特許 5751142 操作検出回路、操作検出装置、操作検出制御装置及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5751142

(24)【登録日】2015年5月29日

(45)【発行日】2015年7月22日

(54)【発明の名称】操作検出回路、操作検出装置、操作検出制御装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/95 20060101AFI20150702BHJP

   H03K 17/965 20060101ALI20150702BHJP

【ＦＩ】

   H03K17/95 G

   H03K17/965 Z

【請求項の数】18

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2011-246905(P2011-246905)

(22)【出願日】2011年11月10日

(65)【公開番号】特開2013-106105(P2013-106105A)

(43)【公開日】2013年5月30日

【審査請求日】2014年8月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006220

【氏名又は名称】ミツミ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】古河 憲一

(72)【発明者】

【氏名】平林 信二

(72)【発明者】

【氏名】坂主 克浩

(72)【発明者】

【氏名】山田 健介

【審査官】 栗栖 正和

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０９０９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０３０２１９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−００３５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０８７２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０７９８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００２／０１７７７６８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｋ １７／９５

Ｈ０３Ｋ １７／９６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作部の動きに応じてインダクタンスが変化するインダクタに接続される操作検出回路であって、
前記インダクタの第１の端部に接続される第１のスイッチング素子と、
前記インダクタの第２の端部に接続される抵抗と、
前記抵抗に並列に接続される第２のスイッチング素子とを備え、
前記第１のスイッチング素子がオンすることにより、前記インダクタと前記抵抗に電流を流すことによって、前記操作部の動きに応じた検出信号を前記第２の端部から出力し、
前記第１のスイッチング素子がオン且つ前記第２のスイッチング素子がオンすることにより、前記操作部を可動させる駆動電流を前記インダクタに流す、ことを特徴とする、操作検出回路。

【請求項2】

前記第１の端部に接続される第３のスイッチング素子と、
前記第２の端部に接続される第４のスイッチング素子とを備え、
前記第３のスイッチング素子がオン且つ前記第４のスイッチング素子がオンすることにより、前記第１のスイッチング素子がオン且つ前記第２のスイッチング素子がオンするときと逆向きに、前記駆動電流を前記インダクタに流す、請求項１に記載の操作検出回路。

【請求項3】

前記第２のスイッチング素子の制御電極と前記第２のスイッチング素子の前記第２の端部側の主電極との間、及び前記第３のスイッチング素子の制御電極と前記第３のスイッチング素子の前記第１の端部側の主電極との間にキャパシタを備える、請求項２に記載の操作検出回路。

【請求項4】

前記第２のスイッチング素子をオフ固定可能な第１のオフ固定部と、
前記第３のスイッチング素子をオフ固定可能な第２のオフ固定部とを備える、請求項３に記載の操作検出回路。

【請求項5】

前記抵抗に流れる電流を遮断可能な遮断部を備える、請求項３又は４に記載の操作検出回路。

【請求項6】

前記第２のスイッチング素子の前記第２の端部側の主電極が接続される入力端と、前記第２のスイッチング素子の制御電極が接続される出力端とを有する第１のオペアンプと、
前記第３のスイッチング素子の前記第１の端部側の主電極が接続される入力端と、前記第３のスイッチング素子の制御電極が接続される出力端とを有する第２のオペアンプとを備える、請求項２に記載の操作検出回路。

【請求項7】

前記第１のスイッチング素子のオンにより前記第１の端部に印加される電圧と異なる電圧を前記第１の端部に印加可能な電圧印加部を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の操作検出回路。

【請求項8】

前記第４のスイッチング素子のオンにより前記第２の端部に印加される電圧と異なる電圧を前記第２の端部に印加可能な電圧印加部を備える、請求項７に記載の操作検出回路。

【請求項9】

前記第２のスイッチング素子の制御電極と前記第２のスイッチング素子の前記第２の端部側の主電極との間にキャパシタを備える、請求項１に記載の操作検出回路。

【請求項10】

前記第２のスイッチング素子をオフ固定可能なオフ固定部を備える、請求項９に記載の操作検出回路。

【請求項11】

前記抵抗に流れる電流を遮断可能な遮断部を備える、請求項９又は１０に記載の操作検出回路。

【請求項12】

前記第２のスイッチング素子の前記第２の端部側の主電極が接続される入力端と、前記第２のスイッチング素子の制御電極が接続される出力端とを有するオペアンプを備える、請求項１に記載の操作検出回路。

【請求項13】

前記第１のスイッチング素子のオンにより前記第１の端部に印加される電圧と異なる電圧を前記第１の端部に印加可能な電圧印加部を備える、請求項９から１２のいずれか一項に記載の操作検出回路。

【請求項14】

請求項１から１３のいずれか一項に記載の操作検出回路と、前記操作部及び前記インダクタを有する操作入力装置とを備える、操作検出装置。

【請求項15】

請求項１に記載の操作検出回路と、制御回路とを備える操作検出制御装置であって、
前記制御回路は、
前記第１のスイッチング素子をオン／オフさせる制御信号を出力する第１の出力部と、
前記第２のスイッチング素子をオン／オフさせる制御信号を出力する第２の出力部と、
前記検出信号が入力される入力部とを有する、操作検出制御装置。

【請求項16】

請求項２に記載の操作検出回路と、制御回路とを備える操作検出制御装置であって、
前記制御回路は、
前記第１のスイッチング素子をオン／オフさせる制御信号を出力する第１の出力部と、
前記第２のスイッチング素子をオン／オフさせる制御信号を出力する第２の出力部と、
前記第３のスイッチング素子をオン／オフさせる制御信号を出力する第３の出力部と、
前記第４のスイッチング素子をオン／オフさせる制御信号を出力する第４の出力部と、
前記検出信号が入力される入力部とを有する、操作検出制御装置。

【請求項17】

請求項１５に記載の操作検出制御装置と、前記操作部及び前記インダクタを有する操作入力装置とを備える電子機器。

【請求項18】

請求項１６に記載の操作検出制御装置と、前記操作部及び前記インダクタを有する操作入力装置とを備える電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作部の動きに応じてインダクタンスが変化するインダクタに接続される操作検出回路、該操作検出回路を備える操作検出装置、該操作検出回路を備える操作検出制御装置、該操作検出回路を備える電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術として、操作者による操作入力が作用する操作部を備え、操作部の動きを操作入力の変化として検出する操作入力装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−３５３６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、上述の従来技術では、操作入力の作用による操作部の動きを検出することはできるものの、操作部を強制的に動かすことができない。

【0005】

そこで、本発明は、操作部の動きを検出できるだけでなく、操作部を強制的に動かすことができる、操作検出回路の提供を目的とする。また、本発明は、該操作検出回路を備える操作検出装置、該操作検出回路を備える操作検出制御装置、該操作検出回路を備える電子機器の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明に係る操作検出回路は、
操作部の動きに応じてインダクタンスが変化するインダクタに接続される操作検出回路であって、
前記インダクタの第１の端部に接続される第１のスイッチング素子と、
前記インダクタの第２の端部に接続される抵抗と、
前記抵抗に並列に接続される第２のスイッチング素子とを備え、
前記第１のスイッチング素子がオンすることにより、前記インダクタと前記抵抗に電流を流すことによって、前記操作部の動きに応じた検出信号を前記第２の端部から出力し、
前記第１のスイッチング素子がオン且つ前記第２のスイッチング素子がオンすることにより、前記操作部を可動させる駆動電流を前記インダクタに流す、ことを特徴とするものである。

【0007】

また、上記目的を達成するため、本発明に係る操作検出装置は、
本発明に係る操作検出回路と、前記操作部及び前記インダクタを有する操作入力装置とを備えることを特徴とするものである。

【0008】

また、上記目的を達成するため、本発明に係る操作検出制御装置は、
本発明に係る操作検出回路と、制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記第１のスイッチング素子をオン／オフさせる制御信号を出力する第１の出力部と、
前記第２のスイッチング素子をオン／オフさせる制御信号を出力する第２の出力部と、
前記検出信号が入力される入力部とを有することを特徴とするものである。

【0009】

また、上記目的を達成するため、本発明に係る電子機器は、
本発明に係る操作検出制御装置と、前記操作部及び前記インダクタを有する操作入力装置とを備えることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、操作部の動きを検出できるだけでなく、操作部を強制的に動かすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態である電子機器１０の構成を示したブロック図である。

【図2】操作部２１を強制的に可動させる磁界が発生していない初期状態を示した図である。

【図3】操作部２１を強制的に可動させる磁界Ｈが発生している状態を示した図である。

【図4】検出回路３０及び制御回路４０の第１の構成例である。

【図5】スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオン／オフと出力電圧ＯＵＴと駆動電流ｉ２との関係を示したタイムチャートである。

【図6】検出回路３０及び制御回路４０の第２の構成例である。

【図7】検出回路３０及び制御回路４０の第３の構成例である。

【図8】コンデンサＣ１，Ｃ２及び抵抗Ｒ２，Ｒ３の有無による駆動電流ｉ２の違いを示したタイムチャートである。

【図9】検出回路３０及び制御回路４０の第４の構成例である。

【図10】検出回路３０及び制御回路４０の第５の構成例である。

【図11】検出回路３０及び制御回路４０の第６の構成例である。

【図12】大きさの異なる正フィードバック力を発生させたときのタイムチャートである。

【図13】検出回路３０及び制御回路４０の第７の構成例である。

【図14】検出回路３０及び制御回路４０の第８の構成例である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態である電子機器１０の構成を示したブロック図である。電子機器１０は、操作入力装置２０と、検出回路３０と、制御回路４０とを備えている。電子機器１０は、操作入力装置２０及び検出回路３０を、操作検出装置５０として備えている。また、電子機器１０は、検出回路３０及び制御回路４０を、操作検出制御装置６０として備えている。

【0014】

操作入力装置２０は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸によって定まる直交座標系において、ＸＹ平面の法線方向側から入力される操作入力を操作部２１で受ける操作インターフェイスである。操作入力は、操作者（ユーザ）の手指等によって直接又は間接的に操作部２１に作用する。操作入力装置２０及び検出回路３０は、操作部２１で受けた操作入力に応じて変化する出力信号を出力する。その出力信号に基づいて操作者による操作入力が制御回路４０などの制御部（具体的には、マイクロコンピュータ）によって検出される。操作入力の検出によって、その検出された操作入力に対応する操作内容を制御回路４０などの制御部に把握させることができる。

【0015】

操作入力装置２０は、電子機器１０に搭載又は接続される。電子機器１０の具体例として、携帯端末（携帯電話、携帯ゲーム機、音楽や映像の携帯プレーヤーなど）、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、車両用コンピュータ、汎用コンピュータ、操作コントローラ、マウス、電化製品などのホスト機器が挙げられる。操作入力装置２０と電子機器１０との接続形態は、有線接続でもよいし、無線接続でもよい。また、操作入力装置自体が、操作コントローラやマウスなどの電子機器であってもよい。

【0016】

操作入力装置２０は、例えば、そのような電子機器１０に搭載又は接続されるディスプレイの画面上に表示されるオブジェクトを、操作者が意図した操作内容に従って、移動させることができる。画面上に表示されるオブジェクトは、例えば、カーソルやポインタなどの指示表示である。キャラクターなどの表示物でもよい。また、操作者が所定の操作入力を与えることにより、その操作入力に対応する電子機器１０の所望の機能を発揮させることができる。

【0017】

検出回路３０は、制御回路４０から出力される第１の制御信号に基づいて、操作入力の作用による操作部２１の動きを検出し、その動きに応じた検出信号を制御回路４０に対して出力する。また、検出回路３０は、操作入力の検出機能の他に、制御回路４０から出力される第２の制御信号に基づいて、操作部２１を強制的に動かすことが可能な力を発生させる駆動回路としても機能する。操作部２１が強制的に可動することで、操作部２１に直接又は間接的に触れる操作者に対して力（フィードバック力ともいう）を与えることができる。

【0018】

図２，３は、操作入力装置２０の動作説明図であって、操作入力装置２０の構成を模式的に示した正面視図である。図２は、操作部２１を強制的に可動させる磁界が発生していない初期状態を示しており、図３は、操作部２１を強制的に可動させる磁界が発生している状態を示している。操作入力装置２０は、操作部２１と、コイル２２と、支持部材２３とを備えている。

【0019】

操作部２１は、操作部２１の操作面に直接又は間接的に作用する操作入力により押し込まれることによって、ＸＹ平面に対して任意の方向に傾倒（チルト）する方向キーである。操作部２１は、傾倒せずにＺ方向に移動するものでもよいし、傾倒したままＺ方向に移動するものでもよい。操作部２１は、操作部２１に操作入力が作用していないときの初期位置に復帰するように付勢する支持部材２３で支持されているとよい。支持部材２３は、例えば、操作部２１をその初期位置に復帰させる弾性力を操作部２１に付与する部材であればよく、支持部材２５の具体例として、スプリング、ゴム、スポンジなどの弾性部材が挙げられる。

【0020】

コイル２２は、操作入力による操作部２１の押し込みを検出する検出部として機能するインダクタである。コイル２２は、例えば、操作部２１の押し込み量を測定対象とする素子であって、操作部２１の押し込み量に応じて変化するアナログ信号波形を検出回路３０に対して出力するものである。

【0021】

コイル２２は、コイル２２と操作部２１との距離に応じて変化するアナログ信号波形を出力する素子であるので、コイル２２と操作部２１との距離が操作部２１の押し込み量に応じて変化するようにコイル２２を配置することによって、操作部２１の押し込み量を非接触で測定できる。

【0022】

コイル２２は、操作部２１の押し込み量に応じて自己インダクタンスが変化する。検出回路３０は、コイル２２の自己インダクタンスの変化を操作部２１の押し込み量の変化として検出する。例えば、操作部２１に対向する位置にコイル２２を固定し、操作部２１にヨーク材を取り付けることで、操作部２１の押し込みによりコイル２２周囲の透磁率が変化するため、コイル２２の自己インダクタンスを容易に変化させることができる。操作部２１自体をヨーク材にしてもよい。また、操作部２１に対向する位置にヨーク材を固定し、操作部２１にコイル２２を取り付けても、操作部２１の押し込み量に応じてコイル２２の自己インダクタンスを容易に変化させることができる。

【0023】

検出回路３０は、コイル２２から出力されたアナログ信号波形から、コイル２２の自己インダクタンスの変化に等価的に変化する物理量を検出することで、その物理量の検出値を、操作部２１の押し込み量に対応する検出データとして、制御回路４０に対して供給する。検出回路３０は、例えば、制御回路４０から出力される第１の制御信号に従って、コイル２２に第１のパルス信号を供給することによって、コイル２２から出力されたアナログ信号波形に、コイル２２の自己インダクタンスの変化に等価的に変化する物理量を発生させる。

【0024】

例えば、コイル２２の軸方向においてコイル２２と操作部２１との距離が近づくにつれて、コイル２２周辺の透磁率が増加し、コイル２２の自己インダクタンスが増加する場合を考える。コイル２２の自己インダクタンスが増加するにつれて、第１のパルス信号の供給によりコイル２２によって発生するパルス電圧波形の振幅も大きくなる。検出回路３０は、その振幅をコイル２２の自己インダクタンスの変化に等価的に変化する物理量として検出することで、その振幅の検出値を操作部２１の押し込み量に対応する検出データとして制御回路４０に対して供給できる。

【0025】

また、例えば、コイル２２の自己インダクタンスが増加するにつれて、第１のパルス信号の供給によりコイル２２に流れるパルス電流波形の傾きが緩やかになる。検出回路３０は、その傾きをコイル２２の自己インダクタンスの変化に等価的に変化する物理量として検出することで、その傾きの検出値を操作部２１の押し込み量に対応する検出データとして制御回路４０に対して供給できる。

【0026】

また、検出回路３０は、制御回路４０から出力される第２の制御信号に従って、コイル２２に第１のパルス信号に対して位相が異なる第２のパルス信号を供給することによって操作部２１を変位させる磁界Ｈを発生させる駆動回路としても機能する。検出回路３０は、例えば、第２のパルス信号に対応するパルス電流がコイル２２に流れることにより発生する磁界Ｈによって、操作部２１を可動させる力Ｆを発生させる。

【0027】

検出回路３０は、コイル２２に流す電流の向きを変えることにより磁界Ｈの向きを変えることによって、コイル２２に近づく方向に操作部２１を動かす吸引力Ｆ（正フィードバック力ともいう）を発生させたり、コイル２２から離れる方向に操作部２１を動かす反発力Ｆ（逆フィードバック力ともいう）を発生させたりすることができる。もちろん、吸引力Ｆを逆フィードバック力と定義してもよいし、反発力Ｆを正フィードバック力と定義してもよい。検出回路３０は、操作部２１を可動させる力Ｆを連続的に発生させることで、操作部２１を振動させたり、操作部２１に触れる操作者に対してクリック感を与えるような動作を操作部２１にさせたりすることができる。

【0028】

第２のパルス信号に対応するパルス電流は、操作部２１を強制的に動かすことが可能な大きさの力Ｆを発生させるため、第１のパルス信号に対応するパルス電流よりも大きくする。また、第１のパルス信号及び第２のパルス信号は、矩形波でもよいし、三角波でもよいし、ノコギリ波でもよい。

【0029】

次に、検出回路３０及び制御回路４０の構成について説明する。

【0030】

図４は、検出回路３０及び制御回路４０の第１の構成例である。インダクタＬ１は、上述の操作入力装置２０に構成される素子であり、上述の操作部２１の動きに応じて自己インダクタンスが変化するコイル２２に相当するものである。ＶＧ＊（＊は数字を表す）は、制御回路４０から出力される制御信号を表し、ＯＵＴは、検出回路３０から出力される検出信号の電圧（検出回路３０の出力電圧）を表している。

【0031】

制御回路４０は、トランジスタＱ１をオン／オフさせる制御信号ＶＧ１を出力する出力部７１と、トランジスタＱ２をオン／オフさせる制御信号ＶＧ２を出力する出力部７２と、操作部２１の動きに応じてインダクタＬ１の自己インダクタンスが変化することにより、インダクタＬ１の片側の端部電圧に応じたアナログ検出信号が入力される入力部７０とを有する。そのアナログ検出信号は、入力部７０に構成されるＡ／Ｄコンバータに入力される。

【0032】

検出回路３０は、インダクタＬ１の一方の端部である第１の端部（以下、端部ａという）に接続されるトランジスタＱ１と、インダクタＬ１のもう一方の端部である第２の端部（以下、端部ｂという）に接続される抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ１に並列に接続されるトランジスタＱ２とを備えている。端部ａ，ｂには、インダクタＬ１の端部と同電位の部位（例えば、配線など）が含まれてよい。

【0033】

トランジスタＱ１は、制御信号ＶＧ１が入力される制御電極と、第１の電圧部９１に接続される第１の主電極と、端部ａに接続される第２の主電極とを備えるスイッチング素子である。トランジスタＱ２は、制御信号ＶＧ２が入力される制御電極と、第２の電圧部９２に接続される第１の主電極と、端部ｂに接続される第２の主電極とを備えるスイッチング素子である。

【0034】

トランジスタＱ１，Ｑ２がＭＯＳＦＥＴの場合、制御電極はゲートに相当し、第１の主電極はソースに相当し、第２の主電極はドレインに相当する。トランジスタＱ１，Ｑ２がＩＧＢＴの場合、制御電極はゲートに相当し、第１の主電極はエミッタに相当し、第２の主電極はコレクタに相当する。また、トランジスタＱ１，Ｑ２は、バイポーラトランジスタなどの他のスイッチング素子でもよい。後述の他のトランジスタＱ＊（＊は数字を表す）も同様である。

【0035】

トランジスタＱ１は、第１の電圧部９１と端部ａとの間に配置され、第１の電圧部９１と端部ａとの間の電流経路の導通／遮断を切り替えるＰチャネル型の素子である。トランジスタＱ２は、第２の電圧部９２と端部ｂとの間に配置され、第２の電圧部９２と端部ｂとの間の電流経路の導通／遮断を切り替えるＮチャネル型の素子である。

【0036】

第１の電圧部９１の電圧Ｖ１は、第２の電圧部９２の電圧よりも高く設定され、例えば、電圧Ｖ１は正の電源電圧に相当し、第２の電圧部９２の電圧はグランド電圧に相当する。

【0037】

抵抗Ｒ１は、第２の電圧部９２と端部ｂとの間に配置されている。抵抗Ｒ１は、インダクタＬ１に接続されることによってインダクタＬ１をＬとするＬＲ回路を構成する。

【0038】

【表1】

検出回路３０は、トランジスタＱ１が制御信号ＶＧ１によってオンし且つトランジスタＱ２が制御信号ＶＧ２によってオフすることにより、インダクタＬ１と抵抗Ｒ１にパルス状の検出電流ｉ１を流す。パルス状の検出電流ｉ１が流れることによって、操作部２１の動きに応じた検出信号が、検出回路３０の出力電圧ＯＵＴとして端部ｂから出力される。インダクタＬ１の自己インダクタンスが操作部２１の押し込み量に応じて変化すると、図５に示されるように、その変化量に応じて出力電圧ＯＵＴのピーク電圧が変化する。制御回路４０の入力部７０は、そのピーク電圧の大きさを検出することによって、操作部２１の押し込み量（操作者の操作入力量）を検出できる。

【0039】

一方、検出回路３０は、トランジスタＱ１が制御信号ＶＧ１によってオン且つトランジスタＱ２が制御信号ＶＧ２によってオンすることにより、操作部２１を可動させるパルス状の駆動電流ｉ２をインダクタＬ１に流す。トランジスタＱ２のオンにより、抵抗Ｒ１の両端が短絡されるため、検出電流ｉ１よりも電流値の大きな駆動電流ｉ２が、インダクタＬ１とトランジスタＱ２に流れることによって、操作部２１を動かすことが可能な強い磁界をインダクタＬ１の周囲に発生させて、操作部２１を強制的に可動させることができる。

【0040】

図６は、検出回路３０及び制御回路４０の第２の構成例である。上述の構成と同様の構成についての説明は省略する。

【0041】

図６の検出回路３０は、図４の構成に対して、端部ａに接続されるトランジスタＱ３，端部ｂに接続されるＱ４が追加されている。

【0042】

制御回路４０は、トランジスタＱ３をオン／オフさせる制御信号ＶＧ３を出力する出力部７３と、トランジスタＱ４をオン／オフさせる制御信号ＶＧ４を出力する出力部７４とを有する。

【0043】

検出回路３０は、端部ａに接続され抵抗Ｒ１に並列に接続されるトランジスタＱ３と、端部ｂに接続されるトランジスタＱ４とを備えている。トランジスタＱ３は、制御信号ＶＧ３が入力される制御電極と、第２の電圧部９２に接続される第１の主電極と、端部ａに接続される第２の主電極とを備えるスイッチング素子である。トランジスタＱ４は、制御信号ＶＧ４が入力される制御電極と、第１の電圧部９１に接続される第１の主電極と、端部ｂに接続される第２の主電極とを備えるスイッチング素子である。

【0044】

トランジスタＱ３は、第２の電圧部９２と端部ａとの間に配置され、第２の電圧部９２と端部ａとの間の電流経路の導通／遮断を切り替えるＮチャネル型の素子である。トランジスタＱ４は、第１の電圧部９１と端部ｂとの間に配置され、第１の電圧部９１と端部ｂとの間の電流経路の導通／遮断を切り替えるＰチャネル型の素子である。

【0045】

【表2】

検出回路３０は、操作部２１の押し込み量を検出するときには、各トランジスタが各制御信号ＶＧによって表２のようにオン又はオフすることにより、インダクタＬ１と抵抗Ｒ１にパルス状の検出電流ｉ１を流すことによって、操作部２１の動きに応じた検出信号を端部ｂから出力する。

【0046】

一方、検出回路３０は、操作部２１に正フィードバック力を与えるときには、各トランジスタが各制御信号ＶＧによって表２のようにオン又はオフすることにより、操作部２１を可動させるパルス状の駆動電流ｉ２をインダクタＬ１に流す。トランジスタＱ２のオンにより、抵抗Ｒ１の両端が短絡されるため、検出電流ｉ１よりも電流値の大きな駆動電流ｉ２が、インダクタＬ１とトランジスタＱ２に流れることによって、操作部２１をインダクタＬ１に近づける方向に動かすことが可能な強い磁界をインダクタＬ１の周囲に発生させて、操作部２１を強制的に可動させることができる。

【0047】

また、検出回路３０は、操作部２１に逆フィードバック力を与えるときには、各トランジスタが各制御信号ＶＧによって表２のようにオン又はオフすることにより、操作部２１を可動させるパルス状の駆動電流ｉ３をインダクタＬ１に流す。この場合、駆動電流ｉ３は、駆動電流ｉ２に対して逆向きに流れる。したがって、検出電流ｉ１よりも電流値の大きな駆動電流ｉ３が、インダクタＬ１とトランジスタＱ３に流れることによって、操作部２１をインダクタＬ１から離れる方向に動かすことが可能な強い磁界をインダクタＬ１の周囲に発生させて、操作部２１を強制的に可動させることができる。

【0048】

図７は、検出回路３０及び制御回路４０の第３の構成例である。上述の構成と同様の構成についての説明は省略する。

【0049】

図７の検出回路３０は、図６の構成に対して、トランジスタＱ２の制御電極と端子ｂ側の主電極との間にキャパシタＣ２が挿入され、トランジスタＱ３の制御電極と端子ａ側の主電極との間にキャパシタＣ１が挿入されている。

【0050】

キャパシタＣ２の一方の端部は、抵抗Ｒ３とトランジスタＱ２の制御電極との間に接続され、もう一方の端部は、端部ｂに接続されている。キャパシタＣ１の一方の端部は、抵抗Ｒ２とトランジスタＱ３の制御電極との間に接続され、もう一方の端部は、端部ａに接続されている。つまり、トランジスタＱ２，Ｑ３の制御電極と主電極との間に、ＲＣフィルタが構成されている。

【0051】

このように、キャパシタＣ１，Ｃ２を挿入にすることによって、図８に示されるように、フィードバック力の付与時にインダクタＬ１に流れる駆動電流ｉ２の応答が、キャパシタＣ１，Ｃ２が挿入されてない場合に比べて遅くなるため、操作部２１にフィードバック力を付与する時に発生する異音（ノイズ音）を抑えることができる。

【0052】

図９は、検出回路３０及び制御回路４０の第４の構成例である。上述の構成と同様の構成についての説明は省略する。

【0053】

図９の検出回路３０は、図７の構成に対して、トランジスタＱ２をオフのまま固定可能な第１のオフ固定部と、トランジスタＱ３をオフのまま固定可能な第２のオフ固定部とを備えている。図９には、第１のオフ固定部として、抵抗Ｒ６及びトランジスタＱ６が例示され、第２のオフ固定部として、抵抗Ｒ４及びトランジスタＱ５が例示されている。制御回路４０は、トランジスタＱ５，Ｑ６をオン／オフさせる制御信号ＶＧ５を出力する出力部７５を有する。検出回路３０は、各トランジスタが各制御信号ＶＧによって表３のようにオン又はオフすることにより、検出電流ｉ１又は駆動電流ｉ２又は駆動電流ｉ３を流す。

【0054】

【表3】

制御回路４０は、操作部２１の押し込み量を検出するときに、制御信号ＶＧ５によって、トランジスタＱ５，Ｑ６をオンすることによって、トランジスタＱ２，Ｑ３のオフ状態を維持する。これにより、操作部２１の押し込み量を検出するときに、キャパシタＣ２，Ｃ１を介してトランジスタＱ２，Ｑ３の制御電極の電圧が持ち上がって、トランジスタＱ２，Ｑ３がオンしてしまうことを防ぐことができる。

【0055】

また、図９の検出回路３０は、図７の構成に対して、抵抗Ｒ１に流れる電流を遮断可能な遮断部を備えている。図９には、この遮断部として、抵抗Ｒ１と第２の電圧部９２との間に挿入されたトランジスタＱ７が例示されている。制御回路４０は、トランジスタＱ７をオン／オフさせる制御信号ＶＧ７を出力する出力部７７を有する。トランジスタＱ７は、制御信号ＶＧ７が入力される制御電極と、第２の電圧部９２に接続される第１の主電極と、抵抗Ｒ１に接続される第２の主電極とを有する。トランジスタＱ７は、端部ｂと抵抗Ｒ１との間に挿入されてもよい。

【0056】

制御回路４０は、操作部２１の押し込み量を検出するときは、トランジスタＱ７をオンし、操作部２１にフィードバック力を与えるときは、トランジスタＱ７をオフさせる。これにより、操作部２１にフィードバック力を与えるときに、抵抗Ｒ１にわずかに流れる電流によって、駆動電流ｉ２又はｉ３の応答が速くなることにより、異音が発生することを抑制できる。

【0057】

図１０は、検出回路３０及び制御回路４０の第５の構成例である。上述の構成と同様の構成についての説明は省略する。

【0058】

図１０の検出回路３０は、図６の構成に対して、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２を備えている。オペアンプＯＰ２は、トランジスタＱ２の端部ｂ側の主電極が接続される非反転入力端子と、制御信号ＶＧ２が入力される反転入力端子と、トランジスタＱ２の制御電極が接続される出力端子とを有している。オペアンプＯＰ１は、トランジスタＱ３の端部ａ側の主電極が接続される非反転入力端子と、制御信号ＶＧ３が入力される反転入力端子と、トランジスタＱ３の制御電極が接続される出力端子とを有している。制御信号ＶＧ２は、抵抗Ｒ９とキャパシタＣ４から構成されるＲＣフィルタを介して、オペアンプＯＰ２の反転入力端子に入力され、制御信号ＶＧ３は、抵抗Ｒ８とキャパシタＣ３から構成されるＲＣフィルタを介して、オペアンプＯＰ１の反転入力端子に入力される。

【0059】

このように、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２を構成することによって、上述のキャパシタＣ１，Ｃ２を挿入した場合と同様に、操作部２１にフィードバック力を付与する時に発生する異音を抑えることができる。すなわち、フィードバック力の付与時にインダクタＬ１に流れる駆動電流ｉ２の応答を、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２が構成されてない場合に比べて遅くできる。また、オペアンプＯＰ１，ＯＰ２を構成することによって、図９の構成から、トランジスタＱ５，Ｑ６と、抵抗Ｒ４，Ｒ６と、制御信号ＶＧ５を出力する出力部７５とを削除することができる。

【0060】

図１１は、検出回路３０及び制御回路４０の第６の構成例である。上述の構成と同様の構成についての説明は省略する。

【0061】

図１１の検出回路３０は、図７の構成に対して、トランジスタＱ１のオンにより端部ａに印加される電圧Ｖ１と異なる電圧Ｖ２を端部ａに印加可能な電圧印加部を備えている。図１１には、この電圧印加部として、トランジスタＱ８が例示されている。制御回路４０は、トランジスタＱ８をオン／オフさせる制御信号ＶＧ８を出力する出力部７８を有する。トランジスタＱ８は、制御信号ＶＧ８が入力される制御電極と、第３の電圧部９３に接続される第１の主電極と、端部ａに接続される第２の主電極とを有する。第３の電圧部９３の電圧Ｖ２は、例えば第１の電圧部９１の電圧Ｖ１よりも大きく設定される。検出回路３０は、各トランジスタが各制御信号ＶＧによって表４のようにオン又はオフすることにより、検出電流ｉ１又は駆動電流ｉ２又は駆動電流ｉ３を流す。

【0062】

【表4】

制御回路４０は、制御部２１に正フィードバック力を与えるときに、トランジスタＱ１をオフしトランジスタＱ８をオンすることにより、電圧Ｖ１よりも大きい第３の電圧部９３の電圧Ｖ２を端子ａに印加する。これにより、トランジスタＱ１をオンしトランジスタＱ８をオフすることによって電圧Ｖ１を端子ａに印加する場合よりも大きな正フィードバック力を操作部２１に与えることができる。

【0063】

図１２は、大きさの異なる正フィードバック力を発生させたときのタイムチャートである。図１２は、電圧Ｖ２を電圧Ｖ１の２倍に設定した場合に、クリック感を発生させるパターンの一例である。フィードバック力を連続に発生させることによって振動を与えることが可能となる。

【0064】

図１３は、検出回路３０及び制御回路４０の第７の構成例である。上述の構成と同様の構成についての説明は省略する。

【0065】

図１３の検出回路３０は、電圧Ｖ１よりも大きな電圧Ｖ２がトランジスタＱ８のオンにより端子ａに印加されることによって、トランジスタＱ１，Ｑ４に並列に接続される不図示の保護ダイオード（又は、トランジスタＱ１，Ｑ４に内蔵されている寄生ダイオード）を介して、第１の電圧部９１に電流が逆流することを防止する逆流防止部を備えている。図１３には、この逆流防止部として、図１１の構成に対して、ダイオードＤ１，Ｄ２が追加されている。

【0066】

また、図１３の検出回路３０は、電圧Ｖ１で動作する制御回路４０から出力される制御信号ＶＧ８によって、電圧Ｖ２に接続されるトランジスタＱ８がオン／オフできるように、レベルシフト回路を備えている。このレベルシフト回路は、トランジスタＱ９と抵抗Ｒ１０，Ｒ１１から構成されている。

【0067】

検出回路３０は、各トランジスタが各制御信号ＶＧによって表５のようにオン又はオフすることにより、検出電流ｉ１又は駆動電流ｉ２又は駆動電流ｉ３を流す。

【0068】

【表5】

制御回路４０は、制御部２１に正フィードバック力を与えるときに、トランジスタＱ１をオフしトランジスタＱ８をオンすることにより、電圧Ｖ１よりも大きい第３の電圧部９３の電圧Ｖ２を端子ａに印加する。これにより、トランジスタＱ１をオンしトランジスタＱ８をオフすることによって電圧Ｖ１を端子ａに印加する場合よりも大きな正フィードバック力を操作部２１に与えることができる。

【0069】

図１４は、検出回路３０及び制御回路４０の第８の構成例である。上述の構成と同様の構成についての説明は省略する。

【0070】

図１４の検出回路３０は、図１３の構成に対して、トランジスタＱ４のオンにより端部ｂに印加される電圧Ｖ１と異なる電圧Ｖ２を端部ｂに印加可能な電圧印加部を備えている。図１４には、この電圧印加部として、トランジスタＱ１０が例示されている。制御回路４０は、トランジスタＱ１０をオン／オフさせる制御信号ＶＧ１０を出力する出力部８０を有する。

【0071】

また、図１４の検出回路３０は、電圧Ｖ１で動作する制御回路４０から出力される制御信号ＶＧ１０によって、電圧Ｖ２に接続されるトランジスタＱ１０がオン／オフできるように、レベルシフト回路を備えている。このレベルシフト回路は、トランジスタＱ１１と抵抗Ｒ１２，Ｒ１３から構成されている。

【0072】

また、図１４の検出回路３０は、電圧Ｖ１よりも大きな電圧Ｖ２が、トランジスタＱ１０のオンにより、電圧Ｖ１で動作する制御回路４０の入力部７０に印加されることを防止する電圧遮断部を有している。図１４には、この電圧遮断部として、トランジスタＱ１２が例示されている。制御回路４０は、トランジスタＱ１２をオン／オフさせる制御信号ＶＧ１２を出力する出力部８２を有する。

【0073】

検出回路３０は、各トランジスタが各制御信号ＶＧによって表６のようにオン又はオフすることにより、検出電流ｉ１又は駆動電流ｉ２又は駆動電流ｉ３を流す。

【0074】

【表6】

制御回路４０は、制御部２１に逆フィードバック力を与えるときに、トランジスタＱ４をオフしトランジスタＱ１０をオンすることにより、電圧Ｖ１よりも大きい第３の電圧部９３の電圧Ｖ２を端子ｂに印加する。これにより、トランジスタＱ４をオンしトランジスタＱ１０をオフすることによって電圧Ｖ１を端子ｂに印加する場合よりも大きな逆フィードバック力を操作部２１に与えることができる。

【0075】

このとき、制御回路４０は、入力部７０に電圧Ｖ２が印加されることを防ぐため、フィードバック力を与えるときにはトランジスタ１２をオフする。一方、制御回路４０は、入力部７０が操作部２１の動きに応じたアナログ電圧ＯＵＴを検出できるように、操作部２１の押し込み量を検出するときには、トランジスタ１２をオンする。

【0076】

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形、改良及び置換を加えることができる。上述の実施例それぞれの各部の構成を組み合わせてもよい。

【0077】

例えば、上述の実施例では、第１の電圧部９１の電圧Ｖ１が第２の電圧部９２の電圧よりも大きい場合を示したが、各トランジスタＱの構成を変更することによって（例えば、Ｎチャネル素子をＰチャネル素子に変更し、Ｐチャネル素子をＮチャネル素子に変更することによって）、第１の電圧部９１の電圧Ｖ１が第２の電圧部９２の電圧よりも低くてもよい。

【符号の説明】

【0078】

１０ 電子機器
２０ 操作入力装置
２１ 操作部
２２ コイル
２３ 支持部材
３０ 検出回路
４０ 制御回路
５０ 操作検出装置
６０ 操作検出制御装置
７０ 入力部
７１〜８２ 出力部
９１ 第１の電圧部
９２ 第２の電圧部
９３ 第３の電圧部
ｉ１ 検出電流
ｉ２，ｉ３ 駆動電流
Ｃ＊ キャパシタ
Ｌ１ インダクタ
ＯＰ＊ オペアンプ
Ｑ＊ トランジスタ
Ｒ＊ 抵抗
ＶＧ＊ 制御信号
＊は数字

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】