特許 7500215 操作ユニット及び電子機器

(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】

(24)【登録日】2024-06-07

(45)【発行日】2024-06-17

(54)【発明の名称】操作ユニット及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/10 20210101AFI20240610BHJP

   G02B 7/08 20210101ALI20240610BHJP

   G02B 7/02 20210101ALI20240610BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20240610BHJP

   H01H 23/30 20060101ALI20240610BHJP

   H01H 23/16 20060101ALI20240610BHJP

   H04N 23/50 20230101ALI20240610BHJP

【ＦＩ】

G02B7/10 C

G02B7/08 Z

G02B7/02 E

G03B17/02

H01H23/30

H01H23/16 Z

H04N23/50

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020025439

(22)【出願日】2020-02-18

(65)【公開番号】P2021131419

(43)【公開日】2021-09-09

【審査請求日】2023-02-17

(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】入谷 裕子

(72)【発明者】

【氏名】柴山 義信

(72)【発明者】

【氏名】小島 安弘

(72)【発明者】

【氏名】青木 繁治

【審査官】登丸 久寿

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０７７３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１５１１１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２７１１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－１８２７０７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００２－３５３０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０７６６７１５５（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】中国実用新案第２１００４００２９（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ７／１０

Ｇ０２Ｂ ７／０８

Ｇ０２Ｂ ７／０２

Ｇ０３Ｂ １７／０２

Ｈ０１Ｈ ２３／３０

Ｈ０１Ｈ ２３／１６

Ｈ０４Ｎ ２３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を中心として所定の方向に揺動可能な揺動部材と、
前記揺動部材を中立位置に付勢する付勢部材と、
前記回転軸と同軸に配置されて前記揺動部材と一体となって回転する回転部を有し、前記回転部の回転量に応じた信号を出力する検出部と、
前記揺動部材とは別体で形成され、外部からの操作によって前記揺動部材を前記揺動可能な所定の方向に回転させる操作部材と、
前記揺動部材と前記操作部材とを回転可能にそれぞれ異なる位置で支持する支持部材と、を備え、
外部からの操作によって前記操作部材を前記所定の方向に回転させると、前記操作部材の両側に設けられた凸形状部の一方が前記揺動部材の端部を押して、前記操作部材と前記揺動部材と前記回転部とが一体となって回転することを特徴とする操作ユニット。

【請求項2】

前記検出部は、一方向に突出する配線リードを有し、
前記揺動部材は回転限界を有し、
前記検出部は、前記揺動部材の前記回転限界での角度と前記配線リードの向きとが略平行となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の操作ユニット。

【請求項3】

前記検出部から出力される信号を増幅する増幅部と、
前記増幅部が増幅した信号をデジタル値に変換する変換部と、有し、
前記増幅部の出力電圧範囲は、前記変換部での入力電圧範囲よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の操作ユニット。

【請求項4】

前記増幅部は、前記検出部から出力される信号を増幅する際の中心電圧を調整する調整部を有することを特徴とする請求項３に記載の操作ユニット。

【請求項5】

前記検出部を実装する基板と、
前記基板と前記支持部材との間に圧縮された状態で配置されて、前記基板のがたつきを抑制する弾性部材と、を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の操作ユニット。

【請求項6】

前記検出部は、前記検出部の筐体を前記支持部材に嵌合させる嵌合部を有し、
前記揺動部材の前記回転軸と前記支持部材との軸嵌合量は前記筐体と前記支持部材との嵌合量よりも大きく、前記弾性部材の圧縮量は前記筐体と前記支持部材との嵌合量よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の操作ユニット。

【請求項7】

前記揺動部材に設けられた接片を備え、
前記基板は、前記揺動部材が前記中立位置を含む所定の角度にある場合に前記検出部から出力される信号の電圧を前記接片を介して導通させることによって所定の値に変化させる信号パターン部を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の操作ユニット。

【請求項8】

前記弾性部材は圧縮されて配置され、
前記揺動部材と前記支持部材との間の軸嵌合量は前記弾性部材の圧縮量よりも大きいことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の操作ユニット。

【請求項9】

前記検出部の筐体を保持する剛性付勢部と弾性付勢部とを備え、
前記筐体を前記弾性付勢部が前記回転部の一方の回転方向と同じ方向へ付勢すると共に前記筐体を前記剛性付勢部が前記一方の回転方向とは反対の回転方向へ付勢することにより、前記揺動部材が前記中立位置から所定の方向に回転した際に、前記筐体は前記揺動部材が前記中立位置にある状態と同等の状態で保たれることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の操作ユニット。

【請求項10】

前記揺動部材の前記回転軸は、複数の点受け部による点当たりによって前記支持部材に支持され、
前記複数の点受け部は、前記揺動部材が回転可能な範囲内で、前記複数の点受け部のうちの１つのみが最下点に位置しないように配置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の操作ユニット。

【請求項11】

請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の操作ユニットと、
前記操作ユニットの前記検出部から出力される信号にしたがって所定の動作を行う駆動部と、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、ビデオカメラでのズーム操作等に用いられるシーソー式の操作ユニットと、この操作ユニットを備える電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、ビデオカメラには、ユーザが任意に撮影画角をテレ側又はワイド側へ変更することができるように、ズーム機能が搭載されている。電動式のズーム操作には、回転軸中心で揺動可能なシーソー式操作部材が広く用いられている。シーソー式操作部材は、ばねで付勢された中立位置を有し、時計まわり方向又は反時計まわり方向に、一定角度、傾けることが可能な操作部材である。ビデオカメラではシーソー式操作部材の一方の端部近傍をビデオカメラ本体側に押し込むことでワイド側へのズーム動作が実行され、他方の端部近傍をビデオカメラ本体側に押し込むことでテレ側へのズーム動作が実行される。

【0003】

このようなシーソー式操作部材には、その内部にＰＥＴフィルム等をベースとしたフレキシブル基板に抵抗帯が印刷された部品が使われているものがある。この抵抗帯を可変抵抗として使用し、抵抗帯に接片が当接した際の抵抗値で、シーソー式操作部材においてユーザが実際に操作する部材であるレバーの回転位置を検出することができる。例えば、切片は、レバーと連動して揺動するようにレバーの内側に配置されたカムに設けられる。そして、レバーが操作された際の回転量（回転角）に応じて抵抗帯に当接する切片の位置が変わることで、レバーの回転量を検出することができる（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－１００００５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

レバーと連動して動く接点には、押圧力や摩擦力等の様々な力が作用するため、接点と抵抗帯との安定せずに出力異常が発生しやすい。この問題を回避する方法として、回転式ポテンショメータを用いた位相検出によってレバーの回転量を検出する方法がある。しかし、回転式ポテンショメータを用いた場合、回転式ポテンショメータ構造部や回転式ポテンショメータの半田実装部に、レバーを通じて作用する力によって損傷が生じるおそれがあるという問題がある。

【0006】

本発明は、外力に対して損傷が生じ難い操作ユニット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】

【0007】

本発明に係る操作ユニットは、回転軸を中心として所定の方向に揺動可能な揺動部材と、前記揺動部材を中立位置に付勢する付勢部材と、前記回転軸と同軸に配置されて前記揺動部材と一体となって回転する回転部を有し、前記回転部の回転量に応じた信号を出力する検出部と、前記揺動部材とは別体で形成され、外部からの操作によって前記揺動部材を前記揺動可能な所定の方向に回転させる操作部材と、前記揺動部材と前記操作部材とを回転可能にそれぞれ異なる位置で支持する支持部材と、を備え、外部からの操作によって前記操作部材を前記所定の方向に回転させると、前記操作部材の両側に設けられた凸形状部の一方が前記揺動部材の端部を押して、前記操作部材と前記揺動部材と前記回転部とが一体となって回転することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、外力に対して損傷の生じ難い操作ユニットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る操作ユニットの外観斜視図である。

【図2】図１の操作ユニットの分解斜視図である。

【図3】図１の操作ユニットの断面図である。

【図4】図１の操作ユニットでのレバーの回転量を検出する回転量検出部の構成を示す図である。

【図5】図４の回転量検出部の構成を示す回路図である。

【図6】回転量検出部でのレバー回転量と出力電圧との関係を示す図である。

【図7】図１の操作ユニットを構成するホルダーの外観斜視図である。

【図8】図１の操作ユニットのレバーが中立位置にある状態を示す断面図である。

【図9】図１の操作ユニットの側面図及び断面図である。

【図10】第１実施形態に係る操作ユニットの分解斜視図である。

【図11】図１０の操作ユニットの断面図である。

【図12】図１１の断面図の部分拡大図である。

【図13】図１０の操作ユニットにおいて回路基板に回転式ポテンショメータが実装された状態を示す図である。

【図14】図１０の操作ユニットの電気回路図である。

【図15】図１０の操作ユニットでのレバー回転量と回転式ポテンショメータからの出力電圧との関係を示す図である。

【図16】図１の操作ユニットを備えるビデオカメラの側面図と断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

【0011】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るシーソー式操作ユニット１０（以下「操作ユニット１０」と記す）の外観斜視図である。図２（ａ），（ｂ）はそれぞれ、操作ユニット１０の分解斜視図であり、図２（ａ）と図２（ｂ）とでは、図２（ａ），（ｂ）に示す座標軸から明らかなように、操作ユニットを見る方向が異なっている。

【0012】

なお、説明の便宜上、図１及び図２に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を規定する。また、以下では、説明の便宜上、Ｘ軸正方向を「前面」、Ｘ軸負方向を「背面」、Ｙ軸正方向を「右（側）」、Ｙ軸負方向を「左（側）」、Ｚ軸正方向を「上（側）」、Ｚ軸負方向を「下（側）」と定義する。また、「ＣＷ方向（時計まわり方向）」及び「ＣＣＷ方向（反時計まわり方向）」とは、前面（Ｘ軸正方向側）から見た回転方向であると定義する。

【0013】

操作ユニット１０は、レバー１０１、カム板１０２、ホルダー１０３、カバー１０４、中立バネ１０５、回路基板１０６、回転式ポテンショメータ１０７及び弾性クッション１０８を備える。

【0014】

レバー１０１は、ユーザが実際に外部から触れて操作する操作部材であり、揺動の回転中心となる２箇所の穴部１０１ａ，１０１ｂを有する。カム板１０２は、平板状に形成されており、レバー１０１によって揺動動作する揺動部材である。カム板１０２の前面には前面側に突出する揺動回転軸１０２ａが設けられており、カム板１０２の背面には背面側に突出する揺動回転軸１０２ｂが設けられている。

【0015】

ホルダー１０３とカバー１０４は、レバー１０１やカム板１０２を回転可能に支持する支持部材としての役割を担っている。より具体的には、ホルダー１０３はカム板１０２の前面側に配置されており、カバー１０４はカム板１０２の背面側に配置されている。そして、カム板１０２の揺動回転軸１０２ａ，１０２ｂは、ホルダー１０３の内側に設けられた軸受け穴１０３ａとカバー１０４に設けられた軸受け穴１０４ａによって、揺動自在に嵌合支持されると共に回転同軸を確保した状態で保持されている。なお、ホルダー１０３には、ストッパ緩衝材１０９（図３参照）が設けられている。

【0016】

中立バネ１０５は、カム板１０２とホルダー１０３の間に配置された付勢部材である。レバー１０１が操作されると、中立バネ１０５が変形することでカム板１０２をホルダー１０３に対してＣＷ方向及びＣＣＷ方向に揺動させることができる。中立バネ１０５は、レバー１０１の非操作時には、カム板１０２（レバー１０１）を中立位置に戻すように操作ユニット１０に組み込まれている。

【0017】

カム板１０２の揺動回転軸１０２ｂの根元は、回路基板１０６に実装された回転式ポテンショメータ１０７の回転部１０７ａに軽圧入されている。よって、カム板１０２が揺動すると、その回転量（回転角）に応じて回転式ポテンショメータ１０７の回転部１０７ａが回転する。回転式ポテンショメータ１０７の実装面（前面）には、スリーブ形状部１０７ｂ（嵌合部）が設けられている。スリーブ形状部１０７ｂは、回路基板１０６に設けられた開口１０６ａを貫通して、カバー１０４の軸受け穴１０４ａの外周に設けられた嵌合凸部１０４ｂと係合している。

【0018】

このように、カム板１０２がホルダー１０３とカバー１０４に軸支され、回転式ポテンショメータ１０７がカバー１０４とスリーブ嵌合し、回転部１０７ａがカム板１０２に軽圧入されているため、カム板１０２の揺動中心と回転部１０７ａとに同軸ずれが生じない。こうして、操作ユニット１０は、カム板１０２の揺動時に回転式ポテンショメータ１０７の回転負荷の変動が生じないように構成されている。

【0019】

弾性クッション１０８は、回路基板１０６とカバー１０４の間に圧縮された状態で挟み込まれた弾性部材であり、回路基板１０６が組み込まれた状態で回路基板１０６にがたつきが生じることを抑制している。レバー１０１の穴部１０１ａ，１０１ｂは、ホルダー１０３の外側に設けられた軸受け部１０３ｂとカバー１０４の外側に設けられたカバー回転軸１０４ｃと回転嵌合している。

【0020】

図３は、操作ユニット１０の断面図である。図３（ａ）では、レバー１０１は非操作状態となっている。図３（ｂ），（ｃ）には、レバー１０１は同じ操作状態にあるときの異なる断面が示されている。

【0021】

レバー１０１の天面内側の左右両側には、凸形状部１０１ｃ，１０１ｄが設けられている。中立バネ１０５の腕部１０５ａ，１０５ｂは、ホルダー１０３に設けられたばね受け部１０３ｃに当接した状態となっており、中立バネ１０５のコイル部１０５ｃは、回転軸近傍に配置されている。

【0022】

図３（ｂ）のようにレバー１０１を回転させた場合、凸形状部１０１ｃがカム板１０２の端部を押してカム板１０２を回転させる。その際、カム板１０２に設けられたばね受け部１０２ｃが中立バネ１０５の腕部１０５ａを押す。これにより、レバー１０１の操作時には常に、中立バネ１０５によりレバー１０１（カム板１０２）を中立位置に戻そうとする力が掛かる。また、図３（ｂ）は、レバー１０１の天面に設けられたストッパ１０１ｅがホルダー１０３に設けられたストッパ受け部１０３ｄに対してストッパ緩衝材１０９を介して当接した状態であり、レバー１０１はＣＣＷ方向に回転限界まで回転している。

【0023】

以上の説明の通り、操作ユニット１０では、レバー１０１はカム板１０２と一体で形成されておらず、レバー１０１を回転方向に押すことによってカム板１０２を回転方向に押す構成となっている。レバー１０１がねじられ、又は、長手方向の中央部若しくは全体がＺ軸負方向に押され、或いは、ＸＹ面内で押される等した場合には、レバー１０１に回転方向以外の力が作用する。こうしてレバー１０１に回転方向以外の力が掛かっても、操作ユニット１０では、その力をホルダー１０３やカバー１０４の軸受け部で受けることができるため、カム板１０２には回転方向以外の力は掛からない。これにより、カム板１０２の回転と連動する回転式ポテンショメータ１０７に無理な負荷が掛かることはなく、よって、回転式ポテンショメータ１０７の外的静圧による破損を防ぐことができる。

【0024】

図３（ｃ）に示されるように、一般的に回転式ポテンショメータ１０７の一辺には、回路基板１０６にはんだ付けされる配線リード部１０７ｃが設けられている。そして、配線リード部１０７ｃは、回転式ポテンショメータ１０７において回転中心から最も離れた位置に配置されることが多い。操作ユニット１０では、配線リード部１０７ｃは、回転軸から見た際の下方向に配置せずに、レバー１０１を回転限界まで回転させた状態でレバー１０１の傾きと略平行となるように配置されている。これにより、一方向に長く伸びた配線リード部１０７ｃの一部が図３（ｃ）で示した面内でレバー１０１と重なることで、操作ユニット１０の高さを低くして（Ｚ軸方向長さを短くして）、小型化させることができる。

【0025】

図４は、回転式ポテンショメータ１０７の回転部１０７ａの回転量をデジタル値として検出するシステム（以下「回転量検出部」という）の構成を示す図である。回転式ポテンショメータ１０７の出力信号は、増幅部４０１によって電圧増幅される。電圧増幅での動作中心電圧は、動作中心電圧調整部４０２により決定される。増幅部４０１にて電圧増幅された信号は、ローパスフィルタ４０３を通してＡＤ変換部４０４へ入力され、デジタル信号に変換される。こうして得られるデジタル信号を、ＣＰＵ（マイコン）等で読み取ることで、回転式ポテンショメータ１０７の回転量を検出することができる。

【0026】

回転式ポテンショメータ１０７から出力される信号の電位は、回転式ポテンショメータ１０７の回転量に比例して変動する。回転式ポテンショメータ１０７の電気的回転角度は０度（°）から数百度の範囲であるのに対し、レバー１０１がＣＷ方向の回転限界からＣＣＷ方向の回転限界まで回転しても、数十度程度の範囲である。よって、回転式ポテンショメータ１０７の出力電位は狭い範囲に限られるため、回転式ポテンショメータ１０７の出力信号をそのままＡＤ変換しても分解能が低い。そこで、回転式ポテンショメータ１０７の出力信号の電圧増幅を増幅部４０１において行う。電圧増幅の動作中心電圧をレバー１０１が中立位置にある状態の出力電圧と等しくし、動作中心電圧をＡＤ変換の入力電圧範囲の１／２に制御する。これにより、ＣＷ方向とＣＣＷ方向の分解能を等しくすることができる。電圧増幅された信号をローパスフィルタ４０３を通すことにより、レバー１０１の操作ノイズや外乱による電気的なノイズ等を軽減する。ローパスフィルタ４０３からの出力信号をＡＤ変換部４０４でＡＤ変換することにより、レバー１０１の回転量をデジタル値として検出することができる。

【0027】

図５は、図４に示した回転量検出部の回路構成を示す図である。回転式ポテンショメータ１０７は、可変抵抗器の一種である。回転式ポテンショメータ１０７では、回転部１０７ａの回転量に応じてＧＮＤと中間端子との間の抵抗値が変動し、これに伴って出力電位Ｖｉが変動する。動作中心電圧調整部４０２では、抵抗Ｒ_ｌ１，Ｒ_ｌ２の分圧により中心電圧が設定される。抵抗Ｒ_ｌ１，Ｒ_ｌ２の各抵抗値が等しい場合、中心電圧ＶｃはＶＣＣ／２となる。なお、動作中心電圧の設定方法は、抵抗による分圧による方法に限られるものではなく、例えば、別電源を用意してその電圧を動作中心電圧としてもよい。

【0028】

増幅部４０１として、ここでは、ＯＰアンプによる差動増幅回路を用いている。電圧増幅率は抵抗Ｒ_Ｆ，Ｒ_Ｓによって決定される。電圧増幅率は、レバー１０１がＣＷ方向の回転限界からＣＣＷ方向の回転限界まで回転操作された際の出力電圧がＡＤ変換での入力電圧範囲内となるように決定される。つまり、増幅部４０１の出力電圧範囲を、ＡＤ変換部４０４への入力電圧範囲よりも小さくする。これにより、出力信号がクリップせず、ＡＤ変換の分解能を確保することが可能になる。また、容量γ_０と抵抗Ｒ_Ｆでローパスフィルタを構成し、ローパスフィルタのカットオフ周波数を数１０Ｈｚ以下に設定する。これにより、操作ノイズおよび電気回路のノイズを軽減することができる。

【0029】

上記の通りに回転量検出部を構成することにより、ＡＤ変換の分解能を確保した出力信号Ｖｏを得ることができる。なお、出力電圧Ｖｉを増幅する構成はＯＰアンプによる増幅回路に限定されるものではなく、また、ローパスフィルタの回路構成も、容量γ_０と抵抗Ｒ_Ｆによる構成に限られるものではない。もこの例に限定されるものではない。

【0030】

図６は、回転量検出部でのレバー回転量と回転式ポテンショメータ１０７の出力電圧との関係を示す図である。回転式ポテンショメータ１０７は、レバー１０１の回転量に応じた電圧信号を出力する。ここでは、回転式ポテンショメータ１０７の出力電圧値は、レバー１０１のＣＷ方向、ＣＣＷ方向それぞれへの回転量に合わせて直線的に変化する。

【0031】

レバー１０１が中立位置にある場合の回転式ポテンショメータ１０７からの出力電圧は、回転式ポテンショメータ１０７の個体差や組み付け状態のばらつき、周囲環境からの影響によるばらつき等の各種の要因によってばらつく。レバー１０１が実際には操作されていないにもかかわらず、このような出力電圧のばらつきが原因となってレバー１０１が奏されたと検出されることのないように、不感電圧領域（不感帯）が設けられる。不感電圧領域は、基準値±所定電圧の範囲に設けられ、不感電圧領域内の電圧が検出された場合には、操作ユニット１０が設けられている機器でのレバー１０１の操作に対応する動作が実行されない。基準値には、レバー１０１が非操作状態にあるときの出力電圧が用いられる。不感電圧領域から外れた出力電圧が検知された場合に、レバー１０１が操作されたと判断されて、レバー１０１の回転量が求められ、操作ユニット１０が設けられている機器では、レバー１０１の操作に対応する動作が回転量に応じて実行される。

【0032】

次に、ホルダー１０３に対する回路基板１０６及び回転式ポテンショメータ１０７の装着形態について説明する。回路基板１０６に回転式ポテンショメータ１０７を実装する際に、実装ずれが生じる、つまり、回路基板１０６に対して回転式ポテンショメータ１０７がＣＷ方向又はＣＣＷ方向にのずれがある状態で実装されてしまうおそれがある。

【0033】

また、回転式ポテンショメータ１０７が実装された回路基板１０６をホルダー１０３に取り付ける場合、従来であれば一般的に以下の方法で位置決めが行われる。すなわち、回路基板１０６に位置決め孔を、ホルダー１０３に位置決めボスをそれぞれ設け、これら位置決め孔と位置決めボスとを嵌合させる方法が用いられる。しかし、回路基板１０６での位置決め孔の加工精度は高いとは言えず、その結果、ホルダー１０３に対して回路基板１０６がＣＷ方向又はＣＣＷ方向にずれて取り付けられてしまう。

【0034】

これらの結果としてホルダー１０３に対して回転式ポテンショメータ１０７がＣＷ方向又はＣＣＷ方向にずれてしまうと、レバー１０１が中立位置にある状態でも回転式ポテンショメータ１０７はレバー１０１が揺動していると誤検知してしまう。このような誤検知を防止する方法としては、中立位置の状態の検知幅を広げることが有効であるが、検知幅を広げると不感電圧領域が広がってしまうという問題が生じる。

【0035】

そこで、本実施形態では、レバー１０１が中立位置にある状態での不感電圧領域を、以下に説明する手法によって狭くする。図７は、ホルダー１０３の外観斜視図である。ホルダー１０３は、回路基板１０６と回転式ポテンショメータ１０７の位置を規制するための、剛性付勢部７０１と弾性付勢部７０２を有する。剛性付勢部７０１は、剛性を有しており、よって、変形を起こし難い。一方、弾性付勢部７０２は、弾性を有するように、板バネ状の板バネ部７０３を有しており、押圧されると復元する方向に付勢力を与える。

【0036】

図８は、レバー１０１が中立位置にある状態の操作ユニット１０の断面図である。説明の便宜上、剛性付勢部７０１及び弾性付勢部７０２それぞれが力を与える方向を、矢印８Ｂ及び矢印８Ａで示している。

【0037】

前述の通り、ホルダー１０３に設けられた軸受け穴１０３ａにカム板１０２の揺動回転軸１０２ａが嵌合することで、ホルダー１０３に対するカム板１０２の回転軸が決まる。また、図８に示すように、カム板１０２の揺動回転軸１０２ｂに回転式ポテンショメータ１０７の回転部１０７ａが嵌合することにより、カム板１０２に対する回転式ポテンショメータ１０７及び回路基板１０６の回転軸が決まる。このようにして、カム板１０２の位置を介して、ホルダー１０３に対する回転式ポテンショメータ１０７及び回路基板１０６の回転軸が決まる構成となっている。

【0038】

更に、図８に示されるように、ホルダー１０３に回転式ポテンショメータ１０７が取り付けられた状態では、弾性付勢部７０２により矢印８Ａ方向に板バネ部７０３の復元力による付勢力が回転式ポテンショメータ１０７に加えられる。矢印８Ａ方向の付勢力により回転式ポテンショメータ１０７には回転軸を中心に回転する力が加わる。この回転力を受け止めように剛性付勢部７０１が回転式ポテンショメータ１０７に当接して、回転式ポテンショメータ１０７に対して、矢印８Ａ方向の反対方向となる矢印８Ｂ方向に力を与えている。

【0039】

弾性付勢部７０２は所定の弾性を有して変形するが、剛性付勢部７０１は変形を起こし難いため、回転式ポテンショメータ１０７の回転方向の位置は剛性付勢部７０１との当接位置で精度よく決まる。また、回転式ポテンショメータ１０７は、弾性付勢部７０２から付勢力によって常に剛性付勢部７０１に当接した状態で保持される。その結果、回転式ポテンショメータ１０７と剛性付勢部７０１の間に隙間が生じることはなく、回転式ポテンショメータ１０７の回転方向の位置は、剛性付勢部７０１に対して常に一定の位置に保持される。

【0040】

レバー１０１が中立位置にある図８の状態からレバー１０１が操作されると、揺動回転軸１０２ｂと回転部１０７ａがレバー１０１の操作方向に追従して回転する。揺動回転軸１０２ｂと回転部１０７ａが回転しても、回転式ポテンショメータ１０７の筐体（外装部材）は、弾性付勢部７０２と剛性付勢部７０１によって中立位置に保持される。そのため、レバー１０１が操作された際には、回転式ポテンショメータ１０７の筐体に対して回転部１０７ａのみが回転するため、レバー１０１の中立位置からの回転量を正確に検出することができる。

【0041】

また、回転式ポテンショメータ１０７は、剛性付勢部７０１と弾性付勢部７０２から常に力を受けているが、その力は回転式ポテンショメータ１０７の筐体にのみ加わっており、配線リード部１０７ｃには加わらない。そのため、配線リード部１０７ｃのはんだ付け部に負荷が掛かることはなく、よって、はんだ付け部での破損等の発生は防止される。

【0042】

以上の説明の通り、操作ユニット１０では、部品の実装ずれや部品の加工精度に起因する、中立位置にあるレバー１０１に対する回転式ポテンショメータ１０７の位置ずれ防止と不感帯幅の狭小化が可能となり、また、はんだ付け部の損傷を回避することができる。

【0043】

図９（ａ）は、操作ユニット１０の側面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す矢視Ａ－Ａでの断面図である。操作ユニット１０を組み立てる際には、中立バネ１０５を組み付けたカム板１０２、回転式ポテンショメータ１０７が実装された回路基板１０６、弾性クッション１０８、カバー１０４の順にこれらをホルダー１０３に組み付けていく。

【0044】

こうして組み付けられた操作ユニット１０において、カム板１０２の揺動回転軸１０２ｂとカバー１０４の軸受け穴１０４ａの軸嵌合量を‘α’とする。また、回転式ポテンショメータ１０７のスリーブ形状部１０７ｂとカバー１０４の嵌合凸部１０４ｂとのスリーブ嵌合量を‘β’とし、弾性クッション１０８の圧縮量を‘γ’とする。すると、軸嵌合量α＞スリーブ嵌合量β＞圧縮量γ、の関係が成り立っている。

【0045】

このような寸法関係を有する操作ユニット１０では、組み付けが、嵌合量の大きい軸嵌合量αから順に嵌合が行われ、最後に圧縮が行われるよう設定されている。つまり、カバー１０４をホルダー１０３に組み付ける際に、カム板１０２の揺動回転軸１０２ｂとカバー１０４の軸受け穴１０４ａと軸嵌合が最初に行われる。続いて、回転式ポテンショメータ１０７のスリーブ形状部１０７ｂとカバー１０４の嵌合凸部１０４ｂのスリーブ嵌合が行われる。最後に、弾性クッション１０８が圧縮されることになる。

【0046】

つまり、カム板１０２の揺動回転軸１０２ｂとカバー１０４の軸受け穴１０４ａとの軸嵌合と、回転式ポテンショメータ１０７のスリーブ形状部１０７ｂとカバー１０４の嵌合凸部１０４ｂとのスリーブ嵌合の２箇所の嵌合は、同時に開始されない。このように２箇所の嵌合開始をずらすことにより、２箇所の嵌合部が軸ずれしたまま同時当たりすることを防ぐことができる。また、１箇所目の嵌合でカム板１０２の軸ずれが規制されることにより、２箇所目の嵌合開始の際に生じるスリーブ形状部１０７ｂと嵌合凸部１０４ｂとのスリーブ嵌合の軸ずれでの軸ずれ量が小さくなり、軸中心を容易に微調整して嵌合させることが可能になる。

【0047】

更に、揺動回転軸１０２ｂと軸受け穴１０４ａとの軸嵌合とスリーブ形状部１０７ｂと嵌合凸部１０４ｂとのスリーブ嵌合の２箇所の嵌合よりも後に、弾性クッション１０８が圧縮される。カム板１０２のがたつき等でこれら２箇所の嵌合が軸ずれしたまま、弾性クッション１０８によって押さえられてしまうと、嵌合軸と嵌合スリーブがカバー１０４の口元と衝突し、傷や打痕が生じるおそれがある。上記の通りの組み付け順とすることで、このような損傷の発生を防止することができる。

【0048】

このように、軸嵌合量α＞スリーブ嵌合量β＞圧縮量γ、の関係で組み付けることにより２箇所の嵌合が軸ずれしたままホルダー１０３へ組み込まれてしまうことを防止することができる。その結果、レバー１０１の回転動作時のカム板１０２とカバー１０４との摺動及び回転式ポテンショメータ１０７とカバー１０４との摺動が安定し、レバー１０１の回転量を正確に検出することが可能となる。

【0049】

＜第２実施形態＞
図１０は、第２実施形態に係る操作ユニット１０Ａの分解斜視図である。なお、操作ユニット１０の構成要素のうち、前述した第１実施形態に係る操作ユニット１０の構成要素と同等のものについては同じ符号を付しており、それらについての既説の内容についてはここでの説明を省略する。図１１は、操作ユニット１０Ａの主要部品の断面図である。図１１（ａ）は、レバー１０１が中立状態にある状態の断面図である。図１１（ｂ）はレバー１０１の右側が押下されてＣＷ方向に回転限界まで回転した状態の断面図である。図１１（ｃ）はレバー１０１の左側が押下されてＣＣＷ方向に回転限界まで回転した状態の断面図である。図１２（ａ）～（ｃ）はそれぞれ、図１１（ａ）～（ｃ）での回転軸部の拡大図である。

【0050】

操作ユニット１０Ａを構成するカム板２０１の揺動回転軸２０１ａの根元の径方向には、図１２（ａ）で示されるように、ホルダー１０３の軸受け部１０３ｂの内径と回転嵌合する３点突起２０１ｃ（点受け部）が設けられている。３点突起２０１ｃによって軸嵌合が点当たりとなるため、カム板２０１の揺動時における摺動摩擦を低減させることができる。３点突起２０１ｃの位相は、中立位置で１点を頂点とし、左右に略１２０°等分で配置されている。こうして、カム板２０１の中立位置からＣＷ方向とＣＣＷ方向それぞれへの揺動可能範囲である１５°において、３点突起２０１ｃの１つのみが最下点（Ｚ軸負方向）に位置する構造とはならないようになっている。

【0051】

操作ユニット１０Ａが電子機器に組み込まれた状態でレバー１０１に規定内の静圧が掛かった場合やレバー１０１に下向きの落下衝撃が与えられ場合等に、レバー１０１は中立位置を含む回転範囲内の角度で静圧や衝撃を受ける。このときの静圧や衝撃を、３点突起２０１ｃの１点で集中して受けることはなく、２点で受けることになるため、３点突起２０１ｃは容易には変形しない。なお、不図示であるが、ホルダー１０３の軸受け部１０３ｂの内径側に３点突起２０１ｃのような突起部を複数箇所（３箇所以上）に設け、その代わりに揺動回転軸２０１ａを単純な円筒形状にすることによっても、同様の効果が得られる。

【0052】

図１３は、回路基板１０６に回転式ポテンショメータ１０７が実装された状態を示す図である。回路基板１０６の回転式ポテンショメータ１０７実装面には、表面に金メッキが施された、信号パターン部２０２とグランド信号パターン部２０３の２つの回路パターンが露出している。カム板１０２において回路基板１０６の実装面と対向する面には、２つの回路パターンと接触する接片ブラシ２０４が固定されている。図１３はレバー１０１が中立位置での状態を示しており、この状態では接片ブラシ２０４によって信号パターン部２０２とグランド信号パターン部２０３とは導通している。接片ブラシ２０４は、カム板２０１と一体的に揺動し、所定の揺動量で信号パターン部２０２又はグランド信号パターン部２０３の範囲から抜け出し、揺動端まで移動することができる。

【0053】

図１４は、操作ユニット１０Ａの電気回路図である。図１５は、レバー１０１の回転量と回転式ポテンショメータ１０７からの出力電圧との関係を示す図である。レバー１０１の回転可能範囲において、回転式ポテンショメータ１０７は、レバー１０１の回転量に対して直線的に電圧が変化するように電圧信号を出力する。しかし、レバー１０１が中立位置を略中心とする一定の角度範囲にあるとき、図１４に示されるように、接片ブラシ２０４が信号パターン部２０２とグランド信号パターン部２０３に接触し、これらは導通した状態となる。その結果、信号パターン部２０２及びグランド信号パターン部２０３とが導通する範囲では、図１５に示されるように、回転式ポテンショメータ１０７からの出力として検出される電圧信号はＧＮＤ電位まで低下する。こうして、ＧＮＤ電位に低下した範囲が不感電圧領域となる。

【0054】

つまり、第１実施形態でも説明したように、レバー１０１の非操作時における誤検知の発生を防止するために、レバー１０１の中立位置を含む所定の揺動範囲を不感電圧領域に設定する必要がある。そこで、操作ユニット１０Ａでは、レバー１０１の中立位置を含む一定範囲で回転式ポテンショメータ１０７から出力されている電位を故意にＧＮＤ電位に落とし、ＧＮＤ電位が検出される範囲を不感電圧領域としている。

【0055】

第１実施形態の操作ユニット１０では、回転式ポテンショメータ１０７からの出力電圧の一定範囲内の値に対して不感電圧領域を設定した。これに対して、操作ユニット１０Ａでの不感電圧領域は、回路基板１０６に設けた回路パターンによって設定されるため、動作環境下でのばらつき要因等がなく、ＧＮＤ電位となる範囲を狭めることが可能になる。そして、ＧＮＤ電位となる範囲を狭めることができることにより、不感電圧領域端から検出範囲端までの回転量検出範囲を広げることが可能になる。

【0056】

よって、ビデオカメラ等のズーム操作部に操作ユニット１０Ａを用いた場合、レバー１０１の回転量の検出範囲で、撮像光学系でのズーム動作速度を段階的に変化させるための分解能を細分化し、より多段階でズーム動作速度を可変に設定することが可能となる。一方、ズーム動作速度を段階的に変化させるための分解能を一定に設定した場合には、回転検出範囲が広いために分解能のステップ幅を広くすることができる。これにより、レバー１０１を操作した際の撮像光学系でのズーム動作速度を段階的に変化させる敏感度を下げことができる。

【0057】

＜第３実施形態＞
第３実施形態では、第１実施形態に係る操作ユニット１０を実装したビデオカメラの構成について説明する。図１６（ａ）は、操作ユニット１０を実装したビデオカメラ１０００の外観側面図である。図１６（ｂ）は、ビデオカメラ１０００の断面図であり、操作ユニット１０の実装状態を表している。

【0058】

操作ユニット１０は、ビデオカメラ１０００の上部において、ビデオカメラ１０００の本体を把持した手の指で操作可能な位置に配置されている。また、操作ユニット１０は、操作しやすいようにビデオカメラ１０００本体に対して前傾させて配置される。操作ユニット１０はＺ軸方向の寸法が短く構成されているため、ビデオカメラ１０００の本体内でのスペース１１００を効率的に利用することが可能になり、ひいては、ビデオカメラ１０００の本体の小型化を図ることが可能になる。

【0059】

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。

【0060】

例えば、本発明に係る操作ユニットは、ビデオカメラに搭載されている場合には、ズーム操作に限らず、フォーカス等の可変入力が必要な入力手段に用いることができる。また、本発明に係る操作ユニットは、可変入力が必要であり、入力値に応じた所定の動作を行う駆動部を備える電子機器全般に入力手段として用いることができる。

【符号の説明】

【0061】

１０，１０Ａ 操作ユニット
１０１ レバー
１０２，２０１ カム板
１０３ ホルダー
１０４ カバー
１０５ 中立バネ
１０６ 回路基板
１０７ 回転式ポテンショメータ
１０７ａ 回転部
１０７ｂ スリーブ形状部
１０７ｃ 配線リード部
１０８ 弾性クッション
２０２ 信号パターン部
２０３ グランド信号パターン部
２０４ 接片ブラシ
４０１ 増幅部
４０２ 動作中心電圧調整部
４０４ ＡＤ変換部
７０１ 剛性付勢部
７０２ 弾性付勢部
１０００ ビデオカメラ

【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】

【図15】

【図16】