回転式入力装置及び電子機器
【課題】操作部の回転操作中に表示中の画像が範囲終端に到達した場合、操作部と表示部とを連動させて画像の位置を任意の位置まで戻すことにより操作性が向上した回転式入力装置及びこの回転式入力装置を備える電子機器を提供する。
【解決手段】回転操作子と、回転角度を検出する回転検出部１４及び回転検出プログラム４０３ａと、回転力を付与する超音波モータ１６と、画像をスクロールする表示制御プログラム４０３ｂと、回転操作子の回転角度が臨界角度に達したかを判断する判断プログラム４０３ｃと、回転操作子の回転角度が臨界角度に達し且つ操作者の回転操作が解除された場合に、回転操作子を初期位置又は基準位置まで逆回転させる回転制御プログラム４０３ｅと、を備え、表示制御プログラム４０３ｂは、回転操作子が初期位置又は基準位置まで逆回転された場合に、画像を初期位置又は基準位置に対応する表示位置に表示させる。
【解決手段】回転操作子と、回転角度を検出する回転検出部１４及び回転検出プログラム４０３ａと、回転力を付与する超音波モータ１６と、画像をスクロールする表示制御プログラム４０３ｂと、回転操作子の回転角度が臨界角度に達したかを判断する判断プログラム４０３ｃと、回転操作子の回転角度が臨界角度に達し且つ操作者の回転操作が解除された場合に、回転操作子を初期位置又は基準位置まで逆回転させる回転制御プログラム４０３ｅと、を備え、表示制御プログラム４０３ｂは、回転操作子が初期位置又は基準位置まで逆回転された場合に、画像を初期位置又は基準位置に対応する表示位置に表示させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式入力装置及び当該回転式入力装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯端末機やＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等の電子機器に採用され、回転操作子の回転操作によって入力操作を行う回転式入力装置が知られている。こうした回転式入力装置では、回転操作子の回転に連動して、電子機器の表示画面に表示された選択項目が順に切替選択されるようになっており、操作者が目的の選択項目が選択されるまで回転操作子を手動で回転させた後に、その選択を確定する操作を行うことで、選択された選択項目に応じた指示が入力される。
【０００３】
このような回転式入力装置では、単に回転操作子の回転操作を行うだけで、画面上の各選択項目が切替選択されるため、画面上の選択項目を選択したということを操作者が手や指の感覚として把握しにくいという問題があった。
そこで、例えば、特許文献１には、回転機構部の回転操作の速度に応じて、操作方向と反対方向の中立位置へ押し戻すように操作反力を発生させてレバー操作感覚をユーザに与える機構について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４５４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、回転機構部により操作部が中立位置に戻る動作と表示中の画像とは連動していないため、例えば、表示中の画像が範囲終端に到達した状態で操作部が中立位置に戻ったとしても表示中の画像はそのままの状態となっており、操作性が良くないという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、操作部の回転操作中に表示中の画像が範囲終端に到達した場合、操作部と表示部とを連動させて画像の位置を任意の位置まで戻すことにより操作性が向上した回転式入力装置及びこの回転式入力装置を備える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】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る回転式入力装置は、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転角度を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転操作子の回転によって表示部に表示中の画像をスクロールする表示制御手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度が、前記表示部に表示された画像の範囲終端部に対応する臨界角度に達したか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断され、且つ操作者の前記回転操作子への回転操作が解除された場合に、前記回転操作子を初期位置又は基準位置まで逆回転させる回転制御手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記回転制御手段により、前記回転操作子が前記初期位置又は前記基準位置まで逆回転された場合に、前記表示部に表示される画像を前記初期位置又は前記基準位置に対応する表示位置に表示させることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転式入力装置において、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度に応じて、前記回転駆動手段により前記回転操作子に負荷回転力を付与して当該回転操作子を操作する操作者に力覚を呈示する力覚呈示手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の回転式入力装置において、
前記力覚呈示手段は、前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断された場合に、前記回転駆動手段により前記回転操作子に順方向及び逆方向の回転力を周期的に付与して操作者へそれ以上回転できないことを伝えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明に係る回転式入力装置は、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転角度を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転操作子の回転によって表示部に表示中の画像をスクロールする表示制御手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度が、前記表示部に表示された画像の範囲終端部に対応する臨界角度に達したか否かを判断する判断手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度に応じて、前記回転駆動手段により前記回転操作子に負荷回転力を付与して当該回転操作子を操作する操作者に力覚を呈示する力覚呈示手段と、
前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断され、且つ操作者の前記回転操作子への回転操作が解除された場合に、前記回転操作子を初期位置又は基準位置まで逆回転させる回転制御手段と、
を備え、
前記力覚呈示手段は、前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断された場合に、前記回転駆動手段により前記回転操作子に順方向及び逆方向の回転力を周期的に付与して操作者へそれ以上回転できないことを伝え、
前記表示制御手段は、前記回転制御手段により、前記回転操作子が前記初期位置又は前記基準位置まで逆回転された場合に、前記表示部に表示される画像を前記初期位置又は前記基準位置に対応する表示位置に表示させることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明に係る電子機器は、
請求項１〜４の何れか一項に記載の回転式入力装置と、表示部と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転操作子の回転角度が臨界角度に達した（表示部に表示された画像が範囲終端部に達した）と判断され、且つ操作者の回転操作子への回転操作が解除された場合、回転操作子及び表示中の画像は初期位置又は基準位置まで戻ることとなる。よって、回転操作によって画像が範囲終端に到達した場合に操作者が感覚的にこれを認識できると共に、操作部と表示部とを連動させて任意の位置まで戻すことができることとなって操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した本実施形態の回転式入力装置を備える携帯電話機の斜視図である。
【図２】本実施形態の携帯電話機の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の回転式入力装置の外観斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】本実施形態の回転式入力装置の分解図である。
【図６】表示部に表示された画像と回転操作子の動きを説明するための図である。
【図７】表示部に表示された画像と回転操作子の動きを説明するための図である。
【図８】本実施形態の携帯電話機において行われる回転制御処理及び表示制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、図示例に限定されない。
本実施形態では、本発明に係る回転式入力装置を備える電子機器として、無線通信によって音声通話を行う携帯電話機を例示して説明することとする。
なお、以下の説明では、本実施形態の携帯電話機１において、回転式入力装置１０や表示部３３が備える表示画面３３１が配置された側を前側、回転式入力装置１０や表示画面３３１が配置された側と対向する側を後側とする。そして、表示画面３３１が配置された側を上側、回転式入力装置１０が配置された側を下側とし、前後方向及び上下方向の双方に直交する方向を左右方向とする。
【００１５】
また、本実施形態では、回転式入力装置１０により携帯電話機１に各種の操作入力が行われる。例えば、回転式入力装置１０の回転操作子１３を回転操作した場合、回転操作に応じて表示部３３に表示された画像がスクロールされる。また、この回転操作に応じて回転操作子１３に回転力が付与され、操作者に力覚が呈示される。
ここで、「力覚」とは、単なる振動による触覚ではなく、回転操作子を回転させるときに指にかかる重さの感覚をいう。具体的には、回転が軽いと感じたり、重いと感じたりする感覚のことをいう。より具体的には、例えば、回転操作子１３を３〜６msec或いは１〜５度で、且つ０．０５Nｃｍ以上の力で回転させる場合に指にかかる感覚をいう。
【００１６】
携帯電話機１は、例えば、図１及び図２に示すように、操作者が入力操作を行うための回転式入力装置１０と、この回転式入力装置１０によって操作される携帯電話機ユニット３０と、携帯電話機１を統括制御するメイン制御部４０と、を備えて構成される。
【００１７】
まず、本実施形態の回転式入力装置１０について説明する。
回転式入力装置１０は、例えば、図２〜図５に示すように、操作者が手動で回転させることが可能な回転操作子１３と、回転操作子１３の後側に設けられ、回転操作子１３を回転自在に支持する支持台１８と、を備えており、全体が略円盤形状を成している。
【００１８】
回転操作子１３は、中央に開口部１３１ａを有する円形状の前面部１３１と、前面部１３１の縁部から全周に亘って後方に向かって突出する周面部１３２と、を備えており、支持台１８の前側を覆う位置に設けられることで、回転式入力装置１０の前面及び周面を成している。
前面部１３１は、操作者が回転操作を行うための操作面となっており、操作者は、前面部１３１の一点を指先で押えながら或いは周面部１３２を摘んで、回転操作子１３を回転させることで、携帯電話機ユニット３０に対する入力操作を行う。
回転操作子１３は、例えばアルミニウム等の放熱性のある材料、外部からの衝撃に対する耐性が強い材料によって形成されていてもよいし、樹脂などによって形成されていてもよい。
【００１９】
支持台１８は、ベース１８１と、このベース１８１に連結されたＰＣＢ基板１８２と、を備えており、回転操作子１３の後側の開口を覆う位置に設けられることで、回転式入力装置１０の後面を成している。
【００２０】
ベース１８１は、中央が開口した略ドーナツ盤状の台座部１８１１と、台座部１８１１の周縁部から外側に向かって延出する４つの延出部１８１２と、を備えている。
各延出部１８１２には、ネジ取り付け用のネジ孔１８１２ａと、ネジ孔１８１２ａよりも外側の後面に後方に向かって延出する突起１８１２ｂと、が設けられている。
ベース１８１は、例えばポリカーボネート等の材料により形成されている。
【００２１】
ＰＣＢ基板１８２は、回転操作子１３と略同一の外径を有する平板円環状を成しており、略中央の開口部１８２ａには、ベース１８１の台座部１８１１が嵌め込まれて取り付けられている。また、ＰＣＢ基板１８２には、ベース１８１の各延出部１８１２の後面に突設された突起１８１２ｂを取り付けるための取付孔１８２ｂが、各突起１８１２ｂに対応して４つ設けられている。そして、ベース１８１の台座部１８１１をＰＣＢ基板１８２の開口部１８２ａに取り付けるとともに、ベース１８１の各突起１８１２ｂをＰＣＢ基板１８２の各取付孔１８２ｂに嵌入させることによって、ＰＣＢ基板１８２とベース１８１とが一体的に連結されている。
【００２２】
また、ＰＣＢ基板１８２には、ベース１８１のネジ孔１８１２ａと重なり合う位置に、ネジ孔１８１２ａよりもやや径の大きい孔部１８２ｃが、各ネジ孔１８１２ａに対応して４つ設けられており、ＰＣＢ基板１８２の後方側からＰＣＢ基板１８２の孔部１８２ｃを介してベース１８１のネジ孔１８１２ａに、ネジ１９が螺合されることによって、ＰＣＢ基板１８２とベース１８１とが固定されている。
また、ＰＣＢ基板１８２の後面側には、回転操作子１３に対する軸方向（前後方向）圧力を検知する押圧検知部２０が配置されている。
【００２３】
さらに、回転操作子１３の前面部１３１の開口部１３１ａの内周面には、ベアリング１２が配設され、このベアリング１２の中央の貫通孔１２ａには、回転操作子１３の回転軸となるビス１１が挿通されて設けられている。そして、回転操作子１３の前方側から、ビス１１をベアリング１２の貫通孔１２ａに挿入し、さらに、後方に突出したビス１１の後端部を、ベース１８１が備える台座部１８１１の中央の開口１８１１ａの内周面に形成された雌ネジに螺嵌させることによって、ビス１１と支持台１８とが固定されている。これにより、支持台１８に対して回転操作子１３がビス１１周りに回転自在に連結されている。
【００２４】
また、回転操作子１３と支持台１８との間には空間が形成され、この空間には、回転操作子１３の回転位置（回転角度）を検出する回転検出部１４と、回転操作子１３に回転力を付与する回転駆動手段としての超音波モータ１６と、回転式入力装置１０を統括制御する制御部２１と、メイン制御部４０との間で各種信号の送受信を行う入出力部２２と、等が配設されている。
【００２５】
回転検出部１４は、例えば、リング状のコードホイール１４１と、コードホイール１４１の回転角変位を検出するフォトインタラプタ１４２と、から構成される。
【００２６】
コードホイール１４１は、コードホイール１４１の中心が回転操作子１３の中心と一致するように配置された状態で、回転操作子１３の前面部１３１の内面（後面）に固着されており、回転操作子１３の回転に連動して回転する。コードホイール１４１の後面には、光を反射させる反射面が、Ａ相、Ｂ相の２つの検出パターンで周方向に沿って所定のピッチで印刷されている。
【００２７】
フォトインタラプタ１４２は、ＬＥＤ等の発光素子１４２１と、フォトＩＣ等の受光素子１４２２と、から構成される反射型フォトインタラプタであり、ＰＣＢ基板１８２の前面上のコードホイール１４１に対向する位置に搭載され、制御部２１と接続している。
受光素子１４２２は、少なくとも２つの受光面を有し、互いに９０度の位相差を有するＡ相、Ｂ相の検出信号を出力するようになっている。
フォトインタラプタ１４２は、発光素子１４２１がコードホイール１４１に向けて発した光の反射光を受光素子１４２２で受光してカウントすることで、回転操作子１３の回転量及び回転方向を検出し、当該検出結果を制御部２１に出力する。制御部２１は、フォトインタラプタ１４２からの検出結果を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力し、そして、メイン制御部４０において、当該検出結果に基づいて、回転操作子１３の回転角度が特定される。
【００２８】
超音波モータ１６は、例えば、圧電素子１６３と、リング状のステータ（振動体）１６２と、ステータ１６２の前面に接触するロータ１６１と、等から構成され、制御部２１からの制御信号に従って駆動して、回転操作子１３を軸周りに回転させる。
【００２９】
ステータ１６２は、ベース１８１が備える台座部１８１１の前面に形成されたリング状の凹部１８１１ｂに嵌入され、平板円環状の両面テープ１７によってベース１８１に固定されている。
ステータ１６２の前部には、周方向に沿って配設された複数の凸部が備わり、ステータ１６２の後面には、駆動信号に基づく駆動電圧の印加に応じて振動エネルギーを発生させる複数の圧電素子１６３が、ステータ１６２の周方向に沿って配置されている。
【００３０】
ロータ１６１は、例えば高分子ポリエチレン等の材料により形成されており、平板円環状を成している。
ロータ１６１は、コードホイール１４１の内周側であって、ステータ１６２と回転操作子１３とにより挟まれる位置に配設され、ロータ１６１の中心が回転操作子１３の中心と一致するように配置された状態で、平板円環状の両面テープ１５によって回転操作子１３に固定されており、回転操作子１３の回転に連動して回転する。すなわち、ロータ１６１の前面は、回転操作子１３の前面部１３１の後面に接着された両面テープ１５の後面に接着されており、そして、ロータ１６１は、その後面が、ステータ１６２の凸部と接触している。ロータ１６１の後面は摩擦係数が高くなっており、その後面に接触するステータ１６２の振動により発生する進行波の向きと反対方向に回転するようになっている。
【００３１】
圧電素子１６３は、制御部２１と接続しており、制御部２１から圧電素子１６３に所定の駆動信号に応じた駆動電圧が印加されると、圧電素子１６３の超音波振動によってステータ１６２全体が振動して進行波がロータ１６１に伝達され、ロータ１６１が回転する。そして、このロータ１６１の回転力が回転操作子１３に伝達されることによって、回転操作子１３が回転するようになっている。さらに、圧電素子１６３に印加する駆動電圧の駆動周波数を制御することによって、圧電素子１６３の超音波振動による回転操作子１３の回転力の大きさや回転方向を自在に設定できるようになっている。
【００３２】
押圧検知部２０は、ＰＣＢ基板１８２の後面の上側、下側、左側及び右側の４箇所それぞれに固着された４つの感圧センサ２０１を備えており、制御部２１と接続されている。この４つの感圧センサ２０１は、回転操作子１３の軸周りにおいて等間隔に配置されている。
押圧検知部２０は、回転操作子１３が軸方向（前後方向）に押圧されたことを各感圧センサ２０１で検知し、当該検知結果を制御部２１に出力する。
制御部２１は、押圧検知部２０からの検知結果を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。そして、メイン制御部４０において、当該検知結果に基づいて、回転操作子１３の押圧された位置が特定され、当該回転操作子１３の押圧された位置における押圧力が算出される。
なお、感圧センサ２０１としては、例えば、抵抗膜式、拡散式、成膜式、静電容量式、機械式等の感圧センサを用いることができる。
また、本実施形態では４つの感圧センサ２０１を備えた構成について説明したが、感圧センサ２０１の数は、４つに限ることはなく、３つ以上であれば任意である。
【００３３】
また、上述の回転操作子１３、コードホイール１４１、ロータ１６１は、回転中心軸がそれぞれ同軸となる位置に配設されており、支持台１８に固定された回転軸としてのビス１１周りに回転されるようになっている。
【００３４】
制御部２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、（何れも図示省略。）等を備えて構成されている。
制御部２１は、入出力部２２を介してメイン制御部４０と接続しており、回転式入力装置１０を構成する各部から入力された信号を、メイン制御部４０に出力すると共に、メイン制御部４０から入力される制御信号に従って、回転式入力装置１０を構成する各部の動作を集中制御する。
【００３５】
具体的には、制御部２１は、回転検出部１４のフォトインタラプタ１４２と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、フォトインタラプタ１４２の発光素子１４２１に光を発光するよう指示し、フォトインタラプタ１４２の受光素子１４２２から入力される検出結果である検出信号を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。これにより、メイン制御部４０において、回転操作子１３の回転角度が特定される。
【００３６】
また、制御部２１は、超音波モータ１６と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、超音波モータ１６の圧電素子１６３に所定の駆動信号を出力する。これにより、回転操作子１３が軸周りに回転する。
【００３７】
また、制御部２１は、押圧検知部２０と接続しており、押圧検知部２０から入力される検知結果である検知信号を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。これにより、メイン制御部４０において、回転操作子１３の押圧された位置と、回転操作子１３が押圧された際の押圧力と、が特定される。
【００３８】
入出力部２２は、メイン制御部４０と接続され、回転式入力装置１０を構成する各部から入力された信号をメイン制御部４０に出力する一方、メイン制御部４０から入力される制御信号を制御部２１に出力する。
具体的には、入出力部２２は、回転検出部１４から出力される回転量や回転方向に基づいて、制御部２１において検出された回転操作子１３の回転位置である回転角度を示す信号を、携帯電話機ユニット３０側に送信する。また、入出力部２２は、ＰＣＢ基板１８２の後側に配設された４つの各感圧センサ２０１から出力される検出値に基づいて、制御部２１において検出された回転操作子１３の回転操作における押圧力及び押圧位置を示す信号を、携帯電話機ユニット３０側に送信する。
なお、回転検出部１４や各感圧センサ２０１から出力される信号を、Ａ／Ｄ変換せずに、アナログ信号のまま携帯電話機ユニット３０側に送信するように構成されていても良い。
【００３９】
次に、本実施形態に係る携帯電話機ユニット３０について説明する。
携帯電話機ユニット３０は、図２に示すように、アンテナ（図示省略）を備え、外部機器との間で無線信号を送受信する通信部３１と、操作者が第三者と通話を行う通話部３２と、表示画面３３１上に各種画面を表示させる表示部３３と、携帯電話機１全体を統括制御するメイン制御部４０と、を備えて構成される。
なお、外部機器との間で無線信号による通話機能を実現するための通信部３１や通話部３２は、公知の技術を用いるため、詳しい説明は省略する。
【００４０】
表示部３３は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等の表示画面３３１を備えて構成され、メイン制御部４０からの指示にしたがって、表示画面３３１に各種画像を表示させる。
表示画面３３１に表示された画像は、操作者による回転操作子１３の回転操作に応じてスクロールや、選択切替される。
【００４１】
図６は、表示画面３３１に表示された画像の移動を説明するための図である。
図６において、表示画面３３１に表示中の画像Ｓは、時計回りの回転操作で右方向にスクロールし、反時計回りの回転操作で左方向にスクロールするものとする。なお、表示中の画像Ｓの左右の端部をそれぞれＳ１、Ｓ２とする。
図６（Ａ）に示すように、例えば、表示画面３３１の中央部に画像Ｓが表示されている状態で、操作者が回転操作子１３を時計回りに回転操作すると、当該回転操作に応じて画像Ｓは右方向にスクロールする。その後、図６（Ｂ）に示すように、画像Ｓの端部（範囲終端部）Ｓ１が表示画面３３１の端部に達すると、その時点で画像Ｓはそれ以上スクロールしなくなる。
このとき、回転操作子１３に、超音波モータ１６により反時計回り方向の回動力が付与され、それ以上回転しないようになっている。この回転しなくなる時点（スクロールしなくなる時点）での回転操作子１３の回転角度を臨界角度という。そして、臨界角度に達した時点で操作者が操作位置から指を放した場合、回転操作子１３は逆回転して初期位置に戻り、回転操作子１３の逆回転に連動して画像Ｓも回転操作子１３の初期位置に対応した当初の位置（移動前）に戻ることとなる。
なお、回転操作子１３の回転角度と、回転角度に応じた画像Ｓの移動距離とは、例えば回転角度１０°毎に０．５ｃｍ移動するなどのように、予め設定可能である。
また、範囲終端部の位置は任意に設定可能であり、例えば、右方向にスクロールした際の範囲終端部を、画像Ｓの右側の端部Ｓ２としても良い。この場合、画像Ｓの端部Ｓ２が表示画面３３１の端部に達すると、その時点で画像Ｓはそれ以上スクロールしなくなる。
【００４２】
また、初期位置の代わりに所定の基準位置を予め設定しておき、上記のような回転操作が行われた場合、回転操作子１３を当該基準位置まで戻すように構成することもできる。このとき、画像Ｓは、基準位置に対応した位置まで戻ることとなる。
具体的には、基準位置として、例えば、右方向にスクロールした際、画像Ｓの端部Ｓ２の位置が表示画面の右端部と重なる位置を範囲終端部とした場合、臨界角度に達した時点で操作者が操作位置から指を放すと、画像Ｓは、かかる位置まで戻る。
【００４３】
また、図７に示すように、表示画面３３１にマトリックス状に配列されたサムネイル画面が表示されている場合には、例えば右下の画像を範囲終端部として設定することができる。すなわち、回転操作に応じて、選択画像が１行目の左から、１行目の中央、右、２行目の左、中央、右、３行目の左、中央、右、と順次切り替えられ、３行目の右の画像が選択された時点でその位置を範囲終端部としてそれ以上スクロールしなくなる。そして、回転操作子１３の操作位置から指を放した場合、回転操作子１３は初期位置に戻ると共に、選択画像も当初の１行目の左に戻る。
なお、上記の例においても、１つの画像移動させるための回転角度は適宜設定可能である。例えば、回転角度２０°毎に１つの画像移動するよう設定した場合、１６０°が臨界角度となる。
【００４４】
メイン制御部４０は、メインＣＰＵ４０１、ＲＡＭ４０２、ＲＯＭ４０３等を備えて構成され、回転式入力装置１０の制御部２１と接続されている。メイン制御部４０は、回転式入力装置１０から送られてくる入力操作信号に基づいて、携帯電話機ユニット３０の各部を制御する。
【００４５】
メインＣＰＵ４０１は、携帯電話機ユニット３０および回転式入力装置１０の各部から入力された入力信号に応じて、ＲＯＭ４０３に格納された処理プログラム等を読み出してＲＡＭに展開して実行し、各部に制御信号を出力することにより、回転式入力装置全体の制御を行う。
【００４６】
ＲＡＭ４０２は、メインＣＰＵ４０１により実行される各種プログラムを展開するプログラム格納領域や、入力データやこれらの処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等を格納するデータ格納領域を備え、ＣＰＵのワークエリアとして用いられる。
【００４７】
ＲＯＭ４０３は、処理プログラムやデータ等を予め記憶しており、例えば、回転検出プログラム４０３ａ、表示制御プログラム４０３ｂ、判断プログラム４０３ｃ、力覚呈示プログラム４０３ｄ、回転制御プログラム４０３ｅ、等の各種処理プログラムを格納している。
【００４８】
回転検出プログラム４０３ａは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転操作子１３の回転角度を検出する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラム４０３ａを実行することにより、操作者が回転操作子１３に対して回転操作を行った場合に、回転操作子１３の回転量及び回転方向をフォトインタラプタ１４２により検出し、当該検出結果に基づいて、回転操作子１３の回転角度を特定する。
メインＣＰＵ４０１は、かかる回転検出プログラム４０３ａを実行することで、回転検出部１４と共に回転検出手段として機能する。
【００４９】
表示制御プログラム４０３ｂは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転操作子１３の回転によって表示部３３に表示中の画像をスクロールする機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラム４０３ａの実行によって回転操作子１３の回転角度が検出された場合、表示制御プログラム４０３ｂを実行することにより、その回転角度に応じた移動距離分だけ表示部３３に表示中の画像をスクロールする。ここで、回転操作子１３が時計回りに回転された場合には画像は右方向にスクロールし、回転操作子１３が反時計回りに回転された場合には画像は左方向にスクロールする。
なお、回転角度と画像の移動距離（スクロール量）とは、予め決められてＲＯＭ４０３に記憶されている。
また、メインＣＰＵ４０１は、回転制御プログラム４０３ｅの実行によって回転操作子１３が初期位置又は基準位置まで逆回転された場合、表示制御プログラム４０３ｂを実行することにより、表示部３３に表示される画像の表示位置を初期位置又は基準位置に対応する位置に表示させる。
メインＣＰＵ４０１は、かかる表示制御プログラム４０３ｂを実行することで、表示制御手段として機能する。
【００５０】
判断プログラム４０３ｃは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転操作子１３の回転角度が、表示部３３に表示された画像の範囲終端部に対応する臨界角度に達したか否かを判断する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラム４０３ａの実行によって回転操作子１３の回転角度が検出された場合、判断プログラム４０３ｃを実行することにより、その検出された回転角度に応じた画像の移動距離を算出し、算出した移動距離と、臨界角度に応じた移動距離とを比較することで、回転角度が臨界角度に達したか否かを判断する。
メインＣＰＵ４０１は、かかる判断プログラム４０３ｃを実行することで、判断手段として機能する。
【００５１】
力覚呈示プログラム４０３ｄは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転操作子１３の回転角度に応じて当該回転操作子１３に負荷回転力を付与して操作者に力覚を呈示する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラム４０３ａの実行によって回転操作子１３の回転角度が検出された場合、力覚呈示プログラム４０３ｄを実行することにより、超音波モータ１６によって回転操作子１３にその回転角度に応じた負荷回転力を付与する。負荷回転力は、回転角度が大きいほど大きくなるように設定されている。このため操作者は、回転操作子１３を回転させるほど大きな力覚を得ることとなる。つまり、回転操作子１３を回転させるほど、操作感が重くなる。
なお、回転角度と付与する負荷回転力の大きさとは、予め対応付けられてＲＯＭ４０３に記憶されている。
以下、回転操作子１３の回転角度が臨界角度である場合に付与される負荷回転力を「最大力覚」という。
【００５２】
また、メインＣＰＵ４０１は、判断プログラム４０３ｃの実行によって回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達したと判断された場合、力覚呈示プログラム４０３ｄを実行することによって回転操作子１３に順方向及び逆方向の回転力を周期的に付与する。
すなわち、メインＣＰＵ４０１は、回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達し、操作者が回転操作子１３から指を放さない状態（最大力覚以上の順方向の圧力が付加されている場合）には、所定周期で順方向と逆方向とに交互に回転力を付与することとなる。
従って、操作者は、回転操作子１３を回転させるほど大きな力覚を得て、最大力覚を得た後もそれまでと同方向の回転操作を続けようとすると、順方向逆方向と交互に付与される回転力を得ることとなる。
メインＣＰＵ４０１は、かかる力覚呈示プログラム４０３ｄを実行することで、力覚呈示手段として機能する。
【００５３】
回転制御プログラム４０３ｅ、例えば、メインＣＰＵ４０１に、判断プログラム４０３ｃの実行によって回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達したと判断され、且つ操作者の回転操作子１３への回転操作が解除された場合に、回転操作子１３を初期位置又は基準位置まで逆回転させる機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、判断プログラム４０３ｃの実行によって回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達したと判断された場合、回転制御プログラム４０３ｅを実行することによって、操作者の回転操作における順方向の圧力が、最大力覚より小さいか否か判定し、操作者の回転操作における順方向の圧力が最大力覚より小さい場合、初期位置又は基準位置で付与される力覚がなくなるように超音波モータ１６を制御する。
【００５４】
つまり、操作者の回転操作における順方向の圧力が最大力覚より小さい場合、回転操作子１３は、付与されている力覚によって逆回転することとなる。そして、予め設定された初期位置又は基準位置で付与される力覚がなくなるため回転操作子１３の回転が止まることとなる。そして、この場合には、上記表示制御プログラム４０３ｂが実行され、表示中の画像が初期位置又は基準位置に対応する位置に表示されることとなる。
一方、操作者の回転操作における順方向の圧力が最大力覚以上の場合、回転操作子１３はその位置で停止することとなる。そして、この場合には、操作者の回転操作子１３への回転操作が解除されていないものとして、上記力覚呈示プログラム４０３ｄが実行され、回転操作子１３に順方向及び逆方向の回転力が周期的に付与されることとなる。
【００５５】
なお、回転操作子１３の初期位置や基準位置は、操作者によって任意に設定され、予めＲＯＭ４０３に記憶されている。
メインＣＰＵ４０１は、かかる回転制御プログラム４０３ｅを実行することで、回転制御手段として機能する。
【００５６】
なお、本実施形態における回転式入力装置１０は、上述の回転検出部１４、超音波モータ１６、押圧検知部２０、制御部２１、入出力部２２、メイン制御部４０によって構成されている。
【００５７】
次に、本実施形態の携帯電話機１（回転式入力装置１０）の回転制御処理及び表示制御処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１において、操作者により回転操作子１３に対する操作が行われると、ステップＳ２において、メイン制御部４０は、かかる操作における回転操作子１３の回転角度を検出する。
次に、ステップＳ３において、メイン制御部４０は、ステップＳ２において検出した回転角度が臨界角度に達するか否かを判断する。
そして、臨界角度に達しない場合（ステップＳ３；ＮＯ）、続くステップＳ４において、メイン制御部４０は、表示部３３に表示中の画像を回転角度に応じた距離だけスクロールさせ、続くステップＳ５において、回転操作子１３に回転角度に応じた力覚（負荷回転力）を付与して本処理を終了する。
【００５８】
一方、ステップ３において臨界角度に達したと判断した場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、続くステップＳ６において、メイン制御部４０は、操作者の回転操作における順方向の圧力が、最大力覚より小さいか否か、すなわち、操作者の回転操作子１３への回転操作が解除されたか否かを判断する。
そして、回転操作が解除されない場合（ステップＳ６；ＮＯ）、続くステップＳ７において、メイン制御部４０は、回転操作子１３に周期的な力覚（順方向・逆方向の回転力）を付与して本処理を終了する。
一方、ステップＳ６において回転操作が解除された場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）、続くステップＳ８において、メイン制御部４０は、表示部３３に表示中の画像を初期位置又は基準位置に戻し、続くステップＳ９において、回転操作子１３を初期位置又は基準位置に戻して本処理を終了する。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達した（表示部３３に表示された画像が範囲終端部に達した）と判断され、且つ操作者の回転操作子１３への回転操作が解除された場合、回転操作子１３及び表示中の画像は初期位置又は基準位置まで戻ることとなる。よって、回転操作によって画像が範囲終端に到達した場合に操作者が感覚的にこれを認識できると共に、回転操作子１３と表示部３３とを連動させて任意の位置まで戻すことができることとなって操作性が向上する。
【００６０】
また、回転操作子１３の回転角度に応じた大きさの負荷回転力が回転操作子１３に付与されるため、回転角度を感覚として実感できる。
また、回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達したと判断された場合に、回転操作子１３に順方向及び逆方向の回転力が周期的に付与されるため、回転操作中に範囲終端に到達したことを、操作者が感覚的に認識できる。
また、回転操作子１３を前後方向に沈みこませずに力覚の呈示が可能であるため、装置の薄型化を実現することができる。
【００６１】
なお、上記実施形態においては、回転操作子１３の回転角度に応じて力覚が付与される構成について説明したが、力覚を付与しない構成とすることもできる。
その場合、メインＣＰＵ４０１は、判断プログラム４０３ｃの実行によって回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達したと判断されると、回転制御プログラム４０３ｅを実行することによって、操作者の回転操作における順方向の圧力が所定値以下であるか否か判定し、所定値以下の場合、回転操作子１３が逆回転して初期位置又は基準位置で停止するように超音波モータ１６を制御する。
このときの「所定値」とは、予め設定されてＲＯＭ４０３等に記憶させておけばよい。
【００６２】
なお、本発明の範囲は上記実施形態に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、本発明に係る回転式入力装置を備える電子機器として携帯電話機を例示したが、本発明の回転式入力装置は携帯電話機に限られることなく、回転式入力装置による入力操作を行うことができる限り如何なる電子機器にも適用することができる。例えば、携帯型オーディオプレーヤ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の他の携帯型端末装置や、テレビジョン受像機等のＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等に本発明の回転式入力装置を適用しても良い。また、回転式入力装置は、電子機器に予め組み込まれていても良く、また、単体の外付け装置として電子機器に接続して使用することとしても良い。
【００６４】
また、例えば、上記実施形態では、回転操作子１３の回転位置を検出する回転検出手段として、円環状のコードホイール１４１とフォトインタラプタ１４２とから成る光学式の回転検出部１４を例示したが、回転検出部１４は回転検出手段の一例であり、回転操作子１３の回転位置を検出するものであれば如何なる構成を用いても良い。例えば、メカ式（接点式）、磁気式、電極の静電容量変化によって位置検出を行う静電式の回転検出手段等を用いることができる。
さらに、回転操作子１３の回転量及び回転方向に加え、絶対位置を検出可能なアブソリュート型のロータリー・エンコーダを用いても良い。
【００６５】
また、例えば、上記実施形態では、回転操作子１３を回転駆動させる回転駆動手段として超音波モータ１６を例示したが、超音波モータ１６は回転駆動手段の一例であり、回転操作子１３を回転駆動させるものであれば如何なる構成を用いても良い。例えば、静電荷同士の吸引と反発を動力として駆動する静電アクチュエータや、磁場（磁界）と電力の相互作用による力を利用して駆動する電磁式アクチュエータ、磁歪アクチュエータ、油圧シリンダ、空気圧シリンダによるもの等を用いることができる。また、回転駆動手段における駆動の制御として、アクチュエータの動力をそのまま回転操作子等の被駆動体に伝えるものであってもよく、または、駆動パルス数に比例して動作するステッピングモータ等であっても良い。また、被駆動体を回転させることによって駆動するアクチュエータであってもよく、または、被駆動体をリニアに運動させることによって駆動するリニアアクチュエータであっても良い。
【符号の説明】
【００６６】
１ 携帯電話機
１０ 回転式入力装置
１３ 回転操作子
１４ 回転検出部（回転検出手段）
１４１ コードホイール
１４２ フォトインタラプタ
１６ 超音波モータ（回転駆動手段）
２０ 押圧検知部
２０１ 感圧センサ
３０ 携帯電話機ユニット
３３ 表示部
３３１ 表示画面
３４ 音声出力部
４０ メイン制御部
４０１ メインＣＰＵ
４０２ ＲＡＭ
４０３ ＲＯＭ
４０３ａ 回転検出プログラム（回転検出手段）
４０３ｂ 表示制御プログラム（表示制御手段）
４０３ｃ 判断プログラム（判断手段）
４０３ｄ 力覚呈示プログラム（力覚呈示手段）
４０３ｅ 回転制御プログラム（回転制御手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式入力装置及び当該回転式入力装置を備える電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯端末機やＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等の電子機器に採用され、回転操作子の回転操作によって入力操作を行う回転式入力装置が知られている。こうした回転式入力装置では、回転操作子の回転に連動して、電子機器の表示画面に表示された選択項目が順に切替選択されるようになっており、操作者が目的の選択項目が選択されるまで回転操作子を手動で回転させた後に、その選択を確定する操作を行うことで、選択された選択項目に応じた指示が入力される。
【０００３】
このような回転式入力装置では、単に回転操作子の回転操作を行うだけで、画面上の各選択項目が切替選択されるため、画面上の選択項目を選択したということを操作者が手や指の感覚として把握しにくいという問題があった。
そこで、例えば、特許文献１には、回転機構部の回転操作の速度に応じて、操作方向と反対方向の中立位置へ押し戻すように操作反力を発生させてレバー操作感覚をユーザに与える機構について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４５４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、回転機構部により操作部が中立位置に戻る動作と表示中の画像とは連動していないため、例えば、表示中の画像が範囲終端に到達した状態で操作部が中立位置に戻ったとしても表示中の画像はそのままの状態となっており、操作性が良くないという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、操作部の回転操作中に表示中の画像が範囲終端に到達した場合、操作部と表示部とを連動させて画像の位置を任意の位置まで戻すことにより操作性が向上した回転式入力装置及びこの回転式入力装置を備える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】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る回転式入力装置は、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転角度を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転操作子の回転によって表示部に表示中の画像をスクロールする表示制御手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度が、前記表示部に表示された画像の範囲終端部に対応する臨界角度に達したか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断され、且つ操作者の前記回転操作子への回転操作が解除された場合に、前記回転操作子を初期位置又は基準位置まで逆回転させる回転制御手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記回転制御手段により、前記回転操作子が前記初期位置又は前記基準位置まで逆回転された場合に、前記表示部に表示される画像を前記初期位置又は前記基準位置に対応する表示位置に表示させることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転式入力装置において、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度に応じて、前記回転駆動手段により前記回転操作子に負荷回転力を付与して当該回転操作子を操作する操作者に力覚を呈示する力覚呈示手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の回転式入力装置において、
前記力覚呈示手段は、前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断された場合に、前記回転駆動手段により前記回転操作子に順方向及び逆方向の回転力を周期的に付与して操作者へそれ以上回転できないことを伝えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明に係る回転式入力装置は、
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転角度を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転操作子の回転によって表示部に表示中の画像をスクロールする表示制御手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度が、前記表示部に表示された画像の範囲終端部に対応する臨界角度に達したか否かを判断する判断手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度に応じて、前記回転駆動手段により前記回転操作子に負荷回転力を付与して当該回転操作子を操作する操作者に力覚を呈示する力覚呈示手段と、
前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断され、且つ操作者の前記回転操作子への回転操作が解除された場合に、前記回転操作子を初期位置又は基準位置まで逆回転させる回転制御手段と、
を備え、
前記力覚呈示手段は、前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断された場合に、前記回転駆動手段により前記回転操作子に順方向及び逆方向の回転力を周期的に付与して操作者へそれ以上回転できないことを伝え、
前記表示制御手段は、前記回転制御手段により、前記回転操作子が前記初期位置又は前記基準位置まで逆回転された場合に、前記表示部に表示される画像を前記初期位置又は前記基準位置に対応する表示位置に表示させることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明に係る電子機器は、
請求項１〜４の何れか一項に記載の回転式入力装置と、表示部と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、回転操作子の回転角度が臨界角度に達した（表示部に表示された画像が範囲終端部に達した）と判断され、且つ操作者の回転操作子への回転操作が解除された場合、回転操作子及び表示中の画像は初期位置又は基準位置まで戻ることとなる。よって、回転操作によって画像が範囲終端に到達した場合に操作者が感覚的にこれを認識できると共に、操作部と表示部とを連動させて任意の位置まで戻すことができることとなって操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した本実施形態の回転式入力装置を備える携帯電話機の斜視図である。
【図２】本実施形態の携帯電話機の機能的構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の回転式入力装置の外観斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線における断面図である。
【図５】本実施形態の回転式入力装置の分解図である。
【図６】表示部に表示された画像と回転操作子の動きを説明するための図である。
【図７】表示部に表示された画像と回転操作子の動きを説明するための図である。
【図８】本実施形態の携帯電話機において行われる回転制御処理及び表示制御処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明の範囲は、図示例に限定されない。
本実施形態では、本発明に係る回転式入力装置を備える電子機器として、無線通信によって音声通話を行う携帯電話機を例示して説明することとする。
なお、以下の説明では、本実施形態の携帯電話機１において、回転式入力装置１０や表示部３３が備える表示画面３３１が配置された側を前側、回転式入力装置１０や表示画面３３１が配置された側と対向する側を後側とする。そして、表示画面３３１が配置された側を上側、回転式入力装置１０が配置された側を下側とし、前後方向及び上下方向の双方に直交する方向を左右方向とする。
【００１５】
また、本実施形態では、回転式入力装置１０により携帯電話機１に各種の操作入力が行われる。例えば、回転式入力装置１０の回転操作子１３を回転操作した場合、回転操作に応じて表示部３３に表示された画像がスクロールされる。また、この回転操作に応じて回転操作子１３に回転力が付与され、操作者に力覚が呈示される。
ここで、「力覚」とは、単なる振動による触覚ではなく、回転操作子を回転させるときに指にかかる重さの感覚をいう。具体的には、回転が軽いと感じたり、重いと感じたりする感覚のことをいう。より具体的には、例えば、回転操作子１３を３〜６msec或いは１〜５度で、且つ０．０５Nｃｍ以上の力で回転させる場合に指にかかる感覚をいう。
【００１６】
携帯電話機１は、例えば、図１及び図２に示すように、操作者が入力操作を行うための回転式入力装置１０と、この回転式入力装置１０によって操作される携帯電話機ユニット３０と、携帯電話機１を統括制御するメイン制御部４０と、を備えて構成される。
【００１７】
まず、本実施形態の回転式入力装置１０について説明する。
回転式入力装置１０は、例えば、図２〜図５に示すように、操作者が手動で回転させることが可能な回転操作子１３と、回転操作子１３の後側に設けられ、回転操作子１３を回転自在に支持する支持台１８と、を備えており、全体が略円盤形状を成している。
【００１８】
回転操作子１３は、中央に開口部１３１ａを有する円形状の前面部１３１と、前面部１３１の縁部から全周に亘って後方に向かって突出する周面部１３２と、を備えており、支持台１８の前側を覆う位置に設けられることで、回転式入力装置１０の前面及び周面を成している。
前面部１３１は、操作者が回転操作を行うための操作面となっており、操作者は、前面部１３１の一点を指先で押えながら或いは周面部１３２を摘んで、回転操作子１３を回転させることで、携帯電話機ユニット３０に対する入力操作を行う。
回転操作子１３は、例えばアルミニウム等の放熱性のある材料、外部からの衝撃に対する耐性が強い材料によって形成されていてもよいし、樹脂などによって形成されていてもよい。
【００１９】
支持台１８は、ベース１８１と、このベース１８１に連結されたＰＣＢ基板１８２と、を備えており、回転操作子１３の後側の開口を覆う位置に設けられることで、回転式入力装置１０の後面を成している。
【００２０】
ベース１８１は、中央が開口した略ドーナツ盤状の台座部１８１１と、台座部１８１１の周縁部から外側に向かって延出する４つの延出部１８１２と、を備えている。
各延出部１８１２には、ネジ取り付け用のネジ孔１８１２ａと、ネジ孔１８１２ａよりも外側の後面に後方に向かって延出する突起１８１２ｂと、が設けられている。
ベース１８１は、例えばポリカーボネート等の材料により形成されている。
【００２１】
ＰＣＢ基板１８２は、回転操作子１３と略同一の外径を有する平板円環状を成しており、略中央の開口部１８２ａには、ベース１８１の台座部１８１１が嵌め込まれて取り付けられている。また、ＰＣＢ基板１８２には、ベース１８１の各延出部１８１２の後面に突設された突起１８１２ｂを取り付けるための取付孔１８２ｂが、各突起１８１２ｂに対応して４つ設けられている。そして、ベース１８１の台座部１８１１をＰＣＢ基板１８２の開口部１８２ａに取り付けるとともに、ベース１８１の各突起１８１２ｂをＰＣＢ基板１８２の各取付孔１８２ｂに嵌入させることによって、ＰＣＢ基板１８２とベース１８１とが一体的に連結されている。
【００２２】
また、ＰＣＢ基板１８２には、ベース１８１のネジ孔１８１２ａと重なり合う位置に、ネジ孔１８１２ａよりもやや径の大きい孔部１８２ｃが、各ネジ孔１８１２ａに対応して４つ設けられており、ＰＣＢ基板１８２の後方側からＰＣＢ基板１８２の孔部１８２ｃを介してベース１８１のネジ孔１８１２ａに、ネジ１９が螺合されることによって、ＰＣＢ基板１８２とベース１８１とが固定されている。
また、ＰＣＢ基板１８２の後面側には、回転操作子１３に対する軸方向（前後方向）圧力を検知する押圧検知部２０が配置されている。
【００２３】
さらに、回転操作子１３の前面部１３１の開口部１３１ａの内周面には、ベアリング１２が配設され、このベアリング１２の中央の貫通孔１２ａには、回転操作子１３の回転軸となるビス１１が挿通されて設けられている。そして、回転操作子１３の前方側から、ビス１１をベアリング１２の貫通孔１２ａに挿入し、さらに、後方に突出したビス１１の後端部を、ベース１８１が備える台座部１８１１の中央の開口１８１１ａの内周面に形成された雌ネジに螺嵌させることによって、ビス１１と支持台１８とが固定されている。これにより、支持台１８に対して回転操作子１３がビス１１周りに回転自在に連結されている。
【００２４】
また、回転操作子１３と支持台１８との間には空間が形成され、この空間には、回転操作子１３の回転位置（回転角度）を検出する回転検出部１４と、回転操作子１３に回転力を付与する回転駆動手段としての超音波モータ１６と、回転式入力装置１０を統括制御する制御部２１と、メイン制御部４０との間で各種信号の送受信を行う入出力部２２と、等が配設されている。
【００２５】
回転検出部１４は、例えば、リング状のコードホイール１４１と、コードホイール１４１の回転角変位を検出するフォトインタラプタ１４２と、から構成される。
【００２６】
コードホイール１４１は、コードホイール１４１の中心が回転操作子１３の中心と一致するように配置された状態で、回転操作子１３の前面部１３１の内面（後面）に固着されており、回転操作子１３の回転に連動して回転する。コードホイール１４１の後面には、光を反射させる反射面が、Ａ相、Ｂ相の２つの検出パターンで周方向に沿って所定のピッチで印刷されている。
【００２７】
フォトインタラプタ１４２は、ＬＥＤ等の発光素子１４２１と、フォトＩＣ等の受光素子１４２２と、から構成される反射型フォトインタラプタであり、ＰＣＢ基板１８２の前面上のコードホイール１４１に対向する位置に搭載され、制御部２１と接続している。
受光素子１４２２は、少なくとも２つの受光面を有し、互いに９０度の位相差を有するＡ相、Ｂ相の検出信号を出力するようになっている。
フォトインタラプタ１４２は、発光素子１４２１がコードホイール１４１に向けて発した光の反射光を受光素子１４２２で受光してカウントすることで、回転操作子１３の回転量及び回転方向を検出し、当該検出結果を制御部２１に出力する。制御部２１は、フォトインタラプタ１４２からの検出結果を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力し、そして、メイン制御部４０において、当該検出結果に基づいて、回転操作子１３の回転角度が特定される。
【００２８】
超音波モータ１６は、例えば、圧電素子１６３と、リング状のステータ（振動体）１６２と、ステータ１６２の前面に接触するロータ１６１と、等から構成され、制御部２１からの制御信号に従って駆動して、回転操作子１３を軸周りに回転させる。
【００２９】
ステータ１６２は、ベース１８１が備える台座部１８１１の前面に形成されたリング状の凹部１８１１ｂに嵌入され、平板円環状の両面テープ１７によってベース１８１に固定されている。
ステータ１６２の前部には、周方向に沿って配設された複数の凸部が備わり、ステータ１６２の後面には、駆動信号に基づく駆動電圧の印加に応じて振動エネルギーを発生させる複数の圧電素子１６３が、ステータ１６２の周方向に沿って配置されている。
【００３０】
ロータ１６１は、例えば高分子ポリエチレン等の材料により形成されており、平板円環状を成している。
ロータ１６１は、コードホイール１４１の内周側であって、ステータ１６２と回転操作子１３とにより挟まれる位置に配設され、ロータ１６１の中心が回転操作子１３の中心と一致するように配置された状態で、平板円環状の両面テープ１５によって回転操作子１３に固定されており、回転操作子１３の回転に連動して回転する。すなわち、ロータ１６１の前面は、回転操作子１３の前面部１３１の後面に接着された両面テープ１５の後面に接着されており、そして、ロータ１６１は、その後面が、ステータ１６２の凸部と接触している。ロータ１６１の後面は摩擦係数が高くなっており、その後面に接触するステータ１６２の振動により発生する進行波の向きと反対方向に回転するようになっている。
【００３１】
圧電素子１６３は、制御部２１と接続しており、制御部２１から圧電素子１６３に所定の駆動信号に応じた駆動電圧が印加されると、圧電素子１６３の超音波振動によってステータ１６２全体が振動して進行波がロータ１６１に伝達され、ロータ１６１が回転する。そして、このロータ１６１の回転力が回転操作子１３に伝達されることによって、回転操作子１３が回転するようになっている。さらに、圧電素子１６３に印加する駆動電圧の駆動周波数を制御することによって、圧電素子１６３の超音波振動による回転操作子１３の回転力の大きさや回転方向を自在に設定できるようになっている。
【００３２】
押圧検知部２０は、ＰＣＢ基板１８２の後面の上側、下側、左側及び右側の４箇所それぞれに固着された４つの感圧センサ２０１を備えており、制御部２１と接続されている。この４つの感圧センサ２０１は、回転操作子１３の軸周りにおいて等間隔に配置されている。
押圧検知部２０は、回転操作子１３が軸方向（前後方向）に押圧されたことを各感圧センサ２０１で検知し、当該検知結果を制御部２１に出力する。
制御部２１は、押圧検知部２０からの検知結果を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。そして、メイン制御部４０において、当該検知結果に基づいて、回転操作子１３の押圧された位置が特定され、当該回転操作子１３の押圧された位置における押圧力が算出される。
なお、感圧センサ２０１としては、例えば、抵抗膜式、拡散式、成膜式、静電容量式、機械式等の感圧センサを用いることができる。
また、本実施形態では４つの感圧センサ２０１を備えた構成について説明したが、感圧センサ２０１の数は、４つに限ることはなく、３つ以上であれば任意である。
【００３３】
また、上述の回転操作子１３、コードホイール１４１、ロータ１６１は、回転中心軸がそれぞれ同軸となる位置に配設されており、支持台１８に固定された回転軸としてのビス１１周りに回転されるようになっている。
【００３４】
制御部２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、（何れも図示省略。）等を備えて構成されている。
制御部２１は、入出力部２２を介してメイン制御部４０と接続しており、回転式入力装置１０を構成する各部から入力された信号を、メイン制御部４０に出力すると共に、メイン制御部４０から入力される制御信号に従って、回転式入力装置１０を構成する各部の動作を集中制御する。
【００３５】
具体的には、制御部２１は、回転検出部１４のフォトインタラプタ１４２と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、フォトインタラプタ１４２の発光素子１４２１に光を発光するよう指示し、フォトインタラプタ１４２の受光素子１４２２から入力される検出結果である検出信号を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。これにより、メイン制御部４０において、回転操作子１３の回転角度が特定される。
【００３６】
また、制御部２１は、超音波モータ１６と接続しており、入出力部２２を介してメイン制御部４０から入力される制御信号に従って、超音波モータ１６の圧電素子１６３に所定の駆動信号を出力する。これにより、回転操作子１３が軸周りに回転する。
【００３７】
また、制御部２１は、押圧検知部２０と接続しており、押圧検知部２０から入力される検知結果である検知信号を、入出力部２２を介してメイン制御部４０に出力する。これにより、メイン制御部４０において、回転操作子１３の押圧された位置と、回転操作子１３が押圧された際の押圧力と、が特定される。
【００３８】
入出力部２２は、メイン制御部４０と接続され、回転式入力装置１０を構成する各部から入力された信号をメイン制御部４０に出力する一方、メイン制御部４０から入力される制御信号を制御部２１に出力する。
具体的には、入出力部２２は、回転検出部１４から出力される回転量や回転方向に基づいて、制御部２１において検出された回転操作子１３の回転位置である回転角度を示す信号を、携帯電話機ユニット３０側に送信する。また、入出力部２２は、ＰＣＢ基板１８２の後側に配設された４つの各感圧センサ２０１から出力される検出値に基づいて、制御部２１において検出された回転操作子１３の回転操作における押圧力及び押圧位置を示す信号を、携帯電話機ユニット３０側に送信する。
なお、回転検出部１４や各感圧センサ２０１から出力される信号を、Ａ／Ｄ変換せずに、アナログ信号のまま携帯電話機ユニット３０側に送信するように構成されていても良い。
【００３９】
次に、本実施形態に係る携帯電話機ユニット３０について説明する。
携帯電話機ユニット３０は、図２に示すように、アンテナ（図示省略）を備え、外部機器との間で無線信号を送受信する通信部３１と、操作者が第三者と通話を行う通話部３２と、表示画面３３１上に各種画面を表示させる表示部３３と、携帯電話機１全体を統括制御するメイン制御部４０と、を備えて構成される。
なお、外部機器との間で無線信号による通話機能を実現するための通信部３１や通話部３２は、公知の技術を用いるため、詳しい説明は省略する。
【００４０】
表示部３３は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等の表示画面３３１を備えて構成され、メイン制御部４０からの指示にしたがって、表示画面３３１に各種画像を表示させる。
表示画面３３１に表示された画像は、操作者による回転操作子１３の回転操作に応じてスクロールや、選択切替される。
【００４１】
図６は、表示画面３３１に表示された画像の移動を説明するための図である。
図６において、表示画面３３１に表示中の画像Ｓは、時計回りの回転操作で右方向にスクロールし、反時計回りの回転操作で左方向にスクロールするものとする。なお、表示中の画像Ｓの左右の端部をそれぞれＳ１、Ｓ２とする。
図６（Ａ）に示すように、例えば、表示画面３３１の中央部に画像Ｓが表示されている状態で、操作者が回転操作子１３を時計回りに回転操作すると、当該回転操作に応じて画像Ｓは右方向にスクロールする。その後、図６（Ｂ）に示すように、画像Ｓの端部（範囲終端部）Ｓ１が表示画面３３１の端部に達すると、その時点で画像Ｓはそれ以上スクロールしなくなる。
このとき、回転操作子１３に、超音波モータ１６により反時計回り方向の回動力が付与され、それ以上回転しないようになっている。この回転しなくなる時点（スクロールしなくなる時点）での回転操作子１３の回転角度を臨界角度という。そして、臨界角度に達した時点で操作者が操作位置から指を放した場合、回転操作子１３は逆回転して初期位置に戻り、回転操作子１３の逆回転に連動して画像Ｓも回転操作子１３の初期位置に対応した当初の位置（移動前）に戻ることとなる。
なお、回転操作子１３の回転角度と、回転角度に応じた画像Ｓの移動距離とは、例えば回転角度１０°毎に０．５ｃｍ移動するなどのように、予め設定可能である。
また、範囲終端部の位置は任意に設定可能であり、例えば、右方向にスクロールした際の範囲終端部を、画像Ｓの右側の端部Ｓ２としても良い。この場合、画像Ｓの端部Ｓ２が表示画面３３１の端部に達すると、その時点で画像Ｓはそれ以上スクロールしなくなる。
【００４２】
また、初期位置の代わりに所定の基準位置を予め設定しておき、上記のような回転操作が行われた場合、回転操作子１３を当該基準位置まで戻すように構成することもできる。このとき、画像Ｓは、基準位置に対応した位置まで戻ることとなる。
具体的には、基準位置として、例えば、右方向にスクロールした際、画像Ｓの端部Ｓ２の位置が表示画面の右端部と重なる位置を範囲終端部とした場合、臨界角度に達した時点で操作者が操作位置から指を放すと、画像Ｓは、かかる位置まで戻る。
【００４３】
また、図７に示すように、表示画面３３１にマトリックス状に配列されたサムネイル画面が表示されている場合には、例えば右下の画像を範囲終端部として設定することができる。すなわち、回転操作に応じて、選択画像が１行目の左から、１行目の中央、右、２行目の左、中央、右、３行目の左、中央、右、と順次切り替えられ、３行目の右の画像が選択された時点でその位置を範囲終端部としてそれ以上スクロールしなくなる。そして、回転操作子１３の操作位置から指を放した場合、回転操作子１３は初期位置に戻ると共に、選択画像も当初の１行目の左に戻る。
なお、上記の例においても、１つの画像移動させるための回転角度は適宜設定可能である。例えば、回転角度２０°毎に１つの画像移動するよう設定した場合、１６０°が臨界角度となる。
【００４４】
メイン制御部４０は、メインＣＰＵ４０１、ＲＡＭ４０２、ＲＯＭ４０３等を備えて構成され、回転式入力装置１０の制御部２１と接続されている。メイン制御部４０は、回転式入力装置１０から送られてくる入力操作信号に基づいて、携帯電話機ユニット３０の各部を制御する。
【００４５】
メインＣＰＵ４０１は、携帯電話機ユニット３０および回転式入力装置１０の各部から入力された入力信号に応じて、ＲＯＭ４０３に格納された処理プログラム等を読み出してＲＡＭに展開して実行し、各部に制御信号を出力することにより、回転式入力装置全体の制御を行う。
【００４６】
ＲＡＭ４０２は、メインＣＰＵ４０１により実行される各種プログラムを展開するプログラム格納領域や、入力データやこれらの処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等を格納するデータ格納領域を備え、ＣＰＵのワークエリアとして用いられる。
【００４７】
ＲＯＭ４０３は、処理プログラムやデータ等を予め記憶しており、例えば、回転検出プログラム４０３ａ、表示制御プログラム４０３ｂ、判断プログラム４０３ｃ、力覚呈示プログラム４０３ｄ、回転制御プログラム４０３ｅ、等の各種処理プログラムを格納している。
【００４８】
回転検出プログラム４０３ａは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転操作子１３の回転角度を検出する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラム４０３ａを実行することにより、操作者が回転操作子１３に対して回転操作を行った場合に、回転操作子１３の回転量及び回転方向をフォトインタラプタ１４２により検出し、当該検出結果に基づいて、回転操作子１３の回転角度を特定する。
メインＣＰＵ４０１は、かかる回転検出プログラム４０３ａを実行することで、回転検出部１４と共に回転検出手段として機能する。
【００４９】
表示制御プログラム４０３ｂは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転操作子１３の回転によって表示部３３に表示中の画像をスクロールする機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラム４０３ａの実行によって回転操作子１３の回転角度が検出された場合、表示制御プログラム４０３ｂを実行することにより、その回転角度に応じた移動距離分だけ表示部３３に表示中の画像をスクロールする。ここで、回転操作子１３が時計回りに回転された場合には画像は右方向にスクロールし、回転操作子１３が反時計回りに回転された場合には画像は左方向にスクロールする。
なお、回転角度と画像の移動距離（スクロール量）とは、予め決められてＲＯＭ４０３に記憶されている。
また、メインＣＰＵ４０１は、回転制御プログラム４０３ｅの実行によって回転操作子１３が初期位置又は基準位置まで逆回転された場合、表示制御プログラム４０３ｂを実行することにより、表示部３３に表示される画像の表示位置を初期位置又は基準位置に対応する位置に表示させる。
メインＣＰＵ４０１は、かかる表示制御プログラム４０３ｂを実行することで、表示制御手段として機能する。
【００５０】
判断プログラム４０３ｃは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転操作子１３の回転角度が、表示部３３に表示された画像の範囲終端部に対応する臨界角度に達したか否かを判断する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラム４０３ａの実行によって回転操作子１３の回転角度が検出された場合、判断プログラム４０３ｃを実行することにより、その検出された回転角度に応じた画像の移動距離を算出し、算出した移動距離と、臨界角度に応じた移動距離とを比較することで、回転角度が臨界角度に達したか否かを判断する。
メインＣＰＵ４０１は、かかる判断プログラム４０３ｃを実行することで、判断手段として機能する。
【００５１】
力覚呈示プログラム４０３ｄは、例えば、メインＣＰＵ４０１に、回転操作子１３の回転角度に応じて当該回転操作子１３に負荷回転力を付与して操作者に力覚を呈示する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、回転検出プログラム４０３ａの実行によって回転操作子１３の回転角度が検出された場合、力覚呈示プログラム４０３ｄを実行することにより、超音波モータ１６によって回転操作子１３にその回転角度に応じた負荷回転力を付与する。負荷回転力は、回転角度が大きいほど大きくなるように設定されている。このため操作者は、回転操作子１３を回転させるほど大きな力覚を得ることとなる。つまり、回転操作子１３を回転させるほど、操作感が重くなる。
なお、回転角度と付与する負荷回転力の大きさとは、予め対応付けられてＲＯＭ４０３に記憶されている。
以下、回転操作子１３の回転角度が臨界角度である場合に付与される負荷回転力を「最大力覚」という。
【００５２】
また、メインＣＰＵ４０１は、判断プログラム４０３ｃの実行によって回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達したと判断された場合、力覚呈示プログラム４０３ｄを実行することによって回転操作子１３に順方向及び逆方向の回転力を周期的に付与する。
すなわち、メインＣＰＵ４０１は、回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達し、操作者が回転操作子１３から指を放さない状態（最大力覚以上の順方向の圧力が付加されている場合）には、所定周期で順方向と逆方向とに交互に回転力を付与することとなる。
従って、操作者は、回転操作子１３を回転させるほど大きな力覚を得て、最大力覚を得た後もそれまでと同方向の回転操作を続けようとすると、順方向逆方向と交互に付与される回転力を得ることとなる。
メインＣＰＵ４０１は、かかる力覚呈示プログラム４０３ｄを実行することで、力覚呈示手段として機能する。
【００５３】
回転制御プログラム４０３ｅ、例えば、メインＣＰＵ４０１に、判断プログラム４０３ｃの実行によって回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達したと判断され、且つ操作者の回転操作子１３への回転操作が解除された場合に、回転操作子１３を初期位置又は基準位置まで逆回転させる機能を実現させるプログラムである。
具体的には、メインＣＰＵ４０１は、判断プログラム４０３ｃの実行によって回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達したと判断された場合、回転制御プログラム４０３ｅを実行することによって、操作者の回転操作における順方向の圧力が、最大力覚より小さいか否か判定し、操作者の回転操作における順方向の圧力が最大力覚より小さい場合、初期位置又は基準位置で付与される力覚がなくなるように超音波モータ１６を制御する。
【００５４】
つまり、操作者の回転操作における順方向の圧力が最大力覚より小さい場合、回転操作子１３は、付与されている力覚によって逆回転することとなる。そして、予め設定された初期位置又は基準位置で付与される力覚がなくなるため回転操作子１３の回転が止まることとなる。そして、この場合には、上記表示制御プログラム４０３ｂが実行され、表示中の画像が初期位置又は基準位置に対応する位置に表示されることとなる。
一方、操作者の回転操作における順方向の圧力が最大力覚以上の場合、回転操作子１３はその位置で停止することとなる。そして、この場合には、操作者の回転操作子１３への回転操作が解除されていないものとして、上記力覚呈示プログラム４０３ｄが実行され、回転操作子１３に順方向及び逆方向の回転力が周期的に付与されることとなる。
【００５５】
なお、回転操作子１３の初期位置や基準位置は、操作者によって任意に設定され、予めＲＯＭ４０３に記憶されている。
メインＣＰＵ４０１は、かかる回転制御プログラム４０３ｅを実行することで、回転制御手段として機能する。
【００５６】
なお、本実施形態における回転式入力装置１０は、上述の回転検出部１４、超音波モータ１６、押圧検知部２０、制御部２１、入出力部２２、メイン制御部４０によって構成されている。
【００５７】
次に、本実施形態の携帯電話機１（回転式入力装置１０）の回転制御処理及び表示制御処理について、図８のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１において、操作者により回転操作子１３に対する操作が行われると、ステップＳ２において、メイン制御部４０は、かかる操作における回転操作子１３の回転角度を検出する。
次に、ステップＳ３において、メイン制御部４０は、ステップＳ２において検出した回転角度が臨界角度に達するか否かを判断する。
そして、臨界角度に達しない場合（ステップＳ３；ＮＯ）、続くステップＳ４において、メイン制御部４０は、表示部３３に表示中の画像を回転角度に応じた距離だけスクロールさせ、続くステップＳ５において、回転操作子１３に回転角度に応じた力覚（負荷回転力）を付与して本処理を終了する。
【００５８】
一方、ステップ３において臨界角度に達したと判断した場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、続くステップＳ６において、メイン制御部４０は、操作者の回転操作における順方向の圧力が、最大力覚より小さいか否か、すなわち、操作者の回転操作子１３への回転操作が解除されたか否かを判断する。
そして、回転操作が解除されない場合（ステップＳ６；ＮＯ）、続くステップＳ７において、メイン制御部４０は、回転操作子１３に周期的な力覚（順方向・逆方向の回転力）を付与して本処理を終了する。
一方、ステップＳ６において回転操作が解除された場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）、続くステップＳ８において、メイン制御部４０は、表示部３３に表示中の画像を初期位置又は基準位置に戻し、続くステップＳ９において、回転操作子１３を初期位置又は基準位置に戻して本処理を終了する。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達した（表示部３３に表示された画像が範囲終端部に達した）と判断され、且つ操作者の回転操作子１３への回転操作が解除された場合、回転操作子１３及び表示中の画像は初期位置又は基準位置まで戻ることとなる。よって、回転操作によって画像が範囲終端に到達した場合に操作者が感覚的にこれを認識できると共に、回転操作子１３と表示部３３とを連動させて任意の位置まで戻すことができることとなって操作性が向上する。
【００６０】
また、回転操作子１３の回転角度に応じた大きさの負荷回転力が回転操作子１３に付与されるため、回転角度を感覚として実感できる。
また、回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達したと判断された場合に、回転操作子１３に順方向及び逆方向の回転力が周期的に付与されるため、回転操作中に範囲終端に到達したことを、操作者が感覚的に認識できる。
また、回転操作子１３を前後方向に沈みこませずに力覚の呈示が可能であるため、装置の薄型化を実現することができる。
【００６１】
なお、上記実施形態においては、回転操作子１３の回転角度に応じて力覚が付与される構成について説明したが、力覚を付与しない構成とすることもできる。
その場合、メインＣＰＵ４０１は、判断プログラム４０３ｃの実行によって回転操作子１３の回転角度が臨界角度に達したと判断されると、回転制御プログラム４０３ｅを実行することによって、操作者の回転操作における順方向の圧力が所定値以下であるか否か判定し、所定値以下の場合、回転操作子１３が逆回転して初期位置又は基準位置で停止するように超音波モータ１６を制御する。
このときの「所定値」とは、予め設定されてＲＯＭ４０３等に記憶させておけばよい。
【００６２】
なお、本発明の範囲は上記実施形態に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
【００６３】
例えば、上記実施形態では、本発明に係る回転式入力装置を備える電子機器として携帯電話機を例示したが、本発明の回転式入力装置は携帯電話機に限られることなく、回転式入力装置による入力操作を行うことができる限り如何なる電子機器にも適用することができる。例えば、携帯型オーディオプレーヤ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の他の携帯型端末装置や、テレビジョン受像機等のＡＶ機器、パーソナルコンピュータ等に本発明の回転式入力装置を適用しても良い。また、回転式入力装置は、電子機器に予め組み込まれていても良く、また、単体の外付け装置として電子機器に接続して使用することとしても良い。
【００６４】
また、例えば、上記実施形態では、回転操作子１３の回転位置を検出する回転検出手段として、円環状のコードホイール１４１とフォトインタラプタ１４２とから成る光学式の回転検出部１４を例示したが、回転検出部１４は回転検出手段の一例であり、回転操作子１３の回転位置を検出するものであれば如何なる構成を用いても良い。例えば、メカ式（接点式）、磁気式、電極の静電容量変化によって位置検出を行う静電式の回転検出手段等を用いることができる。
さらに、回転操作子１３の回転量及び回転方向に加え、絶対位置を検出可能なアブソリュート型のロータリー・エンコーダを用いても良い。
【００６５】
また、例えば、上記実施形態では、回転操作子１３を回転駆動させる回転駆動手段として超音波モータ１６を例示したが、超音波モータ１６は回転駆動手段の一例であり、回転操作子１３を回転駆動させるものであれば如何なる構成を用いても良い。例えば、静電荷同士の吸引と反発を動力として駆動する静電アクチュエータや、磁場（磁界）と電力の相互作用による力を利用して駆動する電磁式アクチュエータ、磁歪アクチュエータ、油圧シリンダ、空気圧シリンダによるもの等を用いることができる。また、回転駆動手段における駆動の制御として、アクチュエータの動力をそのまま回転操作子等の被駆動体に伝えるものであってもよく、または、駆動パルス数に比例して動作するステッピングモータ等であっても良い。また、被駆動体を回転させることによって駆動するアクチュエータであってもよく、または、被駆動体をリニアに運動させることによって駆動するリニアアクチュエータであっても良い。
【符号の説明】
【００６６】
１ 携帯電話機
１０ 回転式入力装置
１３ 回転操作子
１４ 回転検出部（回転検出手段）
１４１ コードホイール
１４２ フォトインタラプタ
１６ 超音波モータ（回転駆動手段）
２０ 押圧検知部
２０１ 感圧センサ
３０ 携帯電話機ユニット
３３ 表示部
３３１ 表示画面
３４ 音声出力部
４０ メイン制御部
４０１ メインＣＰＵ
４０２ ＲＡＭ
４０３ ＲＯＭ
４０３ａ 回転検出プログラム（回転検出手段）
４０３ｂ 表示制御プログラム（表示制御手段）
４０３ｃ 判断プログラム（判断手段）
４０３ｄ 力覚呈示プログラム（力覚呈示手段）
４０３ｅ 回転制御プログラム（回転制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転角度を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転操作子の回転によって表示部に表示中の画像をスクロールする表示制御手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度が、前記表示部に表示された画像の範囲終端部に対応する臨界角度に達したか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断され、且つ操作者の前記回転操作子への回転操作が解除された場合に、前記回転操作子を初期位置又は基準位置まで逆回転させる回転制御手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記回転制御手段により、前記回転操作子が前記初期位置又は前記基準位置まで逆回転された場合に、前記表示部に表示される画像を前記初期位置又は前記基準位置に対応する表示位置に表示させることを特徴とする回転式入力装置。
【請求項２】
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度に応じて、前記回転駆動手段により前記回転操作子に負荷回転力を付与して当該回転操作子を操作する操作者に力覚を呈示する力覚呈示手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の回転式入力装置。
【請求項３】
前記力覚呈示手段は、前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断された場合に、前記回転駆動手段により前記回転操作子に順方向及び逆方向の回転力を周期的に付与して操作者へそれ以上回転できないことを伝えることを特徴とする請求項２に記載の回転式入力装置。
【請求項４】
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転角度を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転操作子の回転によって表示部に表示中の画像をスクロールする表示制御手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度が、前記表示部に表示された画像の範囲終端部に対応する臨界角度に達したか否かを判断する判断手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度に応じて、前記回転駆動手段により前記回転操作子に負荷回転力を付与して当該回転操作子を操作する操作者に力覚を呈示する力覚呈示手段と、
前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断され、且つ操作者の前記回転操作子への回転操作が解除された場合に、前記回転操作子を初期位置又は基準位置まで逆回転させる回転制御手段と、
を備え、
前記力覚呈示手段は、前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断された場合に、前記回転駆動手段により前記回転操作子に順方向及び逆方向の回転力を周期的に付与して操作者へそれ以上回転できないことを伝え、
前記表示制御手段は、前記回転制御手段により、前記回転操作子が前記初期位置又は前記基準位置まで逆回転された場合に、前記表示部に表示される画像を前記初期位置又は前記基準位置に対応する表示位置に表示させることを特徴とする回転式入力装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の回転式入力装置と、表示部と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転角度を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転操作子の回転によって表示部に表示中の画像をスクロールする表示制御手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度が、前記表示部に表示された画像の範囲終端部に対応する臨界角度に達したか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断され、且つ操作者の前記回転操作子への回転操作が解除された場合に、前記回転操作子を初期位置又は基準位置まで逆回転させる回転制御手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記回転制御手段により、前記回転操作子が前記初期位置又は前記基準位置まで逆回転された場合に、前記表示部に表示される画像を前記初期位置又は前記基準位置に対応する表示位置に表示させることを特徴とする回転式入力装置。
【請求項２】
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度に応じて、前記回転駆動手段により前記回転操作子に負荷回転力を付与して当該回転操作子を操作する操作者に力覚を呈示する力覚呈示手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の回転式入力装置。
【請求項３】
前記力覚呈示手段は、前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断された場合に、前記回転駆動手段により前記回転操作子に順方向及び逆方向の回転力を周期的に付与して操作者へそれ以上回転できないことを伝えることを特徴とする請求項２に記載の回転式入力装置。
【請求項４】
操作者の回転操作を受けて、軸周りに回転可能な回転操作子と、
前記回転操作子の回転角度を検出する回転検出手段と、
前記回転操作子に回転力を付与する回転駆動手段と、
前記回転操作子の回転によって表示部に表示中の画像をスクロールする表示制御手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度が、前記表示部に表示された画像の範囲終端部に対応する臨界角度に達したか否かを判断する判断手段と、
前記回転検出手段により検出された前記回転操作子の回転角度に応じて、前記回転駆動手段により前記回転操作子に負荷回転力を付与して当該回転操作子を操作する操作者に力覚を呈示する力覚呈示手段と、
前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断され、且つ操作者の前記回転操作子への回転操作が解除された場合に、前記回転操作子を初期位置又は基準位置まで逆回転させる回転制御手段と、
を備え、
前記力覚呈示手段は、前記判断手段により、前記回転操作子の回転角度が前記臨界角度に達したと判断された場合に、前記回転駆動手段により前記回転操作子に順方向及び逆方向の回転力を周期的に付与して操作者へそれ以上回転できないことを伝え、
前記表示制御手段は、前記回転制御手段により、前記回転操作子が前記初期位置又は前記基準位置まで逆回転された場合に、前記表示部に表示される画像を前記初期位置又は前記基準位置に対応する表示位置に表示させることを特徴とする回転式入力装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の回転式入力装置と、表示部と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２５７０５５（Ｐ２０１０−２５７０５５Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０４０６４（Ｐ２００９−１０４０６４）
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【出願人】（５０６４２８４６９）株式会社プロテックデザイン (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２２日（２００９．４．２２）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【出願人】（５０６４２８４６９）株式会社プロテックデザイン (10)
【Ｆターム（参考）】
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