(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の軸を中心に回転するツマミと、
前記ツマミへの操作入力に基づいて、信号を出力するロータリーエンコーダと、
前記所定の軸と同軸で回転するクリック用歯車と、
前記クリック用歯車を押圧するボールと、
前記ボールを前記クリック用歯車方向に押圧するバネと、
前記バネと接続されるソレノイドと、
前記ロータリーエンコーダから出力される信号に基づいてパラメータを生成し、前記生成したパラメータに基づいて、前記ソレノイドの所定の位置からの変位量を制御し、前記バネのバネ長を変化させる制御部と、
を備えたロータリーエンコーダ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記パラメータが最大値又は最小値であるときに、前記バネ長を最小値とする
請求項１記載のロータリーエンコーダ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記パラメータがセンター値であるときに、前記バネ長を中間値とする
請求項１記載のロータリーエンコーダ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記パラメータが最大値又はセンター値又は中間値以外のときに、前記バネ長を最大値とする
請求項１記載のロータリーエンコーダ装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記パラメータが最大値又はセンター値又は最小値であるときに、前記バネ長を最大値とする
請求項１記載のロータリーエンコーダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオ、特にカーオーディオのボリューム等に使用されるロータリーエンコーダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オーディオのボリューム等には、ロータリーエンコーダが設けられている。ロータリーエンコーダには手で操作するツマミが設けられており、そのツマミの回転量に応じて抵抗等のパラメータを電子回路に出力する。
【０００３】
この従来のオーディオのボリューム等に使用されているロータリーエンコーダ装置においては、ツマミは回転数に制限なく、一定の操作トルクで無限に回転する。このため、可変抵抗を手で操作する場合のように、変化させるパラメータの最小値、センター値あるいは最大値を手の感触で把握することができない。
【０００４】
そこで、従来のロータリーエンコーダで、ツマミを操作する人間がパラメータの操作値を把握しようとする場合、パラメータ量を表示するディスプレイのあるときにはその表示を確認したり、あるいはパラメータの最大値等で確認音（ビープ音）を発する装置のあるときにはそのビープ音を確認することがなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば、従来のロータリーエンコーダが搭載されたカーオーディオを自動車運転中に操作しようとする場合、そのロータリーエンコーダがパラメータ量を表示するディスプレイを備えたものであるときには、ディスプレイを確認するために視線を前方より逸らすこととなるので安全上好ましくない。
【０００６】
また、ロータリーエンコーダがビープ音を発生する機構を備えたものであるときには、車内外の雑音のためにビープ音が確認できないことがあるなどの不都合がある。
【０００７】
本発明は以上のような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、特に、カーオーディオのボリューム等を制御するロータリーエンコーダにおいて、そのロータリーエンコーダを操作する手に、パラメータの最小、センター、最大等の操作位置が直接感じ取れるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の目的を達成するため、所定の軸を中心に回転するツマミと、ツマミへの操作入力に基づいて、パラメータを出力するロータリーエンコーダと、所定の軸と同軸で回転するクリック用歯車と、クリック用歯車を押圧するボールと、ボールをクリック用歯車方向に押圧するバネと、バネと接続されるソレノイドプランジャと、パラメータに基づいて、ソレノイドプランジャの所定の位置からの変位量を制御し、バネのバネ長を変化させる制御部が設けられていることを特徴とするロータリーエンコーダ装置を提供する。
【０００９】
本発明のロータリーエンコーダ装置によれば、ロータリーエンコーダ本体が出力するパラメータの大きさに応じてツマミの操作トルクを変化させるフィードバック機構が設けられている。このフィードバック機構は、感触フィードバック機構ともいうことができ、例えば、パラメータの最小値、センター値又は最大値で、ツマミの操作トルクが最大又は最小となり、そのツマミを操作する手で、パラメータの最小、センター、最大等の操作位置を直接感じ取れるようにする。したがって、パラメータ量を表示するディスプレイやビープ音の確認によらず、ツマミを操作する手の感触でロータリーエンコーダを所望のパラメータ量が出力される位置に調整することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を具体的に説明する。なお、各図中、同一符号は同一又は同等の構成要素を表している。
【００１１】
図１は、本発明のフィードバック機構を備えたロータリーエンコーダ装置の一つの態様の斜視図である。
【００１２】
図示したように、このロータリーエンコーダ装置においては、ロータリーエンコーダ本体１とそのロータリーエンコーダ本体１を操作するツマミ２との間に、ロータリーエンコーダ本体１が出力するパラメータの大きさに応じてツマミ２の操作トルクを変化させるフィードバック機構１０が設けられている。
【００１３】
このフィードバック機構１０は、ロータリーエンコーダ本体１と同軸で回転するクリック用歯車１１、クリック用歯車１１を押圧するボール１２、ボール１２をクリック用歯車１１に押しつけるバネ１３及びソレノイド１４から構成されている。ソレノイド１４は、ロータリーエンコーダ本体１の出力に応じてバネ１３の変位量を調整することによりバネ１３の弾性力を変化させ、バネ１３が所定の押圧力でボール１２を押しつけるようにする。したがって、ボール１２がクリック用歯車１１を押す押圧力Ｆもロータリーエンコーダ本体１の出力に応じて調整され、それにより、ツマミ２を回すために必要な操作トルクが調整される。
【００１４】
図２（ａ）〜（ｃ）に、ボール１２がクリック用歯車１１を押す押圧力Ｆが調整される様子を示す。即ち、押圧力Ｆは、バネ１３の自由長をＬとすれば、Ｆ＝ｋ（Ｌ−Ｌx）  （ｋ＝バネ定数、Ｌx＝バネ長）となる。したがって、図２（ａ）に示すように、バネ長Ｌxが最小のＬ1のとき、押圧力Ｆは最大となり、ツマミ２を回すために必要な操作トルクは最大となる。反対に、図２（ｃ）に示すように、バネ長Ｌxが最大のＬ3のとき、押圧力Ｆは最小となり、ツマミ２を回すために必要な操作トルクは最小となる。また、図２（ｂ）に示すようにバネ長Ｌxが同図（ａ）のＬ1と同図（ｃ）のＬ3との中間Ｌ2のとき、押圧量Ｆ及びツマミ２の操作トルクも同図（ａ）と同図（ｃ）の場合の中間となる。そこで、この同図（ｂ）の場合に、ツマミ２を操作した手に多少の手応えが感じられる程度にバネ定数ｋを設定する。
【００１５】
なお、上述の実施例のようにボール１２で押しつける対象にクリック用歯車１１を使用することは、本発明において必ずしも必要ではなく、押圧面が平坦なリング状部材等を使用してもよいが、押圧面が歯によって凹凸となるクリック用歯車１１を使用すると、バネ長Ｌxが最小値Ｌ1と最大値Ｌ3との間で変化し、押圧力Ｆが最大値と最小値との間で変化する間に、図３（ａ）に示すように、ボール１２がクリック歯車の歯１１ａに乗り上げた状態と、図３（ｂ）に示すようにクリック用歯車の溝（即ち、安定位置）１１ｂにある状態とをとり、ツマミ２を操作する手にクリック感が感じられるので好ましい。
【００１６】
また、上述の実施例においてボール１２がクリック用歯車１１を押す押圧力Ｆは、バネ長Ｌxをソレノイド１４で調整することにより行うが、このバネ長Ｌxの調整は、例えば図４に示すように、ロータリーエンコーダ本体１からの信号をマイコン３に取り込み、マイコン３から操作するパラメータを出力すると同時に、パルス幅変調（ＰＷＭ）でソレノイド１４をドライブすることにより行うことができる。この場合、ソレノイド１４は、ロータリーエンコーダ本体１から出力されるパラメータが最小値、最大値、あるいはその中間のセンター値をとる場合に、バネ長Ｌxが最大値Ｌ3をとるようにしてもよく、また、最小値Ｌ1をとるようにしてもよい。また、パラメータが最大値と最小値との間を変化する間に、バネ長Ｌxが任意回数、極大値あるいは極小値をとるようにしてもよい。
【００１７】
例えば、パラメータの最小値、センター値、最大値の３ポイントでバネ長Ｌxがそれぞれ最小値Ｌ1、中間値Ｌ2、最小値Ｌ1をとり、それ以外の通常の場合にバネ長Ｌxが最大値Ｌ3をとり、パラメータが最小値、センター値、最大値をとる場合に、ツマミ２を操作する手に手応えが感じられるように設定することができる。このような設定は、上述のマイコン３を用いたソレノイド１４の制御は図５に示した動作フローにより行うことができる。
【００１８】
まず、ロータリーエンコーダ本体１が時計回り（加算方向）に操作されたか、反時計回り（減算方向）に操作されたかをチェックし、目的のパラメータを変更する。これは、従来のロータリーエンコーダを用いた装置と同様である。次にパラメータをチェックし、その値が最小値以下になっている場合には、図２（ａ）の状態なるようにソレノイド１４にフルトルク制御を行う。次にパラメータがセンター値である場合には、図２（ｂ）の状態になるようにハーフトルク制御を行う。パラーメータが最大値以上である場合には、最小値の場合と同様にフルトルク制御を行う。そして、最初のロータリーエンコーダ本体１の操作開始から所定の設定時間経過後、ソレノイド１４の制御をＯＦＦとする。
【００１９】
なお、これらの３ポイントの手応えを与える時間は、人間が感触として感じる最小の時間とし、ロータリーエンコーダの操作をスムースに行えるよう配慮することが好ましく、より具体的には、１００ｍｓ〜５００ｍｓ程度とすることが好ましい。
【００２０】
以上、図面を参照しつつ本発明の一態様を詳細に説明したが、本発明はこの他種々の態様をとることができる。例えば、上述の例では、ロータリーエンコーダ本体１により出力されるパラメータは１種であるが、１個のロータリーエンコーダ本体から出力されるパラメータが複数種ある場合、各パラメータについて、ツマミを操作する手にエンコーダの操作位置が感じ取れるように、フィードバック機構を設けることができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、ロータリーエンコーダ本体が出力するパラメータの大きさに応じてツマミの操作トルクを変化させるフィードバック機構が設けられているので、ツマミを操作する手で、パラメータの最小、センター、最大等の操作位置を直接感じ取ることができる。したがって、パラメータ量を表示するディスプレイやビープ音の確認によらず、ツマミを操作する手の感触でロータリーエンコーダを所望のパラメータ量が出力される位置に調整することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係るロータリーエンコーダ装置の斜視図である。
【図２】  クリック用歯車の動作過程を表す側面図である。
【図３】  クリック用歯車の動作過程を表す側面図である。
【図４】  バネ長の調整動作を示すフロー図である。
【図５】  マイコンによるソレノイド制御のフロー図である。
【符号の説明】
１…ロータリーエンコーダ本体、  ２…ツマミ、  ３…マイコン、  １０…フィードバック機構、  １１…クリック用歯車、  １２…ボール、  １３…バネ、  １４…ソレノイド
【図１】
0004206511.tif 000002
【図２】
0004206511.tif 000003
【図３】
0004206511.tif 000004
【図４】
0004206511.tif 000005
【図５】
0004206511.tif 000006