JP2011100187A - 回転入力装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザにより回転操作部が回転操作される際に、ユーザに付与される触感を向上させることが可能な回転入力装置を提供する。
【解決手段】この回転入力装置２００は、ユーザによりキャップ部４０が回転操作されたことが静電型エンコーダ３９により検出された際に、検出された回転位置に基づいて励磁コイル３５が通電されて磁力が発生されることにより、ベース部３２がキャップ部４０側に吸引されることによって、ベース部３２が撓み変形してキャップ部４０に接触することによりユーザに触感が付与されるように構成されている。
【選択図】図７

Description

この発明は、回転入力装置および電子機器に関し、特に、回転操作部およびベース部を備える回転入力装置および電子機器に関する。

従来、回転操作部およびベース部を備える回転入力装置および電子機器が知られている（たとえば、特許文献１〜４参照）。

上記特許文献１には、円形形状の位置決め体（ベース部）と、位置決め体の中心部分に設けられ、外周部分に複数の凸部が形成される円筒状の案内滑り溝と、中央部が折り曲げられることにより案内すべり溝の凸部と凸部との間の溝にはまるように凸部が設けられる針金状の弾性片体と、弾性片体が取り付けられ、位置決め体に対して相対的に回転操作可能な制御盤体（回転操作部）とを備えた回転スイッチ（回転入力装置）が開示されている。上記特許文献１に記載の回転スイッチでは、制御盤体に取り付けられた弾性片体の凸部の表面と、案内すべり溝の凸部、または、凸部と凸部との間の溝の表面とは接触している。また、ユーザにより制御盤体の回転操作が行われる際に、制御盤体とともに弾性片体が移動して、隣接する案内すべり溝の凸部と凸部との間の溝を弾性片体の凸部が移動（シフト）するように構成されている。このとき、弾性片体の凸部が移動する際の機械的な抵抗力によって、ユーザが制御盤体を操作している手に操作感（触感）が付与されるように構成されている。

また、上記特許文献２には、円筒状のスイッチケースと、スイッチケースの蓋体に形成された貫通孔を介して設けられたスイッチ操作軸（回転操作部）と、スイッチ操作軸の下端部に接続されるとともに蓋体側の表面に複数の溝が設けられた円盤状の従動板（ベース部）と、スイッチケースの蓋体の従動板側の表面に設けられた基台と、基台に設けられるとともに従動板に設けられた溝にはまるように構成された円柱形状の節度ピースとを備えたスイッチ装置が開示されている。上記特許文献２に記載のスイッチ装置では、節度ピースの表面と、従動板の溝の表面とは常に接触している。また、節度ピースは、基台内に設けられたスプリングによって、従動板の溝に対して付勢されるように構成されている。また、ユーザによりスイッチ操作軸の回転操作が行われる際に、従動板の溝にはまっている節度ピースは、スプリングの付勢力に抗して従動板の溝と溝との間の山部を越えて隣接する溝に移動する。このとき、スプリングの付勢力による機械的な抵抗力によって、ユーザがスイッチ操作軸を操作している手に触感が付与されるように構成されている。

また、上記特許文献３には、フランジ部を有する内側回転体（回転操作部）と、内側回転体のフランジ部の表面上に円状に所定の間隔を隔てて設けられた複数の磁石と、磁石に対向するように配置されるとともに、複数の開口部が形成された磁性体金属板からなるスペーサー（ベース部）とを備えた回転型電気部品（回転入力装置）が開示されている。上記特許文献３に記載の回転型電気部品では、スペーサーは、磁力によって常に磁石側に吸引されている。また、ユーザが内側回転体を回転操作する際に、内側回転体とともに磁石が回転するように構成されている。この内側回転体を回転させると、磁石がスペーサーの開口部を避けて、スペーサーに吸い付くように移動しようとする。このとき、磁力による抵抗力によって、ユーザが内側回転体を操作している手にクリック感（触感）が付与される。

また、上記特許文献４には、回転軸を有する回転部材（回転操作部）と、平面的に見て回転部材と重なるように配置され、凹凸形状の複数のクリックカムが形成された円盤状のクリック板と、平面的に見てクリック板と重なるように配置され、クリックカムにはまるように構成されたクリック用突起が形成された板バネ（ベース部）とを備えた回転型電気部品（回転入力装置）が開示されている。上記特許文献４に記載の回転型電気部品では、クリック板に形成されたクリックカムの表面と、板バネに形成されたクリック用突起の表面とは常に接触している。また、回転部材の回転軸を回転操作すると、回転部材とともにクリック板が回転するように構成されている。このとき、クリック板に形成されたクリックカムの凹部と凸部とが交互に板バネに形成されたクリック用突起に対して摺動することにより、機械的な摺動抵抗によって、ユーザに触感が付与されるように構成されている。

実用新案登録第３０７５１２９号公報 特開２００８−１６４２６号公報 特許第３０４９０７２号公報 特開２００６−１９０４６号公報

しかしながら、上記特許文献１では、制御盤体に取り付けられた弾性片体の凸部の表面と、案内すべり溝の凸部、または、凸部と凸部との間の溝の表面とは接触しているため、ユーザが制御盤体を回転操作する際に、制御盤体に取り付けられた弾性片体の凸部の表面と、案内すべり溝の凸部、または、凸部と凸部との間の溝の表面との間に回転抵抗が生じるという不都合がある。このため、回転抵抗のある状態でさらに回転を止めようとする力（触感）が働いたとしても、ユーザに触感が伝わりにくい場合がある。つまり、ユーザが触感を得にくい場合があるという問題点がある。

また、上記特許文献２では、節度ピースの表面と、従動板の溝の表面とは常に接触しているため、ユーザがスイッチ操作軸を回転操作する際に、節度ピースの表面と、従動板の溝の表面との間に回転抵抗が生じるという不都合がある。このため、回転抵抗のある状態でさらに回転を止めようとする力（触感）が働いたとしても、ユーザに触感が伝わりにくい場合がある。つまり、ユーザが触感を得にくい場合があるという問題点がある。

また、上記特許文献３では、スペーサーは、磁力によって常に磁石側に吸引されているため、ユーザが内側回転体を回転操作する際に、回転抵抗が生じるという不都合がある。このため、回転抵抗のある状態でさらに回転を止めようとする力（触感）が働いたとしても、ユーザに触感が伝わりにくい場合がある。つまり、ユーザが触感を得にくい場合があるという問題点がある。

また、上記特許文献４では、クリック板に形成されたクリックカムの表面と、板バネに形成されたクリック用突起の表面とは常に接触しているため、ユーザが回転部材の回転軸を回転操作する際に、クリックカムの表面と、クリック用突起の表面との間に回転抵抗が生じるという不都合がある。このため、回転抵抗のある状態でさらに回転を止めようとする力（触感）が働いたとしても、ユーザに触感が伝わりにくい場合がある。つまり、ユーザが触感を得にくい場合があるという問題点がある。

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、ユーザにより回転操作部が回転操作される際に、ユーザに付与される触感を向上させることが可能な回転入力装置およ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および発明の効果

この発明の第１の局面による回転入力装置は、ユーザにより回転操作可能な回転操作部と、平面的に見て回転操作部と重なるように配置され、回転操作部の回転位置を検出する回転位置検出部と、平面的に見て回転操作部と重なるように配置された磁力発生部と、平面的に見て回転操作部と重なるとともに、回転操作部と所定の間隔を隔てた状態で配置され、撓み変形可能なベース部とを備え、ユーザにより回転操作部が少なくとも回転操作されたことが回転位置検出部により検出された際に、検出された回転位置に基づいて磁力発生部が通電されて磁力が発生されることにより、ベース部が回転操作部側に吸引されることによって、ベース部が撓み変形して回転操作部に接触することによりユーザに触感が付与されるように構成されている。

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、平面的に見て回転操作部と重なるとともに、回転操作部と所定の間隔を隔てた状態で配置し、撓み変形可能なベース部を備える。これにより、回転操作部とベース部とを接触した状態で配置する場合と異なり、回転操作部とベース部とが接触しない非接触の状態で回転操作部を回転操作することができるので、回転操作部とベース部との間に摩擦による回転抵抗が生じなくなる。その結果、回転操作部の回転操作を滑らかにすることができる。また、ユーザにより回転操作部が少なくとも回転操作されたことが回転位置検出部により検出された際に、検出された回転位置に基づいて磁力発生部に通電して磁力を発生させた状態で、ベース部を回転操作部側に吸引させることによって、ベース部が撓み変形して回転操作部に接触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。これにより、磁力発生部に通電して磁力を発生させた際に、回転操作部の回転操作が滑らかな非接触の状態から、回転操作部とベース部とが接触した状態になるので、非接触状態から接触状態に切り替わる際に、明確な触感をユーザに付与することができる。その結果、回転操作部とベース部とが常に接触している場合と異なり、ユーザに付与される触感を向上させることができる。

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、ベース部は、スリットが形成されることにより撓み変形可能に構成されている。このように構成すれば、ベース部にスリットが形成されていない場合と異なり、ベース部に形成されたスリットとスリットとの間に位置するベース部の部分をより撓ませやすくすることができる。

この場合、好ましくは、ベース部に形成されたスリットは、平面的に見て、ベース部の中心部から外周部へ向かって放射状に複数形成されており、磁力発生部から発生した磁界が複数のスリットを通過しやすいように構成されている。このように構成すれば、磁力発生部から発生した磁界がベース部によって遮られるのを抑制することができる。

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、回転操作部は、ベース部側に突出する周状の縁部を有する円盤形状に形成されており、ベース部は、平板形状に形成されており、ユーザにより縁部を有する円盤形状の回転操作部が少なくとも回転操作されたことが回転位置検出部により検出された際に、検出された回転位置に基づいて磁力発生部が通電されて磁力が発生されることにより、平板形状のベース部が回転操作部側に吸引されることによって、平板形状のベース部の外周部が撓み変形して円盤形状の回転操作部の縁部に接触するように構成されている。このように構成すれば、回転操作部の縁部とベースの外周部とが接触した状態で配置する場合と異なり、通常時の接触していない（非接触）状態から、回転操作部の縁部とベース部の外周部とが接触した状態になるので、非接触状態から接触状態に切り替わる際に、明確な触感をユーザに付与することができる。

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、回転操作部が押下操作されたことを検知する圧力検知部をさらに備え、ユーザにより回転操作部が回転操作された場合のみならず押下操作された場合にも、ユーザにより回転操作部が押下操作されたことが圧力検知部により検出された際に、磁力発生部が通電されて磁力が発生されることにより、ベース部が回転操作部側に吸引されることによって、ベース部が撓み変形して回転操作部に接触することによりユーザに触感が付与されるように構成されている。このように構成すれば、磁力発生部に通電して磁力を発生させた際に、ベース部が回転操作部に衝突するので、ベース部の衝突により、明確な触感（ボタン押下時のような触感）をユーザに付与することができる。

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、回転位置検出部は、回転操作部の回転位置に応じた信号を出力するように構成されており、ベース部には、回転位置検出部から出力される信号を送信するための配線を通すための開口部が形成されている。このように構成すれば、配線をベース部の開口部に通しておくことにより、ベース部が撓み変形して回転操作部に接触した場合でも、配線がベース部と回転操作部との間に挟まれるのを防止することができる。

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、回転位置検出部は、ユーザにより回転操作部が回転操作された際に、静電容量の変化を検出することによって、回転操作部の回転位置を検出するように構成されている。このように構成すれば、容易に、回転操作部の回転位置を検出することができる。

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、ベース部の内周部側を磁力発生部に対して固定するための接着層をさらに備え、ユーザにより回転操作部が回転操作された際に、磁力発生部が通電されて磁力が発生した状態では、ベース部が回転操作部側に吸引されることによって、ベース部の内周部側の接着層を支点として、ベース部の外周部側が撓み変形して回転操作部に接触するように構成されている。このように構成すれば、ベース部が磁力発生部に対して移動するのを接着層により抑制しながら、ベース部の内周部側の接着層を支点として、ベース部の外周部を回転操作部に接触させることができる。

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、磁力発生部は、励磁コイルを含み、回転操作部およびベース部のうち少なくともベース部は、磁性材料からなり、ヨークとして機能するように構成されている。このように構成すれば、励磁コイルから発生する磁力をヨークとして機能するベース部によって強めることができるので、ベース部を回転操作部に接触させやすくすることができる。

この発明の第２の局面による電子機器は、ユーザにより回転操作可能な回転操作部と、平面的に見て回転操作部と重なるように配置され、回転操作部の回転位置を検出する回転位置検出部と、平面的に見て回転操作部と重なるように配置された磁力発生部と、平面的に見て回転操作部と重なるとともに、回転操作部と、所定の間隔を隔てた状態で配置され、撓み変形可能なベース部とを含み、ユーザにより回転操作部が少なくとも回転操作されたことが回転位置検出部により検出された際に、検出された回転位置に基づいて磁力発生部が通電されて磁力が発生されることにより、ベース部が回転操作部側に吸引されることによって、ベース部が撓み変形して回転操作部に接触することによりユーザに触感が付与されるように構成されている、回転入力装置を備える。このように構成すれば、ユーザにより回転操作部が回転操作される際に、ユーザに付与される触感を向上させることが可能な回転入力装置を備えた電子機器を得ることができる。

本発明の一実施形態による回転入力装置を備える携帯電話機を示した平面図である。 本発明の一実施形態による回転入力装置を備える携帯電話機を示したブロック図である。 本発明の一実施形態による回転入力装置の操作本体部の平面図である。 本発明の一実施形態による回転入力装置の操作本体部の斜視図である。 本発明の一実施形態による回転入力装置の操作本体部の分解斜視図である。 本発明の一実施形態による操作本体部のベース部の平面図である。 図３の４００−４００線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による操作本体部の磁力発生時の断面図である。 本発明の一実施形態による操作本体部を押下した際の断面図である。 本発明の一実施形態による操作本体部を押下した際の磁力発生時の断面図である。

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。

図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態による回転入力装置２００を備える携帯電話機１００の構成について説明する。なお、携帯電話機１００は、本発明の「電子機器」の一例である。

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、平面的に見て、長方形形状を有する操作部側筐体部１１と、操作部側筐体部１１の上面側に取り付けられ、操作部側筐体部１１に対してＹ方向にスライド移動が可能であるとともに、長方形形状を有する表示部側筐体部１２とを備えている。

また、操作部側筐体部１１には、「０〜９」、「＊」および「＃」などの入力キー部１３と、マイク１４とが設けられている。ここで、本実施形態では、表示部側筐体部１２には、回転入力装置２００と、液晶ディスプレイからなる表示画面部１５と、メニューボタンやメールボタンなどの表示部側操作キー部１６と、スピーカ１７と、携帯電話機１００の制御を司るメイン制御部１８とが設けられている。また、図２に示すように、メイン制御部１８は、入力キー部１３、マイク１４、表示画面部１５、表示部側操作キー部１６およびスピーカ１７と信号を送受信可能に構成されている。

また、図２に示すように、回転入力装置２００は、操作本体部３００と、操作本体部３００およびメイン制御部１８と信号を送受信可能な制御部２１と、一時的にデータを記憶するためのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２２と、操作本体部３００の駆動を制御するためのプログラムなどが記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎ Ｍｅｍｏｒｙ）２３とを備えている。また、制御部２１は、携帯電話機１００の制御を司るメイン制御部１８とは異なり、ユーザの回転入力装置２００の操作に対して操作触感を付与するための制御を行うなど、回転入力装置２００を主に制御する機能を有する。

図３および図４に示すように、操作本体部３００は、平面的に見て、略円形形状を有しており、ユーザにより回転可能に構成されている。また、図５に示すように、操作本体部３００は、ナット部材３１と、ベース部３２と、摺動部材３３と、両面テープ３４と、励磁コイル３５と、両面テープ３６と、ステータ側静電エンコーダ３７およびロータ側静電エンコーダ３８を含む静電型エンコーダ３９と、キャップ部４０と、ワッシャ部材４１と、ネジ部材４２とを備えている。また、ベース部３２のＺ２方向側には、感圧センサ４３が配置されている。なお、両面テープ３４は、本発明の「接着層」の一例であり、励磁コイル３５は、本発明の「磁力発生部」の一例である。また、静電型エンコーダ３９は、本発明の「回転位置検出部」の一例であり、キャップ部４０は、本発明の「回転操作部」の一例である。また、感圧センサ４３は、本発明の「圧力検知部」の一例である。また、ベース部３２、摺動部材３３、両面テープ３４、励磁コイル３５、両面テープ３６、静電型エンコーダ３９、キャップ部４０およびワッシャ部材４１は、ネジ部材４２とナット部材３１とによって螺合されることにより固定されている。

ここで、本実施形態では、ベース部３２は、図６に示すように、平面的に見て、円盤形状を有している。また、ベース部３２の中央部分には、ネジ部材４２を挿入可能な開口部３２ａが形成されている。また、図７に示すように、ベース部３２は、ベース部３２の内周側に設けられ、平面的に見て円形形状を有し、Ｚ１方向側に突出する突出部３２ｂと、ベース部３２の外周側に設けられる平坦部３２ｃとを含んでいる。また、図６に示すように、ベース部３２の平坦部３２ｃには、開口部３２ａ（ベース部３２の中心部）から外周側に向かって放射状に１５本のスリット３２ｄが形成されている。ベース部３２のスリット３２ｄは、約２４度の等角度間隔で設けられている。このスリット３２ｄとスリット３２ｄとの間のベース部３２は、スリット３２ｄを設けたことにより、板バネのように撓み変形可能に構成されている。また、ベース部３２には、１つの略三角形形状を有する開口部３２ｅが形成されている。この開口部３２ｅは、ステータ側静電エンコーダ３７（図５参照）から延びる後述するＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）３７ｄを通すことが可能に構成されている。また、ベース部３２は、鉄やＳＥＣＣ（電気亜鉛メッキ鋼板）などの磁性材料からなり、ヨークとして機能するように構成されている。また、図７に示すように、ベース部３２の厚みｔ１は、約０．２ｍｍである。

図５に示すように、摺動部材３３は、平面的に見てベース部３２と重なるように配置されている。また、摺動部材３３は、リング状の円板形状を有している。また、摺動部材３３の中央部分には、ネジ部材４２を挿入可能な開口部３３ａが形成されている。また、図７に示すように、摺動部材３３は、ベース部３２の突出部３２ｂのＺ１方向側の表面上に直接接触するように配置されている。また、摺動部材３３は、キャップ部４０がベース部３２に対して摺動できるように設けられている。また、摺動部材３３は、ベース部３２に対して、摺動（回転）可能に構成されている。また、摺動部材３３の直径は、ベース部３２の突出部３２ｂの直径よりも小さい。また、摺動部材３３は、高分子ポリエチレンやシリコンゴムなどからなる。

図５に示すように、両面テープ３４は、平面的に見て摺動部材３３と重なるように配置されている。また、両面テープ３４は、略円板形状を有している。また、両面テープ３４の中央部分には、ベース部３２の突出部３２ｂの外径よりも大きい開口部３４ａが形成されている。また、両面テープ３４は、図７に示すように、ベース部３２の平坦部３２ｃの内周部側のＺ１方向側の表面上に直接貼り付けられている。

図５に示すように、励磁コイル３５は、平面的に見て両面テープ３４と重なるように配置されている。また、励磁コイル３５は、略円板形状を有している。また、励磁コイル３５の中央部分には、ベース部３２の突出部３２ｂの外径よりも大きい開口部３５ａが形成されている。この励磁コイル３５は、導線が巻回されることにより形成されている。また、図７に示すように、励磁コイル３５のＺ２方向側の表面は、両面テープ３４のＺ１方向側の表面に貼り付けられている。これにより、励磁コイル３５は、ベース部３２の内周部側（ベース部３２の開口部３２ａ側）に固定されるように構成されている。また、励磁コイル３５は、制御部２１（図２参照）から入力される電圧に応じて、磁力が発生するように構成されている。この励磁コイル３５は、キャップ部４０の所定の回転角度ごとに通電されるように構成されており、励磁コイル３５が通電されずに磁力が発生しない状態（通常状態）と、励磁コイル３５が通電されることにより磁力が発生する状態とが交互に繰り返されるように構成されている。

図５に示すように、両面テープ３６は、平面的に見て励磁コイル３５と重なるように配置されている。また、両面テープ３６は、略円板形状を有している。また、両面テープ３６の中央部分には、後述するキャップ部４０の突出部４０ｂの外径よりも大きい開口部３６ａが形成されている。また、図７に示すように、両面テープ３６は、励磁コイル３５のＺ１方向側の表面上に直接貼り付けられている。

図５に示すように、ステータ側静電エンコーダ３７は、平面的に見て両面テープ３６と重なるように配置されている。また、ステータ側静電エンコーダ３７は、略円板形状を有している。また、ステータ側静電エンコーダ３７の中央部分には、後述するキャップ部４０の突出部４０ｂの外径よりも大きい開口部３７ａが形成されている。また、ステータ側静電エンコーダ３７は、フィルム状の基板３７ｂと、基板３７ｂのＺ１方向側の表面上に設けられた４つの電極部３７ｃと、制御部２１に信号を送信するための絶縁性の帯状のＦＰＣ３７ｄ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）とを含んでいる。また、図７に示すように、ステータ側静電エンコーダ３７は、両面テープ３６のＺ１方向側の表面上に直接貼り付けられている。これにより、ステータ側静電エンコーダ３７は、両面テープ３６によって、励磁コイル３５およびベース部３２に固定されるように構成されている。また、ステータ側静電エンコーダ３７から延びるＦＰＣ３７ｄは、ベース部３２に形成された開口部３２ｅからベース部３２の外側に引き出されている。

図５に示すように、ロータ側静電エンコーダ３８は、平面的に見てステータ側静電エンコーダ３７と重なるように配置されている。また、ロータ側静電エンコーダ３８は、略円板形状を有している。また、ロータ側静電エンコーダ３８の中央部分には、後述するキャップ部４０の突出部４０ｂの外径よりも大きい開口部３８ａが形成されている。また、ロータ側静電エンコーダ３８は、フィルム状の基板３８ｂと、基板３８ｂのＺ２方向側の表面上に設けられた円形形状の電極部３８ｃとを含んでいる。この円形形状の電極部３８ｃは、ロータ側静電エンコーダ３８の中心（開口部３８ａ）に対して偏心するように設けられている。また、ロータ側静電エンコーダ３８の外径は、ステータ側静電エンコーダ３７の外径と略等しい。また、ロータ側静電エンコーダ３８は、ステータ側静電エンコーダ３７に対して回転移動可能に構成されている。そして、ロータ側静電エンコーダ３８に設けられた電極部３８ｃがステータ側静電エンコーダ３７の電極部３７ｃに対して移動することにより生じる電極部３８ｃと電極部３７ｃとの間の静電容量の変化が検出されるように構成されている。

また、本実施形態では、図５に示すように、キャップ部４０は、平面的に見てロータ側静電エンコーダ３８と重なるように配置されている。また、キャップ部４０は、図５に示すように、略円盤形状を有している。また、キャップ部４０の中央部分には、ネジ部材４２を挿入可能な開口部４０ａが形成されている。また、図７に示すように、キャップ部４０は、キャップ部４０の内周側に設けられ、Ｚ２方向側に突出する突出部４０ｂと、キャップ部４０の外周側に設けられる平坦部４０ｃと、平坦部４０ｃの外周側に設けられ、Ｚ２方向側に突出するとともにフランジ形状の部分を有する縁部４０ｄとを含んでいる。また、キャップ部４０の直径Ｌ１は、約２７ｍｍである。

また、キャップ部４０の突出部４０ｂのＺ２方向側の表面は、摺動部材３３のＺ１方向側の表面と接触するように配置されている。これにより、キャップ部４０は、摺動部材３３に対して回転移動可能に構成されている。また、平坦部４０ｃのＺ２方向側の表面には、図示しない両面テープなどを用いてロータ側静電エンコーダ３８が貼り付けられている。また、キャップ部４０は、鉄やＳＥＣＣ（電気亜鉛メッキ鋼板）などの磁性材料からなり、ヨークとして機能するように構成されている。また、キャップ部４０の厚みｔ２は、約０．５ｍｍである。また、励磁コイル３５が磁力を発生しない状態（通常状態）では、キャップ部４０の縁部４０ｄのＺ２方向側の表面と、ベース部３２の平坦部３２ｃの外周部３２ｆのＺ１方向側の表面とは、約０．０５ｍｍの間隔Ｌ２を隔てて配置されている。

図５に示すように、感圧センサ４３は、平面的に見てベース部３２と重なるように配置されている。また、感圧センサ４３は、約９０度間隔で設けられた４つのセンサ部４３ａと、センサ部４３ａが押下された際の信号を制御部２１（図２参照）へ送信するためのＦＰＣ４３ｂとを含んでいる。この感圧センサ４３は、ユーザがキャップ部４０をＺ２方向側に押下した際に、キャップ部４０の押下操作が検出されるように構成されている。

次に、図２、図３、図７および図８を参照して、本発明の操作本体部３００のキャップ部４０を回転操作する際の動作について説明する。

まず、図３に示すように、ユーザによりキャップ部４０がＡ方向またはＢ方向に回転操作された際に、静電型エンコーダ３９によりキャップ部４０の回転位置が検出される。具体的には、ユーザによりキャップ部４０がＡ方向またはＢ方向に回転操作された際に、図７に示すキャップ部４０とともにロータ側静電エンコーダ３８が回転する。これにより、ロータ側静電エンコーダ３８に設けられている電極部３８ｃがステータ側静電エンコーダ３７に設けられている４つの電極部３７ｃに対して回転移動する。このとき、ロータ側静電エンコーダ３８に設けられている電極部３８ｃと、ステータ側静電エンコーダ３７に設けられている４つの電極部３７ｃとが相対的に移動することによって、電極部３８ｃと、電極部３７ｃとの間の静電容量が変化する。そして、図２に示すように、静電型エンコーダ３９は、静電容量の変化を電気信号として制御部２１に出力する。このとき、出力された電気信号（回転位置）に基づいてキャップ部４０が所定の回転位置（回転角度）にないと判断した場合には、制御部２１は、励磁コイル３５に通電しない状態（通常状態）となる。このとき、励磁コイル３５には、磁力が発生しない。そして、図７に示すように、キャップ部４０の縁部４０ｄのＺ２方向側の表面と、ベース部３２の外周部３２ｆのＺ１方向側の表面とが、約０．０５ｍｍの間隔Ｌ１を隔てて非接触で配置された状態となる。このとき、ユーザに対して触感が付与されずにスムーズな回転操作が可能となる。

次に、図３に示すように、さらにユーザによりキャップ部４０がＡ方向またはＢ方向に回転操作された際に、静電型エンコーダ３９から出力された電気信号（回転位置）に基づいてキャップ部４０が所定の回転位置（回転角度）にあると判断した場合には、制御部２１は、励磁コイル３５に通電する。また、励磁コイル３５が通電される時間は、ユーザがキャップ部４０を１分間に約２回転させる場合には、約２５０ｍｓの通電時間である。なお、ユーザがキャップ部４０を１分間に約２回転よりも早く回転操作する場合には、通電時間を短くしてもよい。

また、本実施形態では、図８に示すように、励磁コイル３５が通電されて磁力が発生した状態では、キャップ部４０およびベース部３２がヨークとして機能するので、励磁コイル３５から発生する磁力を強めることが可能となる。そして、ベース部３２は、矢印Ｃ方向に吸引されることにより、両面テープ３４の端部を支点αとして、スリット３２ｄとスリット３２ｄとの間のベース部３２の外周部３２ｆが撓み変形する。その結果、撓み変形したベース部３２の外周部３２ｆのＺ１方向側の表面は、キャップ部４０の縁部４０ｄのＺ２方向側の表面と接触し、キャップ部４０の回転操作を止めるような感覚（ブレーキ感）をユーザに対して付与する。

その後、さらにユーザによりキャップ部４０がＡ方向またはＢ方向に回転操作された際に、静電型エンコーダ３９から出力された電気信号（回転位置）に基づいてキャップ部４０が所定の回転位置（回転角度）にないと判断した場合には、制御部２１は、励磁コイル３５に通電しない状態（通常状態）となる。そして、図７に示すように、キャップ部４０の縁部４０ｄのＺ２方向側の表面と、ベース部３２の外周部３２ｆのＺ１方向側の表面とが、約０．０５ｍｍの間隔Ｌ２を隔てた非接触状態に戻る。このとき、ユーザに対して触感が付与されずにスムーズな回転操作が可能である。

次に、図２、図９および図１０を参照して、本発明の操作本体部３００のキャップ部４０を押下操作する際の動作について説明する。

まず、図９に示すように、ユーザによりキャップ部４０の外周部近傍が押下された際には、ユーザにより押下された部分のＺ２方向側に位置するベース部３２がセンサ部４３ａに接触する。これにより、図２に示す感圧センサ４３から制御部２１に信号が出力される。そして、制御部２１は、励磁コイル３５に通電する。これにより、励磁コイル３５は、磁力を発生する。なお、励磁コイル３５が通電される時間は、約１０ｍｓである。

その後、励磁コイル３５が通電されて磁力が発生した状態では、励磁コイル３５から発生した磁界（磁力）により、キャップ部４０およびベース部３２が磁化される。これにより、図１０に示すように、ベース部３２は、矢印Ｃ方向に吸引されることにより、両面テープ３４の端部を支点αとして、スリット３２ｄとスリット３２ｄとの間のベース部３２の外周部３２ｆが撓み変形する。その結果、撓み変形したベース部３２の外周部３２ｆのＺ１方向側の表面は、キャップ部４０の縁部４０ｄのＺ２方向側の表面と衝突する。この衝突した際の触感（ボタン触感）をユーザに対して付与する。

その後、ユーザの操作本体部３００の押下操作を終了するとともに、制御部２１から励磁コイル３５への通電が終了すると、励磁コイル３５からの磁力の発生が停止し、ベース部３２の外周部３２ｆのＺ１方向側の表面は、キャップ部４０の縁部４０ｄのＺ２方向側の表面から離間する。そして、図７に示すように、キャップ部４０の縁部４０ｄのＺ２方向側の表面と、ベース部３２の外周部３２ｆのＺ１方向側の表面とが、約０．０５ｍｍの間隔Ｌ２を隔てた状態に戻る。

本実施形態では、上記のように、平面的に見てキャップ部４０と重なるとともに、キャップ部４０と約０．２ｍｍ隔てた状態で配置され、撓み変形可能なベース部３２を備える。これにより、キャップ部４０とベース部３２とを接触した状態で配置する場合と異なり、キャップ部４０とベース部３２とが接触しない非接触の状態でキャップ部４０を回転操作することができるので、キャップ部４０とベース部３２との間に摩擦による回転抵抗が生じなくなる。その結果、キャップ部４０の回転操作を滑らかにすることができる。また、ユーザによりキャップ部４０が回転操作されたことが静電型エンコーダ３９により検出された際に、検出された回転位置に基づいて励磁コイル３５に通電して磁力を発生させた状態では、ベース部３２をキャップ部４０側に吸引させることによって、ベース部３２が撓み変形してキャップ部４０に接触（衝突）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。これにより、励磁コイル３５に通電して磁力を発生させた際に、キャップ部４０の回転操作が滑らかな非接触の状態から、キャップ部４０とベース部３２とが接触した状態になるので、非接触状態から接触状態に切り替わる際に、明確な触感をユーザに付与することができる。その結果、キャップ部４０とベース部３２とが常に接触している場合と異なり、ユーザに付与される触感を向上させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、ベース部３２に、スリット３２ｄを形成することにより撓み変形可能に構成することによって、ベース部３２にスリット３２ｄが形成されていない場合と異なり、ベース部３２に形成されたスリット３２ｄとスリット３２ｄとの間に位置するベース部３２の部分を撓ませやすくすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、励磁コイル３５から発生した磁界が１５本のスリット３２ｄを通過しやすいように構成することによって、励磁コイル３５から発生した磁界がベース部３２によって遮られるのを抑制することができる。

また、本実施形態では、上記のように、平板形状のベース部３２の外周部３２ｆを撓み変形させて円盤形状のキャップ部４０の縁部４０ｄに接触させることによって、キャップ部４０の縁部４０ｄとベースの外周部３２ｆとが接触した状態で配置する場合と異なり、通常時の接触していない（非接触）状態から、キャップ部４０の縁部４０ｄとベース部３２の外周部３２ｆとが接触した状態になるので、非接触状態から接触状態に切り替わる際に、明確な触感をユーザに付与することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ユーザによりキャップ部４０が回転操作された場合のみならず押下操作された場合にも、ユーザによりキャップ部４０が押下操作されたことが感圧センサ４３により検出された際に、励磁コイル３５が通電されて磁力が発生されることにより、ベース部３２がキャップ部４０側に吸引されることによって、励磁コイル３５に通電して磁力を発生させた際に、ベース部３２がキャップ部４０に衝突するので、ベース部３２の衝突により、明確な触感（ボタン押下時のような触感）をユーザに付与することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ベース部３２に、静電型エンコーダ３９から出力される信号を送信するためのＦＰＣ３７ｄを通すための開口部３２ｅを形成することによって、ＦＰＣ３７ｄをベース部３２の開口部３２ｅに通しておくことにより、ベース部３２が撓み変形してキャップ部４０に接触した場合でも、ＦＰＣ３７ｄがベース部３２とキャップ部４０との間に挟まれるのを防止することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ユーザによりキャップ部４０が回転操作された際に、静電容量の変化を検出することによって、キャップ部４０の回転位置を検出することによって、容易に、キャップ部４０の回転位置を検出することができる。

また、本実施形態では、上記のように、ベース部３２の内周部側の両面テープ３４を支点αとして、ベース部３２の外周部３２ｆを撓み変形させてキャップ部４０に接触させることによって、ベース部３２が励磁コイル３５に対して移動するのを両面テープ３４により抑制しながら、ベース部３２の内周部側の両面テープ３４を支点αとして、ベース部３２の外周部３２ｆをキャップ部４０に接触させることができる。

また、本実施形態では、上記のように、キャップ部４０およびベース部３２を磁性材料とし、ヨークとして機能するように構成することによって、励磁コイル３５から発生する磁力をヨークとして機能するベース部３２によって強めることができるので、ベース部３２をキャップ部４０に接触させやすくすることができる。

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。

たとえば、上記実施形態では、電子機器の一例として、携帯電話機を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、本発明を回転操作部を有する電子機器であれば、ＰＤＡ、携帯型のゲーム機および電子レンジなどの他の電子機器にも適用可能である。

また、上記実施形態では、磁力発生部の一例として、励磁コイルを適用する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、回転位置検出部により検出された回転位置に応じて磁力を発生させることが可能であれば励磁コイル以外の磁力発生部でも適用可能である。

また、上記実施形態では、ベース部を鉄やＳＥＣＣ（電気亜鉛メッキ鋼板）からなる例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、励磁コイルにより磁力が発生した状態で、ベース部がキャップ部側に吸引可能であれば、鉄やＳＥＣＣ（電気亜鉛メッキ鋼板）以外の磁性材料でも適用可能である。

また、上記実施形態では、ベース部に１５本のスリットを形成する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、ベース部に１６本以上のスリットを形成してもよい。これにより、ベース部のスリットとスリットの間のベース部の部分をより撓ませやすくすることが可能であるとともに、励磁コイルから発生する磁界をより通しやすくすることが可能である。また、ベース部に１５本未満のスリットを形成してもよい。

また、上記実施形態では、ベース部のスリットとスリットの間のベース部が撓み変形するように構成する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、磁力により撓み変形可能であれば、ベース部にスリットが形成されていなくてもよい。

また、上記実施形態では、ベース部に静電型エンコーダから出力される信号を送信するためのＦＰＣを通すための開口部を略三角形形状に形成する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、開口部を略四角形形状や略円形形状に形成してもよい。

また、上記実施形態では、ベース部のスリットをベース部の中心部から外周部へ向かって放射状に形成する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、ベース部のスリットを平面的に見て渦巻形状に形成してもよい。

また、上記実施形態では、ベース部の内周部側を励磁コイルに対して固定するための接着層の一例として、両面テープを示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、ベース部の内周部側を励磁コイルに対して固定することが可能であれば、接着材などを用いてベース部の内周部側を励磁コイルに対して固定してもよい。

また、上記実施形態では、本発明の回転位置検出部の一例として、静電型エンコーダを適用する例を示したが、本発明はこれに限らない。たとえば、機械式エンコーダや光学式エンコーダなどを回転位置検出部に適用してもよい。

３２ ベース部
３２ｄ スリット
３２ｆ 外周部
３４ 両面テープ（接着層）
３５ 励磁コイル（磁力発生部）
３９ 静電型エンコーダ（回転位置検出部）
４０ キャップ部（回転操作部）
４０ｄ 縁部
１００ 携帯電話機（電子機器）
２００ 回転入力装置

Claims (10)

1. ユーザにより回転操作可能な回転操作部と、
   平面的に見て前記回転操作部と重なるように配置され、前記回転操作部の回転位置を検出する回転位置検出部と、
   平面的に見て前記回転操作部と重なるように配置された磁力発生部と、
   平面的に見て前記回転操作部と重なるとともに、前記回転操作部と所定の間隔を隔てた状態で配置され、撓み変形可能なベース部とを備え、
   ユーザにより前記回転操作部が少なくとも回転操作されたことが前記回転位置検出部により検出された際に、検出された回転位置に基づいて前記磁力発生部が通電されて磁力が発生されることにより、前記ベース部が前記回転操作部側に吸引されることによって、前記ベース部が撓み変形して前記回転操作部に接触することによりユーザに触感が付与されるように構成されている、回転入力装置。
2. 前記ベース部は、スリットが形成されることにより撓み変形可能に構成されている、請求項１に記載の回転入力装置。
3. 前記ベース部に形成された前記スリットは、平面的に見て、前記ベース部の中心部から外周部へ向かって放射状に複数形成されており、
   前記磁力発生部から発生した磁界が前記複数のスリットを通過しやすいように構成されている、請求項２に記載の回転入力装置。
4. 前記回転操作部は、前記ベース部側に突出する周状の縁部を有する円盤形状に形成されており、
   前記ベース部は、平板形状に形成されており、
   ユーザにより前記縁部を有する前記円盤形状の回転操作部が少なくとも回転操作されたことが前記回転位置検出部により検出された際に、検出された回転位置に基づいて前記磁力発生部が通電されて磁力が発生されることにより、前記平板形状のベース部が前記回転操作部側に吸引されることによって、前記平板形状のベース部の外周部が撓み変形して前記円盤形状の回転操作部の縁部に接触するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転入力装置。
5. 前記回転操作部が押下操作されたことを検知する圧力検知部をさらに備え、
   ユーザにより前記回転操作部が回転操作された場合のみならず押下操作された場合にも、ユーザにより前記回転操作部が押下操作されたことが前記圧力検知部により検出された際に、前記磁力発生部が通電されて磁力が発生されることにより、前記ベース部が前記回転操作部側に吸引されることによって、前記ベース部が撓み変形して前記回転操作部に接触することによりユーザに触感が付与されるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転入力装置。
6. 前記回転位置検出部は、前記回転操作部の回転位置に応じた信号を出力するように構成されており、
   前記ベース部には、前記回転位置検出部から出力される信号を送信するための配線を通すための開口部が形成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転入力装置。
7. 前記回転位置検出部は、ユーザにより前記回転操作部が回転操作された際に、静電容量の変化を検出することによって、前記回転操作部の回転位置を検出するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転入力装置。
8. 前記ベース部の内周部側を前記磁力発生部に対して固定するための接着層をさらに備え、
   ユーザにより前記回転操作部が回転操作された際に、前記磁力発生部が通電されて磁力が発生した状態では、前記ベース部が前記回転操作部側に吸引されることによって、前記ベース部の内周部側の前記接着層を支点として、前記ベース部の外周部側が撓み変形して前記回転操作部に接触するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転入力装置。
9. 前記磁力発生部は、励磁コイルを含み、
   前記回転操作部および前記ベース部のうち少なくとも前記ベース部は、磁性材料からなり、ヨークとして機能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。
10. ユーザにより回転操作可能な回転操作部と、平面的に見て前記回転操作部と重なるように配置され、前記回転操作部の回転位置を検出する回転位置検出部と、平面的に見て前記回転操作部と重なるように配置された磁力発生部と、平面的に見て前記回転操作部と重なるとともに、前記回転操作部と、所定の間隔を隔てた状態で配置され、撓み変形可能なベース部とを含み、ユーザにより前記回転操作部が少なくとも回転操作されたことが前記回転位置検出部により検出された際に、検出された回転位置に基づいて前記磁力発生部が通電されて磁力が発生されることにより、前記ベース部が前記回転操作部側に吸引されることによって、前記ベース部が撓み変形して前記回転操作部に接触することによりユーザに触感が付与されるように構成されている、回転入力装置を備える、電子機器。

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