えることができる。レリーズボタン１３を半押しすると、撮影準備動作（焦点検出動作および測光動作）が開始され、全押しすると撮影することができる。ズームレバー１４を左右に回転させることにより撮影画角の調整を行うことができる。ズームレバー１４を望遠側に回転させると被写体を大きくすることができ、広角側に回転させると被写体を小さくすることができる。
【００１１】
回転操作ユニット１０を回転、押下することで液晶パネル１６に表示された各種項目の選択、確定の操作を行い、さらに、シャッタースピードや絞り数値や露出補正値などの各種モード値の変更、確定の操作を行う。液晶パネル１６は、撮影した画像を再生表示するとともに、撮影時の被写体画像を表示する。
【００１２】
図２は、本実施形態の回転操作ユニットの分解斜視図である。図３は、回転操作ユニットの一部の分解斜視図である。特に、図３は、互いに位置決め固定される部材を示す。図３（Ａ）は、回転操作ユニット１０を操作面側から見たときの図である。図３（Ｂ）は、回転操作ユニット１０を操作面の反対側から見たときの図である。
【００１３】
回転操作ユニット１０は、回転操作体１、クリック感用磁性体２０、回転検出用磁性体２５、磁石３０、固定部材２、ホルダー３、ベース４、接着部材５、フレキシブル配線板６、カバー部材８、操作ボタン９を備える。なお、図２中の磁石３０は、Ｎ極を斜線で示している。
【００１４】
図４は、回転操作ユニットの断面図である。図４（Ａ）は、回転操作ユニット１０のフレキシブル配線板６に実装されるメタルドームスイッチ７ａおよび７ｃを通る横断面図である。また、図３（Ｂ）は、回転操作ユニット１０のフレキシブル配線板６に実装されるメタルドームスイッチ７ｄおよび７ｅを通る縦断面図である。
【００１５】
操作ボタン９、カバー部材８、クリック感用磁性体２０、回転操作体１、回転検出用磁性体２５、固定部材２、ホルダー３は、回転操作体１の回転中心を通る回転軸Ｚ上に配置される。また、磁石３０は、回転軸Ｚを中心として対称配置される。
【００１６】
回転操作ユニット１０は、回転軸Ｚを中心に回転操作することができる回転操作体１と、押圧操作することができる操作ボタン９とを備えるとともに、回転操作体１またはカバー部材８の上下左右の４つの位置を押圧操作することができる。
【００１７】
以下に、図２乃至図４を参照して、回転操作ユニット１０の構成を説明する。ベース４には、突起４ａが形成される。突起４ａが、フレキシブル配線板６に形成される穴６ａに挿通されることで、フレキシブル配線板６がベース４に位置決めされ、フレキシブル配線板６とベース４との間に配する接着部材５により固定される。
【００１８】
フレキシブル配線板６には、巨大磁気抵抗効果センサ（以下、「ＧＭＲセンサ」と記述）３１ａおよび３１ｂが実装される。ＧＭＲセンサ３１ａおよび３１ｂは、配置面に対して水平方向の磁束を検出し、検出した磁束が閾値を超えるときに信号を出力するデジタルタイプのＧＭＲセンサである。ＧＭＲセンサ３１ａおよび３１ｂにより、回転操作体１の回転により変化する磁束を検出する磁気検出部として機能する磁気検出素子３１が構成される。
【００１９】
また、フレキシブル配線板６には、押下されることで信号を出力する５つのメタルドームスイッチ７ａ乃至７e が実装されている。中央にスイッチ７ｂが配置され、回転操作ユニット１０の横方向である左右の位置に７ａと７ｃ、回転操作ユニット１０の縦方向である上下の位置に７ｄと７ｅが配置される。
【００２０】
ホルダー３には、複数の円筒形状部３ａが形成される。円筒形状部３ａより外周側に回転操作体摺動面３ｆおよび磁石受け面３ｅが形成される。円筒形状部３ａより内周側に複数の腕部３ｂが形成される。腕部３ｂの付け根は、二股形状であり、円筒形状部３ａに連結される。腕部３ｂの付け根が二股形状になっているのは、回転操作体１を回転させるときに、腕部３ｂが回転負荷により、円周方向に変形しにくくすることで、ホルダー３が回転することを防ぐためである。
【００２１】
腕部３ｂの付け根の二股形状の間の円筒形状部３ａに嵌合溝３ｇが形成され、それぞれの腕部３ｂの先端には、ホルダー３の表面を向く突起３ｃおよび嵌合部３ｄが形成されている。また、ホルダー３の裏面、すなわちフレキシブル配線板６と対向する面には、４つのメタルドームスイッチ７ａ、７ｃ、７ｄ、７ｅをそれぞれ押す４つの押し子３ｈが形成されている。
【００２２】
固定部材２には、複数の嵌合穴２ｃが形成される。嵌合穴２ｃの一部に嵌合溝２ｄが形成される。嵌合穴２ｃが、ホルダー３の突起３ｃと係合し、嵌合溝２ｄがホルダー３の嵌合部３ｄと係合する。したがって、ホルダー３は、固定部材２に対して位置決めされる。また、固定部材２には、複数の嵌合部２ｅが形成され、嵌合部２ｅが、ベース４に形成される穴１３ｂに挿通され、接着や熱カシメなどによって、固定部材２がベース４に位置決め固定される。すなわち、ホルダー３は、腕部３ｂの先端の突起部３ｃが固定部材２とベース４に挟み込まれ、固定部材２が抜け止めとなることで保持され、腕部３ｂにより、ホルダー３はベース４に対して傾倒可能に支持される。したがって、ホルダー３が、ベース４に向けて押圧されることで、４つの押し子３ｈのいずれかが４つのメタルドームスイッチ７ａ、７ｃ、７ｄ、７ｅのいずれかを押圧し、信号を出力する。
【００２３】
磁石３０は、図１に示すように、複数の角型磁石である。磁石３０は、同一円周上に等ピッチで着磁方向がラジアル方向（径方向）で交互に入れ替わるよう並べられている。すなわち、磁石３０は、回転操作体１の回転軸に対する径方向に対極に着磁されている。磁石３０は、ホルダー３の磁石受け面３ｅで接着やインサート成型などにより正確に固定される。磁石３０の数は、回転操作体１が１周する際のカウント数と同数である。なお、実施例１では、回転操作体１が１周する際のカウント数は８カウントの例を示している。また、実施例１では、磁石３０は、複数の角型磁石だが、ラジアル方向で着磁方向が交互に入れ替わるように着磁した円環形状（リング状）や多角形などの形状を有する一体の磁石でもよい。すなわち、本発明は、非回転部に固定され、磁極が交互に複数形成されたリング状または複数の磁石に適用可能である。
【００２４】
回転検出用磁性体２５は、回転操作体１の回転の検出用の磁性部（第２磁性部）である。磁石３０の着磁面において、回転検出部として機能する突出部２５ａが回転軸Ｚに対して等ピッチで形成されている。突出部２５ａは腕部２５ｂと二股部２５ｃで形成され、磁石３０の着磁方向に垂直な面以外に一体化部２５ｄが形成されている。二股部２５ｃは、腕部２５ｂを中心とする対称形状で、これら突出部２５ａの数は、回転操作体１が１周する際のカウント数と同数となる。二股部２５ｃの先端は、回転検出用磁性体２５が所定の回転角のとき、磁気検出素子３１を向くように折り曲げられている。また、腕部２５ｂは、一体化部付近の幅よりも二股部付近の幅の方が階段状に太く形成されている。これは、磁束が磁性体の端部に集まりやすいという性質を考慮した形状であり、腕部２５ｂの幅の違いにより形成される端部が磁石３０の着磁面上にあることで、突出部２５ａ内に吸収もしくは放出される磁束が増幅される。したがって、二股部２５ｃの先端を流れる磁束も増幅されるので、磁気検出素子３１の検出する磁束は、腕部２５ｂの幅の違いにより増幅される。
【００２５】
図１０は、クリック感用磁性体と回転検出用磁性体の応用形状の例を説明する図である。
実施例１の回転操作ユニットでは、二股部２５ｃの先端が折り曲げられた形状を有しているが、図１０（Ａ）に示すように、二股部２６ｃを円弧形状として、磁気検出素子３１へ向けてもよい。また、回転検出用磁性体２５は、一体的に形成されている。
【００２６】
クリック感用磁性体２０は、クリック感生成用の磁性部（第１磁性部）である。回転検出用磁性体２５の突出部２５ａとは別の磁石３０の着磁面において、クリック感生成部としての突出部２０ａが、回転軸Ｚに対して等ピッチで形成され、磁石３０の着磁方向に垂直な面以外で一体化されている。なお、突出部２０ａの数は、突出部２５ａと同数である。
【００２７】
回転操作体１は、ホルダー３の円筒形状部３ａと係合し、回転操作体摺動面３ｆ上で摺動する構成であり、ホルダー３によって回転自在に支持されている。また、回転操作体１は、クリック感用磁性体２０と回転検出用磁性体２５を保持し、一体となって回転する。このとき、クリック感用磁性体２０の突出部２０ａは、磁石３０の内周に沿った着磁面（第１の着磁面）を周回する。回転検出用磁性体２５の二股部２５ｃは、磁石３０の外周に沿った着磁面（第２の着磁面）を周回する。すなわち、クリック感用磁性体２０の突出部２０ａが内周にあることで、突出部２０ａの両端の２か所が磁石３０の着磁面と接近する。したがって、突出部２０ａをより磁石３０の着磁面に近付けることができるので、クリック感を出しやすくなる。また、磁石３０の外周側は検出点配置範囲３１ｃを広く確保できるため、磁束の方向の変化を起こしやすくなる。なお、検出点配置範囲３１ｃについては、図５を参照して後述する。
【００２８】
また、実施例１の回転操作ユニットでは、クリック感用磁性体２０と回転検出用磁性体２５の２種類の磁性体が形成されるが、１種類の磁性体で、クリック感生成部と回転検出部を形成してもよい。すなわち、図１０（Ｂ）に示すように、一体化部２７ｄの一方からクリック感生成部としての突出部２７ｂが形成され、他方から回転検出部としての突出部２７ａが形成される一体形状としてもよい。また、図１０（Ｃ）に示すように、突出部２８ｄと突出部２８ａとをそれぞれ個別に形成し、回転操作体１が１周する際のカウント数と同数の別体形状としてもよい。なお、回転検出部が突出部２８ａのみの形状では、腕部２８ｂが端部となり、磁石３０の着磁面に向くので、上述した腕部２５ｂの幅の違いと同様の効果を得ることができる。
【００２９】
カバー部材８は、下面には複数のフック部８ａが形成され、ホルダー３の円筒形状部３ａに形成される嵌合溝３ｇと係合する。したがって、カバー部材８はホルダー３に対して回転することなく固定される。すなわち、クリック感用磁性体２０、回転操作体１、回転検出用磁性体２５、磁石３０はカバー部材８とホルダー３との間に挟まれることになり、カバー部材８が抜け止めとなる。
【００３０】
操作ボタン９は、ホルダー３の円筒形状部３ａの内側に配置される。操作ボタン９には、メタルドームスイッチ７ｂを押す押し子部９ａが形成され、操作ボタン９が押されることで、メタルドームスイッチ７ｂが押圧されることで信号を出力する。また、押し子部９ａの側面に嵌合部９ｂが形成され、複数のフック部９ｃが形成される。したがって、操作ボタン９は、押し子部９ａと嵌合部９ｂが固定部材２の嵌合穴２ａと嵌合溝２ｂに係合することで位置決めかつ回転止めされ、フック部９ｃが固定部材２の嵌合溝２ｆに係合することで固定部材に対して抜け止めされる構成となる。
【００３１】
なお、カバー部材８の表面の上下左右の４箇所および操作ボタン９の表面に、５つのメタルドームスイッチ７ａ乃至７ｅのそれぞれが押圧されることで機能する動作を表す文字や記号を印刷することが可能である。
【００３２】
図５は、回転操作体の回転状態における磁束の方向の変化を説明する図である。
図５を参照して、回転検出用磁性体２５が回転するときに、先端が磁気検出素子３１を向く二股部２５ｃによって、検出点配置範囲３１ｃにおいて磁束の流れる方向がどのように変化するかを説明する。検出点配置範囲３１ｃは、磁気検出素子３１の検出点を配置可能な範囲であり、その範囲は、磁石３０の着磁面を着磁面に対し垂直に延長した場合に、隣り合う延長した着磁面の間となる。すなわち、磁気検出素子３１は、回転操作体１の回転軸に垂直な平面方向の磁束を検出し、磁石３０よりも外周側で、磁石３０の円周方向に隣り合う磁極の間の検出点配置範囲に配置される。磁束の流れる主な方向は点線の矢印で示し、磁石３０のＮ極は斜線で示す。図５では、説明を容易にするために、磁石３０と回転検出用磁性体２５と検出点配置範囲３１ｃのみを示し、全周の４分の１のみを拡大して示している。なお、磁石３０の隠れている部分は点線で示す。
【００３３】
図５（Ａ）は、磁石３０を構成するそれぞれの磁石の中心３０ｃと、回転検出用磁性体２５の腕部２５ｂの中心２５ｅとが等しい状態、つまり磁石３０と回転検出用磁性体２５が同位相の状態を示す。この状態では、磁石３０ｂのＮ極から放出された磁束Ａは、Ｎ極に最も近い腕部２５ｂから磁性体に吸収され、腕部２５ｂに連結されている二股部２５ｃの先端２５ｃ１へ流れる。先端２５ｃ１から放出された磁束Ｂは、隣の二股部２５ｃの先端２５ｃ２へ吸収され、腕部２５ｂへと流れ、腕部２５ｂから放出された磁束Ｃは、磁石３０ａのＳ極へ吸収される。したがって、検出点配置範囲３１ｃでの磁束の主な方向は、回転操作体１の回転軸Ｚを中心とする円の略円周方向となる。
【００３４】
実施例１では、回転操作体１が１周する際のカウント数は８カウントであるので、１カウント分の回転角は４５度となり、図５（Ａ）に示す同位相の状態から図５（Ｅ）に示す次の同位相の状態までの回転は４５度となる。以降、１カウント分の回転、つまり、４５度の回転を１周期とする。
【００３５】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す状態から回転操作体１を時計回りに１／４周期回転させた状態を示す。この状態では、磁石３０ｂのＮ極から放出された磁束Ｄは、Ｓ極に最も近い二股部２５ｃの先端２５ｃ２から回転検出用磁性体２５へ吸収され、腕部２５ｂへ流れ、腕部２５ｂから放出された磁束Ｅは、磁石３０ａのＳ極へ吸収される。したがって、検出点配置範囲３１ｃでの磁束の主な方向は、回転操作体１の回転軸Ｚを中心とする円の内側へ向かう方向となる。
【００３６】
図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）に示す状態から回転操作体１を時計回りに１／４周期回転させた状態を示す。この状態では、磁石３０ｂのＮ極から放出された磁束Ｆは、二股部２５ｃの磁石３０ｂと対向する面から吸収され、先端２５ｃ２から放出される。放出された磁束Ｇは、同じ二股部２５ｃの他方の先端２５ｃ１から吸収され、二股部２５ｃの磁石３０ａと対向する面から磁束Ｈが放出され、Ｓ極へ吸収される。したがって、検出点配置範囲３１ｃでの磁束の主な方向は、図５（Ａ）の状態と同様に略円周方向となる。
【００３７】
図５（Ｄ）は、図５（Ｃ）に示す状態から回転操作体１を時計回りに１／４周期回転させた状態を示す。この状態では、磁石３０ｂのＮ極から放出された磁束Ｉは、腕部２５ｂから吸収され、二股部２５ｃの先端２５ｃ１へ流れ、先端２５ｃ１から放出された磁束Ｊは、磁石３０ａのＳ極へ吸収される。したがって、検出点配置範囲３１ｃでの磁束の主な方向は、回転操作体１の回転軸Ｚを中心とする円の外側へ向かう方向となる。
【００３８】
図５（Ｅ）は、図５（Ｄ）に示す状態から回転操作体１を時計回りに１／４周期回転させた状態を示す。この状態は、図５（Ａ）で示す状態と同様であり、磁石３０ｂのＮ極から放出された磁束Ｋは、Ｎ極に最も近い腕部２５ｂから磁性体に吸収され、この腕部２５ｂに連結されている二股部２５ｃの先端２５ｃ１へ流れる。先端２５ｃ１から放出された磁束Ｌは、隣の二股部２５ｃの先端２５ｃ２へ吸収され、腕部２５ｂへと流れ、腕部２５ｂから放出された磁束Ｍは、磁石３０ａのＳ極へ吸収される。したがって、検出点配置範囲３１ｃでの磁束の主な方向は、図５（Ａ）の状態と同様に略円周方向となる。その結果、検出点配置範囲３１ｃでは、１周期の回転の間に磁束の方向が円の接線方向を基準に両方向へ変化することとなる。
【００３９】
回転操作体１を反時計回りに１周期回転させる際には、例えば、図５（Ｅ）の状態から、図５（Ｄ）の状態、図５（Ｃ）の状態、図５（Ｂ）の状態、図５（Ａ）の状態へと順次変化する。図５に示すそれぞれの状態での磁束の方向の変化は、上述した変化と同様であるため、説明を省略する。すなわち、磁束の方向の変化は、回転検出用磁性体２５の回転方向ではなく回転角度に依存しているため、１周期の回転においては、図５（Ｃ）に示す状態を境に対称性を持つ。したがって、回転検出用磁性体２５が磁石３０と同位相の状態から、時計回りに１周期回転する場合と反時計回りに１周期回転する場合の磁束の方向の変化は、１／２周期を境に対称となる。
【００４０】
図６は、回転操作ユニットの構成例を示す図である。
図６には、２つのＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの配置位置と配置角度が示される。また、図６には、回転検出用磁性体２５とクリック感用磁性体２０の配置位置が示される。ＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの配置位置は、ＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの検出点の位置であり、配置円α上における磁石の中心２５ｃからの角度で示す。また、ＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの配置角度は、ＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの向く方向であり、配置位置におけるラジアル方向からの角度で示す。なお、ＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの検出方向を矢印で示し、磁石３０のＮ極を斜線で示す。
【００４１】
磁石が回転しない場合、２つのＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの配置位置の角度差は、２つのＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの出力波形の位相差と等しくならない。これは、回転検出用磁性体２５が１周期回転する間の磁束の方向の変化は、一様でないためである。したがって、図６に示す２つのＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの配置位置と配置角度の調整が必要となる。
【００４２】
ＧＭＲセンサ３１ａの配置位置は、回転操作体１の回転軸Ｚを中心とする配置円α上であり、Ｓ極を外側、Ｎ極を内側に向ける磁石３０の中心３０ｃから時計回りに２７．５度の位置である。また、ＧＭＲセンサ３１ａの配置角度は、配置位置におけるラジアル方向から、時計回りに４０度回転させた角度である。すなわち、ＧＭＲセンサ３１ａの検出方向は、ラジアル方向から時計回りに４０度回転した方向である。
【００４３】
ＧＭＲセンサ３１ｂの配置位置は、配置円α上であり、Ｓ極を外側、Ｎ極を内側に向ける磁石の中心３０ｃから反時計回りに２７．５度の位置である。また、ＧＭＲセンサ３１ｂの配置角度は、ＧＭＲセンサ３１ｂの配置位置から配置円αの中心へ向かう方向から、反時計回りに１０度回転させた角度である。すなわち、ＧＭＲセンサ３１ｂの検出方向は、中心方向から反時計回りに１０度回転した方向である。したがって、図６に示す２つのＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの配置位置と配置角度によって、波形の位相差余裕が確保される。
【００４４】
クリック感用磁性体２０と回転検出用磁性体２５の配置について説明する。回転検出用磁性体２５は、クリック感用磁性体２０に対し回転円周方向に位相をずらして配置される。この例では、回転検出用磁性体２５は、クリック感用磁性体２０の突出部２０ａの中心に対して、回転検出用磁性体２５の突出部２５ａの中心を時計回りに８．５度ずらした状態で回転操作体１に配置する。この状態で、回転操作体１をホルダー３に組み付けると、図６に示すように、磁石３０の中心３０ｃに対して、回転検出用磁性体２５の突出部２５ａの中心が時計回りに１０度ずれた状態で回転操作体１が停止する。すなわち、図６に示す状態は、回転操作体１に組み付けられたクリック感用磁性体２０と回転検出用磁性体２５が磁石３０に対して、磁気的な力が釣合った状態であり、回転操作体１の停止状態であることを示す。
【００４５】
クリック感用磁性体２０と回転検出用磁性体２５を組み付けられた回転操作体１は、磁気的吸引反発力により、停止状態から略１／２周期回転するまでの間では、元の停止状態へ戻ろうとする。回転操作体１は、略１／２周期を超えて回転させると、次の停止状態へ向かって回転しようとする。すなわち、この磁気的吸引反発力によりクリック感を生成している。
【００４６】
なお、図６中に示したＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの配置は、回転操作体１が１周する際のカウント数を８カウントとする場合の一例であり、回転操作ユニット１０の構成や１周のカウント数が変われば、異なった配置となる。
【００４７】
図６を参照して、回転検出用磁性体２５の突出部２５ａは、磁石３０に対して時計回りに１０度ずれた状態が停止状態であることを説明した。この構成は、回転操作体１が時計回り、反時計回りに回転する際、それぞれの回転を判別するタイミングを略同タイミングとするための構成である。回転を判別するタイミングとは、回転操作体１が１周期回転する間の、どの回転角で回転方向の判別を完了するかのタイミングのことであり、例えば、液晶パネル１６に表示されるカーソルが回転を判別するタイミングで移動する。以下で、回転検出用磁性体２５の磁石３０に対するずれの有無による、回転を判別するタイミングの差異について述べる。
【００４８】
図７は、回転検出用磁性体の回転開始位置に応じた磁気検出素子の出力信号を説明する図である。
図７中に示す出力信号は、２つのＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの出力信号である。なお、切り状態のときは低い信号、入り状態のときは高い信号が出力されるものとする。図７（Ａ）は、回転検出用磁性体２５が磁石３０と同位相の状態から回転を開始する状態を示す。図７（Ｂ）では、回転検出用磁性体２５が磁石３０に対して、時計回りに１０度ずれた状態から回転を開始する状態を示す。なお、実施例１の回転操作ユニット１０の構成は、図７（Ｂ）に示す配置となる。
【００４９】
図７（Ａ−１）、図７（Ｂ−１）は、それぞれ、回転操作体１が時計回りに回転するときのＧＭＲセンサ３１ａの出力信号の変化、ＧＭＲセンサ３１ｂの出力信号の変化を示す。図７（Ａ−２）、図７（Ｂ−２）は、それぞれ、回転操作体１が反時計回りに回転するときのＧＭＲセンサ３１ａの出力信号の変化、ＧＭＲセンサ３１ｂの出力信号の変化を示す。
【００５０】
また、回転操作体１が時計回転するときの回転を判別するタイミングは３１ｔ１で示されており、回転操作体１が反時計回りの回転を判別するタイミングは３１ｔ２で示されている。なお、実施例１では、回転を判別するタイミングは、２つのＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂの出力する信号が、共に切り状態であるときから、次に共に切り状態となるときとしている。
【００５１】
図７（Ａ）に示す状態では、回転を判別するタイミング３１ｔ１と３１ｔ２は１／４周期分以上離れているので、回転操作ユニット１０の回転方向によって操作性にばらつきが出てしまう。一方、図７（Ｂ）に示す状態では、回転を判別するタイミング３１ｔ１と３１ｔ２が略同タイミングであり、回転を判別するタイミングの対称性が確保されるようになる。したがって、実施例１では、回転検出用磁性体２５の回転開始位置を、磁石３０に対して時計回りに１０度ずらした位置とすることで、回転操作体１を時計回り、反時計回りに回転させる際の回転を判別するタイミングを略同タイミングとする。すなわち、回転開始位置において、回転検出用磁性体２５は、回転を判別するタイミングを略同タイミングとするために、磁石３０に対してずらして配置する。
【００５２】
さらに、クリック感用磁性体２０については、クリック感用磁性体２０と回転検出用磁性体２５が磁石３０に対して、磁気的に力が釣合った状態となるように配置する。したがって、回転検出用磁性体２５とは別にクリック感用磁性体２０があることで、クリック感を維持しつつ、１周期の回転を判断するタイミングの調整が可能となる。
【００５３】
なお、実施例１では、クリック感用磁性体２０と回転検出用磁性体２５を磁性体としているが、クリック感用磁性体２０の材質を回転検出用磁性体２５より透磁率の高い材質としてもよい。なお、実施例１とは異なる磁気検出素子３１の配置であっても、停止状態での磁石３０に対する回転検出用磁性体２５の配置角度によって、１周期の回転を判断するタイミングの変更が可能である。
【００５４】
図８と図９は、磁気検出素子の配置の組み合わせに応じた出力信号の差異を説明する図である。
図８および図９を参照して、磁気検出素子３１の配置の組み合わせが異なると、磁石３０に対する回転検出用磁性体２５の配置角度が、回転開始位置においてどちらにずれるかについて説明する。
【００５５】
図８および図９は、２つの磁気検出素子３１としてのＧＭＲセンサの配置の組み合わせのうち、回転検出に有効な組み合わせと、その組み合わせによる磁気検出素子３１の出力波形を示す。ここで、回転検出に有効な組み合わせとは、実施例１において、位相差余裕を十分確保できるＧＭＲセンサの配置の組み合わせであり、２つのＧＭＲセンサのどちらも入り状態となる区間３１ｄが、１周期の内で１／２周期の前後どちらかの２パターンとなる。
【００５６】
なお、説明を容易にするため、図８（Ａ−１）乃至（Ａ−３）、図９（Ａ−１）乃至（Ａ−３）では、２つのＧＭＲセンサと周辺の磁石３０と回転検出用磁性体２５の一部分のみを示し、磁気検出素子３１の検出方向は矢印で示す。また、図８（Ｂ）および図９（Ｂ）は、２つの磁気検出素子３１の時計回りの出力のみを示しており、回転開始位置では、磁石３０と回転検出用磁性体２５が同位相である。これは、回転検出用磁性体２５をずらす方向は、回転開始位置で磁石３０と回転検出用磁性体２５が同位相である状態を見ることで判断できるためである。
【００５７】
図８は、２つのＧＭＲセンサのどちらも入り状態となる区間３１ｄが、１／２周期より後にある組み合わせと出力波形を示す。図８（Ａ−１）では、１つの磁気検出素子３１は、磁石３０の外側の着磁面を時計回りに見てＳ極、Ｎ極の順で変わる２つの磁石３０の間で、検出方向が外側を向くよう配置される。もう１つの磁気検出素子３１は、磁石３０の外側の着磁面を時計回りに見てＮ極、Ｓ極の順で変わる２つの磁石３０の間で、検出方向が内側を向くよう配置される。なお、実施例１に示す２つのＧＭＲセンサ３１ａと３１ｂは、ここで示す組み合わせである。
【００５８】
図８（Ａ−２）では、２つの磁気検出素子３１が、磁石３０の外側の着磁面を時計回りに見てＳ極、Ｎ極の順で変わる異なる２つの磁石３０の間で、検出方向が外側を向くよう配置される。図８（Ａ−３）では、２つの磁気検出素子３１が、磁石３０の外側の着磁面を時計回りに見てＮ極、Ｓ極の順で変わる異なる２つの磁石３０の間で、検出方向が内側を向くよう配置される。すなわち、図８に示す状態では、回転検出用磁性体２５を磁石３０に対して時計回りにずらした状態から回転を開始することで、回転開始位置が１／２周期方向へずれるので、回転を判別するタイミング３１ｔ１は、１／２周期方向へ近づくこととなる。したがって、図８に示す２つのＧＭＲセンサの配置の組み合わせでは、回転検出用磁性体２５を磁石３０に対して時計回りにずらした状態から回転を開始することで、時計回り、反時計回りの回転を判別するタイミングを略同タイミングとすることができる。
【００５９】
図９は、２つのＧＭＲセンサのどちらも入り状態となる区間３１ｄが、１／２周期より前にある組み合わせと出力波形を示す。図９（Ａ−１）では、１つの磁気検出素子３１は、磁石３０の外側の着磁面を時計回りに見てＳ極、Ｎ極の順で変わる２つの磁石３０の間で、検出方向が内側を向くよう配置される。もう１つの磁気検出素子３１は、磁石３０の外側の着磁面を時計回りに見てＮ極、Ｓ極の順で変わる２つの磁石３０の間で、検出方向が外側を向くよう配置される。
【００６０】
図９（Ａ−２）では、２つの磁気検出素子３１が、磁石３０の外側の着磁面を時計回りに見てＳ極、Ｎ極の順で変わる異なる２つの磁石３０の間で、検出方向が内側を向くよう配置される。図９（Ａ−３）では、２つの磁気検出素子３１が、磁石３０の外側の着磁面を時計回りに見てＮ極、Ｓ極の順で変わる異なる２つの磁石３０の間で、検出方向が外側を向くよう配置される。すなわち、図９に示す状態では、回転検出用磁性体２５を磁石３０に対して反時計回りにずらした状態から回転を開始することで、回転開始位置が不図示の前の１／２周期方向へずれるので、回転を判別するタイミング３１ｔ１は、１周期方向へ近づくこととなる。したがって、図９に示す２つのＧＭＲセンサの配置の組み合わせでは、回転検出用磁性体２５を磁石３０に対して反時計回りにずらした状態から回転を開始することで、時計回り、反時計回りの回転を判別するタイミングを略同タイミングとすることができる。
【００６１】
実施例１では、回転検出用磁性体２５とクリック感用磁性体２０のそれぞれの突出部をずらして配置しているが、図１０（Ｄ）に示すように、回転検出用磁性体２９の二股部２９ｃの左右の腕の長さを変えることで、同等の効果が得られるようにしてもよい。なお、図１０（Ｄ）に示す例では、クリック感用磁性体、回転検出用磁性体のそれぞれが一体的に形成されている。以上説明したように、実施例１によれば、磁石を非回転の部材に配置した構成において、磁気検出素子が磁束の方向の変化を検出することで、回転操作体の回転操作を不良なく検出することを可能にした回転操作ユニットを提供することができる。
【００６２】
（実施例２）
図１１は、実施例２の回転操作ユニットを示す図である。
実施例１では、磁石の数とクリック感生成部としての突出部と回転検出部としての突出部の数が、回転操作体を１周させるときの回転検出のカウント数と同数であった。実施例２では、クリック感生成部としての突出部と回転検出部としての突出部の数は、回転操作体を１周させるときの回転検出のカウント数と同数だが、磁石の数を減らしている。例えば、実施例２では磁石の数は、４つ以下としている。なお、実施例２では、上述した実施例１と同様である部分は、実施例１と同一の符号を付与して、その説明を省略する。
【００６３】
磁石の数とＧＭＲセンサの配置以外は実施例１と同様であることから、図１１では、説明を容易にするために、磁石とＧＭＲセンサと回転検出用磁性体のみを示す。また、ＧＭＲセンサに示す矢印は検出方向を示し、磁石の隠れている部分を二点鎖線で示す。図１１中の磁石３００ａ乃至３００ｃ、磁石３０１ａ乃至３０１ｃ、磁石３０２ａおよび３０２ｂは、実施例１で適用する磁石３０と同様である。以下では、磁石３００ａ乃至３００ｃを単に磁石３００とも記述する。磁石３０１ａ乃至３０１ｃを単に磁石３０１とも記述する。また、磁石３０２ａおよび３０２ｂを単に磁石３０２とも記述する。
【００６４】
図１１（Ａ）に示す構成は、磁石３００が４つの磁石を持つときの、クリック感用磁性体２０と回転検出用磁性体２５と２つのＧＭＲセンサ３１０ａと３１０ｂの配置である。なお、回転操作体１を１周させるときの回転検出のカウント数は、実施例１と同数で８カウントとする。
【００６５】
磁石３００は、回転操作体１の回転軸Ｚに対するラジアル方向の４方向に着磁された４つの磁石で構成される。２つの磁石３００ａと３００ｂは隣り合い、着磁方向は交互し、ＧＭＲセンサ３１０ａと両隣の２つの磁石３００ａと３００ｂの位置関係は、実施例１で示したＧＭＲセンサ３１ａと両隣の磁石３０の位置関係と同様である。残りの２つの磁石３００ｃと３００ｄは隣り合い、着磁方向は交互し、ＧＭＲセンサ３１０ｂと両隣の２つの磁石３００ｃと３００ｄの位置関係は、実施例１で示したＧＭＲセンサ３１ｂと両隣の磁石３０の位置関係と同様である。また、隣り合う２つの磁石３００ａと３００ｂと隣り合う２つの磁石３００ｃと３００ｄは、回転軸Ｚに対して対角配置されており、回転操作体１を回転操作するときの感触のばらつきを抑える効果がある。すなわち、図１１（Ａ）に示す例では、磁石３０は、回転操作体１の回転軸に対する径方向の４方向で着磁され、隣り合う２方向について、対極に着磁されている。また、磁石３００は、回転操作体１の回転軸に対して対角配置される２組の磁石を有する４個の磁石で構成される。
【００６６】
図１１（Ｂ）に示す構成は、磁石３０１が３つの磁石を持つときの、クリック感用磁性体２０と回転検出用磁性体２５と２つのＧＭＲセンサ３１１ａと３１１ｂの配置を示す。なお、回転操作体１を１周させるときの回転検出のカウント数は、実施例１と同数で８カウントとする。
【００６７】
磁石３０１は、回転操作体１の回転軸Ｚに対するラジアル方向の３方向に着磁された３つの磁石で構成される。３つの磁石３０１ａと３０１ｂと３０１ｃは、回転検出用磁性体２５の隣り合う突出部２５ａと同ピッチで３つ並び、着磁方向は交互している。また、ＧＭＲセンサ３１１ａと両隣の２つの磁石３０１ａと３０１ｂの位置関係は、実施例１で示したＧＭＲセンサ３１ａと両隣の磁石３０と同様である。また、ＧＭＲセンサ３１１ｂと両隣の２つの磁石３０１ｂと３０１ｃの位置関係は、実施例１で示したＧＭＲセンサ３１ｂと両隣の磁石３０と同様である。図１１（Ａ）に示す構成において、磁石３００ｂと３００ｃを共有することで、図１１（Ｂ）に示す構成と同様となる。すなわち、図１１（Ｂ）に示す例では、磁石は、回転操作体１の回転軸に対する径方向の３方向で対極に着磁され、隣り合う３つの回転検出用磁性体と同ピッチで配置されている。
【００６８】
回転操作体１が１周するときの回転検出のカウント数が実施例１と同一の場合、実施例１に示す２つの磁気検出素子３１と両隣の磁石３０の位置関係を保てば、その他の磁石がない場合でも、実施例１と同様の回転検出が可能である。
【００６９】
図１１（Ｃ）に示す構成は、磁石３０２が２つの磁石を持つときの、クリック感用磁性体２０と回転検出用磁性体２５と２つのＧＭＲセンサ３１２ａと３１２ｂの配置を示す。なお、回転操作体１を１周させるときの回転検出のカウント数は、実施例１と同数で８カウントとする。
【００７０】
磁石３０２は、回転操作体１の回転軸Ｚに対するラジアル方向の２方向に着磁された２つの磁石で構成される。２つの磁石３０２ａと３０２ｂは、回転検出用磁性体２５の隣り合う突出部２５ａと同ピッチで２つ並び、着磁方向は交互している。また、ＧＭＲセンサ３１２ａと両隣の２つの磁石３０２ａ３０２ｂの位置関係は、実施例１で示したＧＭＲセンサ３１ａと両隣の磁石３０と同様である。一方、ＧＭＲセンサ３１２ｂの配置位置は、回転操作体１の回転軸Ｚを中心とする配置円α上であり、Ｓ極を外側、Ｎ極を内側に向ける磁石の中心から時計回りに１７．５度の位置である。また、ＧＭＲセンサ３１２ｂの配置角度は、配置円αの中心からＧＭＲセンサ３１２ｂの配置位置へ向かう方向から、さらに反時計回りに１０度回転させた角度である。つまり、ＧＭＲセンサ３１２ｂの検出方向は、ラジアル方向から反時計回りに１０度回転した方向である。ＧＭＲセンサ３１２ｂが出力する信号は、磁束の変化の対称性により、ＧＭＲセンサ３１ｂの出力する信号と略同一となり、実施例１と同様の回転検出が可能となる。すなわち、図１１（Ｃ）に示す例では、磁石は、回転操作体１の回転軸に対する径方向の２方向で対極に着磁され、隣り合う２つの回転検出用磁性体と同ピッチで配置されている。そして、磁石の成す検出点配置範囲に２つのＧＭＲセンサが配置されている。
【００７１】
実施例１では、回転操作体１を１周させるときの回転検出のカウント数と磁石が同数であるため、１周のカウント数を増やすと磁石も増え、組立性やコストにおいて不利である。一方、実施例２の構成において１周のカウント数を増やすには、磁石は４つもしくは３つ、ＧＭＲセンサの配置が可能であれば磁石は２つのままで、クリック感生成部としての突出部と回転検出部としての突出部を１周のカウント数とそれぞれ同数とすれば良い。そして、２つのＧＭＲセンサの出力波形の位相差を確保することができれば、回転検出が可能となる。このときの磁石の配置角度は、例えば、１周のカウント数が８カウントならば４５度ピッチ、１２カウントならば３０度ピッチとなり、カウント数と同数の磁石を等ピッチに配置するときと同じ角度となる。実施例２では、複数の角型磁石を示したが、同様の磁極の構成を保てば、交互に磁極を持つセグメント型磁石でも良いし、磁石を樹脂などで連結して、一体形状としても良い。
【００７２】
以上説明したように、実施例２によれば、磁石を非回転の部材に配置した構成において、磁気検出素子が磁束の方向の変化を検出することで、回転操作体の回転操作を不良なく検出することを可能にした回転操作ユニットを提供することができる。本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明は、これらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１  回転操作ユニット
２０  クリック感用磁性体
２０ａ  突出部
２５  回転検出用磁性体
２５ａ  突出部
２５ｂ  腕部
２５ｃ  二股部
２５ｄ  一体化部
３０  磁石
３１  磁気検出素子
３１ａ、３１ｂ  ＧＭＲセンサ
【図１】
2016219165.tif 000003
【図２】
2016219165.tif 000004
【図３】
2016219165.tif 000005
【図４】
2016219165.tif 000006
【図５】
2016219165.tif 000007
【図６】
2016219165.tif 000008
【図７】
2016219165.tif 000009
【図８】
2016219165.tif 000010
【図９】
2016219165.tif 000011
【図１０】
2016219165.tif 000012
【図１１】
2016219165.tif 000013