JP2019086401A - 回転操作装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノブの回転速度に依らず快適な操作感をユーザに与える。【解決手段】検出部５１は、ノブの回転に応じて信号レベルが変化する受光信号Ｓ０の信号レベルを周期的に検出する。速度推定部５２は、検出部５１に検出された信号レベルに基づいてノブの回転速度を推定する。周期変更部５３は、速度推定部５２に推定されたノブの回転速度が速度閾値を上回る場合、検出周期を第一周期Ｔ１から第二周期Ｔ２へ短くする。【選択図】図３

Description

本発明は、回転可能なノブを備えている回転操作装置に関する。

特許文献１は、この種の回転操作装置を開示している。当該装置は、回転可能な円筒状のノブを備えている。ノブの周縁部には、複数の遮光壁と複数のスリットが形成されている。複数の遮光壁とスリットは、ノブの周方向に交互かつ等間隔に配列されている。当該装置は、発光素子と受光素子を備えている。発光素子の発光面と受光素子の受光面は対向している。ノブの周縁部は、発光面と受光面の間に配置される。ノブが回転されると、発光面と受光面の間を、遮光壁とスリットが交互に通過する。これにより、発光面から出射された光が受光面に到達する受光状態と遮光壁により遮られる遮光状態が交互に得られる。受光素子は、受光状態と遮光状態とで異なるレベルの信号を出力するように構成されている。受光素子から出力される信号のレベル変化の回数を数えることにより、ノブの回転量が検出される。

特開２０１０−２５１１１８号公報

より具体的には、受光素子から出力される信号レベルが所定の周期で検出される。ある信号レベル変化から次の信号レベル変化までの時間が検出周期よりも長ければ、信号レベル変化の回数は正確に把握される。しかしながら、ノブが高速で回転されると、検出周期よりも短い間隔で信号レベル変化が生じる場合がある。一検出周期内に２回以上の信号レベル変化が生じると、その回数を正確に把握できなくなる。すなわち、ノブの回転量を正確に検出できなくなる。

上記の事態の一対策として、ノブの回転速度を事前に規制することが考えられる。しかしながら、そのような規制はユーザに与える使用時の快適性を低下させる。

本発明の目的は、ノブの回転速度に依らず快適な操作感をユーザに与えることである。

上記の目的を達成するための一態様は、回転操作装置であって、
回転可能であるノブと、
前記ノブの回転に応じて信号レベルが変化するパルス信号を出力する信号出力部と、
前記パルス信号の信号レベルを周期的に検出する検出部と、
前記検出部に検出された前記信号レベルに基づいて前記ノブの回転速度を推定する速度推定部と、
前記速度推定部に推定された前記回転速度が速度閾値を上回る場合、前記検出部が前記パルス信号の信号レベルを検出する周期を、第一周期から第二周期へ短くする周期変更部と、
を備えている。

このような構成によれば、ノブが高速回転されている場合においても、ノブの操作と回転操作装置により遂行される動作との間に生じる差異に起因する違和感の発生を抑制できる。したがって、ノブの回転速度に依らず快適な操作感をユーザに与えることができる。また、ノブの回転速度が速度閾値を上回ることを条件として検出部による検出周期を短くするので、消費電力の増大を抑制できる。

上記の回転操作装置は、以下のように構成されうる。
前記信号出力部は、
第一パルス信号を前記パルス信号として出力する第一信号出力部と、
前記第一パルス信号と異なるタイミングで信号レベルが変化する第二パルス信号を前記パルス信号として出力する第二信号出力部と、
を含んでおり、
前記検出部は、周期的に検出された前記第一パルス信号の信号レベルに対応する第一検出信号、および周期的に検出された前記第二パルス信号の信号レベルに対応する第二検出信号を出力する。

このような構成によれば、何らかの理由により第一パルス信号と第二パルス信号のいずれか一方が使用できなくなっても上記の処理が遂行可能であり、回転操作装置のシステムとしての頑健性が向上する。

この場合、上記の回転操作装置は、以下のように構成されうる。
前記第一信号出力部と前記第二信号出力部は、
前記ノブが第一方向に回転している場合、前記第一パルス信号の信号レベルが変化した後に前記第二パルス信号の信号レベルが変化し、
前記ノブが前記第一方向と反対の第二方向に回転している場合、前記第一パルス信号の信号レベルが変化する前に前記第二パルス信号の信号レベルが変化するように構成されており、
前記周期変更部は、前記第一検出信号の信号レベルが変化したタイミングと前記第二検出信号の信号レベルが変化したタイミングの間隔が第一時間閾値以下である場合、前記回転速度が前記速度閾値を上回ると判断する。

このような構成によれば、ノブが高速回転されている場合においても、ノブの回転方向の検出精度の低下を抑制できる。これにより、回転方向に係るノブの操作と回転操作装置により遂行される動作との間に生じる差異に起因する違和感の発生を抑制できる。したがって、ノブの回転方向に依らず快適な操作感をユーザに与えることができる。

上記の回転装置は、以下のように構成されうる。
前記周期変更部は、前記検出部が前記パルス信号の信号レベルを検出する周期が前記第二周期であり、かつ検出された信号レベルが変化しない時間が第二時間閾値以上である場合、当該周期を前記第一周期へ変更する。

このように検出周期を短くする動作状態の解除条件を設定することにより、消費電力が増大する動作期間を必要最小限にすることができる。

この場合、上記の回転操作装置は、以下のように構成されうる。
前記第二時間閾値は、前記第二周期の整数倍の値である。

このような構成によれば、検出周期を短くする動作を解除する処理が簡略化されるので、処理負荷を抑制できる。

本発明によれば、ノブの回転速度に依らず快適な操作感をユーザに与えることが可能である。

第一実施形態に係る回転操作装置の構成を示している。 第一実施形態に係る回転操作装置の動作例を示している。 上記回転操作装置の一部の構成と状態遷移例を示している。 第一比較例に係る回転操作装置の動作例を示している。 第二実施形態に係る回転操作装置の動作例を示している。 第二比較例に係る回転操作装置の動作例を示している。

添付の図面を参照しつつ、実施形態例について以下詳細に説明する。

図１の（Ａ）は、一実施形態に係る回転操作装置１の構成を示している。図１の（Ｂ）は、図１の（Ａ）における線IB−IBに沿う断面を矢印方向から見た構成を示している。

回転操作装置１は、基板２、ノブ３、および信号出力部４を備えている。ノブ３と信号出力部４は、基板２に支持されている。

ノブ３は、回転軸３１を備えている。ノブ３は、回転軸３１を中心として回転可能に基板２に支持されている。ノブ３は、周壁３２を備えている。周壁３２は、円筒形状を有している。周壁３２の下部には、複数の遮光壁３３と複数のスリット３４が形成されている。複数の遮光壁３３と複数のスリット３４は、周壁３２の周方向に沿って交互に配列されている。

信号出力部４は、発光素子４１と受光素子４２を含んでいる。発光素子４１は、電力の供給を受けることにより所定の波長を有する光を出射する素子である。発光素子４１の例としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、有機ＥＬ素子などが挙げられる。受光素子４２は、発光素子４１から出射される光の波長に感度を有し、受光強度に応じた受光信号を出力する素子である。受光素子４２の例としては、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトレジスタなどが挙げられる。

発光素子４１と受光素子４２は、発光素子４１の発光面から出射された光が受光素子４２の受光面に入射するように配置される。本例においては、発光面と受光面が直接向き合うように発光素子４１と受光素子４２が配置されている。しかしながら、発光面から受光面に至る光路上に適宜の光学素子（ミラー、プリズム、レンズなど）が配置されることにより、発光素子４１と受光素子４２の位置関係は、適宜に変更されうる。

ノブ３は、発光素子４１から受光素子４２に至る光路上に周壁３２が位置するように配置されている。すなわち、ノブ３が回転されると、遮光壁３３とスリット３４が交互に当該光路上を通過する。したがって、発光素子４１から出射された光がスリット３４を通過して受光素子４２に到達する受光状態と、発光素子４１から出射された光が遮光壁３３によって遮られる遮光状態とが交互に得られる。

図１の（Ａ）に示されるように、回転操作装置１は、制御部５を備えている。制御部５は、信号出力部４と通信可能に接続されている。制御部５は、発光素子４１への電力供給を許容して発光動作を行なわせる。

例えば、制御部５は、基板２に搭載されたマイクロコンピュータでありうる。この場合、制御部５は、プロセッサ６とメモリ７を含んでいる。プロセッサ６としては、ＣＰＵやＭＰＵが例示されうる。メモリ７としては、ＲＯＭやＲＡＭが例示されうる。ＲＯＭには、以下に説明される処理を実行するプログラムが記憶されうる。プロセッサ６は、ＲＯＭ上に記憶されたプログラムの少なくとも一部を指定してＲＡＭ上に展開し、ＲＡＭと協働して以下に説明される処理を実行しうる。

図２は、ノブ３が回転することにより受光素子４２から出力される受光信号Ｓ０の一例を示している。受光信号Ｓ０は、受光状態に対応する信号レベルと遮光状態に対応する信号レベルを有している。信号レベルとは、信号の電圧値または電流値を意味する。本例に係る受光信号Ｓ０においては、受光状態に対応する信号レベルは、遮光状態に対応する信号レベルよりも高い。以降の説明においては、受光状態に対応する信号レベルを高信号レベルと称し、遮光状態に対応する信号レベルを低信号レベルと称する。

ノブ３が回転されることにより、受光信号Ｓ０は、高信号レベルと低信号レベルが交互に現れるパルス信号となる。

図３の（Ａ）に示されるように、制御部５は、検出部５１、速度推定部５２、および周期変更部５３を備えている。以下に説明する検出部５１、速度推定部５２、および周期変更部５３の各機能の少なくとも一部は、メモリ７に記憶されたプログラムの少なくとも一部をプロセッサ６が実行することによって実現されうる。

検出部５１は、受光素子４２から出力される受光信号Ｓ０の信号レベルを所定の検出周期Ｔ１で検出し、検出信号Ｓ１を出力する。検出周期Ｔ１は、第一周期の一例である。図２における符号ｔ１〜ｔ２４は、検出部５１による検出がなされる時点を示している。

受光信号Ｓ０の信号レベルは、検出部５１による検出周期Ｔ１とは無関係に変化する。例えば、受光信号Ｓ０の信号レベルは、時点ｔ１と時点ｔ２の間に低信号レベルから高信号レベルに変化する。その変化の瞬間は、検出部５１に認識されない。検出部５１によって認識されるのは、受光信号Ｓ０が時点ｔ１において低信号レベルであることと、時点ｔ２において高信号レベルであることのみである。次は時点ｔ４と時点ｔ５の間に受光信号Ｓ０の信号レベルが高信号レベルから低信号レベルへ変化する。この変化が検出部５１によって認識されるのは、時点ｔ５である。

したがって、得られる検出信号Ｓ１の波形は、受光信号Ｓ０の波形と異なる。しかしながら、ノブ３が回転している間、検出信号Ｓ１は、高信号レベルと低信号レベルが交互に現れるパルス信号となる。

ノブ３の回転量が大きくなるほど、受光信号Ｓ０の信号レベル変化の回数が増える。したがって、検出信号Ｓ１の信号レベル変化の回数も増える。単位角度あたりのスリット３４の数は既知であるので、検出部５１は、検出信号Ｓ１の信号レベル変化の回数に基づいて、ノブ３の回転量を検出できる。

図３の（Ａ）に示される速度推定部５２は、検出周期Ｔ１で検出された受光信号Ｓ０の信号レベル（すなわち検出信号Ｓ１の信号レベル）に基づいて、ノブ３の回転速度を推定する。

ノブ３の回転速度が上がるほど、受光信号Ｓ０のパルス幅は狭くなる。本明細書において、「パルス幅」とは、パルス信号が特定の信号レベルを維持している期間を意味する。ある信号レベル変化が生じた時点から次の信号レベル変化が生じた時点までの期間としても定義されうる。図２に示された例においては、時点ｔ１と時点ｔ５の間で受光信号Ｓ０が高信号レベルを維持している期間に対応するパルス幅Ｗ０１は、時点ｔ５と時点ｔ７の間で受光信号Ｓ０が低信号レベルを維持している期間に対応するパルス幅Ｗ０２よりも広い。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ７までの期間に、ノブ３の回転速度が上がっている。時点ｔ６と時点ｔ８の間で受光信号Ｓ０が高信号レベルを維持している期間に対応するパルス幅Ｗ０３は、パルス幅Ｗ０２よりも狭い。したがって、時点ｔ６から時点ｔ８までの期間に、ノブ３の回転速度はさらに上がっている。

ノブ３の回転速度が上がるほど、検出信号Ｓ１のパルス幅も狭くなる。検出信号Ｓ１のパルス幅Ｗ１は、受光信号Ｓ０のパルス幅Ｗ０１に対応している。検出信号Ｓ１のパルス幅Ｗ２は、受光信号Ｓ０のパルス幅Ｗ０２に対応している。パルス幅Ｗ２は、パルス幅Ｗ１よりも狭い。逆にノブ３の回転速度が下がるほど、検出信号Ｓ１のパルス幅は広くなる。したがって、速度推定部５２は、検出信号Ｓ１のパルス幅に基づいて、ノブ３の回転速度を推定できる。

制御部５は、検出されたノブ３の回転量と回転速度の少なくとも一方に基づいて、対応する動作を回転操作装置１に行なわせる。例えば、回転操作装置１は、車両に搭載されるオーディオ機器の操作装置の一部を構成しうる。この場合、回転操作装置１は、ノブ３の操作に応じた動作をオーディオ機器に実行させる。

他方、検出周期Ｔ１との関係により、受光信号Ｓ０のパルス幅と検出信号Ｓ１のパルス幅の大小関係が必ずしも一致するとは限らない。例えば、検出信号Ｓ１のパルス幅Ｗ４は、受光信号Ｓ０のパルス幅Ｗ０４に対応している。パルス幅Ｗ０４はパルス幅Ｗ０３よりも狭いが、パルス幅Ｗ３とパルス幅Ｗ４は等しい。

ノブ３の回転速度がさらに上がると、一検出周期Ｔ１の間に受光信号Ｓ０の信号レベルが２回以上変化する場合がある。図示された例においては、時点ｔ９と時点ｔ１０の間で受光信号Ｓ０の信号レベルが２回変化している。

このような場合においては、受光信号Ｓ０のパルス幅の経時変化が検出信号のパルス幅の経時変化に反映されない事態が生じうる。図４は、第一比較例としてそのような検出信号Ｓ１’の波形を示している。

図示された例においては、時点ｔ７から時点ｔ１０までの期間に受光信号Ｓ０のパルス幅が狭くなっているので、ノブ３の回転速度が上がっていることが判る。しかしながら、この期間に得られた検出信号Ｓ１’においては、後で得られたパルス幅の方が広い。したがって、ノブ３の回転速度が下がっていると認識されてしまうだけでなく、ノブ３の回転量が正確に検出されない。回転量の根拠となる信号レベル変化の回数が正確に検出されていないからである。

図３の（Ａ）に示される周期変更部５３は、速度推定部５２に推定されたノブ３の回転速度が速度閾値を上回る場合、検出部５１が受光信号Ｓ０の信号レベルを検出する周期を、当初の検出周期Ｔ１よりも短い検出周期Ｔ２に変更する。検出周期Ｔ２は、第二周期の一例である。

速度閾値の例としては、検出信号Ｓ１のパルス幅が検出周期Ｔ１に一致しているときのノブ３の回転速度が挙げられる。図２に示される例においては、時点ｔ８で得られた検出信号Ｓ１のパルス幅Ｗ３が、検出周期Ｔ１に一致している。よって、周期変更部５３が、検出周期をＴ１からＴ２へ変更する。本例において、検出周期Ｔ２は、検出周期Ｔ１の半分である。換言すると、検出周波数が２倍に変更される。

その結果、時点ｔ９から時点ｔ１０の間に受光信号Ｓ０に生じた２回の信号レベル変化が、検出信号Ｓ１に反映されていることが判る。図４に示された例と比較すると、時点ｔ９から時点ｔ１１までの期間において、ノブ３の回転量と回転速度の検出精度が向上していることが判る。

すなわち、ノブ３が高速回転されている場合においても、ノブ３の操作と回転操作装置１により遂行される動作との間に生じる差異に起因する違和感の発生を抑制できる。したがって、ノブ３の回転速度に依らず快適な操作感をユーザに与えることができる。

検出周期Ｔ２の値は、ノブ３の高速回転により検出周期Ｔ１内に生じうる受光信号Ｓ０の信号レベル変化の回数に応じて適宜に定められうる。予想される信号レベル変化の回数が多いほど、検出周期Ｔ２は短く設定されうる。

図３の（Ｂ）は、回転操作装置１の状態遷移例を示している。検出部５１から出力される検出信号Ｓ１の信号レベルが変化しない時間が所定値以上である場合、制御部５は、回転操作装置１を停止状態に遷移させる。停止状態とは、ノブ３が停止または停止に準ずる状態を意味する。例えば、当該時間は、検出周期Ｔ１の４倍に相当する期間とされる。検出信号Ｓ１の信号レベルに変化がない限り、停止状態が維持される。

検出部５１により検出信号Ｓ１に信号レベルの変化が検出されると、制御部５は、回転操作装置１を回転状態に遷移させる。回転状態とは、ノブ３が上記の速度閾値以下で回転している状態を意味する。検出周期Ｔ１の場合における検出信号Ｓ１のパルス幅に基づいて速度推定部５２により推定されるノブ３の回転速度が速度閾値以下である限り、回転状態が維持される。

速度推定部５２により推定されたノブ３の回転速度が速度閾値を上回ると、制御部５は、回転操作装置１を高速回転状態に遷移させる。高速回転状態においては、信号出力部４より出力される受光信号Ｓ０の信号レベルは、検出周期Ｔ１よりも短い検出周期Ｔ２ごとに検出される。後述する解除条件が満足されるまで、高速回転状態が維持される。

速度推定部５２により推定されたノブ３の回転速度が低下したと判断されると、制御部５は、回転操作装置１を回転状態に遷移させる。すなわち、周期変更部５３は、検出部５１が受光信号Ｓ０の信号レベルを検出する周期を、検出周期Ｔ１に戻す。本実施形態においては、検出周期Ｔ２の場合における検出信号Ｓ１の信号レベルが変化しない時間が所定値以上である場合、回転状態への遷移がなされる。例えば、当該時間は、検出周期Ｔ２の４倍に相当する期間とされる。当該時間は、第二時間閾値の一例である。

図２に示される例においては、時点ｔ１２から時点１４までの期間に得られた検出信号Ｓ１のパルス幅Ｗ５が検出周期Ｔ２の４倍に対応している。したがって、周期変更部５３は、検出周期をＴ２からＴ１へ変更する。

このように検出周期を短くする動作状態の解除条件を設定することにより、消費電力が増大する動作期間を必要最小限にすることができる。

本例においては、高速回転状態への遷移条件となる検出信号Ｓ１のパルス幅よりも、高速回転状態の解除条件となる検出信号Ｓ１のパルス幅の方が長い。すなわち、高速回転状態への遷移条件となるノブ３の回転速度閾値よりも、高速回転状態の解除条件となるノブ３の回転速度閾値の方が遅い。緊急度がより低い状況において状態遷移の条件を緩和することにより、検出周期の頻繁な切り替えを抑制できる。これにより、制御部５の処理負荷を抑制できる。

本実施形態においては、検出周期をＴ２からＴ１に変更する基準となる時間閾値が、検出周期Ｔ２の整数倍である。

このような構成によれば、制御部５の処理が簡略化され、処理負荷を抑制できる。

前述のように、検出周期Ｔ１の４倍に対応する期間、検出信号Ｓ１の信号レベルに変化がなければ、制御部５は、回転操作装置１を停止状態に遷移させる。図２に示される例においては、時点ｔ１９から時点２３までの期間が検出周期Ｔ１の４倍に対応している。この間検出信号Ｓ１の信号レベルに変化がないため、停止状態への遷移がなされる。

なお、図３の（Ｂ）に破線で示されるように、高速回転状態から停止状態へ直接に遷移がなされてもよい。例えば、高速回転状態において検出周期Ｔ２の場合における検出信号Ｓ１の信号レベルが変化しない時間が、検出周期Ｔ１の４倍（すなわち検出周期Ｔ２の８倍）以上である場合、停止状態への遷移がなされうる。

次に、図１の（Ｂ）、図５、および図６を参照しつつ、第二実施形態について説明する。本実施形態においては、図１の（Ｂ）に破線で示されるように、信号出力部４は、ノブ３の回転方向に沿って配列された二組の発光素子と受光素子を備えている。具体的には、発光素子４１Ａ、受光素子４２Ａ、発光素子４１Ｂ、および受光素子４２Ｂを備えている。発光素子４１Ａと受光素子４２Ａは、ノブ３が時計回り方向に回転される場合の上流側に配置される。発光素子４１Ｂと受光素子４２Ｂは、ノブ３が反時計回り方向に回転される場合の上流側に配置される。

図５は、このような構成により得られる受光信号の例を示している。発光素子４１Ａと受光素子４２Ａにより得られる受光信号Ｓ０Ａと、発光素子４１Ｂと受光素子４２Ｂにより得られる受光信号Ｓ０Ｂが示されている。受光信号Ｓ０Ａは、第一パルス信号の一例である。受光信号Ｓ０Ｂは、第二パルス信号の一例である。発光素子４１Ａと受光素子４２Ａは、第一信号出力部の一例である。発光素子４１Ｂと受光素子４２Ｂは、第二信号出力部の一例である。

図３の（Ａ）に示されるように、制御部５の検出部５１は、受光素子４２Ａから出力される受光信号Ｓ０Ａを検出周期Ｔ１で検出し、検出信号Ｓ１Ａを出力する。他方、検出部５１は、受光素子４２Ｂから出力される受光信号Ｓ０Ｂを検出周期Ｔ１で検出し、検出信号Ｓ１Ｂを出力する。図５における符号ｔ１〜ｔ２４は、検出部５１による検出がなされる時点を示している。検出信号Ｓ１Ａは、第一検出信号の一例である。検出信号Ｓ１Ｂは、第二検出信号の一例である。

この構成によれば、前述したノブ３の回転量と回転速度に加え、ノブ３の回転方向を検出できる。

具体的には、ノブ３が時計回り方向に回転されると、遮光壁３３とスリット３４が通過することによる信号レベル変化は、受光信号Ｓ０Ａにおいて先に生じ、続いて受光信号Ｓ０Ｂにおいて生じる。この順序は、検出信号Ｓ１Ａと検出信号Ｓ１Ｂに反映される。したがって、検出信号Ｓ１Ａの信号レベル変化に続いて検出信号Ｓ１Ｂの信号レベル変化が生じた事実をもって、ノブ３が時計回りに回転していることが検出されうる。時計回り方向は、第一方向の一例である。

ノブ３が反時計回り方向に回転されると、遮光壁３３とスリット３４が通過することによる信号レベル変化は、受光信号Ｓ０Ｂにおいて先に生じ、続いて受光信号Ｓ０Ａにおいて生じる。この順序は、検出信号Ｓ１Ａと検出信号Ｓ１Ｂに反映される。したがって、検出信号Ｓ１Ｂの信号レベル変化に続いて検出信号Ｓ１Ａの信号レベル変化が生じた事実をもって、ノブ３が反時計回りに回転していることが検出されうる。反時計回り方向は、第二方向の一例である。

なお、異なるタイミングで信号レベルが変化する受光信号Ｓ０Ａと受光信号Ｓ０Ｂは、必ずしもノブ３の回転方向を検出するために使用されることを要しない。この構成は、ノブ３の回転方向を問わない（あるいはノブ３が一方向のみに回転する）第一実施形態にも適用可能である。

この場合、受光信号Ｓ０Ａと受光信号Ｓ０Ｂのいずれかを利用して前述した制御部５による処理が行なわれる。何らかの理由により受光信号Ｓ０Ａと受光信号Ｓ０Ｂのいずれか一方が使用できなくなっても制御部５による処理が遂行可能であり、回転操作装置１のシステムとしての頑健性が向上する。

受光信号Ｓ０Ａの信号レベルと受光信号Ｓ０Ｂの信号レベルは、検出部５１による検出周期Ｔ１とは無関係に変化する。そのため、受光信号Ｓ０Ａの信号レベル変化のタイミングと受光信号Ｓ０Ｂの信号レベル変化のタイミングは異なっているにもかかわらず、検出信号Ｓ１Ａの信号レベル変化のタイミングと検出信号Ｓ１Ｂの信号レベル変化のタイミングが一致してしまう場合がありうる。

図５に示される例においては、時点ｔ８において検出信号Ｓ１Ａの信号レベル変化のタイミングと検出信号Ｓ１Ｂの信号レベル変化のタイミングが一致している。このように検出信号Ｓ１Ａの信号レベルと検出信号Ｓ１Ｂの信号レベルが同時に変化すると、上述したノブ３の回転方向が正確に認識されない場合がありうる。

このような事態は、ノブ３の回転速度が速い場合に生じやすくなる。図５に示される例においては、一検出周期Ｔ１に対応する時点ｔ９と時点ｔ１０の間に、受光信号Ｓ０Ａの信号レベルが２回変化している。同様に、時点ｔ１０と時点ｔ１１の間に、受光信号Ｓ０Ｂの信号レベルが２回変化している。このような場合、上記の問題に加え、受光信号Ｓ０Ａのパルス幅の経時変化と受光信号Ｓ０Ｂのパルス幅の経時変化が、対応する検出信号のパルス幅の経時変化に反映されない事態が生じうる。

図６は、第二比較例としてそのような検出信号Ｓ１Ａ’の波形と検出信号Ｓ１Ｂ’の波形を示している。時点ｔ８に加え、時点ｔ９と時点ｔ１２においても検出信号Ｓ１Ａ’の信号レベル変化と検出信号Ｓ１Ｂ’の信号レベル変化が同時に生じていることが判る。

他方、時点ｔ８から時点ｔ１０までの期間に受光信号Ｓ０Ａのパルス幅が狭くなっているので、ノブ３の回転速度が上がっていることが判る。しかしながら、この期間に得られた検出信号Ｓ１Ａ’においては、後で得られたパルス幅の方が広い。この事実は、受光信号Ｓ０Ｂと検出信号Ｓ１Ｂについても同様である。したがって、ノブ３の回転速度が下がっていると認識されてしまうだけでなく、ノブ３の回転量が正確に検出されない。回転量の根拠となる信号レベル変化の回数が正確に検出されていないからである。

本実施形態においては、制御部５の周期変更部５３は、検出信号Ｓ１Ａの信号レベルが変化したタイミングと、検出信号Ｓ１Ｂの信号レベルが変化したタイミングが同時である場合、ノブ３が高速回転していると判断する。そして周期変更部５３は、検出部５１が受光信号Ｓ０Ａの信号レベルと受光信号Ｓ０Ｂの信号レベルを検出する周期を、当初の検出周期Ｔ１よりも短い検出周期Ｔ２に変更する。本例においては、時点ｔ８において、検出周期Ｔ２が検出周期Ｔ１の４分の１に変更される。換言すると、検出周波数が４倍に変更される。

その結果、時点ｔ９から時点ｔ１０の間に受光信号Ｓ０Ａに生じた２回の信号レベル変化が、検出信号Ｓ１Ａに反映されていることが判る。同様に、時点ｔ１０から時点ｔ１１の間に受光信号Ｓ０Ｂに生じた２回の信号レベル変化が、検出信号Ｓ１Ｂに反映されていることが判る。さらに、検出信号Ｓ１Ａの信号レベルが変化するタイミングと検出信号Ｓ１Ｂの信号レベルが変化するタイミングが一致しなくなっている。図６に示された例と比較すると、ノブ３の回転量と回転速度の検出精度が向上しているだけでなく、ノブ３の回転方向の検出精度も向上していることが判る。

すなわち、ノブ３が高速回転されている場合においても、ノブ３の回転方向の検出精度の低下を抑制できる。これにより、回転方向に係るノブ３の操作と回転操作装置１により遂行される動作との間に生じる差異に起因する違和感の発生を抑制できる。したがって、ノブ３の回転方向に依らず快適な操作感をユーザに与えることができる。

検出周期Ｔ２の値は、識別すべき受光信号Ｓ０Ａの信号レベル変化のタイミングと受光信号Ｓ０Ｂの信号レベル変化のタイミングの時間差（位相差）に応じて適宜に定められうる。識別すべき時間差が短いほど、検出周期Ｔ２は短く設定されうる。

図３の（Ｂ）を参照しつつ、本実施形態に係る回転操作装置１の状態遷移例を説明する。検出部５１から出力される検出信号Ｓ１Ａまたは検出信号Ｓ１Ｂの信号レベルが変化しない時間が所定値以上である場合、制御部５は、回転操作装置１を停止状態に遷移させる。停止状態とは、ノブ３が停止または停止に準ずる状態を意味する。例えば、当該時間は、検出周期Ｔ１の４倍に相当する期間とされる。検出信号Ｓ１Ａまたは検出信号Ｓ１Ｂの信号レベルに変化がない限り、停止状態が維持される。

検出部５１により検出信号Ｓ１Ａまたは検出信号Ｓ１Ｂに信号レベルの変化が検出されると、制御部５は、回転操作装置１を回転状態に遷移させる。回転状態とは、ノブ３が上記の速度閾値以下で回転している状態を意味する。速度推定部５２により推定されるノブ３の回転速度が速度閾値以下である限り、回転状態が維持される。当該推定は、検出信号Ｓ１Ａの信号レベル変化のタイミングと検出信号Ｓ１Ｂの信号レベル変化のタイミングが異なっている事実に基づいてなされる。

速度推定部５２により推定されたノブ３の回転速度が速度閾値を上回ると、制御部５は、回転操作装置１を高速回転状態に遷移させる。当該推定は、検出信号Ｓ１Ａの信号レベル変化のタイミングと検出信号Ｓ１Ｂの信号レベル変化のタイミングが一致した事実に基づいてなされる。高速回転状態においては、信号出力部４より出力される受光信号Ｓ０Ａの信号レベルと受光信号Ｓ０Ｂの信号レベルは、検出周期Ｔ１よりも短い検出周期Ｔ２ごとに検出される。後述する解除条件が満足されるまで、高速回転状態が維持される。

速度推定部５２により推定されたノブ３の回転速度が低下したと判断されると、制御部５は、回転操作装置１を回転状態に遷移させる。すなわち、周期変更部５３は、検出部５１が受光信号Ｓ０の信号レベルを検出する周期を、検出周期Ｔ１に戻す。本実施形態においては、検出周期Ｔ２の場合における検出信号Ｓ１Ａまたは検出信号Ｓ１Ｂの信号レベルが変化しない時間が所定値以上である場合、回転状態への遷移がなされる。例えば、当該時間は、検出周期Ｔ２の８倍に相当する期間とされる。当該時間は、第二時間閾値の一例である。

図５に示される例においては、時点ｔ１２の直前から時点ｔ１４の直前までの期間に得られた検出信号Ｓ１Ａのパルス幅が検出周期Ｔ２の８倍に対応している。したがって、周期変更部５３は、検出周期をＴ２からＴ１へ変更する。

このように検出周期を短くする動作状態の解除条件を設定することにより、消費電力が増大する動作期間を必要最小限にすることができる。

本実施形態においては、検出周期をＴ２からＴ１に変更する基準となる時間閾値が、検出周期Ｔ２の整数倍である。

このような構成によれば、制御部５の処理が簡略化され、処理負荷を抑制できる。

前述のように、検出周期Ｔ１の４倍に対応する期間、検出信号Ｓ１Ａまたは検出信号Ｓ１Ｂの信号レベルに変化がなければ、制御部５は、回転操作装置１を停止状態に遷移させる。図５に示される例においては、時点ｔ１９から時点２３までの期間が検出周期Ｔ１の４倍に対応している。この間検出信号Ｓ１Ａの信号レベルに変化がないため、停止状態への遷移がなされる。

なお、図３の（Ｂ）に破線で示されるように、高速回転状態から停止状態へ直接に遷移がなされてもよい。例えば、高速回転状態において検出周期Ｔ２の場合における検出信号Ｓ１Ａまたは検出信号Ｓ１Ｂの信号レベルが変化しない時間が、検出周期Ｔ１の４倍（すなわち検出周期Ｔ２の１６倍）以上である場合、停止状態への遷移がなされうる。

本実施形態においては、検出信号Ｓ１Ａの信号レベルが変化したタイミングと検出信号Ｓ１Ｂの信号レベルが変化したタイミングが一致した場合に、高速回転状態への遷移を行なっている。しかしながら、検出信号Ｓ１Ａの信号レベルが変化したタイミングと検出信号Ｓ１Ｂの信号レベルが変化したタイミングの間隔が所定の時間閾値以下である場合に、ある程度の高速でノブ３が回転されていると判断し、高速回転状態への遷移がなされてもよい。当該時間閾値は、第一時間閾値の一例である。そのような時間閾値の例としては、当初の検出周期Ｔ１に対応する時間が挙げられる。

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。

上述した検出部５１、速度推定部５２、および周期変更部５３の各機能の少なくとも一部は、図１の（Ａ）に示されるプロセッサ６およびメモリ７とは異なる少なくとも一つのハードウェア資源（例えば、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの集積回路）によって実現されてもよい。

上述した検出部５１、速度推定部５２、および周期変更部５３の各機能の少なくとも一部は、図１の（Ａ）に示されるプロセッサ６およびメモリ７とは異なるプロセッサとメモリによって実行されるソフトウェアの一機能として実現されてもよい。回転操作装置１が車両に搭載されるオーディオ機器の操作装置の一部を構成する前述の例においては、検出部５１、速度推定部５２、および周期変更部５３の各機能の少なくとも一部は、当該オーディオ機器が備えているプロセッサとメモリ、あるいは当該車両に搭載された電子制御ユニット（ＥＣＵ）が備えているプロセッサとメモリによって実現されてもよい。

上記の実施形態においては、ノブ３の回転は光学的に検出されている。しかしながら、ノブ３の回転に伴ってパルス状の信号が出力されるのであれば、ノブ３の回転は、機械的あるいは磁気的に検出されてもよい。

１：回転操作装置、３：ノブ、４：信号出力部、５：制御部、５１：検出部、５２：速度推定部、５３：周期変更部、Ｓ０、Ｓ０Ａ、Ｓ０Ｂ：受光信号、Ｓ１、Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂ：検出信号、Ｔ１、Ｔ２：検出周期

Claims (5)

1. 回転可能であるノブと、
   前記ノブの回転に応じて信号レベルが変化するパルス信号を出力する信号出力部と、
   前記パルス信号の信号レベルを周期的に検出する検出部と、
   前記検出部に検出された前記信号レベルに基づいて前記ノブの回転速度を推定する速度推定部と、
   前記速度推定部に推定された前記回転速度が速度閾値を上回る場合、前記検出部が前記パルス信号の信号レベルを検出する周期を、第一周期から第二周期へ短くする周期変更部と、
   を備えている、
   回転操作装置。
2. 前記信号出力部は、
   第一パルス信号を前記パルス信号として出力する第一信号出力部と、
   前記第一パルス信号と異なるタイミングで信号レベルが変化する第二パルス信号を前記パルス信号として出力する第二信号出力部と、
   を含んでおり、
   前記検出部は、周期的に検出された前記第一パルス信号の信号レベルに対応する第一検出信号、および周期的に検出された前記第二パルス信号の信号レベルに対応する第二検出信号を出力する、
   請求項１に記載の回転操作装置。
3. 前記第一信号出力部と前記第二信号出力部は、
   前記ノブが第一方向に回転している場合、前記第一パルス信号の信号レベルが変化した後に前記第二パルス信号の信号レベルが変化し、
   前記ノブが前記第一方向と反対の第二方向に回転している場合、前記第一パルス信号の信号レベルが変化する前に前記第一パルス信号の信号レベルが変化するように構成されており、
   前記周期変更部は、前記第一検出信号の信号レベルが変化したタイミングと前記第二検出信号の信号レベルが変化したタイミングの間隔が第一時間閾値以下である場合、前記回転速度が前記速度閾値を上回ると判断する、
   請求項２に記載の回転操作装置。
4. 前記周期変更部は、前記検出部が前記パルス信号の信号レベルを検出する周期が前記第二周期であり、かつ検出された信号レベルが変化しない時間が第二時間閾値以上である場合、当該周期を前記第一周期へ変更する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の回転操作装置。
5. 前記第二時間閾値は、前記第二周期の整数倍の値である、
   請求項４に記載の回転操作装置。

Images