特許 6621301 回転揺動式入力装置及び電子機器

(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】6621301

(24)【登録日】2019年11月29日

(45)【発行日】2019年12月18日

(54)【発明の名称】回転揺動式入力装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01H 25/04 20060101AFI20191209BHJP

【ＦＩ】

   H01H25/04 A

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-215757(P2015-215757)

(22)【出願日】2015年11月2日

(65)【公開番号】特開2017-91610(P2017-91610A)

(43)【公開日】2017年5月25日

【審査請求日】2018年9月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(72)【発明者】

【氏名】岩井 圭太

【審査官】 杉山 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０６４６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１７５１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−０４４５６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−２５１１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００８３９５２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｈ ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

投光部から出射された光束を受光部にて受光する光センサと、
回転操作及び複数方向の揺動操作が可能である操作手段と、
前記光センサの配置面側に設けられ、前記揺動操作にて押下されることで信号を発生する複数のスイッチと、
前記操作手段を回転操作した場合、前記投光部と前記受光部の間に形成された間隙部を通過する複数の遮光部が周方向に設けられている遮光部材と、
前記操作手段を回転操作したときにクリック感を発生するクリック手段と、を備える回転揺動式入力装置であって、
前記操作手段の回転停止位置は、前記操作手段の回転方向について前記複数の遮光部が前記光センサの前記間隙部を通過する場合における前記操作手段の位置とは異なる位置であり、
前記光センサの前記間隙部の前記回転方向の幅は、前記遮光部の前記回転方向の幅より広く、
前記回転方向に互いに隣り合う２つの前記遮光部の間の間隙の前記回転方向の幅は、前記光センサの前記間隙部の前記回転方向の幅より広く、
前記回転方向に互いに隣り合う２つの前記遮光部の間の間隙の前記回転方向の幅は、前記遮光部の前記回転方向の幅より広いことを特徴とする回転揺動式入力装置。

【請求項2】

前記操作手段を前記遮光部材とともに回転可能に、かつ前記複数方向に揺動可能に保持する弾性変形可能なホルダをさらに備え、
前記ホルダは、前記操作手段を前記遮光部材とともに回転可能に、かつ前記複数方向に揺動可能に保持する内側環状部と、前記内側環状部の外周側に配置され、前記操作手段を前記複数方向のいずれかの方向に揺動操作した場合、弾性変形して前記複数のスイッチのうちの対応するスイッチを押下する押圧部が設けられた外側環状部と、を有し、
前記内側環状部における前記遮光部材の前記遮光部より内径側及び前記外側環状部における前記遮光部材の前記遮光部より外径側の少なくとも一方に、前記操作手段を所定量以上だけ揺動操作した場合、前記遮光部材の前記遮光部が前記光センサの前記間隙部に当接する前に前記操作手段が当接する当接部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転揺動式入力装置。

【請求項3】

前記回転方向について前記ホルダの前記内側環状部と前記外側環状部の間に、前記光センサが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の回転揺動式入力装置。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転揺動式入力装置を備えることを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置を含む電子機器に設けられる回転揺動式入力装置、及び回転揺動式入力装置を備える電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

デジタルカメラ等の電子機器として、複数方向の揺動操作と回転操作の複合操作が可能な操作ダイアルを有する回転揺動式入力装置を備えるものがある。回転揺動式入力装置の回転検出手段としては、操作ダイアルに固定された接点ブラシをプリント配線板に設けられた電極パターンに沿って摺動させることで発生するパルス信号に基づき操作ダイアルの回転を検出する技術が提案されている（特許文献１）。この提案では、操作ダイアルを揺動させることで、操作ダイアルに設けられた押し子によりスイッチが押されて信号が出力される。

【0003】

しかし、接点ブラシは、操作ダイアルの回転時に電極パターンと常に摺動接触するため、連続操作をすると、電極パターンが摩耗して操作性が低下するおそれがある。また、電極パターンは、摩耗により接点ブラシとの接触状態が不安定になるため、出力信号の乱れや耐久性に問題がある。さらに、接点ブラシと電極パターンの接触状態により、抵抗値にバラツキが生じ易く、チャタリングが発生するという問題もある。

【0004】

また、回転揺動式入力装置の回転検出手段として、磁石と磁界検出素子により操作ダイアルの回転を検出する技術が提案されている（特許文献２）。この提案についても、回転検出の分解能に応じた複数の磁石が必要となるため、装置の小型化が難しく、また、磁石はＮ極とＳ極を高精度で、かつ複数の着磁が必要であることから安価に構成することも難しい。

【0005】

一方、回転検出手段として、操作ダイアルと一体に回転する遮光羽根の複数の遮光部が透過型光センサの投光部と受光部との間を通過することで、操作ダイアルの回転を検出する技術が知られている。透過型光センサを用いた回転検出手段は、遮光羽根と透過型光センサが非接触であることから耐久性に優れ、また、遮光羽根も簡単な構造であるため、小型化が可能となり、更には、高価な部品を用いる必要もないため、安価に構成することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第５２８１５８９号

【特許文献2】特許第３８２０５４８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、回転検出手段として透過型光センサを用いた場合、操作ダイアルの回転が停止した安定位置において、遮光羽根の遮光部と透過型光センサの位置関係が適切でないと、操作ダイアルの回転検出精度が低下する可能性がある。

【0008】

例えば、操作ダイアルと遮光羽根の固定位置や操作ダイアルの安定位置のばらつきにより、透過型光センサの光の透過と遮光が不安定となり、操作ダイアルの回転量や回転方向を誤検出することが考えられる。また、遮光羽根が安定位置にあるときに操作ダイアルを揺動操作してスイッチを押下した際にも、誤検出を防止する必要がある。

【0009】

そこで、本発明は、回転揺動式入力装置の回転検出手段として透過型光センサを用いた場合に、操作ダイアルを回転操作や揺動操作した際の誤検出を防止する技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するために、本発明の回転揺動式入力装置は、投光部から出射された光束を受光部にて受光する光センサと、回転操作及び複数方向の揺動操作が可能である操作手段と、前記光センサの配置面側に設けられ、前記揺動操作にて押下されることで信号を発生する複数のスイッチと、前記操作手段を回転操作した場合、前記投光部と前記受光部の間に形成された間隙部を通過する複数の遮光部が周方向に設けられている遮光部材と、前記操作手段を回転操作したときにクリック感を発生するクリック手段と、を備える回転揺動式入力装置であって、前記操作手段の回転停止位置は、前記操作手段の回転方向について前記複数の遮光部が前記光センサの前記間隙部を通過する場合における前記操作手段の位置とは異なる位置であり、前記光センサの前記間隙部の前記回転方向の幅は、前記遮光部の前記回転方向の幅より広く、前記回転方向に互いに隣り合う２つの前記遮光部の間の間隙の前記回転方向の幅は、前記光センサの前記間隙部の前記回転方向の幅より広く、前記回転方向に互いに隣り合う２つの前記遮光部の間の間隙の前記回転方向の幅は、前記遮光部の前記回転方向の幅より広いことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、回転揺動式入力装置の回転検出手段として光センサを用いた場合に、操作手段を回転操作や揺動操作した際の誤検出を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の回転揺動式入力装置を備える電子機器の実施形態の一例であるデジタルカメラを背面側から見た斜視図である。

【図2】回転揺動式入力装置の斜視図である。

【図3】図２に示す回転揺動式入力装置の分解斜視図である。

【図4】（ａ）は操作ダイアルの裏面側に嵌合される遮光羽根の斜視図、（ｂ）は遮光羽根を操作ダイアルの裏面側に取り付ける様子を示す斜視図である。

【図5】（ａ）は操作ダイアルの回転が停止した安定位置での回転揺動式入力装置の側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図6】（ａ）は操作ダイアルの回転が停止した安定位置における遮光羽根とフォトインタラプタの関係を説明する要部斜視図、（ｂ）は操作ダイアルの回転が停止した安定位置におけるフォトインタラプタと遮光羽根との関係を説明する図である。

【図7】（ａ）は、ホルダの操作ダイアル側から見た斜視図、（ｂ）は操作ダイアルの回転が停止した安定位置における回転揺動式入力装置の要部を操作ダイアル側から見た図である。

【図8】図７（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。

【0014】

図１は、本発明の回転揺動式入力装置を備える電子機器の実施形態の一例であるデジタルカメラを背面側から見た斜視図である。

【0015】

図１に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１０は、正面側に、レンズ鏡筒１２が設けられ、背面側には、レンズ鏡筒１２の撮影光学系を通過して不図示の撮像素子に結像した被写体像を表示するＬＣＤ等の表示ユニット１３が設けられている。デジタルカメラ１０を背面側から見て、表示ユニット１３の右側には、回転揺動式入力装置１４を構成する操作ダイアル２５が設けられている。

【0016】

回転揺動式入力装置１４は、例えば、マニュアルフォーカスやホワイトバランス等の連続的な入力操作が求められる機能に操作ダイアル２５の回転操作が割り当てられる。また、複数方向の揺動操作と回転操作の複合操作として、フラッシュ発光のオン／オフ／オートのようにトグル操作により設定可能な機能に操作ダイアル２５の押しボタン操作が割り当てられている。

【0017】

図２は、回転揺動式入力装置１４の斜視図である。図３は、図２に示す回転揺動式入力装置１４の分解斜視図である。

【0018】

図２及び図３に示すように、操作ダイアル２５は、ホルダ２０に対してＺ軸を中心に回転操作可能に保持されている。また、操作ダイアル２５は、複合操作として、図の上下左右方向に押し操作された場合に、ホルダ２０に対して揺動可能に保持されている。操作ダイアル２５の中央部には、表示板２６が設けられている。

【0019】

表示板２６の外観には、上下左右方向のボタン機能を表すアイコンが印刷されている。表示板２６は、基台２８に設けられた孔に位置決めされると共に基台２８の裏面に突出したピン形状部がカシメられて基台２８に固定され、回転が規制されている。表示板２６の中央部には、センターキー２７が設けられ、センターキー２７は、表示板２６に対して軸方向に押し操作が可能に保持されている。

【0020】

操作ダイアル２５を上下左右の各方向へ押し操作した場合、表示板２６は、操作ダイアル２５に追従して揺動し、また、センターキー２７は、操作ダイアル２５の回転時も揺動時も連動せず、軸方向の押し操作のみ可能になっている。操作ダイアル２５は、プリント配線板２９とともに粘着シートの一例である両面テープ３０を介して基台２８に固定されている。

【0021】

プリント配線板２９には、図３に示すように、操作ダイアル２５の回転を検出するための透過型光センサとして一対のフォトインタラプタ２２が実装されている。プリント配線板２９のフォトインタラプタ２２の実装面側には、複数のメタルドームスイッチ２３ａを一体に保持するシートスイッチ２３ｂが固定されている。また、プリント配線板２９のフォトインタラプタ２２の実装面と反対側には、両面テープ３０が配置されている。

【0022】

ホルダ２０は、基台２８に設けられた不図示の貫通孔に位置決めされるとともに、基台２８の裏面から突出したピン形状のカシメ部２０ｊ（図６（ｂ）参照）がカシメられて基台２８に固定されている。ホルダ２０には、クリックバネ２１が保持されている。

【0023】

図４（ａ）は操作ダイアル２５の裏面側に嵌合される遮光羽根３１の斜視図、図４（ｂ）は遮光羽根３１を操作ダイアル２５の裏面側に取り付ける様子を示す斜視図である。

【0024】

遮光羽根３１は、金属材料等により形成され、図４（ａ）に示すように、操作ダイアル２５の裏面側に嵌合固定されて操作ダイアル２５と一体に回転する円環部３１ａを有する。円環部３１ａの外周部には、操作ダイアル２５の軸方向に突出する遮光部３１ｂが周方向に略等間隔で複数設けられている。

【0025】

遮光部３１ｂでは、フォトインタラプタ２２の投光部からの光を遮光し、周方向に互いに隣り合う遮光部３１ｂの間の間隙３２では、フォトインタラプタ２２の投光部からの光は遮光されることなく受光部で受光される。また、遮光羽根３１の一つの間隙３２には、操作ダイアル２５と位置決めするための位置決め部３１ｃが操作ダイアル２５の軸方向に突出して設けられている。位置決め部３１ｃは、軸方向の突出寸法が遮光部３１ｂより短くなっており、従って、フォトインタラプタ２２の投光部からの光が位置決め部３１ｃによって遮光されることはない。

【0026】

操作ダイアル２５には、図４（ｂ）に示すように、ホルダ２０に形成された保持孔２０ｃ（図３参照）に回転可能、かつ複数方向に揺動可能に保持される回転軸部２５ｂが設けられている。回転軸部２５ｂの外周部には、径方向外側に突出する凸部２５ａが周方向に略等間隔で複数設けられている。

【0027】

凸部２５ａにクリックバネ２１が当接することにより、操作ダイアル２５の回転操作時にクリック感が発生し、停止時は操作ダイアル２５を安定した位置に停止させる。また、操作ダイアル２５には、遮光羽根３１の位置決め部３１ｃが位置決め嵌合される切り欠き部２５ｃが設けられている。

【0028】

次に、図５を参照して、操作ダイアル２５の回転が停止した安定位置における遮光羽根３１とフォトインタラプタ２２との関係を説明する。図５（ａ）は操作ダイアル２５の回転が停止した安定位置での回転揺動式入力装置１４の側面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【0029】

図５（ｂ）に示すように、クリックバネ２１の両端部は、それぞれ互いに隣り合う凸部２５aの間に係合している。つまり、周方向に互いに隣り合う凸部２５aの斜面により、クリックバネ２１は、操作ダイアル２５の回転に抗するバネ力を発生させ、これにより、操作ダイアル２５は回転が停止した安定位置にある。このとき、遮光羽根３１の遮光部３１ｂは、フォトインタラプタ２２の投光部２２ｃと受光部２２ｂとの間の間隙部２２ａから周方向に離間した位置に配置されている。この状態では、フォトインタラプタ２２の投光部２２ｃからの光は遮光されることなく、受光部２２ｂで受光される。

【0030】

遮光羽根３１が操作ダイアル２５と一体に回転すると、遮光部３１ｂと間隙３２がフォトインタラプタ２２の投光部２２ｃと受光部２２ｂとの間の間隙部２２ａを通過することにより、フォトインタラプタ２２の投光部２２ｃからの光が遮光と透過を繰り返す。このときのフォトインタラプタ２２からの出力信号に基づき、操作ダイアル２５の回転を検出することができる。なお、プリント配線板２９に実装された一対のフォトインタラプタ２２は、出力信号の波形が半位相ずれる角度で配置されており、これにより、操作ダイアル２５の回転方向も検出することが可能となっている。

【0031】

図６（ａ）は、操作ダイアル２５の回転が停止した安定位置における遮光羽根３１とフォトインタラプタ２２の関係を説明する要部斜視図である。図６（ａ）に示すように、操作ダイアル２５の回転が停止した安定位置では、遮光羽根３１の遮光部３１ｂは、フォトインタラプタ２２の投光部２２ｃと受光部２２ｂの間の間隙部２２ａに対して回転方向に離間した位置に配置されている。この状態で操作ダイアル２５を揺動操作しても、フォトインタラプタ２２の投光部２２ｃからの光は遮光されることなく、受光部２２ｂで受光される状態は変化しない。

【0032】

図６（ｂ）は、操作ダイアル２５の回転が停止した安定位置におけるフォトインタラプタ２２と遮光羽根３１との関係を説明する図である。操作ダイアル２５は、操作ダイアル２５に対する遮光羽根３１の位相ずれや凸部２５ａとクリックバネ２１の位置ずれなどにより回転が停止した安定位置がずれることがある。

【0033】

そこで、本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、互いに隣り合う遮光部３１ｂ間の間隙３２の周方向幅Ｗ１は、遮光部３１ｂの周方向幅Ｗ２より広く設定されている。また、周方向幅Ｗ１は、フォトインタラプタ２２の投光部２２ｃ及び受光部２２ｂの周方向幅Ｗ３より広く設定されている。なお、図６（ｂ）に示すように、フォトインタラプタ２２の投光部２２ｃ及び受光部２２ｂの周方向幅Ｗ３は、遮光部３１ｂの周方向幅Ｗ２より広く設定されている。

【0034】

これにより、操作ダイアル２５に対する遮光羽根３１の位相ずれや凸部２５ａとクリックバネ２１の位置ずれが生じても、これらのずれを吸収することができる。このため、操作ダイアル２５の回転が停止した安定位置において、フォトインタラプタ２２の投光部２２ｃからの光が遮光されることなく、受光部２２ｂで受光される状態を安定して維持することができる。この結果、操作ダイアル２５を回転操作及び揺動操作した際の誤検出を防止することができる。

【0035】

図７（ａ）は、ホルダ２０の操作ダイアル２５側から見た斜視図である。図７（ａ）に示すように、ホルダ２０は、操作ダイアル２５の回転軸部２５ｂを回転可能に、かつ複数方向に揺動可能に保持する保持孔２０ｃを有する内側環状部２０ｈを備える。内側環状部２０ｈの外周側には、外側環状部２０ｄが配置され、外側環状部２０ｄと内側環状部２０ｈとは、周方向に略等間隔で配置された４箇所の接続部２０ｆを介して接続されている。内側環状部２０ｈ、接続部２０ｆ及び外側環状部２０ｄは、弾性変形可能な樹脂材料等により一体に形成されている。

【0036】

外側環状部２０ｄの操作ダイアル２５側の面には、操作ダイアル２５が回転する際に摺動する摺動部２０ｅが周方向に略等間隔で４箇所設けられている。４箇所の摺動部２０ｅは、図３に示す複数のメタルドームスイッチ２３ａのうちの中央に配置された上下左右の４箇所のメタルドームスイッチ２３ａに対応して設けられている。そして、摺動部２０ｅは、操作ダイアル２５を上下左右のいずれかの方向に揺動操作した際に、対応するメタルドームスイッチ２３ａを押下する押圧部として機能する。

【0037】

このとき、外側環状部２０ｄには、操作ダイアル２５の揺動方向のストッパとして第１当接部２０ｂが設けられている。第１当接部２０ｂは、フォトインタラプタ２２の近傍に配置されて、接続部２０ｆと同位相で、かつ摺動部２０ｅに対して４５°の位相をずらして周方向に略等間隔で４箇所設けられている。内側環状部２０ｈにも同様に、操作ダイアル２５の揺動方向のストッパとして第２当接部２０ａが設けられている。なお、本実施形態では、外側環状部２０ｄと内側環状部２０ｈとを一体に形成した場合を例示したが、外側環状部２０ｄと内側環状部２０ｈとは別体であってもよい。

【0038】

図７（ｂ）は、操作ダイアル２５の回転が停止した安定位置における回転揺動式入力装置１４の要部を操作ダイアル２５側から見た図である。図８は、図７（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。

【0039】

図８に示すように、内側環状部２０ｈに設けられた第２当接部２０ａは、操作ダイアル２５を揺動操作すると、遮光羽根３１の固定面３１ａに当接し、操作ダイアル２５の揺動方向のストッパとなる。また、操作ダイアル２５の外周端部は、フォトインタラプタ２２の近傍に配置された第１当接部２０ｂに当接し、同様に、操作ダイアル２５の揺動方向のストッパとなる。つまり、遮光部３１ｂの内径側と外径側でフォトインタラプタ２２の近傍に操作ダイアル２５の揺動操作時に操作ダイアル２５とホルダ２０の当接部を複数設けることで、操作ダイアル２５の揺動操作の際に遮光部３１ｂが所定量以上に変移しないよう規制している。

【0040】

また、遮光羽根３１の遮光部３１ｂの先端とフォトインタラプタ２２の間隙部２２ａの対向面（底面）との間の寸法は、第２当接部２０ａと遮光羽根３１の円環部３１ａとの間の寸法、及び第１当接部２０ｂと操作ダイアル２５の外周端部との間の寸法より大きい。その結果、操作ダイアル２５の回転方向の位相ずれが生じ、遮光部３１ｂがフォトインタラプタ２２の間隙部２２ａの内部にあるときに操作ダイアル２５を揺動操作しても、遮光部３１ｂがフォトインタラプタ２２と干渉することを防止することが可能となる。

【0041】

以上説明したように、本実施形態では、操作ダイアル２５の回転が停止した安定位置が位置ずれした場合でも、フォトインタラプタ２２の受光部２２ｂで受光される状態を安定して維持することができる。これにより、操作ダイアル２５を回転操作や揺動操作した際のフォトインタラプタ２２の誤検出を防止することができる。

【0042】

また、本実施形態では、操作ダイアル２５の回転方向の位相ずれにより、遮光部３１ｂがフォトインタラプタ２２の間隙部２２ａにあるときに操作ダイアル２５を揺動操作しても、遮光部３１ｂがフォトインタラプタ２２と干渉することを防止することができる。

【0043】

なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0044】

１０ デジタルカメラ
１４ 回転揺動式入力装置
２０ ホルダ
２２ フォトインタラプタ
２２ｂ 受光部
２２ｃ 投光部
２３ａ メタルドームスイッチ
２５ 操作ダイアル
２９ プリント配線板
３１ 遮光羽根
３１ｂ 遮光部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】