JP2019160559A

JP2019160559A - 入力装置及び電子機器

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Publication number: JP2019160559A
Application number: JP2018045723A
Authority: JP
Inventors: 出良　修一; Shuichi Idera; 修一出良
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2018-03-13
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2038-03-13
Also published as: JP7057170B2

Abstract

【課題】小型化することができる入力装置を提供する。【解決手段】デジタルカメラ１０の入力装置１４は、回転によってクリック感を発生させるクリック機構と、回転操作を受け付ける操作ダイヤル１５と、操作ダイヤル１５に設けられた磁石２８と、操作ダイヤル１５に対向するように配置されたホール素子２７と、を備え、操作ダイヤル１５の回転に伴って磁石２８がホール素子２７の前を通過する際の磁束変化に基づいて操作ダイヤル１５の回転が検出され、クリック機構を構成する回転軸部３０と操作ダイヤル１５の回転軸が一致し、回転軸の垂直方向から見たとき、操作ダイヤル１５とクリック機構を構成する板バネ１８が重なるように配置される。【選択図】図５

Description

本発明は、回転操作を受け付け、且つ回転操作に伴うクリック感を発生させる入力装置及び該入力装置を備える電子機器に関する。

回転操作や揺動操作を受け付ける操作ダイヤルを有する入力装置が配置されたデジタルカメラ等の電子機器が知られている。このような電子機器では、操作ダイヤルの回転角に応じて実行される機能が変更されるため、所定の回転角毎にクリック感を発生させるクリック機構を設け、クリック感によって操作ダイヤルを回転操作するユーザへ機能が変更されたことを知らせる。また、どの機能が選択されたかを判定するために操作ダイヤルの回転を検出する必要があるが、これに対応して、例えば、接点ブラシと電極パターンを有する回転検知機構を備える回転パルススイッチが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１のスイッチでは、操作ダイヤルが回転操作される際、操作ダイヤルに固定された接点ブラシが円環状の電極パターンに沿って摺動することによって発生するパルス信号に基づき、操作ダイヤルの回転が検出される。また、特許文献１のスイッチでは、操作ダイヤルが揺動可能に構成され、操作ダイヤルが揺動する際、操作ダイヤルに設けられた押し子によってスイッチが押され、信号が出力される。

ところで、特許文献１のスイッチでは、接点ブラシと電極パターンを接触させる必要があるため、電極パターンを防水膜等で覆うことができず、防滴性能を高めることが困難であった。そこで、接点ブラシと電極パターンを接触させることなく、操作ダイヤルの回転を検出することができる回転ダイヤル装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。））。特許文献２のダイヤル装置では、ダイヤルの回転に連動して回転する磁石と、磁石の回転軌跡の一部に対向するホール素子とを設け、ダイヤルの回転に伴って磁石がホール素子の前を通過する際の磁束の変化に基づいてダイヤルの回転が検出される。特許文献２のダイヤル装置では、磁石とホール素子が接触しないために、磁石とホール素子の間に防水壁を設けることができ、これにより、ホール素子等の防滴性能を高めることができる。

特開第５２８１５８９号公報特開２０１６−４６０２４号公報

しかしながら、特許文献２のダイヤル装置では、磁石が固定される回転体がクリック機構を避けるようにダイヤル内に配置され、ダイヤルとギアで連動して互いに異なる回転軸周りで回転する。すなわち、ダイヤルと回転体が同軸上に配置されないため、回転体を収容するダイヤルが径方向に肥大化し、結果としてダイヤル装置を小型化するのが困難であるという問題がある。

本発明の目的は、小型化することができる入力装置及び電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の入力装置は、回転によってクリック感を発生させるクリック機構と、回転操作を受け付ける操作ダイヤルと、前記操作ダイヤルに設けられた磁石と、前記操作ダイヤルに対向するように配置された磁気センサと、を備え、前記操作ダイヤルの回転に伴って前記磁石が前記磁気センサの前を通過する際の磁束変化に基づいて前記操作ダイヤルの回転が検出され、前記クリック機構の回転軸と前記操作ダイヤルの回転軸が一致し、前記回転軸の垂直方向から見たとき、前記操作ダイヤルと前記クリック機構の少なくとも一部が重なるように配置されることを特徴とする。

本発明によれば、入力装置及び該入力装置を備える電子機器を小型化することができる。

本発明の実施の形態に係る入力装置を備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を概略的に示す背面斜視図である。図１における入力装置の拡大斜視図である。図１における入力装置の分解斜視図である。図２における操作ダイヤルの構成を詳細に説明するための図である。操作ダイヤルがホルダに保持された際の板バネと回転体の位置関係を示す背面図である。図３におけるスイッチシートとプリント配線板を重ねた状態を示す斜視図である。図３におけるスイッチシートとプリント配線板を重ねた状態を示す平面図である。入力装置における各構成要素の積層構造を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の実施の形態に記載される構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は実施の形態に記載される構成によって限定されることはない。

図１は、本発明の実施の形態に係る入力装置を備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を概略的に示す背面斜視図である。デジタルカメラ１０は、正面側に設けられたレンズ鏡筒１１と、背面側に設けられた表示ユニット１２とを備える。表示ユニット１２は、ＬＣＤ等からなり、例えば、レンズ鏡筒１１の撮影光学系を通過して不図示の撮像素子に結像した被写体像を表示する。デジタルカメラ１０の背面は背面カバー１３で覆われ、デジタルカメラ１０を背面側から眺めたとき、表示ユニット１２は背面カバー１３の大部分を覆うように配置される。また、背面カバー１３の表示ユニット１２に覆われていない部分、本実施の形態では、表示ユニット１２の右側に入力装置１４が設けられる（図中二点鎖線で囲う部分参照）。入力装置１４は、操作ダイヤル１５と複数のボタン１６とを有する。操作ダイヤル１５は回転操作を受け付け、例えば、マニュアルフォーカスやホワイトバランス等の連続的な入力操作が回転操作に割り当てられる。また、操作ダイヤル１５は揺動可能に構成され、揺動操作や複数方向の揺動操作及び回転操作の複合操作を受け付ける。入力装置１４では、例えば、フラッシュ発光のオン／オフ／オートの切替操作が揺動操作に割り当てられる。

図２は、図１における入力装置の拡大斜視図であり、図３は、図１における入力装置の分解斜視図である。入力装置１４は、操作ダイヤル１５、ホルダ１７、板バネ１８、摺動シート１９（環状樹脂部材）、表示板２０、センターキー２１、弾性シート２２（弾性膜）、スイッチシート２３、プリント配線板２４（基板）、両面テープ２５及び基台２６を有する。略円筒状の操作ダイヤル１５は後述する回転軸部３０がホルダ１７の保持穴１７ａへ挿入されることによって図中Ｚ軸を中心に回転可能に保持される。また、操作ダイヤル１５は摺動シート１９を介して弾性シート２２へ取り付けられ、弾性シート２２の弾性によって揺動する。ユーザが操作ダイヤル１５の一部を押下すると、操作ダイヤル１５の押下された部分が弾性シート２２へ埋没するように揺動する。ホルダ１７は、図中下方から突出するピン１７ｂが基台２６へ設けられたピン穴（図示しない）へ挿入され、基台２６の裏面から突出したピン１７ｂがカシメ溶着されることにより、基台２６へ取り付けられる。ホルダ１７が基台２６へ取り付けられる際、間には弾性シート２２、スイッチシート２３及びプリント配線板２４が挟み込まれる。また、プリント配線板２４は両面テープ２５によって基台２６へ貼り付けられる。

ホルダ１７は略円環状を呈し、ホルダ１７の保持穴１７ａには略Ｃ字状の板バネ１８がホルダ１７と同心状に配置される。板バネ１８の詳細形状については後述する。操作ダイヤル１５の中央部には表示板２０が嵌め込まれ、表示板２０におけるユーザから目視可能な面には、操作ダイヤル１５の各方向の押下操作、例えば、上方向、下方向、右方向や左方向の揺動操作に対応した機能を示す各種アイコンが印刷される。表示板２０は、図中下方から突出するピン２０ａが基台２６へ設けられたピン穴（図示しない）へ挿入され、基台２６の裏面から突出したピン２０ａがカシメ溶着されることにより、基台２６へ回転が規制されるように取り付けられる。また、表示板２０の中央部にはセンターキー２１が埋設される。操作ダイヤル１５へ上下左右の各方向の押下操作がなされた際、表示板２０はその一部が弾性変形することによって操作ダイヤル１５に追従して揺動する。一方、センターキー２１は、操作ダイヤル１５への回転操作や揺動操作にも連動せず、Ｚ軸方向に関する押下操作のみを受け付けるように表示板２０に保持される。操作ダイヤル１５及びスイッチシート２３の間には弾性シート２２が配置される。弾性シート２２は、ゴム等の密閉性を有する材料によって構成され、スイッチシート２３やプリント配線板２４をデジタルカメラ１０の外部環境から封止する。操作ダイヤル１５へ上下左右の各方向の押下操作がなされた際、これらの操作に応じて弾性シート２２の対応箇所も変形し、当該対応箇所がスイッチシート２３へ向けて突出する。摺動シート１９は環状の樹脂部材からなり、位置決め穴１９ａを有し、当該位置決め穴１９ａへ弾性シート２２の突起２２ａが嵌合することにより、弾性シート２２に対して位置決めされ、且つ保持される。なお、摺動シート１９は弾性シート２２と一体的に形成されていてもよい。プリント配線板２４には磁気センサとして一対のホール素子２７がスイッチシート２３側の面、すなわち、後述の各メタルドームスイッチ２３ａが配置される側の面に実装される。また、弾性シート２２とプリント配線板２４の間には、複数のメタルドームスイッチ２３ａを一体的に保持するスイッチシート２３が配置される。各メタルドームスイッチ２３ａは各ボタン１６や操作ダイヤル１５の各押下位置に対応して配置され、弾性シート２２を介して伝達される押下操作に応じてオンオフが切り替えられる。また、スイッチシート２３にはプリント配線板２４の各ホール素子２７に対応する位置に各ホール素子穴２３ｂが形成される。プリント配線板２４へスイッチシート２３を重ねた際、各ホール素子２７はホール素子穴２３ｂへ遊合し、弾性シート２２と対峙する。

図４は、図２における操作ダイヤルの構成を詳細に説明するための図であり、図４（Ａ）は操作ダイヤルを裏面側から眺めたときの斜視図であり、図４（Ｂ）は操作ダイヤルの背面図である。図に示すように、操作ダイヤル１５は円環状の磁石２８を円環状の溝２９へ収容することにより、同心状に保持する。磁石２８は周方向に沿って各磁極（Ｎ極、Ｓ極）が交互に等間隔で現れるように着磁される。これにより、磁石２８は操作ダイヤル１５と一体的に回転するとともに、操作ダイヤル１５に対向する一点から眺めたとき、対向する磁極が操作ダイヤル１５の回転に伴って入れ替わる。また、操作ダイヤル１５は裏面側へ突出する円筒状の回転軸部３０（回転体）を有する。回転軸部３０の中心軸と操作ダイヤル１５の回転軸は一致し、回転軸部３０はホルダ１７の保持穴１７ａへ挿入される。このとき、回転軸部３０は保持穴１７ａと遊嵌するため、動きに自由度が有り、その結果、操作ダイヤル１５はホルダ１７に対して回転可能且つ揺動可能に保持される。また、回転軸部３０はその外周に沿って等間隔に配置される複数の凸部３０ａを有する。

入力装置１４では、操作ダイヤル１５に保持された磁石２８がプリント配線板２４の各ホール素子２７に対向するように、操作ダイヤル１５がホルダ１７に保持される。したがって、操作ダイヤル１５の回転に伴って磁石２８が回転する際、各ホール素子２７の前を通過する磁極が入れ替わり、各ホール素子２７が検知する磁束が変化する。この磁束変化を各ホール素子２７が出力信号に変換することにより、操作ダイヤル１５の回転を検出することができる。なお、プリント配線板２４に実装された一対のホール素子２７は、出力信号の波形が半位相ずれる角度で配置されているため、各ホール素子２７の出力信号の波形を比較することにより、操作ダイヤル１５の回転方向も検出することできる。

図５は、操作ダイヤルがホルダに保持された際の板バネと回転軸部の位置関係を示す背面図である。回転軸部３０がホルダ１７の保持穴１７ａに遊嵌する際、板バネ１８は回転軸部３０を挟み込むように保持穴１７ａへ配置される。板バネ１８の両端には回転軸部３０の回転軸へ向けて突出する半円状の係合部１８ａが形成される。また、板バネ１８の両端は回転軸部３０の回転軸へ向けて付勢されるため、板バネ１８の各係合部１８ａは回転軸部３０の隣接する２つの凸部３０ａの間に係合される。これにより、回転軸部３０の自由な回転、引いては操作ダイヤル１５の自由な回転が抑制され、操作ダイヤル１５は安定状態が維持される。また、この安定状態において、磁石２８の着磁位置は、操作ダイヤル１５の回転操作を検出するために最適な位相となるよう、決定される。なお、保持穴１７ａは操作ダイヤル１５の溝２９よりも小さく形成されるため、裏面から眺めた場合、板バネ１８や回転軸部３０は磁石２８の内側に配置される。また、このとき、板バネ１８はその厚み方向が操作ダイヤル１５の径方向と一致するように配置される。

ユーザによって操作ダイヤル１５に回転操作が加えられた場合、回転軸部３０の回転に伴って板バネ１８の係合部１８ａが１つの凸部３０ａを乗り越えて隣接する２つの凸部３０ａの間に着地した際の衝撃により、クリック感が発生する。すなわち、機械的衝撃によってクリック感が発生するため、公知技術である磁石の磁力変化によって発生するクリック感よりも、入力装置１４では明りょうなクリック感を得ることができる。なお、本実施の形態では、回転軸部３０、回転軸部３０の各凸部３０ａ及び板バネ１８がクリック機構を構成する。

操作ダイヤル１５によれば、クリック機構の回転軸部３０の中心軸と操作ダイヤル１５の回転軸が一致するため、クリック機構と操作ダイヤル１５を無駄な空間を使用することなく配置することができる。また、磁石２８は円環状を呈し、板バネ１８や回転軸部３０は磁石２８の内側に配置される。したがって、入力装置１４を小型化することができる。さらに、操作ダイヤル１５では、板バネ１８はその厚み方向が操作ダイヤル１５の径方向と一致するように配置される。板バネ１８は厚みが薄いため、操作ダイヤル１５の径方向に関し、板バネ１８を配置するための空間を大きく確保する必要を無くすことができる。これにより、さらに、入力装置１４を小型化することができる。

図６は、図３におけるスイッチシートとプリント配線板を重ねた状態を示す斜視図であり、図７は、図３におけるスイッチシートとプリント配線板を重ねた状態を示す平面図である。なお、配置関係の理解を容易にするために、図７には板バネ１８、回転軸部３０やホルダ１７の保持穴１７ａも示される。また、図７において、スイッチシート２３における磁石２８が重なる領域（投影領域）３１を二重線で示す。

スイッチシート２３において各ホール素子穴２３ｂは隣接する２つのメタルドームスイッチ２３ａの間に形成される。また、各ホール素子２７と各メタルドームスイッチ２３ａは、投影領域３１に納まるように、具体的には、同一円周上、且つ磁石２８に対向するように配置される。これにより、操作ダイヤル１５の径方向に関し、各ホール素子２７や各メタルドームスイッチ２３ａを配置するための空間を大きく確保する必要を無くすことができるため、入力装置１４を小型化することができる。

さらに、同一円周上に配置される各メタルドームスイッチ２３ａや各ホール素子２７と平面視において重畳しない箇所へ板バネ１８を配置すれば、板バネ１８は、各メタルドームスイッチ２３ａの押下操作や各ホール素子２７による磁束変化検知を妨げない。したがって、図７においてハッチングにて示される、各メタルドームスイッチ２３ａと回転軸部３０の間の円環領域３２であれば、板バネ１８を自由に配置することができる。また、円環領域３２は所定の面積を有するため、円環領域３２に配置された板バネ１８において、係合部１８ａが凸部３０ａを乗り越えるためのストロークを容易に確保することができる。すなわち、各メタルドームスイッチ２３ａや各ホール素子２７を同一円周上に配置することにより、板バネ１８のストロークを容易に確保しながら、操作ダイヤル１５の径方向に関して小型化することができる。

図８は、入力装置における各構成要素の積層構造を説明するための図であり、図８（Ａ）は入力装置の平面図であり、図８（Ｂ）は線Ａ−Ａに沿う断面図である。図８（Ｂ）に示すように、弾性シート２２には、同一円周上に配置された４つのメタルドームスイッチ２３ａのそれぞれへ向けて突出する押し子３３が一体的に設けられる。ユーザが操作ダイヤル１５の一部を押下した際、対応する位置の押し子３３が磁石２８を介して押下され、対応するメタルドームスイッチ２３ａを押下する。一方、操作ダイヤル１５（磁石２８）と弾性シート２２（押し子３３）の間には樹脂製の摺動シート１９が介在し、操作ダイヤル１５の磁石２８が摺動シート１９と当接するため、摺動シート１９が操作ダイヤル１５を滑らせる。これにより、弾性シート２２との摩擦によって操作ダイヤル１５の回転操作が阻害されることがない。また、押し子３３によって操作ダイヤル１５の押下操作がそのままメタルドームスイッチ２３ａへ伝達されるため、操作ダイヤル１５の押下操作を伝達するための複雑な機構や個別の押下スイッチを設ける必要を無くすことができる。その結果、入力装置１４を小型化することができる。

さらに、図８（Ｂ）に示すように、回転軸（図中Ｚ軸）の垂直方向から眺めたとき、板バネ１８と操作ダイヤル１５に保持された磁石２８とのＺ軸方向に関する位置がほぼ一致する。すなわち、入力装置１４を側方から眺めたとき、操作ダイヤル１５とクリック機構を構成する板バネ１８とが重なるように配置される。これにより、入力装置１４のＺ軸方向に関する高さを低くすることができ、やはり、入力装置１４を小型化することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した各実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。具体的には、本発明の各構成要素の材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、上述した実施の形態では、プリント配線板２４において各ホール素子２７がスイッチシート２３側の面、すなわち、各メタルドームスイッチ２３ａが配置される側の面に実装された。しかしながら、プリント配線板２４を磁束透過可能な部材で構成することにより、プリント配線板２４において各ホール素子２７を各メタルドームスイッチ２３ａが配置される側の面と反対側の面に実装してもよい。

１０デジタルカメラ
１４入力装置
１５操作ダイヤル
１７ホルダ
１８板バネ
２２弾性シート
２３ａメタルドームスイッチ
２４プリント配線板
２７ホール素子
２８磁石
３０回転軸部
３０ａ凸部
３３押し子

Claims

回転によってクリック感を発生させるクリック機構と、
回転操作を受け付ける操作ダイヤルと、
前記操作ダイヤルに設けられた磁石と、
前記操作ダイヤルに対向するように配置された磁気センサと、を備え、
前記操作ダイヤルの回転に伴って前記磁石が前記磁気センサの前を通過する際の磁束変化に基づいて前記操作ダイヤルの回転が検出され、
前記クリック機構の回転軸と前記操作ダイヤルの回転軸が一致し、
前記回転軸の垂直方向から見たとき、前記操作ダイヤルと前記クリック機構の少なくとも一部が重なるように配置されることを特徴とする入力装置。
前記磁石は円環状を呈し、且つ前記操作ダイヤルの回転軸と同心に配置され、
前記クリック機構は前記磁石の内側に配置されることを特徴とする請求項１記載の入力装置。
前記操作ダイヤルを揺動可能に保持するホルダをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２記載の入力装置。
前記操作ダイヤルに対向するように配置され、前記操作ダイヤルが揺動する際に押下されるスイッチをさらに備え、
前記磁気センサと前記スイッチは同一円周上に配置されることを特徴とする請求項３記載の入力装置。
前記操作ダイヤルと前記スイッチの間に配置される弾性膜をさらに備え、
前記弾性膜は前記スイッチへ向けて突出する押し子を有し、
前記操作ダイヤルが揺動する際に前記押し子が前記スイッチを押下することを特徴とする請求項４記載の入力装置。
前記弾性膜は、前記磁石と当接する環状樹脂部材と一体的に形成されていることを特徴とする請求項５記載の入力装置。
前記磁気センサが配置される基板をさらに備え、
前記磁気センサは、前記基板において前記スイッチが配置される側の面に配置されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の入力装置。
前記磁気センサが配置される基板をさらに備え、
前記磁気センサは、前記基板において前記スイッチが配置される側の面と反対側の面に配置されることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の入力装置。
前記クリック機構は、前記回転軸を中心軸とする回転体と、該回転体の外周に沿って配置される複数の凸部と、前記回転体の外周へ向けて付勢される板バネとを有し、
前記板バネは厚み方向が前記回転体の径方向と一致するように配置されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の入力装置。
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の入力装置を備えることを特徴とする電子機器。