操作感触付与型入力装置
【課題】摩擦式の操作感触付与型入力装置には、回転操作部を基準位置に停止させることができないことによる不都合を生じるという問題がある。
【解決手段】摩擦式の操作感触付与型入力装置は、回転操作部の回転角度に対応する座標から所定のフォースカーブに基づいて摩擦力の大きさを演算する。フォースカーブは基準位置で谷になり、基準位置の左右で登り坂となる。例えば、回転角度の座標が基準位置の右側の登り区間にあり（ステップＳ３００：Ｙｅｓ）、かつ、回転角度が前回の角度から所定角度より減少（θ＜（θｏｌｄ−Δθ））した場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、回転角度の座標を最も近い左側の基準位置に変更する（ステップＳ３０４）。これにより、摩擦力の大きさをフォースカーブの谷底の値（極小）に変更することができるので、無駄を抑えることができる。
【解決手段】摩擦式の操作感触付与型入力装置は、回転操作部の回転角度に対応する座標から所定のフォースカーブに基づいて摩擦力の大きさを演算する。フォースカーブは基準位置で谷になり、基準位置の左右で登り坂となる。例えば、回転角度の座標が基準位置の右側の登り区間にあり（ステップＳ３００：Ｙｅｓ）、かつ、回転角度が前回の角度から所定角度より減少（θ＜（θｏｌｄ−Δθ））した場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、回転角度の座標を最も近い左側の基準位置に変更する（ステップＳ３０４）。これにより、摩擦力の大きさをフォースカーブの谷底の値（極小）に変更することができるので、無駄を抑えることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の電子機器や車載電装品等の入力デバイスとして利用することができ、その際、操作者に力学的な操作感触を付与することができる操作感触付与型入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、摩擦力によって操作感触を付与するタイプの入力装置として、回転操作部の回転角度が変化していく間に摩擦力の増加と減少を繰り返すフォースカーブを設定しておき、回転操作の途中でフォースカーブの山（ピーク点）を通過する度にクリック感触を付与する先行技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような摩擦式の操作感触付与型入力装置を利用するに際して、摩擦力が最小となる位置（フォースカーブの谷底）を回転操作部の基準位置として規定し、クリック感触を発生させた後は基準位置で回転操作部を停止させる手法が望まれている。すなわち、この手法を活用すれば、メカニカルな機構を持つことなく回転操作部の停止位置に節度を持たせることができるし、例えば回転操作部の回転角度と画面上でのポインタ表示とを連動させた場合に、各基準位置に対応して画面に表示されたマーカや目盛り等にポインタの位置をぴったり合わせることができると考えられる。
【特許文献１】特開２００３−２９５９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、摩擦式の操作感触付与型入力装置は、あくまで回転操作部が回転操作されたときに摩擦力を発生させるものであって、回転操作部そのものを自立的に動かす機能はない。そのため、回転操作部が基準位置を通り越えた後に操作者が手を離したとしても、そこから基準位置まで復帰させるということはできない。
【０００５】
もちろん、回転操作部が基準位置に復帰しなくても操作者に特段の不便は生じないものの、上記のように回転操作部の回転角度と画面上でのポインタ表示とを連動させている場合、ポインタがマーカや目盛り等からずれた位置に表示されたままとなり、見栄えを損ねるといった不都合を生じる。また、摩擦抵抗の付与に電磁ブレーキを用いている場合、操作者が手を離した後も電磁ブレーキに通電されたままの状態が続くため、無駄な電力を消費してしまうという不都合を生じる。
【０００６】
そこで本発明は、回転操作部を基準位置に停止させることができないことによる不都合を解消させる技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
【０００８】
解決手段１：本発明の操作感触付与型入力装置は、操作者から操作力を受けて回転する回転操作部と、回転操作部の回転角度を検出する検出手段と、回転操作部とともに回転する回転部材と、回転部材に摩擦抵抗を付与することで操作者からの操作力に対して抵抗力を発生させる摩擦抵抗付与手段と、検出手段による検出結果に基づき摩擦抵抗付与手段による摩擦抵抗の付与動作を制御する制御手段とを備える構成を基本とする。
【０００９】
上記の回転操作部は操作者により任意に回転操作されるものであり、それとともに回転部材も回転するが、摩擦抵抗手段により回転部材に摩擦抵抗が付与されると、その抵抗力が操作者に対する操作感触となって現れる。このとき、摩擦抵抗をどのように付与するかは、検出手段により検出された回転角度に基づき制御手段により制御されている。
【００１０】
その上で制御手段は、所定の座標軸上でみて回転操作部の回転角度に対応する座標が予め規定された基準位置の右側又は左側のいずれか一方の側にある状態で、基準位置から一方の側へ座標を移動させる操作力を回転操作部が受けていると判断した場合、検出手段により検出される回転角度の変化に応じて摩擦抵抗を増大させるべく摩擦抵抗付与手段による付与動作の制御を実行する。そして制御手段は、この制御の実行中に回転操作部が一方の側へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断した場合、付与動作の制御に関して回転操作部の回転角度に対応する座標を基準位置に相当する座標に置き換えるものとしている。
【００１１】
制御手段が上記の制御を実行することにより、例えば座標軸上で基準位置の右側に現在の回転角度に対応する座標があり、この座標を右側へ移動させようとする操作がなされた場合、回転角度の変化に応じて摩擦力が大きくなる。この場合、操作者に対して次第に抵抗が増大していく操作感触を与えることができる。この状態で操作者が操作をやめると、制御手段は付与動作の制御に関して回転角度に対応する座標を基準位置の座標に置き換える。これにより、回転操作部そのものを自立的に動かすことができなくても、操作者が手を離したり、操作を中断したりした場合は制御上で基準位置に座標が復帰したものと判断し、摩擦抵抗の付与動作を停止させることができる。
【００１２】
解決手段２：また本発明の操作感触付与型入力装置は、回転操作部と回転部材との間に介在して設けられ、回転部材に摩擦抵抗が付与された状態で回転操作部が操作されると、その操作力により弾性変形を生じて回転操作部の回転を許容する弾性部材をさらに備えてもよい。なお弾性変形の方向は、回転操作部が受ける操作力の方向に略一致する。
【００１３】
この場合、上記の制御手段は、弾性部材による弾性変形からの復帰に伴い、座標軸上でみて回転操作部の回転角度に対応する座標が一方の側から他方の側へ予め設定された所定量だけ移動した場合、回転操作部が一方の側へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断することができる。
【００１４】
このように、回転操作部と回転部材との間に弾性部材を介在させることで、通常は回転操作部が受けた操作力を回転部材に伝達しつつ、回転部材に付与される摩擦抵抗を回転操作部に伝達することができる。また、回転部材に摩擦抵抗が付与された状態で回転操作部が操作力を受けると、弾性部材が弾性変形を生じた状態で操作力を回転部材に伝達することができる。
【００１５】
この状態で操作者が回転操作部から手を離したり、操作力を除去したりすると、弾性部材が変形状態から復帰することで回転操作部がそれまでの操作と逆方向に回転する。このときの回転角度の変化が座標上でみて所定量（又はそれ以上）であれば、制御手段は回転操作部が操作力を受けなくなったと判断して座標を基準位置に対応する座標に置き換えるので、上記のようにそれ以上の摩擦抵抗の付与を停止させることができる。
【００１６】
解決手段３：また制御手段は、座標軸上の複数箇所に規定された個々の基準位置で摩擦抵抗が極小となり、かつ、隣り合う２つの基準位置の中間の座標で摩擦抵抗が極大となるフォースカーブに基づき摩擦抵抗付与手段により付与するべき摩擦抵抗の大きさを決定するものであってもよい。この場合、制御手段は以下の制御を実行することが望ましい。
【００１７】
すなわち制御手段は、回転操作部が操作力を受けたことで回転操作部の回転角度に対応する座標が１つの基準位置の右側又は左側のいずれか一方の側から基準位置を通過して他方の側へ移動し、その基準位置から他方の側へ座標を移動させる操作力を回転操作部が受けていると判断した場合、検出手段により検出される回転角度の変化に応じて摩擦抵抗を増大させるべく摩擦抵抗付与手段による付与動作の制御を実行してもよい。そして制御手段は、この制御の実行中に他方の側へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断した場合、付与動作の制御に関して回転操作部の回転角度に対応する座標を上記の基準位置（先に通過したもの）に相当する座標に置き換えるものとする。
【００１８】
上記の態様であれば、回転操作部が連続して一方向に回転操作される過程で、その座標が複数の基準位置を通過していく場合、隣り合う２つの基準位置の中間地点で摩擦抵抗が極大となり、この中間地点を過ぎると次の基準位置に向かって摩擦抵抗が減少していくため、この間の摩擦抵抗の変化によってクリック感触を発生させることができる。
【００１９】
このとき、クリック感触の発生を契機として操作者が回転操作部の操作を止めようとした場合であっても、次の基準位置では摩擦抵抗が極小となるため、それまでの惰性で回転操作部がある程度余計に回転し、次の基準位置を飛び越えた位置まで座標が移動してしまうことがある。このような場合、回転操作部を自立的に基準位置まで復帰させることはできなくとも、制御上は座標を基準位置に引き戻すことが望ましい。
【００２０】
そこで本発明では、座標軸上の基準位置を挟んだ一方の側から他方の側にまで座標が移動し、基準位置を飛び越えたところで操作力がなくなったと制御手段が判断すると、制御上で座標を基準位置に置き換えることとしている。これにより、操作力がなくなった後も摩擦抵抗が付与されたままの状態になるのを防止することができる。
【００２１】
解決手段４：なお、上記のように回転操作部と回転部材との間に弾性部材を介在して設けておけば、弾性部材による弾性変形からの復帰に伴い、座標軸上でみて回転操作部の回転角度に対応する座標が他方の側から一方の側へ予め設定された所定量だけ移動した場合、制御手段は他方の側へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断することができる。
【００２２】
解決手段５：本発明の操作感触付与型入力装置において、摩擦抵抗付与手段は、電力の供給を受けて電磁力を発生し、この電磁力を用いて回転部材に摩擦抵抗を付与する電磁ブレーキを有していしてもよい。この場合、制御手段は電磁ブレーキへの電力の供給に伴う電流又は電圧の大きさを調整して摩擦抵抗付与手段が付与するべき摩擦抵抗の大きさを制御することができる。その上で制御手段は、座標軸上でみて回転操作部の回転角度に対応する座標が基準位置にある場合、電磁ブレーキへの電力の供給を停止することが望ましい。
【００２３】
この構成であれば、当初より回転操作部の回転角度に対応する座標が基準位置にある場合だけでなく、制御上で回転角度に対応する座標を基準位置に置き換えた場合についても、制御手段は電磁ブレーキへの給電を停止するので、無駄な電力の消費が抑えられる。
【００２４】
解決手段６：また制御手段は、検出手段により検出された回転角度に対応する座標を外部出力信号として出力することにより、所定の表示画面上にて回転操作部の回転角度に対応した位置を表示可能とする信号出力部をさらに有してもよい。そして制御手段は、摩擦抵抗の付与動作の制御に関して回転操作部の回転角度に対応する座標を基準位置に相当する座標に置き換えた場合、この置き換え後の座標を外部出力信号として信号出力部から出力する。
【００２５】
例えば、上記のように回転操作部の回転角度と画面上でのポインタ表示とを連動させる場合、表示装置に対して制御手段から座標を外部出力信号として出力することにより、これを受け取った表示装置側で座標を画面上での表示に反映させることができる。このため通常、回転操作部を操作すると、そのときの座標の変化に連動して画面上でポインタの位置も変化することになるが、上記のように基準位置の一方の側に座標がある状態で操作者が操作をやめた場合、制御上では基準位置に座標が置き換えられる。したがって、この置き換え後の座標を外部出力信号として出力すれば、表示装置の画面上でもポインタの位置をマーカや目盛り等の位置に合わせて表示させることができるので、それだけ見栄えの向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の操作感触付与型入力装置は、回転操作部を自立的に移動させる機能を持たなくても、それによって生じる不都合を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の操作感触付与型入力装置は、例えば、各種の電子機器（コンピュータ機器、オーディオ機器、ビデオ機器）をはじめ、カーナビゲーション装置等の車載電装品用の入力デバイス（ユーザインタフェース）として利用することができる。
【００２８】
図１は、一実施形態の操作感触付与型入力装置１０の全体的な構成を示す概略図である。図１中、操作感触付与型入力装置１０の機械的な構成は、その大部分が縦断面により示されている。また図１中、操作感触付与型入力装置１０の電気的な構成はブロック要素として示されている。
【００２９】
〔回転操作部〕
操作感触付与型入力装置１０は回転操作部１２を備えており、この回転操作部１２は、例えば回転式のつまみ形状（ダイヤル形状）をなしている。操作者は回転操作部１２をつまんだ状態で回転操作することができ、このとき回転操作部１２は図中に一点鎖線で示される中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３０】
回転操作部１２は、例えば回転軸１４の一端に連結されている。この回転軸１４は上記の中心軸線ＣＬに沿って回転操作部１２から一方向（図１中の下方向）に延びており、回転軸１４は回転操作部１２とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３１】
〔弾性部材〕
回転軸１４には、その軸方向の途中に弾性部材１５が介挿して設けられている。このため回転軸１４は、弾性部材１５を挟んで軸方向に第１パーツ１４ａと第２パーツ１４ｂとに分割された構造を有している。なお、弾性部材１５と第１パーツ１４ａ、第２パーツ１４ｂとは、それぞれの接合部で強固に接合されている。また弾性部材１５には、例えば材料としてゴムを使用することができる。
【００３２】
〔回転状態の検出〕
回転軸１４（第１パーツ１４ａ）の外周には、被検出体であるコード板１６が取り付けられている。このコード板１６は回転軸１４を中心とした薄板の円盤形状をなしており、その周方向には一定ピッチで図示しないスリットが形成されている。またコード板１６の外周部には、回転方向の原点位置を基点として周方向に図示しないインデックス（遮光部）が形成されている。
【００３３】
回転軸１４の近傍位置には、検出部として例えば２つのフォトインタラプタ１８，１９が設置されており、これらフォトインタラプタ１８，１９は、それぞれ検出光が互いに異なる位置でコード板１６のスリットを透過する関係に調整されている。回転操作部１２が回転操作されると、これに伴って回転軸１４とともにコード板１６が回転し、２つのフォトインタラプタ１８，１９から互いに位相差を持った回転角信号（エンコーダパルス）が出力される。
【００３４】
〔回転部材〕
また回転軸１４には、例えば第２パーツ１４ｂの軸方向でみた中央付近に回転部材２０が取り付けられている。回転部材２０は、例えば円盤形状の本体部２０ａを有しており、この本体部２０ａは回転軸１４（第２パーツ１４ｂ）を中心としてラジアル方向に拡がっている。本体部２０ａの中央位置には貫通孔２０ｂが形成されており、この貫通孔２０ｂは本体部２０ａを厚み方向に貫通して形成されている。そして回転部材２０は、貫通孔２０ｂの内部に回転軸１４（第２パーツ１４ｂ）を挿通させた状態で回転軸１４に固定されている。このため回転部材２０は、回転操作部１２が操作されると回転軸１４とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３５】
〔摩擦抵抗を付与する要素〕
また回転軸１４には、その長手方向でみて回転部材２０に隣接する位置に摩擦板２２が取り付けられている。この摩擦板２２もまた、例えば円盤形状の本体部２２ａを有するとともに、その中央位置には挿通孔２２ｂが形成されている。摩擦板２２の挿通孔２２ｂもまた本体部２２ａを厚み方向に貫通しているが、その内径は回転軸１４の外径よりもわずかに大きい。このため摩擦板２２は回転軸１４（第２パーツ１４ｂ）に対して固定されておらず、回転軸１４や回転部材２０に対しては中心軸線ＣＬの回りに相対回転が可能な状態で支持されている。
【００３６】
また摩擦板２２は、挿通孔２２ｂ内に回転軸１４（第２パーツ１４ｂ）を挿通させた状態で、その軸方向へ僅かに変位可能である。なお回転軸１４の外周面と挿通孔２２ｂの内周面との間には、例えば回転軸１４に沿ってスライド自在な軸受（図示していない）が設けられていてもよい。また摩擦板２２は、その全体が磁性材料（例えば鉄）で構成されている。
【００３７】
〔電磁ブレーキ〕
操作感触付与型入力装置１０は、例えば電磁ブレーキ２４を備えている。この電磁ブレーキ２４は、例えば中空の円柱形状をなすケース型コア２４ａを有しており、このケース型コア２４ａの内部にフープ状の巻線２４ｂを配置した構造である。ケース型コア２４ａの中央には例えば樹脂製の軸受２４ｃが設けられており、回転軸１４の他端部（図１でみて下端部）はこの軸受２４ｃを介してケース型コア２４ａに回転自在に支持されている。電磁ブレーキ２４は、巻線２４ｂに通電された状態でケース型コア２４ａに電磁力を発生させ、上記の摩擦板２２をスラスト方向に吸着することができる。
【００３８】
なお、回転軸１４の他端（第２パーツ１４ｂ）はケース型コア２４ａを貫通して回転部材２０や摩擦板２２と反対方向（図１でみて下方向）へ突出しており、この突出位置で回転軸１４（第２パーツ１４ｂ）にはフランジ形状のストッパ２６が取り付けられている。このストッパ２６は、ケース型コア２４ａから回転軸１４がその一端方向（図１で上方向）へ抜け出すのを防止している。
【００３９】
また操作感触付与型入力装置１０は、電気的な構成として制御部２８を備えており、制御部２８にはフォトインタラプタ１８，１９や電磁ブレーキ２４が接続されている。なお、制御部２８を中心とした制御系の構成についてはさらに後述する。
【００４０】
〔摩擦抵抗の付与動作〕
操作感触付与型入力装置１０は、上記の電磁ブレーキ２４に通電することで摩擦板２２を引き付け、摩擦板２２を介して回転部材２０に摩擦抵抗を付与することができる。このため本実施形態では、摩擦板２２と回転部材２０との間で相互に回転が伝達される構造を採用している。
【００４１】
すなわち摩擦板２２には、その表面（図１では上面）から突出する２つの連結突起２２ｃが設けられている。これら連結突起２２ｃは、いずれも摩擦板２２（本体部２２ａ）の表面から回転部材２０に向けて延びている。一方、回転部材２０には、２つの連結突起２２ｃにそれぞれ対応する位置に連結孔２０ｃが形成されている。これら連結孔２０ｃは本体部２０ａをその厚み方向に貫通して延びており、それぞれ内部に連結突起２２ｃが挿通されている。また各連結突起２２ｃは連結孔２０ｃ内に挿通された状態で、回転部材２０（本体部２０ａ）の表面（図１では上面）からある程度突出するだけの全長を有している。
【００４２】
図２は、回転部材２０と摩擦板２２との連結関係を示す平面図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面を含む）である。図２に示されているように、２本の連結突起２２ｃは回転部材２０の各連結孔２０ｃ内に挿通された状態にあり、この状態で回転部材２０と摩擦板２２との相対回転は規制されている。このため、電磁ブレーキ２４によって摩擦板２２を引き付けると、摩擦板２２を介して回転部材２０に回転方向への摩擦抵抗が付与された状態となる。ただし、上記のように連結突起２２ｃは連結孔２０ｃ内で軸方向への移動は規制されていないため、回転軸１４全体に軸方向への力が及ぶことはない。
【００４３】
〔弾性部材の機能〕
上記の弾性部材１５は、回転部材２０に摩擦抵抗が付与された状態で回転操作部１２が操作されると、その回転方向にねじり変形（弾性変形）を生じる。ただし弾性部材１５には、付与される摩擦抵抗が最大の状態で回転操作部１２が操作されたとしても、そのときのトルクに対して充分な剛性を有する材料を用いるため、そこで弾性部材１５が降伏したり、破断したりすることはない。したがって弾性部材１５は、通常の弾性範囲内で変形しつつ、回転操作部１２が受ける操作力を第１パーツ１４ａから第２パーツ１４ｂ及び回転部材２０に伝達することができる。これにより、操作者がある程度の操作力を回転操作部１２に加えると、電磁ブレーキ２４に対して摩擦板２２をスリップさせながら回転操作部１２を引き続き回転させることができる。
【００４４】
一方で弾性部材１５は、上記のように弾性変形を生じた状態で操作者が回転操作部１２から手を離したり、操作力を緩めたりすると、それまでの変形状態から復帰することができる。この復帰に伴い、弾性部材１５は第１パーツ１４ａとともに回転操作部１２及びコード板１６をそれまでと逆方向へ僅かに回転させる。したがって、摩擦抵抗が付与された状態で回転操作部１２が操作力を受けなくなると、回転操作部１２の回転角度はそれまでの回転方向と逆方向へ僅かに変化する。
【００４５】
〔制御系の構成〕
図３は、操作感触付与型入力装置１０の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。制御部２８は、例えばプロセッサ（ＣＰＵ）を用いた演算部２８ａを有する他、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリデバイスを用いた記憶部２８ｂ、そして入力部２８ｃ及び出力部２８ｄを有したマイクロコンピュータとして構成されている。
【００４６】
上記のフォトインタラプタ１８，１９から出力される回転角信号は、それぞれ入力部２８ｃでＡ／Ｄ変換されて演算部２８ａに入力される。演算部２８ａは、この入力信号に基づいて回転軸１４（回転操作部１２）の回転角度及び回転方向を演算する。また演算部２８ａは、回転角度及び回転方向の演算結果に基づいて制御信号を出力し、電磁ブレーキ２４の作動（電力の供給）を制御する。このときの制御信号は、出力部２８ｄを通じて電磁ブレーキ２４に供給される駆動電流又は駆動電圧に変換される。
【００４７】
〔表示装置〕
本実施形態の操作感触付与型入力装置１０は、例えば外部システムとしての表示装置３０に接続して利用することができる。この場合、操作感触付与型入力装置１０は、その制御部２８から表示装置３０に対して、表示制御に関する外部出力信号を出力することができる。
【００４８】
例えば、表示装置３０が有する表示画面（図示していない）上に回転操作部１２の回転と連動させてポインタ等を表示させる場合、制御部２８はポインタの表示位置を指示するための座標を外部出力信号として出力する。表示装置３０は、制御部２８から受け取った座標に基づいて表示画面上にポインタを表示する。これにより表示装置３０は、回転操作部１２の回転角度の変化に連動してリアルタイムに表示画面上でポインタを移動させることができる。
【００４９】
〔表示動作例〕
図４は、回転操作部１２の回転角度（座標）の変化に連動させた表示動作の例を示す図である。
【００５０】
図４中（Ａ）：この表示動作例では、表示画面３２を横切るように棒状のガイドバーＢが表示されており、このガイドバーＢに沿って等間隔をおいて複数のスケールＳＣ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５が表示されている。各スケールＳＣ１〜Ｓ５は、例えばラジオ放送で選局可能な個々のチャンネルを表しており、このため各スケールＳＣ１〜Ｓ５の上方位置には「ＣＨ１」〜「ＣＨ５」等の文字情報が表示されている。
【００５１】
また、ガイドバーＢの下方位置には指マークを模したポインタＰが表示されており、このポインタＰの表示位置が回転操作部１２の回転角度に連動して変化するものとする。なお、この表示動作例では、現時点でポインタＰにより有効に指示されているスケールＳＣ２（選局中のチャンネル）が他のスケールＳＣ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５よりも強調された状態（例えば拡大及び発光状態）で表示されている。
【００５２】
図４中（Ｂ）：上記の状態から、例えば操作者が回転操作部１２を時計回りの方向に回転操作すると、これに連動して表示画面３２上でポインタＰを右側へ移動させ、次のスケールＳＣ３にポインタＰを合わせることができる。またこの操作により、図示しないラジオ受信装置においても実際に選局中のチャンネルが切り替わる（ＣＨ２→ＣＨ３）。
【００５３】
〔操作感触付与例〕
このような表示動作例では、操作感触付与型入力装置１０をラジオ受信機の選局操作にも利用しており、その点で回転操作部１２は、チャンネル切り換え用のつまみとしての操作感触を発生させることが望ましい。このため操作感触付与型入力装置１０は、例えば表示画面３２上で横方向にポインタＰが移動していく際、各スケールＳＣ１〜Ｓ５の間で摩擦抵抗を付与することにより、以下のように操作者による選局操作に対して明快なクリック感触を発生させている。
【００５４】
例えば、図４中（Ａ）に示される状態から操作者が回転操作部１２を時計回り方向に回転させると、それに伴ってポインタＰの表示位置が図４中（Ｂ）に示されるように右側へ移動する。このとき操作感触付与型入力装置１０は、電磁ブレーキ２４により付与する摩擦抵抗を次第に増加させていき、ポインタＰがスケールＳＣ２，Ｓ３の中間にさしかかった所で最大の摩擦抵抗を付与する。このときの摩擦抵抗に逆らって操作者がなおも回転操作部１２を回転させると、そこから摩擦抵抗が減少して操作感触が軽くなる。このときの操作感触の変化（摩擦抵抗の段差）がクリック感触として現れることになる。
【００５５】
上記のようなクリック感触を伴って表示画面３２上でポインタＰを移動させれば、操作者に「チャンネルを１つ切り換えた」という明快な操作感触を付与することができる。合わせて表示画面３２上でスケールＳＣ２から次のスケールＳＣ３に強調表示を切り換えれば、そこに視覚的な変化が重なることで極めて自然かつ快適な操作感触を操作者に付与することができる。
【００５６】
ただし、上記のようにポインタの表示位置を回転操作部１２の回転角度と連動させている場合、操作者が勢い余って回転操作部１２を大きく回してしまうことがある（オーバーラン）。この場合、図４中（Ｂ）に二点鎖線で示すように、ポインタＰが各スケールＳＣ１〜Ｓ５に対応した位置でぴったり停止しなくなる。このような現象は、操作感触付与型入力装置１０が自立的に回転操作部１２を回転させる機能を持たないために起こり得る。
【００５７】
加えて、表示画面３２上でポインタＰがスケールＳＣ３を通り越し、次のスケールＳＣ４に向かう途中で停止している場合、それだけ回転操作部１２の回転角度（座標）が実際に変化しているということであるから、操作感触付与型入力装置１０はそのときの回転角度に応じて電磁ブレーキ２４を作動させる必要がある。このような電磁ブレーキ２４の作動は、引き続き操作者が回転操作部１２を右側へ回転させようとする場合には依然として有効であるが、操作者が手を離してしまった後は無駄になる。
【００５８】
そこで本実施形態では、制御部２８が以下の制御処理を実行することにより、無駄な電磁ブレーキ２４の作動をなくすとともに、ポインタＰの表示位置のずれを解消している。以下、制御部２８が実行する制御処理の例について説明する。
【００５９】
〔制御処理〕
図５は、制御部２８（主に演算部２８ａ）が実行する制御処理の手順例を示すフローチャートである。なお制御処理の手順は、例えば記憶部２８ｂに制御プログラムとして記憶されている。以下、各手順に沿って説明する。
【００６０】
ステップＳ１０：先ず演算部２８ａは、初期設定処理を実行する。この処理では、例えばフォトインタラプタ１８，１９から入力された現時点での検出信号を記憶し、この状態を回転操作部１２の初期位置に設定する。また演算部２８ａは、記憶部２８ｂに記憶されている座標軸のデータを読み込み、この座標軸上で回転操作部１２の初期位置を初期座標に設定する。
【００６１】
ステップＳ２０：次に演算部２８ａは、角度検出処理を実行する。この処理は、現在の回転操作部１２の回転角度を検出するためのものである。例えば、演算部２８ａは各フォトインタラプタ１８，１９からの検出信号に基づき、先の初期設定処理で設定した初期位置から回転操作部１２がいずれの方向へどれだけの角度だけ回転したかを検出する。そして演算部２８ａは、検出した回転方向及び回転角度に基づき、上記の座標軸上でみた回転操作部１２の回転角度に対応する現在の座標を演算する。
【００６２】
ステップＳ３０：次に演算部２８ａは、摩擦力演算処理を実行する。この処理は、先の角度検出処理で演算した現在の座標に基づき、電磁ブレーキ２４により発生させる摩擦力の大きさを演算するためのものである。
【００６３】
ステップＳ４０：続いて演算部２８ａは、電磁ブレーキ駆動処理を実行する。この処理は、先の摩擦力演算処理での演算結果に基づいて電磁ブレーキ２４を作動させることにより、回転部材２０に摩擦抵抗を付与するものである。これにより、実際に操作者が行う回転操作部１２の操作に対して摩擦力（操作力に対する抵抗力）を発生させることができる。
【００６４】
ステップＳ５０：そして演算部２８ａは、信号出力処理を実行する。この処理は、外部の表示装置３０に対して外部出力信号を出力するためのものである。具体的には、演算部２８ａは、現在の回転操作部１２の回転角度に対応する座標を外部出力信号として表示装置３０に出力する。表示装置３０は、この外部出力信号に基づいて表示画面３２上におけるポインタＰの表示位置を制御する。
【００６５】
電源投入後、演算部２８ａが上記の各処理（ステップＳ２０〜ステップＳ５０）を定常的に実行することにより、現在の回転操作部１２の回転角度に対応する座標がリアルタイムで演算されるとともに、そのときの座標に基づいて電磁ブレーキ２４を駆動することにより、回転角度の変化に応じて回転部材２０に付与される摩擦抵抗も変化する。
【００６６】
〔フォースカーブの例〕
図６は、上記の摩擦力演算処理（ステップＳ３０）において摩擦力の演算に用いることができるフォースカーブの例と、上記の表示動作例とを対比して示した図である。
【００６７】
図６中（Ａ）：上記のフォースカーブは、例えば回転操作部１２の回転角度（θ）を横座標軸に表し、回転角度に応じて付与する摩擦力（ｆ（θ））を縦座標軸に表したものである。このフォースカーブは、回転角度の変化に対して摩擦力が増加と減少を繰り返し、特に極大点と極小点とで摩擦力の傾きが大きく変化する特性（山形状と谷形状とが繰り返すプロファイル）を有している。
【００６８】
このとき横座標軸上には、一定の間隔をおいて複数箇所に基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・が規定されており、これら基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・は、表示画面３２上でスケールＳＣ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・の表示位置に対応している。このフォースカーブは、各基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・で摩擦力が極小（ｆｍｉｎ）となり、これら基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・の中間地点で摩擦力が極大（ｆｍａｘ）となる特性を示している。
【００６９】
〔基準位置での摩擦力〕
上記のフォースカーブを用いて摩擦力（ｆ（θ））を演算することにより、横座標軸上で座標がいずれかの基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・にある状態、つまり、表示画面３２上でポインタＰがいずれかのスケールＳＣ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・を指示する位置にある状態では、摩擦力を極小（ｆｍｉｎ）とする制御が行われる。なお本実施形態では、摩擦力が極小（ｆｍｉｎ）の場合に電磁ブレーキ２４を非作動（給電を停止）とすることにより、回転操作部１２を自由に回転可能としている（メカニカルな摩擦のみ）。
【００７０】
〔基準位置以外での摩擦力〕
一方、フォースカーブの横座標軸上で座標が基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・の右側又は左側にある状態、つまり、表示画面３２上でポインタＰがスケールＳＣ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・からずれた位置にある状態では、そのときの回転角度（θ）に応じた大きさで摩擦力（ｆ（θ））を付与する制御が行われる。
【００７１】
例えば、回転操作部１２の回転角度に対応する座標が横座標軸上でみて基準位置Ｃ１から右側へ移動する場合を想定する。この場合の表示動作は、図６中（Ａ）に矢印で示すように、ポインタＰをスケールＳＣ１の位置から右隣のスケールＳＣ２に向けて移動させるものとなる。
【００７２】
〔登り区間〕
座標が基準位置Ｃ１の右側にあって、そのまま右側へ座標が移動する場合、基準位置Ｃ１から中間地点Ｍまでの区間はフォースカーブの登り区間となる。したがって、この区間内で座標が右側へ移動する場合、回転角度の変化に応じて摩擦力（ｆ（θ））が極大値（ｆｍａｘ）に向けて増大していくことになる。
【００７３】
〔中間地点通過後〕
この後、座標が中間地点Ｍを通過すると、次の基準位置Ｃ２までの区間はフォースカーブの下り区間となる。したがって、この区間内で座標が右側へ移動する場合、摩擦力（ｆ（θ））は極小値（ｆｍｉｎ）に向かって急に減少していくことになる。またこの間、摩擦力が増大から減少に転じるため、このときの段差が上記のように回転操作部１２のクリック感触を発生させる。
【００７４】
〔次の基準位置到達時〕
図６中（Ｂ）：座標が次の基準位置Ｃ２に到達すると、そこがフォースカーブの谷底になる。したがって、座標が基準位置Ｃ２に達した時点で摩擦力（ｆ（θ））は極小値（ｆｍｉｎ）になるため、回転操作部１２に電磁ブレーキ２４による摩擦力は付与されなくなる。また表示画面３２上では、ポインタＰが次のスケールＳＣ２を有効に指示する位置まで移動し、それに合わせてスケールＳＣ２が強調表示された状態となる。
【００７５】
〔基準位置通過時〕
さらに、座標が基準位置Ｃ２を通過して右側へ移動すると、この基準位置Ｃ２の右側で次の中間地点Ｍまでの区間はフォースカーブの登り区間となる。したがって、操作者が勢い余って回転操作部１２を余計に回転させた結果、座標が基準位置Ｃ２を飛び越えてしまうと、基本的にそのときの座標（Ｐｘ）に対応する摩擦力（ｆ（Ｐｘ））が発生することになる。また表示画面３２上では、座標（Ｐｘ）に合わせてスケールＳＣ２から僅かに右側へずれた位置にポインタＰが表示されることになる（図６中（Ｂ）の二点鎖線）。
【００７６】
〔操作終了時〕
ただし本実施形態では、基準位置Ｃ１の右側にまで座標が移動しても、そこで操作者が回転操作部１２の操作を止めた場合、制御上で座標を基準位置Ｃ２に相当する座標に置き換える処理を行っている。これにより、付与される摩擦力が極小（ｆｍｉｎ）となり、また表示画面３２上ではポインタＰの表示位置がスケールＳＣ２にぴったり合った状態（図６中（Ｂ）の実線）となる。以下、この処理の内容について具体的に説明する。
【００７７】
〔摩擦力演算処理〕
図７は、上記の制御処理において実行される摩擦力演算処理の手順例を具体的に示したフローチャートである。本実施形態では、この処理の中で上述した座標の置き換えを行うことができる。
【００７８】
〔右側への移動時〕
先ず、横座標軸上でみて右側へ座標が移動している場合について説明する。
ステップＳ３００：演算部２８ａは、回転角度（θ）の座標が横座標軸上でみていずれかの基準位置の右側の登り区間にあるか否かを判断する。なおこの判断は、単にその時点での回転角度だけでなく、それまでの回転操作部１２の回転方向をも考慮に入れて行う必要がある。
【００７９】
例えば図６中（Ａ）でみると、横座標軸上で座標を右方向へ移動させる操作力を回転操作部１２が受けており、かつ、基準位置Ｃ１から中間地点Ｍまでの間に座標がある場合、演算部２８ａは「回転角度（θ）の座標が基準位置Ｃ１の右側の登り区間にある」と判断することができる（Ｙｅｓ）。この場合、演算部２８ａは次にステップＳ３０２を実行する。
【００８０】
ステップＳ３０２：次に演算部２８ａは、回転角度（θ）が前回の回転角度（θｏｌｄ）から所定角度（Δθ）分よりも減少したか否かを判断する（横軸の右側を増加（＋）とした場合）。具体的には、演算部２８ａは以下の条件式（１）を満たすか否かを判断する。
【００８１】
θ＜（θｏｌｄ−Δθ）・・・（１）
なお所定角度（Δθ）は、弾性部材１５による弾性変形からの復帰に伴う回転角度に基づいて設定することができる。また前回の回転角度（θｏｌｄ）は、前回の処理実行時に検出した値である。そして、上記の条件式（１）を満たすと判断した場合（Ｙｅｓ）、演算部２８ａは次にステップＳ３０４を実行する。
【００８２】
ステップＳ３０４：この場合、演算部２８ａは、回転角度（θ）を横座標軸上でみて最も近い（左側の）基準位置に変更する。これにより、制御上で回転角度（θ）に対応する座標が基準位置に相当する座標に置き換えられる。例えば図６中（Ｂ）でみると、基準位置Ｃ２を通り越してその右側にあった座標（Ｐｘ）が基準位置Ｃ２の座標に置き換えられることになる。
【００８３】
ステップＳ３０６：そして演算部２８ａは、置き換え後の座標に基づいて付与するべき摩擦力の大きさを演算する。具体的には、図６に示されるフォースカーブに基づいて演算を行うことにより、摩擦力は極小値（ｆｍｉｎ）に決定される。
【００８４】
〔電磁ブレーキの制御〕
この場合、演算部２８ａが制御処理に復帰して電磁ブレーキ駆動処理（図５中のステップＳ４０）を実行しても、電磁ブレーキ２４への通電は行われない（駆動電流及び駆動電圧が０）。
【００８５】
〔表示動作〕
また、演算部２８ａが信号出力処理（図５中のステップＳ５０）を実行すると、置き換え後の座標が外部出力信号として出力されるので、表示画面３２上ではポインタＰがスケールＳＣ２を正しく指示する位置に表示されることになる。
【００８６】
なお、特にステップＳ３０２の判断において回転角度（θ）が減少していなければ（Ｎｏ）、演算部２８ａはステップＳ３０４を実行することなく、そのままステップＳ３０６を実行する。この場合、演算部２８ａはその時点での回転角度（θ）の座標に基づいて摩擦力（ｆ（θ））を演算する。
【００８７】
〔左側への移動時〕
次に、横座標軸上でみて左側へ座標が移動している場合について説明する。
ステップＳ３００：左側へ座標が移動している場合、演算部２８ａは「回転角度（θ）が基準位置Ｃ１の右側の登り区間にある」と判断しない（Ｎｏ）ので、次にステップＳ３０８を実行する。
【００８８】
ステップＳ３０８：この場合、演算部２８ａは回転角度（θ）が横座標軸上でみていずれかの基準位置の左側の登り区間にあるか否かを判断する。例えば図６中（Ｂ）でみると、横座標軸上で座標を左方向（図示の矢印と反対方向）へ移動させる操作力を回転操作部１２が受けており、かつ、基準位置Ｃ２から中間地点Ｍまでの間に座標がある場合、演算部２８ａは「回転角度（θ）が基準位置Ｃ２の左側の登り区間にある」と判断することができる（Ｙｅｓ）。この場合、演算部２８ａは次にステップＳ３１０を実行する。
【００８９】
ステップＳ３１０：次に演算部２８ａは、回転角度（θ）が前回の回転角度（θｏｌｄ）から所定角度（Δθ）分よりも増加したか否かを判断する（横座標軸の左側を減少（−）とした場合）。具体的には、演算部２８ａは以下の条件式（２）を満たすか否かを判断する。
【００９０】
θ＞（θｏｌｄ＋Δθ）・・・（２）
上記の条件式（２）を満たすと判断した場合（Ｙｅｓ）、演算部２８ａは次にステップＳ３１２を実行する。
【００９１】
ステップＳ３１２：この場合、演算部２８ａは、回転角度（θ）を横座標軸上でみて最も近い（右側の）基準位置に変更する。これにより、制御上で回転角度（θ）に対応する座標が基準位置に相当する座標に置き換えられる。
【００９２】
ステップＳ３０６：そして演算部２８ａは、置き換え後の座標に基づいて付与するべき摩擦力の大きさを演算する。ここでも同様に、図６に示されるフォースカーブに基づいて演算を行うことにより、摩擦力は極小値（ｆｍｉｎ）に決定される。
【００９３】
そして、この場合も同様に、演算部２８ａが制御処理に復帰して電磁ブレーキ駆動処理（図５中のステップＳ４０）を実行しても、電磁ブレーキ２４への通電は行われない（駆動電流及び駆動電圧が０）。また、演算部２８ａが信号出力処理（図５中のステップＳ５０）を実行すると、置き換え後の座標が外部出力信号として出力されるので、表示画面３２上ではポインタＰがスケールＳＣ２を正しく指示する位置に表示されることになる。
【００９４】
なお、ステップＳ３１０の判断において回転角度（θ）が増加していなければ（Ｎｏ）、演算部２８ａはステップＳ３１２を実行することなく、そのままステップＳ３０６を実行する。この場合、演算部２８ａはその時点での回転角度（θ）の座標に基づいて摩擦力（ｆ（θ））を演算する。
【００９５】
〔座標の移動例〕
なお本実施形態では、例えば以下の２つの座標移動時に上記の制御を適用することができる。
【００９６】
（１）回転角度（θ）の座標が当初から基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・にあって、そこから右側又は左側へ座標を移動させる操作が行われた後、登り区間で操作が中止された場合。
【００９７】
（２）回転角度（θ）の座標が基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・の左側（又は右側）にあって、そこからフォースカーブの下り区間を経て基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・を通過し、さらにその右側（又は左側）へ座標を移動させる操作が行われた後、登り区間で操作が中止された場合。
【００９８】
上記（１），（２）のいずれの場合についても、操作が中止されたことで条件式（１），（２）のいずれかが満たされる。したがって、演算部２８ａは回転角度（θ）の座標を最も近い基準位置の座標に置き換えることができる。
【００９９】
〔座標が下り区間にある場合〕
また、回転方向から座標がフォースカーブの下り区間にあると判断される場合、上記の条件式（１），（２）はともに満たされない（ステップＳ３００：ＮｏかつステップＳ３０８：Ｎｏ）。この場合、やはり演算部２８ａはその時点での回転角度（θ）の座標に基づいて摩擦力（ｆ（θ））を演算する。
【０１００】
以上のように本実施形態では、それまで横座標軸上で基準位置の右側（又は左側）にある登り区間で右側（又は左側）へ座標を移動させる操作がされている状態で、操作者がそれ以上の回転操作部１２の操作を中止した場合、制御上で座標を基準位置の座標に置き換えることにより、操作者が操作を止めた後に無駄な電力が消費されるのを確実に防止することができる。また、表示装置３０に対しても置き換え後の座標を外部出力することにより、表示画面３２上でポインタＰがスケールＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３，・・・からずれた位置で停止したままになるのを確実に防止し、その見栄えの向上に寄与することができる。
【０１０１】
〔フォースカーブの別例〕
図８は、摩擦力演算処理において適用可能なフォースカーブの別例と表示動作例とを対比して示した図である。
【０１０２】
〔右側への移動時〕
図８中（Ａ）：このフォースカーブは、例えば横座標軸上で右方向へ座標を移動させる場合、各基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・で一気に摩擦力が極大となり、その状態が右側の中間地点Ｍまで継続する特性を有している。一方、座標が中間地点Ｍに達すると、そこで一気に摩擦力が極小に低下し、その状態が次の基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・まで継続する。
【０１０３】
〔操作感触の例〕
このようなフォースカーブの例を適用した場合、表示画面３２上でポインタＰをスケールＳＣ１から右側へ移動させようとすると、いきなり最大の摩擦抵抗が生じるため、そこから操作者が受ける操作感触は極端に重いものとなる。そして、中間地点Ｍに達したところで一気に摩擦抵抗がなくなるため、そこで操作の負荷が急に軽くなり、そのまま次の基準位置Ｃ２まで摩擦抵抗が発生しない。したがって操作者には、中間地点Ｍを過ぎると一気に次のスケールＳＣ２までポインタＰを移動させていけるようなクリック感触を実感させることができる。
【０１０４】
そして、例えば操作者が基準位置Ｃ２で回転操作部１２を停止させようとした場合、オーバーランにより実際には基準位置Ｃ２より右側の座標Ｐｘ１で停止してしまうことがあるが、この場合でも演算部２８ａは前述したものと同様の処理を行い、停止時の座標Ｐｘ１から基準位置ＳＣ２に座標を置き換える。これにより、操作者が操作を止めた後に無駄な電力が消費されるのを防止し、また、表示画面３２上でポインタＰがスケールＳＣ２からずれた位置で停止したままになるのを防止することができる。
【０１０５】
〔左側への移動時〕
図８中（Ｂ）：また、このフォースカーブでは、座標の移動方向によって異なる特性が適用されている。すなわち、横座標軸上で左方向へ座標を移動させる場合、各基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・で一気に摩擦力が極大となる点は上記と同様であるが、その状態が左側の中間地点Ｍまで継続する特性を有したものとなる。また、座標が中間地点Ｍに達すると、そこで一気に摩擦力が極小に低下し、その状態が次（左側）の基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・まで継続するものとなる。なお、左側への移動時に操作者に与える操作感触については、上述した右側への移動時と対象に考えればよい。
【０１０６】
そして、例えば操作者が基準位置Ｃ１で回転操作部１２を停止させようとした場合、オーバーランにより実際には基準位置Ｃ１より左側の座標Ｐｘ２で停止してしまうことがあるが、やはり演算部２８ａは前述したものと同様の処理を行い、停止時の座標Ｐｘ２から基準位置ＳＣ１に座標を置き換える。これにより、同じく操作者が操作を止めた後に無駄な電力が消費されるのを防止し、また、表示画面３２上でポインタＰがスケールＳＣ１からずれた位置で停止したままになるのを防止することができる。
【０１０７】
本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。一実施形態では、回転操作部１２をつまみ形状としているが、回転操作部１２はドラム形状であってもよいし、スティック形状や球形状であってもよい。
【０１０８】
また、回転操作部１２は操作者からみて時計回り方向や反時計回り方向へ回転させるだけでなく、例えば前後方向に回転させるものでもよいし、斜め方向に回転させるものであってもよい。さらに、一実施形態では表示動作として横方向にポインタＰを移動させる例を挙げているが、ポインタＰは縦方向に移動させてもよいし、斜め方向に移動させてもよい。
【０１０９】
一実施形態では弾性部材１５にゴム材料を用いているが、例えばコイルばねや板ばね等を用いて弾性部材１５を構成してもよいし、樹脂材料の弾性を利用して弾性部材１５を構成してもよい。
【０１１０】
電磁ブレーキ２４のフォースカーブは図示とともに挙げた例（山形状や矩形状のもの）に限らず、その他のパターン（例えば台形状のもの）を採用してもよい。
【０１１１】
また、回転状態の検出はコード板１６とフォトインタラプタ１８，１９との組み合わせだけでなく、例えば反射板とフォトスイッチとの組み合わせで実現してもよい。
【０１１２】
その他、図示とともに示した各種部材の形状や配置はいずれも好ましい例であり、本発明の実施に際してこれらを適宜変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】一実施形態の操作感触付与型入力装置の全体的な構成を示す概略図である。
【図２】回転部材と摩擦板との連結関係を示す平面図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面を含む）である。
【図３】操作感触付与型入力装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】回転操作部の回転角度（座標）の変化に連動させた表示動作の例を示す図である。
【図５】制御部（演算部）が実行する制御処理の手順例を示すフローチャートである。
【図６】摩擦力の演算に用いるフォースカーブの例と表示動作例とを対比して示した図である。
【図７】制御処理において実行される摩擦力演算処理の手順例を具体的に示したフローチャートである。
【図８】摩擦力演算処理において適用可能なフォースカーブの別例と表示動作例とを対比して示した図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０ 操作感触付与型入力装置
１２ 回転操作部
１４ 回転軸
１６ コード板
１８，１９ フォトインタラプタ
２０ 回転部材
２２ 摩擦板
２４ 電磁ブレーキ
２８ 制御部
２８ａ 演算部
２８ｄ 出力部
３０ 表示装置
３２ 表示画面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の電子機器や車載電装品等の入力デバイスとして利用することができ、その際、操作者に力学的な操作感触を付与することができる操作感触付与型入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、摩擦力によって操作感触を付与するタイプの入力装置として、回転操作部の回転角度が変化していく間に摩擦力の増加と減少を繰り返すフォースカーブを設定しておき、回転操作の途中でフォースカーブの山（ピーク点）を通過する度にクリック感触を付与する先行技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような摩擦式の操作感触付与型入力装置を利用するに際して、摩擦力が最小となる位置（フォースカーブの谷底）を回転操作部の基準位置として規定し、クリック感触を発生させた後は基準位置で回転操作部を停止させる手法が望まれている。すなわち、この手法を活用すれば、メカニカルな機構を持つことなく回転操作部の停止位置に節度を持たせることができるし、例えば回転操作部の回転角度と画面上でのポインタ表示とを連動させた場合に、各基準位置に対応して画面に表示されたマーカや目盛り等にポインタの位置をぴったり合わせることができると考えられる。
【特許文献１】特開２００３−２９５９５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、摩擦式の操作感触付与型入力装置は、あくまで回転操作部が回転操作されたときに摩擦力を発生させるものであって、回転操作部そのものを自立的に動かす機能はない。そのため、回転操作部が基準位置を通り越えた後に操作者が手を離したとしても、そこから基準位置まで復帰させるということはできない。
【０００５】
もちろん、回転操作部が基準位置に復帰しなくても操作者に特段の不便は生じないものの、上記のように回転操作部の回転角度と画面上でのポインタ表示とを連動させている場合、ポインタがマーカや目盛り等からずれた位置に表示されたままとなり、見栄えを損ねるといった不都合を生じる。また、摩擦抵抗の付与に電磁ブレーキを用いている場合、操作者が手を離した後も電磁ブレーキに通電されたままの状態が続くため、無駄な電力を消費してしまうという不都合を生じる。
【０００６】
そこで本発明は、回転操作部を基準位置に停止させることができないことによる不都合を解消させる技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
【０００８】
解決手段１：本発明の操作感触付与型入力装置は、操作者から操作力を受けて回転する回転操作部と、回転操作部の回転角度を検出する検出手段と、回転操作部とともに回転する回転部材と、回転部材に摩擦抵抗を付与することで操作者からの操作力に対して抵抗力を発生させる摩擦抵抗付与手段と、検出手段による検出結果に基づき摩擦抵抗付与手段による摩擦抵抗の付与動作を制御する制御手段とを備える構成を基本とする。
【０００９】
上記の回転操作部は操作者により任意に回転操作されるものであり、それとともに回転部材も回転するが、摩擦抵抗手段により回転部材に摩擦抵抗が付与されると、その抵抗力が操作者に対する操作感触となって現れる。このとき、摩擦抵抗をどのように付与するかは、検出手段により検出された回転角度に基づき制御手段により制御されている。
【００１０】
その上で制御手段は、所定の座標軸上でみて回転操作部の回転角度に対応する座標が予め規定された基準位置の右側又は左側のいずれか一方の側にある状態で、基準位置から一方の側へ座標を移動させる操作力を回転操作部が受けていると判断した場合、検出手段により検出される回転角度の変化に応じて摩擦抵抗を増大させるべく摩擦抵抗付与手段による付与動作の制御を実行する。そして制御手段は、この制御の実行中に回転操作部が一方の側へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断した場合、付与動作の制御に関して回転操作部の回転角度に対応する座標を基準位置に相当する座標に置き換えるものとしている。
【００１１】
制御手段が上記の制御を実行することにより、例えば座標軸上で基準位置の右側に現在の回転角度に対応する座標があり、この座標を右側へ移動させようとする操作がなされた場合、回転角度の変化に応じて摩擦力が大きくなる。この場合、操作者に対して次第に抵抗が増大していく操作感触を与えることができる。この状態で操作者が操作をやめると、制御手段は付与動作の制御に関して回転角度に対応する座標を基準位置の座標に置き換える。これにより、回転操作部そのものを自立的に動かすことができなくても、操作者が手を離したり、操作を中断したりした場合は制御上で基準位置に座標が復帰したものと判断し、摩擦抵抗の付与動作を停止させることができる。
【００１２】
解決手段２：また本発明の操作感触付与型入力装置は、回転操作部と回転部材との間に介在して設けられ、回転部材に摩擦抵抗が付与された状態で回転操作部が操作されると、その操作力により弾性変形を生じて回転操作部の回転を許容する弾性部材をさらに備えてもよい。なお弾性変形の方向は、回転操作部が受ける操作力の方向に略一致する。
【００１３】
この場合、上記の制御手段は、弾性部材による弾性変形からの復帰に伴い、座標軸上でみて回転操作部の回転角度に対応する座標が一方の側から他方の側へ予め設定された所定量だけ移動した場合、回転操作部が一方の側へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断することができる。
【００１４】
このように、回転操作部と回転部材との間に弾性部材を介在させることで、通常は回転操作部が受けた操作力を回転部材に伝達しつつ、回転部材に付与される摩擦抵抗を回転操作部に伝達することができる。また、回転部材に摩擦抵抗が付与された状態で回転操作部が操作力を受けると、弾性部材が弾性変形を生じた状態で操作力を回転部材に伝達することができる。
【００１５】
この状態で操作者が回転操作部から手を離したり、操作力を除去したりすると、弾性部材が変形状態から復帰することで回転操作部がそれまでの操作と逆方向に回転する。このときの回転角度の変化が座標上でみて所定量（又はそれ以上）であれば、制御手段は回転操作部が操作力を受けなくなったと判断して座標を基準位置に対応する座標に置き換えるので、上記のようにそれ以上の摩擦抵抗の付与を停止させることができる。
【００１６】
解決手段３：また制御手段は、座標軸上の複数箇所に規定された個々の基準位置で摩擦抵抗が極小となり、かつ、隣り合う２つの基準位置の中間の座標で摩擦抵抗が極大となるフォースカーブに基づき摩擦抵抗付与手段により付与するべき摩擦抵抗の大きさを決定するものであってもよい。この場合、制御手段は以下の制御を実行することが望ましい。
【００１７】
すなわち制御手段は、回転操作部が操作力を受けたことで回転操作部の回転角度に対応する座標が１つの基準位置の右側又は左側のいずれか一方の側から基準位置を通過して他方の側へ移動し、その基準位置から他方の側へ座標を移動させる操作力を回転操作部が受けていると判断した場合、検出手段により検出される回転角度の変化に応じて摩擦抵抗を増大させるべく摩擦抵抗付与手段による付与動作の制御を実行してもよい。そして制御手段は、この制御の実行中に他方の側へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断した場合、付与動作の制御に関して回転操作部の回転角度に対応する座標を上記の基準位置（先に通過したもの）に相当する座標に置き換えるものとする。
【００１８】
上記の態様であれば、回転操作部が連続して一方向に回転操作される過程で、その座標が複数の基準位置を通過していく場合、隣り合う２つの基準位置の中間地点で摩擦抵抗が極大となり、この中間地点を過ぎると次の基準位置に向かって摩擦抵抗が減少していくため、この間の摩擦抵抗の変化によってクリック感触を発生させることができる。
【００１９】
このとき、クリック感触の発生を契機として操作者が回転操作部の操作を止めようとした場合であっても、次の基準位置では摩擦抵抗が極小となるため、それまでの惰性で回転操作部がある程度余計に回転し、次の基準位置を飛び越えた位置まで座標が移動してしまうことがある。このような場合、回転操作部を自立的に基準位置まで復帰させることはできなくとも、制御上は座標を基準位置に引き戻すことが望ましい。
【００２０】
そこで本発明では、座標軸上の基準位置を挟んだ一方の側から他方の側にまで座標が移動し、基準位置を飛び越えたところで操作力がなくなったと制御手段が判断すると、制御上で座標を基準位置に置き換えることとしている。これにより、操作力がなくなった後も摩擦抵抗が付与されたままの状態になるのを防止することができる。
【００２１】
解決手段４：なお、上記のように回転操作部と回転部材との間に弾性部材を介在して設けておけば、弾性部材による弾性変形からの復帰に伴い、座標軸上でみて回転操作部の回転角度に対応する座標が他方の側から一方の側へ予め設定された所定量だけ移動した場合、制御手段は他方の側へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断することができる。
【００２２】
解決手段５：本発明の操作感触付与型入力装置において、摩擦抵抗付与手段は、電力の供給を受けて電磁力を発生し、この電磁力を用いて回転部材に摩擦抵抗を付与する電磁ブレーキを有していしてもよい。この場合、制御手段は電磁ブレーキへの電力の供給に伴う電流又は電圧の大きさを調整して摩擦抵抗付与手段が付与するべき摩擦抵抗の大きさを制御することができる。その上で制御手段は、座標軸上でみて回転操作部の回転角度に対応する座標が基準位置にある場合、電磁ブレーキへの電力の供給を停止することが望ましい。
【００２３】
この構成であれば、当初より回転操作部の回転角度に対応する座標が基準位置にある場合だけでなく、制御上で回転角度に対応する座標を基準位置に置き換えた場合についても、制御手段は電磁ブレーキへの給電を停止するので、無駄な電力の消費が抑えられる。
【００２４】
解決手段６：また制御手段は、検出手段により検出された回転角度に対応する座標を外部出力信号として出力することにより、所定の表示画面上にて回転操作部の回転角度に対応した位置を表示可能とする信号出力部をさらに有してもよい。そして制御手段は、摩擦抵抗の付与動作の制御に関して回転操作部の回転角度に対応する座標を基準位置に相当する座標に置き換えた場合、この置き換え後の座標を外部出力信号として信号出力部から出力する。
【００２５】
例えば、上記のように回転操作部の回転角度と画面上でのポインタ表示とを連動させる場合、表示装置に対して制御手段から座標を外部出力信号として出力することにより、これを受け取った表示装置側で座標を画面上での表示に反映させることができる。このため通常、回転操作部を操作すると、そのときの座標の変化に連動して画面上でポインタの位置も変化することになるが、上記のように基準位置の一方の側に座標がある状態で操作者が操作をやめた場合、制御上では基準位置に座標が置き換えられる。したがって、この置き換え後の座標を外部出力信号として出力すれば、表示装置の画面上でもポインタの位置をマーカや目盛り等の位置に合わせて表示させることができるので、それだけ見栄えの向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の操作感触付与型入力装置は、回転操作部を自立的に移動させる機能を持たなくても、それによって生じる不都合を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明の操作感触付与型入力装置は、例えば、各種の電子機器（コンピュータ機器、オーディオ機器、ビデオ機器）をはじめ、カーナビゲーション装置等の車載電装品用の入力デバイス（ユーザインタフェース）として利用することができる。
【００２８】
図１は、一実施形態の操作感触付与型入力装置１０の全体的な構成を示す概略図である。図１中、操作感触付与型入力装置１０の機械的な構成は、その大部分が縦断面により示されている。また図１中、操作感触付与型入力装置１０の電気的な構成はブロック要素として示されている。
【００２９】
〔回転操作部〕
操作感触付与型入力装置１０は回転操作部１２を備えており、この回転操作部１２は、例えば回転式のつまみ形状（ダイヤル形状）をなしている。操作者は回転操作部１２をつまんだ状態で回転操作することができ、このとき回転操作部１２は図中に一点鎖線で示される中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３０】
回転操作部１２は、例えば回転軸１４の一端に連結されている。この回転軸１４は上記の中心軸線ＣＬに沿って回転操作部１２から一方向（図１中の下方向）に延びており、回転軸１４は回転操作部１２とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３１】
〔弾性部材〕
回転軸１４には、その軸方向の途中に弾性部材１５が介挿して設けられている。このため回転軸１４は、弾性部材１５を挟んで軸方向に第１パーツ１４ａと第２パーツ１４ｂとに分割された構造を有している。なお、弾性部材１５と第１パーツ１４ａ、第２パーツ１４ｂとは、それぞれの接合部で強固に接合されている。また弾性部材１５には、例えば材料としてゴムを使用することができる。
【００３２】
〔回転状態の検出〕
回転軸１４（第１パーツ１４ａ）の外周には、被検出体であるコード板１６が取り付けられている。このコード板１６は回転軸１４を中心とした薄板の円盤形状をなしており、その周方向には一定ピッチで図示しないスリットが形成されている。またコード板１６の外周部には、回転方向の原点位置を基点として周方向に図示しないインデックス（遮光部）が形成されている。
【００３３】
回転軸１４の近傍位置には、検出部として例えば２つのフォトインタラプタ１８，１９が設置されており、これらフォトインタラプタ１８，１９は、それぞれ検出光が互いに異なる位置でコード板１６のスリットを透過する関係に調整されている。回転操作部１２が回転操作されると、これに伴って回転軸１４とともにコード板１６が回転し、２つのフォトインタラプタ１８，１９から互いに位相差を持った回転角信号（エンコーダパルス）が出力される。
【００３４】
〔回転部材〕
また回転軸１４には、例えば第２パーツ１４ｂの軸方向でみた中央付近に回転部材２０が取り付けられている。回転部材２０は、例えば円盤形状の本体部２０ａを有しており、この本体部２０ａは回転軸１４（第２パーツ１４ｂ）を中心としてラジアル方向に拡がっている。本体部２０ａの中央位置には貫通孔２０ｂが形成されており、この貫通孔２０ｂは本体部２０ａを厚み方向に貫通して形成されている。そして回転部材２０は、貫通孔２０ｂの内部に回転軸１４（第２パーツ１４ｂ）を挿通させた状態で回転軸１４に固定されている。このため回転部材２０は、回転操作部１２が操作されると回転軸１４とともに中心軸線ＣＬの回りに回転する。
【００３５】
〔摩擦抵抗を付与する要素〕
また回転軸１４には、その長手方向でみて回転部材２０に隣接する位置に摩擦板２２が取り付けられている。この摩擦板２２もまた、例えば円盤形状の本体部２２ａを有するとともに、その中央位置には挿通孔２２ｂが形成されている。摩擦板２２の挿通孔２２ｂもまた本体部２２ａを厚み方向に貫通しているが、その内径は回転軸１４の外径よりもわずかに大きい。このため摩擦板２２は回転軸１４（第２パーツ１４ｂ）に対して固定されておらず、回転軸１４や回転部材２０に対しては中心軸線ＣＬの回りに相対回転が可能な状態で支持されている。
【００３６】
また摩擦板２２は、挿通孔２２ｂ内に回転軸１４（第２パーツ１４ｂ）を挿通させた状態で、その軸方向へ僅かに変位可能である。なお回転軸１４の外周面と挿通孔２２ｂの内周面との間には、例えば回転軸１４に沿ってスライド自在な軸受（図示していない）が設けられていてもよい。また摩擦板２２は、その全体が磁性材料（例えば鉄）で構成されている。
【００３７】
〔電磁ブレーキ〕
操作感触付与型入力装置１０は、例えば電磁ブレーキ２４を備えている。この電磁ブレーキ２４は、例えば中空の円柱形状をなすケース型コア２４ａを有しており、このケース型コア２４ａの内部にフープ状の巻線２４ｂを配置した構造である。ケース型コア２４ａの中央には例えば樹脂製の軸受２４ｃが設けられており、回転軸１４の他端部（図１でみて下端部）はこの軸受２４ｃを介してケース型コア２４ａに回転自在に支持されている。電磁ブレーキ２４は、巻線２４ｂに通電された状態でケース型コア２４ａに電磁力を発生させ、上記の摩擦板２２をスラスト方向に吸着することができる。
【００３８】
なお、回転軸１４の他端（第２パーツ１４ｂ）はケース型コア２４ａを貫通して回転部材２０や摩擦板２２と反対方向（図１でみて下方向）へ突出しており、この突出位置で回転軸１４（第２パーツ１４ｂ）にはフランジ形状のストッパ２６が取り付けられている。このストッパ２６は、ケース型コア２４ａから回転軸１４がその一端方向（図１で上方向）へ抜け出すのを防止している。
【００３９】
また操作感触付与型入力装置１０は、電気的な構成として制御部２８を備えており、制御部２８にはフォトインタラプタ１８，１９や電磁ブレーキ２４が接続されている。なお、制御部２８を中心とした制御系の構成についてはさらに後述する。
【００４０】
〔摩擦抵抗の付与動作〕
操作感触付与型入力装置１０は、上記の電磁ブレーキ２４に通電することで摩擦板２２を引き付け、摩擦板２２を介して回転部材２０に摩擦抵抗を付与することができる。このため本実施形態では、摩擦板２２と回転部材２０との間で相互に回転が伝達される構造を採用している。
【００４１】
すなわち摩擦板２２には、その表面（図１では上面）から突出する２つの連結突起２２ｃが設けられている。これら連結突起２２ｃは、いずれも摩擦板２２（本体部２２ａ）の表面から回転部材２０に向けて延びている。一方、回転部材２０には、２つの連結突起２２ｃにそれぞれ対応する位置に連結孔２０ｃが形成されている。これら連結孔２０ｃは本体部２０ａをその厚み方向に貫通して延びており、それぞれ内部に連結突起２２ｃが挿通されている。また各連結突起２２ｃは連結孔２０ｃ内に挿通された状態で、回転部材２０（本体部２０ａ）の表面（図１では上面）からある程度突出するだけの全長を有している。
【００４２】
図２は、回転部材２０と摩擦板２２との連結関係を示す平面図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面を含む）である。図２に示されているように、２本の連結突起２２ｃは回転部材２０の各連結孔２０ｃ内に挿通された状態にあり、この状態で回転部材２０と摩擦板２２との相対回転は規制されている。このため、電磁ブレーキ２４によって摩擦板２２を引き付けると、摩擦板２２を介して回転部材２０に回転方向への摩擦抵抗が付与された状態となる。ただし、上記のように連結突起２２ｃは連結孔２０ｃ内で軸方向への移動は規制されていないため、回転軸１４全体に軸方向への力が及ぶことはない。
【００４３】
〔弾性部材の機能〕
上記の弾性部材１５は、回転部材２０に摩擦抵抗が付与された状態で回転操作部１２が操作されると、その回転方向にねじり変形（弾性変形）を生じる。ただし弾性部材１５には、付与される摩擦抵抗が最大の状態で回転操作部１２が操作されたとしても、そのときのトルクに対して充分な剛性を有する材料を用いるため、そこで弾性部材１５が降伏したり、破断したりすることはない。したがって弾性部材１５は、通常の弾性範囲内で変形しつつ、回転操作部１２が受ける操作力を第１パーツ１４ａから第２パーツ１４ｂ及び回転部材２０に伝達することができる。これにより、操作者がある程度の操作力を回転操作部１２に加えると、電磁ブレーキ２４に対して摩擦板２２をスリップさせながら回転操作部１２を引き続き回転させることができる。
【００４４】
一方で弾性部材１５は、上記のように弾性変形を生じた状態で操作者が回転操作部１２から手を離したり、操作力を緩めたりすると、それまでの変形状態から復帰することができる。この復帰に伴い、弾性部材１５は第１パーツ１４ａとともに回転操作部１２及びコード板１６をそれまでと逆方向へ僅かに回転させる。したがって、摩擦抵抗が付与された状態で回転操作部１２が操作力を受けなくなると、回転操作部１２の回転角度はそれまでの回転方向と逆方向へ僅かに変化する。
【００４５】
〔制御系の構成〕
図３は、操作感触付与型入力装置１０の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。制御部２８は、例えばプロセッサ（ＣＰＵ）を用いた演算部２８ａを有する他、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリデバイスを用いた記憶部２８ｂ、そして入力部２８ｃ及び出力部２８ｄを有したマイクロコンピュータとして構成されている。
【００４６】
上記のフォトインタラプタ１８，１９から出力される回転角信号は、それぞれ入力部２８ｃでＡ／Ｄ変換されて演算部２８ａに入力される。演算部２８ａは、この入力信号に基づいて回転軸１４（回転操作部１２）の回転角度及び回転方向を演算する。また演算部２８ａは、回転角度及び回転方向の演算結果に基づいて制御信号を出力し、電磁ブレーキ２４の作動（電力の供給）を制御する。このときの制御信号は、出力部２８ｄを通じて電磁ブレーキ２４に供給される駆動電流又は駆動電圧に変換される。
【００４７】
〔表示装置〕
本実施形態の操作感触付与型入力装置１０は、例えば外部システムとしての表示装置３０に接続して利用することができる。この場合、操作感触付与型入力装置１０は、その制御部２８から表示装置３０に対して、表示制御に関する外部出力信号を出力することができる。
【００４８】
例えば、表示装置３０が有する表示画面（図示していない）上に回転操作部１２の回転と連動させてポインタ等を表示させる場合、制御部２８はポインタの表示位置を指示するための座標を外部出力信号として出力する。表示装置３０は、制御部２８から受け取った座標に基づいて表示画面上にポインタを表示する。これにより表示装置３０は、回転操作部１２の回転角度の変化に連動してリアルタイムに表示画面上でポインタを移動させることができる。
【００４９】
〔表示動作例〕
図４は、回転操作部１２の回転角度（座標）の変化に連動させた表示動作の例を示す図である。
【００５０】
図４中（Ａ）：この表示動作例では、表示画面３２を横切るように棒状のガイドバーＢが表示されており、このガイドバーＢに沿って等間隔をおいて複数のスケールＳＣ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５が表示されている。各スケールＳＣ１〜Ｓ５は、例えばラジオ放送で選局可能な個々のチャンネルを表しており、このため各スケールＳＣ１〜Ｓ５の上方位置には「ＣＨ１」〜「ＣＨ５」等の文字情報が表示されている。
【００５１】
また、ガイドバーＢの下方位置には指マークを模したポインタＰが表示されており、このポインタＰの表示位置が回転操作部１２の回転角度に連動して変化するものとする。なお、この表示動作例では、現時点でポインタＰにより有効に指示されているスケールＳＣ２（選局中のチャンネル）が他のスケールＳＣ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５よりも強調された状態（例えば拡大及び発光状態）で表示されている。
【００５２】
図４中（Ｂ）：上記の状態から、例えば操作者が回転操作部１２を時計回りの方向に回転操作すると、これに連動して表示画面３２上でポインタＰを右側へ移動させ、次のスケールＳＣ３にポインタＰを合わせることができる。またこの操作により、図示しないラジオ受信装置においても実際に選局中のチャンネルが切り替わる（ＣＨ２→ＣＨ３）。
【００５３】
〔操作感触付与例〕
このような表示動作例では、操作感触付与型入力装置１０をラジオ受信機の選局操作にも利用しており、その点で回転操作部１２は、チャンネル切り換え用のつまみとしての操作感触を発生させることが望ましい。このため操作感触付与型入力装置１０は、例えば表示画面３２上で横方向にポインタＰが移動していく際、各スケールＳＣ１〜Ｓ５の間で摩擦抵抗を付与することにより、以下のように操作者による選局操作に対して明快なクリック感触を発生させている。
【００５４】
例えば、図４中（Ａ）に示される状態から操作者が回転操作部１２を時計回り方向に回転させると、それに伴ってポインタＰの表示位置が図４中（Ｂ）に示されるように右側へ移動する。このとき操作感触付与型入力装置１０は、電磁ブレーキ２４により付与する摩擦抵抗を次第に増加させていき、ポインタＰがスケールＳＣ２，Ｓ３の中間にさしかかった所で最大の摩擦抵抗を付与する。このときの摩擦抵抗に逆らって操作者がなおも回転操作部１２を回転させると、そこから摩擦抵抗が減少して操作感触が軽くなる。このときの操作感触の変化（摩擦抵抗の段差）がクリック感触として現れることになる。
【００５５】
上記のようなクリック感触を伴って表示画面３２上でポインタＰを移動させれば、操作者に「チャンネルを１つ切り換えた」という明快な操作感触を付与することができる。合わせて表示画面３２上でスケールＳＣ２から次のスケールＳＣ３に強調表示を切り換えれば、そこに視覚的な変化が重なることで極めて自然かつ快適な操作感触を操作者に付与することができる。
【００５６】
ただし、上記のようにポインタの表示位置を回転操作部１２の回転角度と連動させている場合、操作者が勢い余って回転操作部１２を大きく回してしまうことがある（オーバーラン）。この場合、図４中（Ｂ）に二点鎖線で示すように、ポインタＰが各スケールＳＣ１〜Ｓ５に対応した位置でぴったり停止しなくなる。このような現象は、操作感触付与型入力装置１０が自立的に回転操作部１２を回転させる機能を持たないために起こり得る。
【００５７】
加えて、表示画面３２上でポインタＰがスケールＳＣ３を通り越し、次のスケールＳＣ４に向かう途中で停止している場合、それだけ回転操作部１２の回転角度（座標）が実際に変化しているということであるから、操作感触付与型入力装置１０はそのときの回転角度に応じて電磁ブレーキ２４を作動させる必要がある。このような電磁ブレーキ２４の作動は、引き続き操作者が回転操作部１２を右側へ回転させようとする場合には依然として有効であるが、操作者が手を離してしまった後は無駄になる。
【００５８】
そこで本実施形態では、制御部２８が以下の制御処理を実行することにより、無駄な電磁ブレーキ２４の作動をなくすとともに、ポインタＰの表示位置のずれを解消している。以下、制御部２８が実行する制御処理の例について説明する。
【００５９】
〔制御処理〕
図５は、制御部２８（主に演算部２８ａ）が実行する制御処理の手順例を示すフローチャートである。なお制御処理の手順は、例えば記憶部２８ｂに制御プログラムとして記憶されている。以下、各手順に沿って説明する。
【００６０】
ステップＳ１０：先ず演算部２８ａは、初期設定処理を実行する。この処理では、例えばフォトインタラプタ１８，１９から入力された現時点での検出信号を記憶し、この状態を回転操作部１２の初期位置に設定する。また演算部２８ａは、記憶部２８ｂに記憶されている座標軸のデータを読み込み、この座標軸上で回転操作部１２の初期位置を初期座標に設定する。
【００６１】
ステップＳ２０：次に演算部２８ａは、角度検出処理を実行する。この処理は、現在の回転操作部１２の回転角度を検出するためのものである。例えば、演算部２８ａは各フォトインタラプタ１８，１９からの検出信号に基づき、先の初期設定処理で設定した初期位置から回転操作部１２がいずれの方向へどれだけの角度だけ回転したかを検出する。そして演算部２８ａは、検出した回転方向及び回転角度に基づき、上記の座標軸上でみた回転操作部１２の回転角度に対応する現在の座標を演算する。
【００６２】
ステップＳ３０：次に演算部２８ａは、摩擦力演算処理を実行する。この処理は、先の角度検出処理で演算した現在の座標に基づき、電磁ブレーキ２４により発生させる摩擦力の大きさを演算するためのものである。
【００６３】
ステップＳ４０：続いて演算部２８ａは、電磁ブレーキ駆動処理を実行する。この処理は、先の摩擦力演算処理での演算結果に基づいて電磁ブレーキ２４を作動させることにより、回転部材２０に摩擦抵抗を付与するものである。これにより、実際に操作者が行う回転操作部１２の操作に対して摩擦力（操作力に対する抵抗力）を発生させることができる。
【００６４】
ステップＳ５０：そして演算部２８ａは、信号出力処理を実行する。この処理は、外部の表示装置３０に対して外部出力信号を出力するためのものである。具体的には、演算部２８ａは、現在の回転操作部１２の回転角度に対応する座標を外部出力信号として表示装置３０に出力する。表示装置３０は、この外部出力信号に基づいて表示画面３２上におけるポインタＰの表示位置を制御する。
【００６５】
電源投入後、演算部２８ａが上記の各処理（ステップＳ２０〜ステップＳ５０）を定常的に実行することにより、現在の回転操作部１２の回転角度に対応する座標がリアルタイムで演算されるとともに、そのときの座標に基づいて電磁ブレーキ２４を駆動することにより、回転角度の変化に応じて回転部材２０に付与される摩擦抵抗も変化する。
【００６６】
〔フォースカーブの例〕
図６は、上記の摩擦力演算処理（ステップＳ３０）において摩擦力の演算に用いることができるフォースカーブの例と、上記の表示動作例とを対比して示した図である。
【００６７】
図６中（Ａ）：上記のフォースカーブは、例えば回転操作部１２の回転角度（θ）を横座標軸に表し、回転角度に応じて付与する摩擦力（ｆ（θ））を縦座標軸に表したものである。このフォースカーブは、回転角度の変化に対して摩擦力が増加と減少を繰り返し、特に極大点と極小点とで摩擦力の傾きが大きく変化する特性（山形状と谷形状とが繰り返すプロファイル）を有している。
【００６８】
このとき横座標軸上には、一定の間隔をおいて複数箇所に基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・が規定されており、これら基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・は、表示画面３２上でスケールＳＣ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・の表示位置に対応している。このフォースカーブは、各基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・で摩擦力が極小（ｆｍｉｎ）となり、これら基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・の中間地点で摩擦力が極大（ｆｍａｘ）となる特性を示している。
【００６９】
〔基準位置での摩擦力〕
上記のフォースカーブを用いて摩擦力（ｆ（θ））を演算することにより、横座標軸上で座標がいずれかの基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・にある状態、つまり、表示画面３２上でポインタＰがいずれかのスケールＳＣ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・を指示する位置にある状態では、摩擦力を極小（ｆｍｉｎ）とする制御が行われる。なお本実施形態では、摩擦力が極小（ｆｍｉｎ）の場合に電磁ブレーキ２４を非作動（給電を停止）とすることにより、回転操作部１２を自由に回転可能としている（メカニカルな摩擦のみ）。
【００７０】
〔基準位置以外での摩擦力〕
一方、フォースカーブの横座標軸上で座標が基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・の右側又は左側にある状態、つまり、表示画面３２上でポインタＰがスケールＳＣ１，Ｓ２，Ｓ３，・・・からずれた位置にある状態では、そのときの回転角度（θ）に応じた大きさで摩擦力（ｆ（θ））を付与する制御が行われる。
【００７１】
例えば、回転操作部１２の回転角度に対応する座標が横座標軸上でみて基準位置Ｃ１から右側へ移動する場合を想定する。この場合の表示動作は、図６中（Ａ）に矢印で示すように、ポインタＰをスケールＳＣ１の位置から右隣のスケールＳＣ２に向けて移動させるものとなる。
【００７２】
〔登り区間〕
座標が基準位置Ｃ１の右側にあって、そのまま右側へ座標が移動する場合、基準位置Ｃ１から中間地点Ｍまでの区間はフォースカーブの登り区間となる。したがって、この区間内で座標が右側へ移動する場合、回転角度の変化に応じて摩擦力（ｆ（θ））が極大値（ｆｍａｘ）に向けて増大していくことになる。
【００７３】
〔中間地点通過後〕
この後、座標が中間地点Ｍを通過すると、次の基準位置Ｃ２までの区間はフォースカーブの下り区間となる。したがって、この区間内で座標が右側へ移動する場合、摩擦力（ｆ（θ））は極小値（ｆｍｉｎ）に向かって急に減少していくことになる。またこの間、摩擦力が増大から減少に転じるため、このときの段差が上記のように回転操作部１２のクリック感触を発生させる。
【００７４】
〔次の基準位置到達時〕
図６中（Ｂ）：座標が次の基準位置Ｃ２に到達すると、そこがフォースカーブの谷底になる。したがって、座標が基準位置Ｃ２に達した時点で摩擦力（ｆ（θ））は極小値（ｆｍｉｎ）になるため、回転操作部１２に電磁ブレーキ２４による摩擦力は付与されなくなる。また表示画面３２上では、ポインタＰが次のスケールＳＣ２を有効に指示する位置まで移動し、それに合わせてスケールＳＣ２が強調表示された状態となる。
【００７５】
〔基準位置通過時〕
さらに、座標が基準位置Ｃ２を通過して右側へ移動すると、この基準位置Ｃ２の右側で次の中間地点Ｍまでの区間はフォースカーブの登り区間となる。したがって、操作者が勢い余って回転操作部１２を余計に回転させた結果、座標が基準位置Ｃ２を飛び越えてしまうと、基本的にそのときの座標（Ｐｘ）に対応する摩擦力（ｆ（Ｐｘ））が発生することになる。また表示画面３２上では、座標（Ｐｘ）に合わせてスケールＳＣ２から僅かに右側へずれた位置にポインタＰが表示されることになる（図６中（Ｂ）の二点鎖線）。
【００７６】
〔操作終了時〕
ただし本実施形態では、基準位置Ｃ１の右側にまで座標が移動しても、そこで操作者が回転操作部１２の操作を止めた場合、制御上で座標を基準位置Ｃ２に相当する座標に置き換える処理を行っている。これにより、付与される摩擦力が極小（ｆｍｉｎ）となり、また表示画面３２上ではポインタＰの表示位置がスケールＳＣ２にぴったり合った状態（図６中（Ｂ）の実線）となる。以下、この処理の内容について具体的に説明する。
【００７７】
〔摩擦力演算処理〕
図７は、上記の制御処理において実行される摩擦力演算処理の手順例を具体的に示したフローチャートである。本実施形態では、この処理の中で上述した座標の置き換えを行うことができる。
【００７８】
〔右側への移動時〕
先ず、横座標軸上でみて右側へ座標が移動している場合について説明する。
ステップＳ３００：演算部２８ａは、回転角度（θ）の座標が横座標軸上でみていずれかの基準位置の右側の登り区間にあるか否かを判断する。なおこの判断は、単にその時点での回転角度だけでなく、それまでの回転操作部１２の回転方向をも考慮に入れて行う必要がある。
【００７９】
例えば図６中（Ａ）でみると、横座標軸上で座標を右方向へ移動させる操作力を回転操作部１２が受けており、かつ、基準位置Ｃ１から中間地点Ｍまでの間に座標がある場合、演算部２８ａは「回転角度（θ）の座標が基準位置Ｃ１の右側の登り区間にある」と判断することができる（Ｙｅｓ）。この場合、演算部２８ａは次にステップＳ３０２を実行する。
【００８０】
ステップＳ３０２：次に演算部２８ａは、回転角度（θ）が前回の回転角度（θｏｌｄ）から所定角度（Δθ）分よりも減少したか否かを判断する（横軸の右側を増加（＋）とした場合）。具体的には、演算部２８ａは以下の条件式（１）を満たすか否かを判断する。
【００８１】
θ＜（θｏｌｄ−Δθ）・・・（１）
なお所定角度（Δθ）は、弾性部材１５による弾性変形からの復帰に伴う回転角度に基づいて設定することができる。また前回の回転角度（θｏｌｄ）は、前回の処理実行時に検出した値である。そして、上記の条件式（１）を満たすと判断した場合（Ｙｅｓ）、演算部２８ａは次にステップＳ３０４を実行する。
【００８２】
ステップＳ３０４：この場合、演算部２８ａは、回転角度（θ）を横座標軸上でみて最も近い（左側の）基準位置に変更する。これにより、制御上で回転角度（θ）に対応する座標が基準位置に相当する座標に置き換えられる。例えば図６中（Ｂ）でみると、基準位置Ｃ２を通り越してその右側にあった座標（Ｐｘ）が基準位置Ｃ２の座標に置き換えられることになる。
【００８３】
ステップＳ３０６：そして演算部２８ａは、置き換え後の座標に基づいて付与するべき摩擦力の大きさを演算する。具体的には、図６に示されるフォースカーブに基づいて演算を行うことにより、摩擦力は極小値（ｆｍｉｎ）に決定される。
【００８４】
〔電磁ブレーキの制御〕
この場合、演算部２８ａが制御処理に復帰して電磁ブレーキ駆動処理（図５中のステップＳ４０）を実行しても、電磁ブレーキ２４への通電は行われない（駆動電流及び駆動電圧が０）。
【００８５】
〔表示動作〕
また、演算部２８ａが信号出力処理（図５中のステップＳ５０）を実行すると、置き換え後の座標が外部出力信号として出力されるので、表示画面３２上ではポインタＰがスケールＳＣ２を正しく指示する位置に表示されることになる。
【００８６】
なお、特にステップＳ３０２の判断において回転角度（θ）が減少していなければ（Ｎｏ）、演算部２８ａはステップＳ３０４を実行することなく、そのままステップＳ３０６を実行する。この場合、演算部２８ａはその時点での回転角度（θ）の座標に基づいて摩擦力（ｆ（θ））を演算する。
【００８７】
〔左側への移動時〕
次に、横座標軸上でみて左側へ座標が移動している場合について説明する。
ステップＳ３００：左側へ座標が移動している場合、演算部２８ａは「回転角度（θ）が基準位置Ｃ１の右側の登り区間にある」と判断しない（Ｎｏ）ので、次にステップＳ３０８を実行する。
【００８８】
ステップＳ３０８：この場合、演算部２８ａは回転角度（θ）が横座標軸上でみていずれかの基準位置の左側の登り区間にあるか否かを判断する。例えば図６中（Ｂ）でみると、横座標軸上で座標を左方向（図示の矢印と反対方向）へ移動させる操作力を回転操作部１２が受けており、かつ、基準位置Ｃ２から中間地点Ｍまでの間に座標がある場合、演算部２８ａは「回転角度（θ）が基準位置Ｃ２の左側の登り区間にある」と判断することができる（Ｙｅｓ）。この場合、演算部２８ａは次にステップＳ３１０を実行する。
【００８９】
ステップＳ３１０：次に演算部２８ａは、回転角度（θ）が前回の回転角度（θｏｌｄ）から所定角度（Δθ）分よりも増加したか否かを判断する（横座標軸の左側を減少（−）とした場合）。具体的には、演算部２８ａは以下の条件式（２）を満たすか否かを判断する。
【００９０】
θ＞（θｏｌｄ＋Δθ）・・・（２）
上記の条件式（２）を満たすと判断した場合（Ｙｅｓ）、演算部２８ａは次にステップＳ３１２を実行する。
【００９１】
ステップＳ３１２：この場合、演算部２８ａは、回転角度（θ）を横座標軸上でみて最も近い（右側の）基準位置に変更する。これにより、制御上で回転角度（θ）に対応する座標が基準位置に相当する座標に置き換えられる。
【００９２】
ステップＳ３０６：そして演算部２８ａは、置き換え後の座標に基づいて付与するべき摩擦力の大きさを演算する。ここでも同様に、図６に示されるフォースカーブに基づいて演算を行うことにより、摩擦力は極小値（ｆｍｉｎ）に決定される。
【００９３】
そして、この場合も同様に、演算部２８ａが制御処理に復帰して電磁ブレーキ駆動処理（図５中のステップＳ４０）を実行しても、電磁ブレーキ２４への通電は行われない（駆動電流及び駆動電圧が０）。また、演算部２８ａが信号出力処理（図５中のステップＳ５０）を実行すると、置き換え後の座標が外部出力信号として出力されるので、表示画面３２上ではポインタＰがスケールＳＣ２を正しく指示する位置に表示されることになる。
【００９４】
なお、ステップＳ３１０の判断において回転角度（θ）が増加していなければ（Ｎｏ）、演算部２８ａはステップＳ３１２を実行することなく、そのままステップＳ３０６を実行する。この場合、演算部２８ａはその時点での回転角度（θ）の座標に基づいて摩擦力（ｆ（θ））を演算する。
【００９５】
〔座標の移動例〕
なお本実施形態では、例えば以下の２つの座標移動時に上記の制御を適用することができる。
【００９６】
（１）回転角度（θ）の座標が当初から基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・にあって、そこから右側又は左側へ座標を移動させる操作が行われた後、登り区間で操作が中止された場合。
【００９７】
（２）回転角度（θ）の座標が基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・の左側（又は右側）にあって、そこからフォースカーブの下り区間を経て基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・を通過し、さらにその右側（又は左側）へ座標を移動させる操作が行われた後、登り区間で操作が中止された場合。
【００９８】
上記（１），（２）のいずれの場合についても、操作が中止されたことで条件式（１），（２）のいずれかが満たされる。したがって、演算部２８ａは回転角度（θ）の座標を最も近い基準位置の座標に置き換えることができる。
【００９９】
〔座標が下り区間にある場合〕
また、回転方向から座標がフォースカーブの下り区間にあると判断される場合、上記の条件式（１），（２）はともに満たされない（ステップＳ３００：ＮｏかつステップＳ３０８：Ｎｏ）。この場合、やはり演算部２８ａはその時点での回転角度（θ）の座標に基づいて摩擦力（ｆ（θ））を演算する。
【０１００】
以上のように本実施形態では、それまで横座標軸上で基準位置の右側（又は左側）にある登り区間で右側（又は左側）へ座標を移動させる操作がされている状態で、操作者がそれ以上の回転操作部１２の操作を中止した場合、制御上で座標を基準位置の座標に置き換えることにより、操作者が操作を止めた後に無駄な電力が消費されるのを確実に防止することができる。また、表示装置３０に対しても置き換え後の座標を外部出力することにより、表示画面３２上でポインタＰがスケールＳＣ１，ＳＣ２，ＳＣ３，・・・からずれた位置で停止したままになるのを確実に防止し、その見栄えの向上に寄与することができる。
【０１０１】
〔フォースカーブの別例〕
図８は、摩擦力演算処理において適用可能なフォースカーブの別例と表示動作例とを対比して示した図である。
【０１０２】
〔右側への移動時〕
図８中（Ａ）：このフォースカーブは、例えば横座標軸上で右方向へ座標を移動させる場合、各基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・で一気に摩擦力が極大となり、その状態が右側の中間地点Ｍまで継続する特性を有している。一方、座標が中間地点Ｍに達すると、そこで一気に摩擦力が極小に低下し、その状態が次の基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・まで継続する。
【０１０３】
〔操作感触の例〕
このようなフォースカーブの例を適用した場合、表示画面３２上でポインタＰをスケールＳＣ１から右側へ移動させようとすると、いきなり最大の摩擦抵抗が生じるため、そこから操作者が受ける操作感触は極端に重いものとなる。そして、中間地点Ｍに達したところで一気に摩擦抵抗がなくなるため、そこで操作の負荷が急に軽くなり、そのまま次の基準位置Ｃ２まで摩擦抵抗が発生しない。したがって操作者には、中間地点Ｍを過ぎると一気に次のスケールＳＣ２までポインタＰを移動させていけるようなクリック感触を実感させることができる。
【０１０４】
そして、例えば操作者が基準位置Ｃ２で回転操作部１２を停止させようとした場合、オーバーランにより実際には基準位置Ｃ２より右側の座標Ｐｘ１で停止してしまうことがあるが、この場合でも演算部２８ａは前述したものと同様の処理を行い、停止時の座標Ｐｘ１から基準位置ＳＣ２に座標を置き換える。これにより、操作者が操作を止めた後に無駄な電力が消費されるのを防止し、また、表示画面３２上でポインタＰがスケールＳＣ２からずれた位置で停止したままになるのを防止することができる。
【０１０５】
〔左側への移動時〕
図８中（Ｂ）：また、このフォースカーブでは、座標の移動方向によって異なる特性が適用されている。すなわち、横座標軸上で左方向へ座標を移動させる場合、各基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・で一気に摩擦力が極大となる点は上記と同様であるが、その状態が左側の中間地点Ｍまで継続する特性を有したものとなる。また、座標が中間地点Ｍに達すると、そこで一気に摩擦力が極小に低下し、その状態が次（左側）の基準位置Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・まで継続するものとなる。なお、左側への移動時に操作者に与える操作感触については、上述した右側への移動時と対象に考えればよい。
【０１０６】
そして、例えば操作者が基準位置Ｃ１で回転操作部１２を停止させようとした場合、オーバーランにより実際には基準位置Ｃ１より左側の座標Ｐｘ２で停止してしまうことがあるが、やはり演算部２８ａは前述したものと同様の処理を行い、停止時の座標Ｐｘ２から基準位置ＳＣ１に座標を置き換える。これにより、同じく操作者が操作を止めた後に無駄な電力が消費されるのを防止し、また、表示画面３２上でポインタＰがスケールＳＣ１からずれた位置で停止したままになるのを防止することができる。
【０１０７】
本発明は上述した実施形態に制約されることなく、種々に変形して実施することができる。一実施形態では、回転操作部１２をつまみ形状としているが、回転操作部１２はドラム形状であってもよいし、スティック形状や球形状であってもよい。
【０１０８】
また、回転操作部１２は操作者からみて時計回り方向や反時計回り方向へ回転させるだけでなく、例えば前後方向に回転させるものでもよいし、斜め方向に回転させるものであってもよい。さらに、一実施形態では表示動作として横方向にポインタＰを移動させる例を挙げているが、ポインタＰは縦方向に移動させてもよいし、斜め方向に移動させてもよい。
【０１０９】
一実施形態では弾性部材１５にゴム材料を用いているが、例えばコイルばねや板ばね等を用いて弾性部材１５を構成してもよいし、樹脂材料の弾性を利用して弾性部材１５を構成してもよい。
【０１１０】
電磁ブレーキ２４のフォースカーブは図示とともに挙げた例（山形状や矩形状のもの）に限らず、その他のパターン（例えば台形状のもの）を採用してもよい。
【０１１１】
また、回転状態の検出はコード板１６とフォトインタラプタ１８，１９との組み合わせだけでなく、例えば反射板とフォトスイッチとの組み合わせで実現してもよい。
【０１１２】
その他、図示とともに示した各種部材の形状や配置はいずれも好ましい例であり、本発明の実施に際してこれらを適宜変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】一実施形態の操作感触付与型入力装置の全体的な構成を示す概略図である。
【図２】回転部材と摩擦板との連結関係を示す平面図（図１中のＩＩ−ＩＩ断面を含む）である。
【図３】操作感触付与型入力装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】回転操作部の回転角度（座標）の変化に連動させた表示動作の例を示す図である。
【図５】制御部（演算部）が実行する制御処理の手順例を示すフローチャートである。
【図６】摩擦力の演算に用いるフォースカーブの例と表示動作例とを対比して示した図である。
【図７】制御処理において実行される摩擦力演算処理の手順例を具体的に示したフローチャートである。
【図８】摩擦力演算処理において適用可能なフォースカーブの別例と表示動作例とを対比して示した図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１０ 操作感触付与型入力装置
１２ 回転操作部
１４ 回転軸
１６ コード板
１８，１９ フォトインタラプタ
２０ 回転部材
２２ 摩擦板
２４ 電磁ブレーキ
２８ 制御部
２８ａ 演算部
２８ｄ 出力部
３０ 表示装置
３２ 表示画面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作者から操作力を受けて回転する回転操作部と、
前記回転操作部の回転角度を検出する検出手段と、
前記回転操作部とともに回転する回転部材と、
前記回転部材に摩擦抵抗を付与することで操作者からの操作力に対して抵抗力を発生させる摩擦抵抗付与手段と、
前記検出手段の検出結果に基づき前記摩擦抵抗付与手段による摩擦抵抗の付与動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
所定の座標軸上でみて前記回転操作部の回転角度に対応する座標が予め規定された基準位置の右側又は左側のいずれか一方の側にある状態で、前記基準位置から一方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を前記回転操作部が受けていると判断した場合、前記検出手段により検出される回転角度の変化に応じて前記摩擦抵抗を増大させるべく前記摩擦抵抗付与手段による付与動作の制御を実行し、この実行中に前記基準位置から前記一方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断した場合、前記付与動作の制御に関して前記回転操作部の回転角度に対応する座標を前記基準位置に相当する座標に置き換えることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記回転操作部と前記回転部材との間に介在して設けられ、前記回転部材に摩擦抵抗が付与された状態で前記回転操作部が操作されると、その操作力により弾性変形を生じて前記回転操作部の回転を許容する弾性部材をさらに備え、
前記制御手段は、
前記弾性部材による弾性変形からの復帰に伴い、前記座標軸上でみて前記回転操作部の回転角度に対応する座標が一方の側から他方の側に向かう方向へ予め設定された所定量だけ移動した場合、前記基準位置から前記一方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
前記座標軸上の複数箇所に規定された個々の前記基準位置で摩擦抵抗が極小となり、かつ、隣り合う２つの前記基準位置の中間の座標で摩擦抵抗が極大となるフォースカーブに基づき前記摩擦抵抗付与手段により付与するべき摩擦抵抗の大きさを決定するものであり、
前記回転操作部が操作力を受けたことで前記回転操作部の回転角度に対応する座標が１つの前記基準位置の右側又は左側のいずれか一方の側から前記基準位置を通過して他方の側へ移動し、前記基準位置から他方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を前記回転操作部が受けていると判断した場合、前記検出手段により検出される回転角度の変化に応じて前記摩擦抵抗を増大させるべく前記摩擦抵抗付与手段による付与動作の制御を実行し、この実行中に前記基準位置から前記他方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断した場合、前記付与動作の制御に関して前記回転操作部の回転角度に対応する座標を前記基準位置に相当する座標に置き換えることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項４】
請求項３に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記回転操作部と前記回転部材との間に介在して設けられ、前記回転部材に摩擦抵抗が付与された状態で前記回転操作部が操作されると、その操作力により弾性変形を生じて前記回転操作部の回転を許容する弾性部材をさらに備え、
前記制御手段は、
前記弾性部材による弾性変形からの復帰に伴い、前記座標軸上でみて前記回転操作部の回転角度に対応する座標が他方の側から一方の側に向かう方向へ予め設定された所定量だけ移動した場合、前記基準位置から前記他方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記摩擦抵抗付与手段は、
電力の供給を受けて電磁力を発生し、この電磁力を用いて前記回転部材に摩擦抵抗を付与する電磁ブレーキを有しており、
前記制御手段は、
前記電磁ブレーキへの電力の供給に伴う電流又は電圧の大きさを調整して前記摩擦抵抗付与手段が付与するべき摩擦抵抗の大きさを制御可能であって、
前記座標軸上でみて前記回転操作部の回転角度に対応する座標が前記基準位置にある場合、前記電磁ブレーキへの電力の供給を停止することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
前記検出手段により検出された回転角度に対応する座標を外部出力信号として出力することにより、所定の表示画面上にて前記回転操作部の回転角度に対応した位置を表示可能とする信号出力部をさらに有しており、
前記付与動作の制御に関して前記回転操作部の回転角度に対応する座標を前記基準位置に相当する座標に置き換えた場合、この置き換え後の座標を前記外部出力信号として前記信号出力部から出力することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項１】
操作者から操作力を受けて回転する回転操作部と、
前記回転操作部の回転角度を検出する検出手段と、
前記回転操作部とともに回転する回転部材と、
前記回転部材に摩擦抵抗を付与することで操作者からの操作力に対して抵抗力を発生させる摩擦抵抗付与手段と、
前記検出手段の検出結果に基づき前記摩擦抵抗付与手段による摩擦抵抗の付与動作を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
所定の座標軸上でみて前記回転操作部の回転角度に対応する座標が予め規定された基準位置の右側又は左側のいずれか一方の側にある状態で、前記基準位置から一方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を前記回転操作部が受けていると判断した場合、前記検出手段により検出される回転角度の変化に応じて前記摩擦抵抗を増大させるべく前記摩擦抵抗付与手段による付与動作の制御を実行し、この実行中に前記基準位置から前記一方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断した場合、前記付与動作の制御に関して前記回転操作部の回転角度に対応する座標を前記基準位置に相当する座標に置き換えることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記回転操作部と前記回転部材との間に介在して設けられ、前記回転部材に摩擦抵抗が付与された状態で前記回転操作部が操作されると、その操作力により弾性変形を生じて前記回転操作部の回転を許容する弾性部材をさらに備え、
前記制御手段は、
前記弾性部材による弾性変形からの復帰に伴い、前記座標軸上でみて前記回転操作部の回転角度に対応する座標が一方の側から他方の側に向かう方向へ予め設定された所定量だけ移動した場合、前記基準位置から前記一方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項３】
請求項１に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
前記座標軸上の複数箇所に規定された個々の前記基準位置で摩擦抵抗が極小となり、かつ、隣り合う２つの前記基準位置の中間の座標で摩擦抵抗が極大となるフォースカーブに基づき前記摩擦抵抗付与手段により付与するべき摩擦抵抗の大きさを決定するものであり、
前記回転操作部が操作力を受けたことで前記回転操作部の回転角度に対応する座標が１つの前記基準位置の右側又は左側のいずれか一方の側から前記基準位置を通過して他方の側へ移動し、前記基準位置から他方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を前記回転操作部が受けていると判断した場合、前記検出手段により検出される回転角度の変化に応じて前記摩擦抵抗を増大させるべく前記摩擦抵抗付与手段による付与動作の制御を実行し、この実行中に前記基準位置から前記他方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断した場合、前記付与動作の制御に関して前記回転操作部の回転角度に対応する座標を前記基準位置に相当する座標に置き換えることを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項４】
請求項３に記載の操作感触付与型入力装置において、
前記回転操作部と前記回転部材との間に介在して設けられ、前記回転部材に摩擦抵抗が付与された状態で前記回転操作部が操作されると、その操作力により弾性変形を生じて前記回転操作部の回転を許容する弾性部材をさらに備え、
前記制御手段は、
前記弾性部材による弾性変形からの復帰に伴い、前記座標軸上でみて前記回転操作部の回転角度に対応する座標が他方の側から一方の側に向かう方向へ予め設定された所定量だけ移動した場合、前記基準位置から前記他方の側に向かう方向へ座標を移動させる操作力を受けなくなったと判断することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記摩擦抵抗付与手段は、
電力の供給を受けて電磁力を発生し、この電磁力を用いて前記回転部材に摩擦抵抗を付与する電磁ブレーキを有しており、
前記制御手段は、
前記電磁ブレーキへの電力の供給に伴う電流又は電圧の大きさを調整して前記摩擦抵抗付与手段が付与するべき摩擦抵抗の大きさを制御可能であって、
前記座標軸上でみて前記回転操作部の回転角度に対応する座標が前記基準位置にある場合、前記電磁ブレーキへの電力の供給を停止することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の操作感触付与型入力装置において、
前記制御手段は、
前記検出手段により検出された回転角度に対応する座標を外部出力信号として出力することにより、所定の表示画面上にて前記回転操作部の回転角度に対応した位置を表示可能とする信号出力部をさらに有しており、
前記付与動作の制御に関して前記回転操作部の回転角度に対応する座標を前記基準位置に相当する座標に置き換えた場合、この置き換え後の座標を前記外部出力信号として前記信号出力部から出力することを特徴とする操作感触付与型入力装置。
【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２０１０−１２８７６３（Ｐ２０１０−１２８７６３Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０２４０６（Ｐ２００８−３０２４０６）
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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