JP2020160906A - 操作部材及び電子装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】クリック感を発生させる操作部材の小型化と耐久性向上を図る。【解決手段】カメラ100のサブダイヤル50は、回転可能なダイヤル操作部501と、ダイヤル操作部501と一体的に回転可能で周方向に複数の磁極を有する多極磁石505と、第1の磁極部507aと第2の磁極部507bを有する回動可能な可動部材507を備える。第1の磁極部507aはその移動方向とのなす角が鈍角となる向きに磁界を生じる部分を有し、第2の磁極部507bはその移動方向とのなす角が鈍角となる向きに磁界を生じる部分を有する。多極磁石505の1つの磁極と第1の磁極部507aとの間に吸着力が働いている状態からその吸着力が弱まる方向へ多極磁石505が回転するようにダイヤル操作部501が操作されると、多極磁石505の別の1つの磁極と第2の磁極部507bとの間に吸着力が生じように可動部材507が動く。【選択図】図5
Description
本発明は、操作の際にクリック感を発生させる操作部材と、この操作部材を備える電子機器に関する。
撮像条件の設定や機能選択を行うための回転操作部材やスライド操作部材を備えるデジタルカメラが知られている。このような操作部材の中には、操作時にクリック感を付与するものが知られており、ユーザはクリック感に基づいて操作量を直感的に把握することができる。操作部材にクリック感を付与するための構成としては、弾性部材とカムを用いた構成が知られているが、この場合には、繰り返し使用されることで弾性部材及び/又はカムに摩耗が発生し、クリック感が低下してしまうという問題がある。
部材同士の摩耗を抑制して、クリック感の低下を防ぐ技術の一例として特許文献1には、回転操作部材と一体で回転し、固定磁石と円周方向に多極着磁されたリング形状の多極磁石との間の吸着力と反発力を用いてクリック感を付与する構成が記載されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載された従来技術では、固定磁石と多極磁石とが吸着状態から反発状態を乗り越えて再び吸着状態になる間にクリック感が発生する。そのため、1回のクリック感を発生させるには、多極磁石の1極分(一対のS極とN極)の回転が必要になる。つまり、操作部材を1回転させる間に発生させるクリック数の倍の分極数を有する多極磁石が必要となり、その結果、操作部材の小型化が容易ではない。
本発明は、クリック感を発生させる操作部材の小型化と耐久性の向上を可能とする技術を提供することを目的とする。
本発明に係る操作部材は、電子機器に設けられる操作部材であって、任意の方向に可動に配置された操作部と、前記操作部と一体的に移動可能に前記操作部に取り付けられ、前記任意の方向に複数の磁極を有する多極磁石と、第1の磁極部と第2の磁極部を有し、所定の方向に可動に配置された可動部材と、を備え、前記第1の磁極部は前記第1の磁極部の移動方向とのなす角が鈍角となる向きに磁界を生じる部分を有し、前記第2の磁極部は前記第2の磁極部の移動方向とのなす角が鈍角となる向きに磁界を生じる部分を有し、前記多極磁石の1つの磁極と前記第1の磁極部との間に吸着力が働いている状態から前記吸着力が弱まる方向へ前記多極磁石が移動するように前記操作部が操作されると、前記多極磁石の別の1つの磁極と前記第2の磁極部との間に吸着力が生じように前記可動部材が動くことを特徴とする。
本発明によれば、クリック感を発生させる操作部材について、小型化が可能になると共に、耐久性を向上させることができる。
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る電子機器として、デジタル一眼レフカメラを取り上げることとする。但し、本発明に係る電子機器は、デジタル一眼レフカメラをはじめとする撮像装置に限定されるものではない。
図1(a)は、デジタル一眼レフカメラ100(以下「カメラ100」と言う)を正面側から見た外観斜視図である。図1(b)は、カメラ100を背面側から見た外観斜視図である。カメラ100の前面には、撮影レンズ(不図示)の着脱を可能とするレンズマウント部60が設けられている。カメラ100は、撮像を開始するためのスイッチであるシャッタボタン70を有し、シャッタボタン70の押下によって、撮影レンズを通した光束が撮像素子(不図示)へ導かれ、被写体像が撮像される。
カメラ100の背面部には、カメラ100の起動と停止を行うための電源スイッチ10が設けられている。カメラ100は着脱可能なバッテリユニット(不図示)を備えており、電源スイッチ10がオンされると、バッテリユニットからカメラ100を構成する各種の電気部品に給電が開始され、各種の動作が可能となる。カメラ100の背面上部にはファインダ80が設けられており、ユーザはファインダ80を通じて被写体像を視認することができる。カメラ100の背面中央にはTFT液晶或いは有機EL等を用いた表示装置20が配置されており、表示装置20には、被写体像、撮影画像、各種の設定項目等が表示される。
カメラ100は、回転操作部材として、メインダイヤル30、モードダイヤル40及びサブダイヤル50を有する。これらの回転操作部材は、時計まわり(CW)と反時計まわり(CCW)にそれぞれ突き当たることなく回転可能であり、回転操作によりシャッタ速度やレンズの絞り値、撮影モード等の各種設定を変更することが可能となっている。
次に、これらの回転操作部材の中からサブダイヤル50を取り上げて、その構成について詳細に説明する。図2(a)は、サブダイヤル50の全体斜視図である。図2(b)は、サブダイヤル50の分解図である。図3(a)は、サブダイヤル50の上面図(平面図)である。図3(b)は、図3(a)に示す矢視A−Aでの断面図である。
サブダイヤル50は、ユーザが操作するダイヤル操作部501を有し、ダイヤル操作部501は回転軸50aを中心に回転可能である。回転軸50aは、リング形状を有するダイヤル操作部501の径方向中心を通り、径方向と直交する軸である。ダイヤル操作部501の上面には、ユーザによる指での操作を行いやすくするために、円周方向に凹凸が設けられている。サブダイヤル50の中央部にはセットボタン51が配置されており、セットボタン51が押下されると、ダイヤル操作部501の操作によって示された設定値への変更(決定)が行われる。ダイヤル操作部501は、ダイヤル保持部材502を挟んで裏面側から磁石保持部材503と締結されて、ダイヤル保持部材502に対して回転可能に保持される。
磁石保持部材503には、シールド部材508と多極磁石505が固定されている。よって、ダイヤル操作部501が回転操作されると、多極磁石505と磁石保持部材503はダイヤル操作部501と一体的に回転する。シールド部材508は、磁性体であり、磁石保持部材503と多極磁石505との間に配置される。シールド部材508は、多極磁石505からダイヤル操作部501側への磁束の漏れを防止すると共に、外部から流入する磁界ノイズを防磁する。これにより、サブダイヤル50の回転を検知する際の磁界ノイズの影響を抑えることができる。
多極磁石505の裏面側には検知基板506が配置されている。検知基板506において多極磁石505に対向する位置には、ホールIC506aが実装されている。多極磁石505の回転に伴う磁束の変化をホールIC506aで検知することにより、回転方向と多極磁石505の分極数に応じた回転ステップ量を検出することができる。なお、ホールIC506aと多極磁石505とは接触しておらず、ホールIC506aが磁束を検知することができる範囲で、これらの間には間隙が設けられている。
検知基板506には、弾性部材で成型されたセットボタン検知部506bが設けられており、セットボタン検知部506bはセットボタン51の下端に接触している。セットボタン51が押下されるとセットボタン検知部506bが弾性変形し、検知基板506上のパターン(不図示)が導通することで、セットボタン51の押下が検知される。
図4(a)は、多極磁石505の構造を示す平面図である。図4(b)は、サブダイヤル50が備える可動部材507の外観斜視図である。多極磁石505は、リング形状を有し、円周方向では複数に分極されてS極とN極とが交互に配置されている。S極及びN極はそれぞれ、回転軸50aの軸方向(多極磁石505のスラスト方向)に着磁されている。第1実施形態での多極磁石505は、円周方向に等間隔で20極に分割されているが、間隔や分極数(磁極の分割数)はこの限りではない。
可動部材507は、サブダイヤル50の回転操作時にクリック感を生じさせるための磁石であり、回動軸まわりに回動可能にダイヤル基部504に軸支されている。可動部材507は、第1の磁極部507aと第2の磁極部507bを有する。可動部材507は、多極磁石505に対して、多極磁石505の着磁面と第1の磁極部507a及び第2の磁極部507bが近接して対向するように配置される(図3(b)及び後述する図5参照)。なお、第1実施形態では、第1の磁極部507aと第2の磁極部507bのそれぞれにおいて多極磁石505と対向する面にN極を配置している。
次に、サブダイヤル50が回転操作された際にクリック感を発生させるメカニズムについて説明する。図5(a)〜(c)は、ダイヤル操作部501の回転操作時における多極磁石505に対する可動部材507の動きを説明する平面図(多極磁石505のスラスト方向(回転軸50aの軸方向)から見た図)である。なお、説明の便宜上、図5(a)〜(c)では、斜線ハッチングを施してN極を示し、ハッチング無しでS極を示している。
図5(a)は、ダイヤル操作部501(サブダイヤル50)が操作される前の待機状態を示している。図5(a)の状態では、多極磁石505の1つのS極と可動部材507の第1の磁極部507aのN極とがほぼ全体で対向しており、これらの間には吸着力が働いている。同時に、第2の磁極部507bのN極の近傍には多極磁石505のN極が位置しているため、これらの間には反発力が生じている。よって、多極磁石505と可動部材507の位置関係は、図5(a)の状態で安定し、多極磁石505と第1の磁極部507aとの間の吸着力が、サブダイヤル50を静止させた状態に保持する力として働いている。
このとき、安定した静止力を得るために、回転軸50aの軸方向から見たときの第1の磁極部507aと多極磁石505の重畳面積は、第2の磁極部507bと多極磁石505の重畳面積の7倍以上とすることが望ましい。なお、第2の磁極部507bと多極磁石505とは重畳していなくてもよい。
図5(a)の状態からダイヤル操作部501がCW方向へ回転操作されると、図5(b)の状態へ移行する。図5(b)は、図5(a)の状態から、多極磁石505の1つの磁極の半分(1つの分極分の半分)の幅だけCW方向に回転した状態を示している。
ダイヤル操作部501に作用する操作力により、多極磁石505の1つのS極と可動部材507の第1の磁極部507aのN極との吸着は引き離される。換言すれば、多極磁石505の1つのS極と第1の磁極部507aのN極との間に働く吸着力に抗してダイヤル操作部501を回転させる必要がある。こうして多極磁石505がCW方向へと回転することで、多極磁石505のN極が第1の磁極部507aのN極に近付くことで、多極磁石505と第1の磁極部507aとの間に反発力が生じ始める。一方、第2の磁極部507bのN極には多極磁石505の1つのS極が近付くため、多極磁石505と第2の磁極部507bの間には吸着力が生じ始める。
図5(b)の状態は不安定な状態であり、多極磁石505と可動部材507との間に生じている吸着力及び反発力は、多極磁石505と可動部材507を図5(c)の状態へ移行させる。図5(a)の状態から図5(c)の状態へ移行する過程において、第2の磁極部507bと多極磁石505との重畳面積は、第1の磁極部507aと多極磁石505との重畳面積を上回り、重畳面積の大小関係は図5(a)の状態から逆転する。
図5(b)の状態からダイヤル操作部501が更にCW方向に回転操作されると、図5(c)の状態へと移行する。図5(c)の状態は、図5(a)の状態から多極磁石505の1つの磁極分(1つの分極分)の回転が完了した状態を示している。多極磁石505の1つのS極と可動部材507の第2の磁極部507bのN極とが対向し、これらの間に吸着力が働いている。また、可動部材507の第1の磁極部507aのN極の近傍には多極磁石505の1つのN極が位置しており、これらの間には反発力が生じている。よって、図5(c)の状態では、ダイヤル操作部501の回転を止める力が働く。
図5(c)の状態では、図5(a)の状態と同様に、回転軸50aの軸方向から見たときの第2の磁極部507bと多極磁石505の重畳面積が、第1の磁極部507aと多極磁石505の重畳面積の7倍以上となることが望ましい。但し、第1の磁極部507aと多極磁石505は重畳していなくてもよい。
図5(a)の状態から1磁極分(18度)だけ回転させて図5(c)の状態へ移行する間に、ユーザは、最初はダイヤル操作部501に第1の磁極部507aと多極磁石505との吸着を引き離す力を与える必要がある。しかしその後は、ユーザがダイヤル操作部501を回転させる力を弱めても、ダイヤル操作部501には第2の磁極部507bが多極磁石505に吸着する力が働くために、ダイヤル操作部501は図5(c)の状態へ遷移することができる。こうして、ユーザは、ダイヤル操作部501を回転操作する際に1磁極分の回転ステップ毎にクリック感を得て、直感的な操作を行うことが可能となる。そして、多極磁石505は、操作部材を1回転させる間に発生させるクリック数と同じ分極数を有していればよいため、多極磁石の小型化が容易となる。
なお、ダイヤル操作部501が逆方向(CCW方向)に操作された場合は、図5(c)の状態から図5(b)の状態を経て図5(a)の状態へ移行する。その際、上述したCW方向への回転操作の場合と同様の仕組みでクリック感が発生する。
ところで、図5(a)に示す第1の磁極部507a及び第2の磁極部507bの幅Wが多極磁石505の1磁極分の幅より短い場合には、ダイヤル操作部501を操作し始めてからクリック感が生じるまでのラグが大きくなってしまう。そこで、幅Wは、多極磁石505の1磁極分の幅と略同一に設計されている。これにより、ユーザがダイヤル操作部501を操作した際に、遊びの少ないクリック感をユーザに提供することができる。
また、図5(a)の状態から図5(c)の状態へ移行するまでの間、常に、多極磁石505と可動部材507は、一定の間隙を維持して互いに接触することなく、吸着力と反発力によってクリック感を生じさせる。こうして、非接触でクリック感を生じさせることで、繰り返し回転操作が行われても摩耗は生じず、よって、高い耐久性を有するサブダイヤル50を実現することができる。更に、ダイヤル操作部501の回転操作中は、多極磁石505と可動部材507には、回転軸50aの軸方向から見たときに常に磁極面の少なくとも一部が重畳することで生じる吸着力と反発力が相互に作用している。これにより、ダイヤル操作部501の回転操作中に操作感が失われることはなく、クリック感を安定して発生させることができる。
続いて、可動部材507の回動軸部の配置について説明する。図6は、図5(b)中の矢視B−Bでの部分的な断面を簡略的に示す図である。可動部材507は、第1の磁極部507aと第2の磁極部507bの一方の略全体が多極磁石505に重畳した状態と、第1の磁極部507aの一部及び第2の磁極部507bの一部が多極磁石505の内周側に重畳した状態との間で回動する。可動部材507の回動軸部には、回動を行うための微小な嵌合ガタ、つまり、回動軸の外周面と可動部材507において回動軸が挿入されている穴部の内周面との間に間隙が設けられている。
そのため、図5(a)の状態から図5(b)の状態へ移行する際に図6に示すように、多極磁石505と可動部材507との間に生じる反発力により、可動部材507に傾きが生じる。この傾きは、可動部材507の回動軸を多極磁石505の内周よりも内側に配置することで、可動部材507におけるサブダイヤル50の中心側が外周側よりも低くなるように生じる。その結果、可動部材507には、図6に破線で示す矢印F方向へ移動させる力、つまり、可動部材507を回動軸まわりに回動させる力が作用することで、可動部材507を回動させることができる。
なお、第1実施形態では、可動部材507の回動軸を多極磁石505の内周よりも内側に配置したが、可動部材507の回動軸を多極磁石505の外周よりも外側に配置した構成とすることも可能である。但し、可動部材507を多極磁石505の外側に配置した構成では、可動部材507を多極磁石505の内側に配置した構成よりも、サブダイヤル全体が大型化しやすい。そのため、サブダイヤル50をより小型に構成する観点からは、可動部材507の回動軸を多極磁石505の内周よりも内側に配置することが望ましい。
また、第1実施形態では、スラスト方向に着磁された多極磁石505と可動部材507によりクリック感を生じさせる回転操作部材について説明した。しかし、着磁方向は限定されず、例えば、ラジアル方向に着磁された構成とすることも可能である。更に第1実施形態では、多極磁石505の回転軸50aと可動部材507の回動軸とを平行に配置した構成とした。しかし、これに限らず、例えば、多極磁石505の回転軸50aと可動部材507の回動軸とが直交する配置とすることも可能である。
<第2実施形態>
第1実施形態では回転操作部材について説明したが、第2実施形態では、直線的なスライド操作の際にクリック感が発生するスライド操作部材について説明する。図7は、スライド操作部材900の斜視図である。図8(a)は、スライド操作部材900を構成する磁石部品の1つである多極磁石903の構造を説明する図である。図8(b)は、スライド操作部材900を構成する磁石部品の1つである可動部材904の構造を説明する図である。
第1実施形態では回転操作部材について説明したが、第2実施形態では、直線的なスライド操作の際にクリック感が発生するスライド操作部材について説明する。図7は、スライド操作部材900の斜視図である。図8(a)は、スライド操作部材900を構成する磁石部品の1つである多極磁石903の構造を説明する図である。図8(b)は、スライド操作部材900を構成する磁石部品の1つである可動部材904の構造を説明する図である。
スライド操作部材900は、基台としてのスライダ保持部材901と、スライダ保持部材901に矢印で示す直線方向に移動可能に保持されたスライダ902を有する。スライダ902には、ユーザがスライダ902を操作する際に当接する突起部902aが設けられている。また、スライダ902には、スライダ902のスライド方向を長手方向とする棒状の形状の多極磁石903が固定されている。突起部902aの上面は、指で操作しやすいようにスライド方向に凹凸が設けられている。
多極磁石903は、その長手方向にS極とN極が交互に着磁された構造を有する。ここでは、多極磁石903として10極に分割されたものを示しているが、間隔や分割数はこれに限定されるものではない。可動部材904は、多極磁石903に対して吸着力と反発力を生じて、クリック感を生じさせるための磁石であり、スライダ保持部材901に設けられた回転軸901bを中心に回動可能にスライダ保持部材901に保持される。スライダ保持部材901には、可動部材904の回動範囲を規制する規制部材としてのストッパ901aが設けられている。可動部材904は、第1の磁極部904aと第2の磁極部904bを有する。第1実施形態での可動部材507は多極磁石505と対向する面に2面のN極を備えていたが、第2実施形態での可動部材904は、多極磁石903と対向する面にS極とN極を1面ずつ備えている。但し、他の磁極の組み合わせを用いることは可能であり、可動部材507のように2個の磁石を組み合わせた部品を用いることもできる。
可動部材904は、多極磁石903の着磁面に対して第1の磁極部904aと第2の磁極部904bのそれぞれの着磁面が近接して対向するように配置される。こうして、多極磁石903の磁極と第1の磁極部904a及び第2の磁極部904bとの組み合わせに応じて、多極磁石903と可動部材904の間に吸着力と反発力が生じる。
図9(a)〜(c)は、スライダ902のスライド操作時における多極磁石903に対する可動部材904の動きを説明する平面図である。なお、説明の便宜上、図9(a)〜(c)では、斜線ハッチングを施してN極を示し、ハッチング無しでS極を示している。
図9(a)は、スライダ902が操作される前の待機状態を示している。図9(a)の状態では、多極磁石903のS極と可動部材904の第1の磁極部904aの1つのN極が対向しており、これらの間には吸着力が働いている。同時に、第2の磁極部904bのS極の近傍には多極磁石903の1つのS極が位置しているため、これらの間には反発力が生じている。よって、多極磁石903と可動部材904の位置関係は、図9(a)の状態で安定し、多極磁石903と第1の磁極部904aとの間の吸着力が、スライダ902を静止させた状態に保持する力として働いている。
図9(a)の状態からスライダ902が左方向に操作されると、図9(b)の状態へ移行する。スライダ902に作用する操作力により、可動部材904の第1の磁極部904aのN極は、吸着している多極磁石903の1つのS極から引き離される。同時に、第1の磁極部904aのN極に多極磁石903の1つのN極が近付くことで、第1の磁極部904aと多極磁石903との間に反発力が生じ、この反発力により可動部材904は破線で示す矢印U方向へ回動する。このとき、可動部材904は、矢印U方向の反対方向へ回動しようとしても、ストッパ901aに突き当たるため、矢印U方向にしか回動しない。つまり、ストッパ901aにより、可動部材904の誤った方向への回動が防止され、所望のクリック感を確実に生じさせることが可能となっている。
図9(b)の状態は不安定な状態であり、多極磁石903と可動部材904との間に生じている吸着力及び反発力は、多極磁石903と可動部材904を図9(c)の状態へ移行させる。図9(b)の状態からスライダ902が更に左方向に操作されると、図9(c)の状態へ移行する。
多極磁石903の1つのN極と可動部材904の第2の磁極部904bのS極が近接することで、これらの間に吸着力が生じる。また、第1の磁極部904aのN極は多極磁石903の1つのN極と近接するため、これらの間には反発力が生じる。こうして生じる吸着力と反発力は、図9(c)に示す幅S2だけ図9(a)の状態から左方向へ移動した位置でスライダ902を静止させる力として働く。
スライダ902には、図9(a)の状態から図9(c)の状態へ移行する間に、多極磁石903と第1の磁極部904aとの吸着を引き離す力が働き、その後に第2の磁極部904bを多極磁石903に引き寄せる力が働く。これにより、ユーザはスライダ902を操作する際に、設定された間隔毎にクリック感を得ることができることで、直感的な操作を行うことが可能となる。スライダ902が逆方向(右方向)にスライド操作された場合は、図9(c)、図9(b)、図9(a)の順序で状態が移行し、上述した左方向へのスライド操作の場合と同様の仕組みでクリック感が発生する。
なお、第1実施形態では、多極磁石505の1磁極分だけ移動した位相毎にクリック感が生じる形態を説明した。これに対して第2実施形態では、図9(c)に示されるように、幅S2と磁極の幅S1は同一ではない。このように、クリック感が生じる間隔は、1磁極分に限定されるものではなく、調整(設定)が可能である。また、第2実施形態では、直線方向のスライド操作について説明したが、例えば、湾曲したレールに沿って移動可能なスライド操作部材等への応用等、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や変更が可能である。スライド操作部材900における操作量の検知は、第1実施形態と同様にホールICを用いて行うことができ、ここでの詳細な説明は省略する。
<第3実施形態>
第3実施形態では、第1実施形態で説明した可動部材507の変形例について説明する。図10(a)は、可動部材607の斜視図である。図10(b)は、可動部材607の各部の寸法を説明する図である。可動部材607は、第1の磁極部607aと第2の磁極部607bを有する。第1実施形態での可動部材507と同様に、第1の磁極部607aと第2の磁極部607bのそれぞれにおいて多極磁石505と対向する面はN極となっている。
第3実施形態では、第1実施形態で説明した可動部材507の変形例について説明する。図10(a)は、可動部材607の斜視図である。図10(b)は、可動部材607の各部の寸法を説明する図である。可動部材607は、第1の磁極部607aと第2の磁極部607bを有する。第1実施形態での可動部材507と同様に、第1の磁極部607aと第2の磁極部607bのそれぞれにおいて多極磁石505と対向する面はN極となっている。
第1の磁極部607aは、中央部に設けられた幅w3の平面部607a3と、平面部607a3の両端(第1の磁極部607aが回動する方向と略直交する方向の端)に設けられた幅w1の傾斜部607a1及び幅w2の傾斜部607a2を有する。傾斜部607a1の幅w1と傾斜部607a2の幅w2は等しい値に設定されている。平面部607a3は可動部材607の回動軸と直交しているが、傾斜部607a1,607a2は可動部材607の回動軸と所定の角度(以下「傾斜角度」といい、傾斜角度は90°を除く)で交差している。なお、傾斜部607a1,607a2の傾斜角度の詳細については後述する。第2の磁極部607bは、第1の磁極部607aと実質的に同じの形状を有しており、幅w1の傾斜部607b1、幅w2の傾斜部607b2及び幅w3の平面部607b3を有する。
図11は、可動部材607の動作を説明する図である。なお、多極磁石505は、第1実施形態で説明したものと同じである。また、図11(a),(c),(f)は、多極磁石505のスラスト方向から見た図であり、可動部材607を透過させて多極磁石505を示している。
図11(a)は、可動部材607が安定位置で静止している状態を示している。図11(b)は、図11(a)中の矢視C−Cの断面図である。図11(a),(b)に示す状態では、多極磁石505の1つのS極と可動部材607の第1の磁極部607aのN極が対向し、これらの間に吸着力が作用している。つまり、第1の磁極部607aの傾斜部607a1と平面部607a3から出た磁力線(不図示)が多極磁石505の1つのS極に向かっており、第1の磁極部607aと多極磁石505の間に吸着力が発生して、可動部材607が静止状態で安定している。
図11(c)は、図11(a)の状態から多極磁石505がCW方向に回転し、第1の磁極部607aの傾斜部607a1と多極磁石505の1つのN極が対向した状態を示している。図11(d)は、図11(c)中の矢視D−Dの断面図である。傾斜部607a1からは面の傾斜部607a1の法線方向である矢印M方向に磁力線が出ているため、多極磁石505のN極との間で反発力が発生し、可動部材607は矢印Mの反対方向の力を受ける。
図11(e)は、矢印Mと、第1の磁極部607aの回動方向を示す矢印Rとの関係を示す図である。矢印Mと矢印Rのなす角ANは鈍角となっており、その結果、可動部材607が受ける力(矢印Mの反対方向の力)は、矢印R方向の成分を含むため、可動部材607を矢印R方向に回動させる働きをする。
第1実施形態での可動部材507のように第1の磁極部507aの着磁面全面が多極磁石505と平行になっている構成では、磁極の反発力によって可動部材507が動き出すタイミングで、意図する方向とは逆の方向に回動してしまう可能性がある。その場合、第2の磁極部507bが多極磁石505に吸着することもできなくなるため、所望のクリック感を発生させることができない。この問題に対して、ストッパ等を設けて可動部材507の回動方向を所定の方向に規制する対策が考えられるが、ストッパと可動部材507の衝突に起因して音の発生や耐久性の低下等が懸念される。
これに対して可動部材607では、法線方向が第1の磁極部607aの移動方向と鈍角をなす傾斜部607a1を第1の磁極部607aに設けることにより、可動部材607が反発力によって回動する際に所望の方向へ確実に回動動作を行わせることが可能となる。その際、音の発生や耐久性を低下させることなく、ユーザは良好なクリック感を得ることができる。
図11(f)は、図11(c)の状態からCW方向に多極磁石505が回転し始めた状態を示している。図11(g)は、図11(f)中の矢視E−Eでの断面図である。可動部材607の第1の磁極部607aと多極磁石505の1つのN極との間には引き続き反発力が生じており、可動部材607の第2の磁極部607bと多極磁石505の1つのS極との間には吸着力が働き始めている。
不図示であるが、多極磁石505がCW方向に更に回転すると、第2の磁極部607bが多極磁石505の1つのS極に吸着し、第1の磁極部607aが多極磁石505の別の1つのS極と対向しない位置まで可動部材607が回動して、安定した状態となる。これは、第1実施形態と同様であり、多極磁石505の1分極分の回転で1回のクリック感を得ることができる。
なお、第1の磁極部607aの傾斜部607a1,607a2では、幅w1と幅w2が等しく、傾きは平面部607a3について対称となっている。そのため、例えば、図11(a)の状態から図11を参照した上記説明とは逆のCCW方向に多極磁石505を回転させた場合も、上述した原理に従って、可動部材607を所定の方向に確実に回動させて、適正なクリック感を得ることができる。また、第1の磁極部607aと第2の磁極部607bは、実質的に同一形状となっている。そのため、図11(a)の状態とは異なり、第2の磁極部607bが多極磁石505と対向している状態から多極磁石505を任意の方向に回転させた場合も、図11を参照した説明に従って、クリック感を得ることができる。
更に、図10(b)から明らかなように、平面部607a3の幅w3は、傾斜部607a1,607a2の幅w1,w2よりも大きく値に設定されている。ここで、幅w3をゼロ(0)にして、第1の磁極部607aの全面を傾斜面となっている構造であっても、可動部材607を所望の方向に回動させるという効果を得ることはできる。しかし、この場合には、多極磁石505の磁極面と直交する方向の成分を有する磁力が減少するため、得られるクリック感が弱くなってしまう懸念がある。
これに対して第3実施形態での可動部材607は、傾斜部607a1,607a2を第1の磁極部607aの両端に必要な幅だけ設け、残りの部分を多極磁石505の着磁面と平行な平面部607a3としている。これにより、クリック感の減少を最小限に抑えて良好なクリック感を維持すると共に、可動部材607が所望する方向とは逆の方向へ回動するのを防止することが可能となっている。
<第4実施形態>
第4実施形態では、第3実施形態で説明した可動部材607の変形例について説明する。図12(a)は、可動部材707の平面図である。図12(b)は、図12(a)中の矢視F−Fでの断面図である。可動部材707は、第1の磁極部707aと第2の磁極部707bを有する。第1の磁極部707aの着磁面には、長さ方向(第1の磁極部707aの回動方向と略直交する方向)の端部において段差部707a1,707a2が設けられている。同様に、第2の磁極部707bの着磁面には、長さ方向(第2の磁極部707bの回動方向と略直交する方向)の端部において段差部707b1,707b2が設けられている。第1の磁極部707aと第2の磁極部707bのそれぞれの着磁面は、第3実施形態での可動部材607と同様にN極となっている。
第4実施形態では、第3実施形態で説明した可動部材607の変形例について説明する。図12(a)は、可動部材707の平面図である。図12(b)は、図12(a)中の矢視F−Fでの断面図である。可動部材707は、第1の磁極部707aと第2の磁極部707bを有する。第1の磁極部707aの着磁面には、長さ方向(第1の磁極部707aの回動方向と略直交する方向)の端部において段差部707a1,707a2が設けられている。同様に、第2の磁極部707bの着磁面には、長さ方向(第2の磁極部707bの回動方向と略直交する方向)の端部において段差部707b1,707b2が設けられている。第1の磁極部707aと第2の磁極部707bのそれぞれの着磁面は、第3実施形態での可動部材607と同様にN極となっている。
例えば、第2の磁極部707bでは、図12(b)に示すように、段差部707b1を有するために、第2の磁極部707bの近傍の磁界は段差方向(第2の磁極部707bの上面の法線方向)と直交する矢印P方向の成分を有する。そのため、段差部707b1が可動部材(不図示)のN極と対向した際、矢印Pの反対方向(つまり、可動部材707が回動する矢印R方向の力を受けることとなる。これにより、可動部材707が所望する方向とは逆の方向へ回動するのを防止することが可能となる。
<第5実施形態>
図13(a)は、第5実施形態での多極磁石805と可動部材807の配置を示す平面図である。図13(b)は、多極磁石805と可動部材807の配置を示す側面図である。多極磁石805は、周方向に等間隔に12極に分極され、N極とS極が交互に6極ずつ形成された構造を有する。可動部材807は、所定の軸に沿って(具体的には、径方向である矢印T方向とその反対方向に)往復運動を行うことができるように、不図示の保持部材に保持されている。可動部材807の長さ方向の一端の多極磁石805と対向する面には第1の磁極部807aがN極で、他端の多極磁石805と対向する面には第2の磁極部807bがS極で設けられている。
図13(a)は、第5実施形態での多極磁石805と可動部材807の配置を示す平面図である。図13(b)は、多極磁石805と可動部材807の配置を示す側面図である。多極磁石805は、周方向に等間隔に12極に分極され、N極とS極が交互に6極ずつ形成された構造を有する。可動部材807は、所定の軸に沿って(具体的には、径方向である矢印T方向とその反対方向に)往復運動を行うことができるように、不図示の保持部材に保持されている。可動部材807の長さ方向の一端の多極磁石805と対向する面には第1の磁極部807aがN極で、他端の多極磁石805と対向する面には第2の磁極部807bがS極で設けられている。
図13(a),(b)に示す状態は、多極磁石805の1つのS極と第1の磁極部807aのN極が吸着した安定状態である。この状態からCW方向に多極磁石805を回転させると、多極磁石805の1つのN極と第1の磁極部807aとが反発し始め、これと同時に、第2の磁極部807bと多極磁石805の1つのN極とが吸着し始める。つまり、可動部材807には、可動部材807を矢印T方向に移動させる力が働く。このようにして、多極磁石805が1分極分だけ回転すると、上述してきた各実施形態と同様に、多極磁石805と可動部材807との間に生じる反発力と吸着力によってクリック感を生じさせることができる。
図13(c)は、可動部材807の構造を説明する平面図である。図13(d)は、可動部材807の構造を説明する側面図である。可動部材807の幅方向において、第1の磁極部807aの端部には斜面部807a1,807a2が設けられ、第2の磁極部807bには斜面部807b1,807b2が設けられている。なお、斜面部807a1,807a2の間は、可動部材807の長さ方向と幅方向を含む平面と平行な平面部807a3となっている。同様に、斜面部807b1,807b2の間は、可動部材807の長さ方向と幅方向を含む平面と平行な平面部807b3となっている。
斜面部807a1と斜面部807a2は、同じ方向を向き、その法線方向である矢印J方向と可動部材807の移動方向である矢印T方向とがなす角は鈍角となるように設計されている。そのため、図13(a)の状態から多極磁石805が回転し始めると、可動部材807に働く反発力は矢印T方向の成分を持つことになり、可動部材807を所望の方向(矢印T方向)に確実に移動させることができる。
同様に、斜面部807b1と斜面部807b2は、矢印T方向の反対方向とのなす角が鈍角となる法線方向を持つ斜面となっている。そのため、第2の磁極部807bが多極磁石805と対向している状態から多極磁石805を回転させた場合も、可動部材807を所望の方向である矢印T方向の反対方向へ確実に移動させることができる。このように、可動部材807がスライドすることでクリック感を生じさせる構成でも、可動部材807の移動方向に対して鈍角をなす法線を有する着磁面を可動部材807に設けることで、確実に可動部材807を所望の方向へ移動させることができる。
更に第1の磁極部807aは平面部807a3を有し、第2の磁極部807bは平面部807b3を有する。これにより、第3実施形態での可動部材607と同様に、多極磁石805の回転方向と可動部材807の位置によらずに、クリック感の減少を抑制して、ばらつきのないクリック感を生じさせることが可能となっている。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。例えば、第1実施形態では、サブダイヤル50を取り上げたが、第1実施形態で説明した多極磁石と可動部材との関係は、メインダイヤル30やモードダイヤル40等の回転操作部材に対しても、ダイヤル操作部の形状を変更することで適用が可能である。
50 サブダイヤル
100 カメラ(デジタル一眼レフカメラ)
501 ダイヤル操作部
505,805,903 多極磁石
507,607,707,807,904 可動部材
507a,607a,707a,807a,904a 第1の磁極部
507b,607b,707b,807b,904b 第2の磁極部
607a1,607a2,607b1,607b2 傾斜部
707a1,707a2,707b1,707b2 段差部
900 スライド操作部材
100 カメラ(デジタル一眼レフカメラ)
501 ダイヤル操作部
505,805,903 多極磁石
507,607,707,807,904 可動部材
507a,607a,707a,807a,904a 第1の磁極部
507b,607b,707b,807b,904b 第2の磁極部
607a1,607a2,607b1,607b2 傾斜部
707a1,707a2,707b1,707b2 段差部
900 スライド操作部材
Claims (13)
- 電子機器に設けられる操作部材であって、
任意の方向に可動に配置された操作部と、
前記操作部と一体的に移動可能に前記操作部に取り付けられ、前記任意の方向に複数の磁極を有する多極磁石と、
第1の磁極部と第2の磁極部を有し、所定の方向に可動に配置された可動部材と、を備え、
前記第1の磁極部は前記第1の磁極部の移動方向とのなす角が鈍角となる向きに磁界を生じる部分を有し、前記第2の磁極部は前記第2の磁極部の移動方向とのなす角が鈍角となる向きに磁界を生じる部分を有し、
前記多極磁石の1つの磁極と前記第1の磁極部との間に吸着力が働いている状態から前記吸着力が弱まる方向へ前記多極磁石が移動するように前記操作部が操作されると、前記多極磁石の別の1つの磁極と前記第2の磁極部との間に吸着力が生じように前記可動部材が動くことを特徴とする操作部材。 - 前記多極磁石は、リング形状を有し、円周方向に複数の磁極に分極され、
前記任意の方向は、前記多極磁石を周方向に回転させる方向であることを特徴とする請求項1に記載の操作部材。 - 前記可動部材は、回動可能に軸支され、
前記可動部材を軸支する軸部は前記多極磁石の内周より内側に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の操作部材。 - 前記可動部材を回動可能に軸支する回動軸の外周面と、前記可動部材において前記回動軸が挿入されている穴部の内周面との間には間隙が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の操作部材。
- 前記多極磁石は、直線方向に複数の磁極に分極され、
前記任意の方向は、前記多極磁石を前記直線方向にスライドさせる方向であることを特徴とする請求項1に記載の操作部材。 - 前記可動部材は、前記第1の磁極部と前記第2の磁極部のそれぞれの着磁面と平行な方向に可動であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の操作部材。
- 前記第1の磁極部および前記第2の磁極部と前記多極磁石とは非接触であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の操作部材。
- 前記多極磁石の1つの磁極と前記第1の磁極部との間に吸着力が働いている状態で、前記多極磁石と前記第1の磁極部とが対向する方向から見たときに、前記1つの磁極と前記第1の磁極部との重畳面積は、前記第2の磁極部と前記多極磁石との重畳面積の7倍以上であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の操作部材。
- 前記可動部材の移動を規制する規制部材を有することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の操作部材。
- 前記第1の磁極部はその法線方向が前記第1の磁極部の移動方向と鈍角をなす着磁面を少なくとも一部に有し、前記第2の磁極部はその法線方向が前記第2の磁極部の移動方向と鈍角をなす着磁面を少なくとも一部に有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の操作部材。
- 前記第1の磁極部は前記第1の磁極部の移動方向と直交する方向に成分を有する磁界を生じさせ、前記第2の磁極部は前記第2の磁極部の移動方向と直交する方向に成分を有する磁界を生じさせることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の操作部材。
- 前記第1の磁極部と前記第2の磁極部は同じ形状を有することを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の操作部材。
- 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の操作部材を備えることを特徴とする電子機器。
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Cited By (2)
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WO2023228973A1 (ja) * | 2022-05-27 | 2023-11-30 | 株式会社東海理化電機製作所 | 操作装置 |
US11881364B2 (en) | 2021-10-29 | 2024-01-23 | Seoyon E-Hwa Co., Ltd. | Knob structure of user interface device |
-
2019
- 2019-03-27 JP JP2019060926A patent/JP2020160906A/ja active Pending
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