JP4297146B2 - スライド操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、リニアスケールに沿って動くセンサ部により該リニアスケールの例えば磁極等のマーキングを検知することで、操作ノブの位置を検出するインクリメントエンコード式としたスライド操作装置に関する。

従来、この種のスライド操作装置は例えばミキシングコンソールにおいて、パラメータの設定等を行うフェーダ装置として用いられており、例えば、特開２００６−４９３０２号公報（特許文献１）、特開２００３−２１５４１公報（特許文献２）等に開示されたものがある。

特許文献１には、ＭＲ素子からなる磁気式センサを移動ブロックに取り付け、この移動ブロックを保持する平行な一対のうち、一方のガイド体にＮ極とＳ極を交互に着磁した磁気パターンをマーキングとして形成し、磁気式のリニアスケールを構成したものが開示されている。そして、この技術は、スライド操作子による手動操作やモータによる駆動により移動ブロックが移動するとき、磁気式センサがリニアスケールの極性に応じてパルス信号を出力し、このパルス信号の数により、移動ブロックの移動量（長さ）を検出するようにしている。

特許文献２には非接触デジタルフェーダが開示されており、このフェーダ装置は、ノブの手動操作やモータの駆動により移動部材が移動するとき、リニアスケールに記録した濃淡のパターンを光学式センサで読み取り、リニアスケール上の相対位置をカウントして光学式センサの位置を演算するものである。また、この従来の技術では基準位置を検出するためのセンサを備えている。
特開２００６−４９３０２号公報 特開２００３−２１５４１号公報

ところで、このようなリニアスケールのフェーダ装置の入力における制御においては、機器の電源を入れたときやそのフェーダ装置に新たな機能を割り当てたときに、モータの駆動により、フェーダ装置の操作ノブの初期位置およびフェーダ装置のスケール上の対応値が決定されるものである。また、ユーザがなるべく繊細に設定できるように操作ノブが動く範囲内（両端のストッパ間）を使い切るようにして、分解能を高めて制御されるようになっている。また、操作ノブの位置を初期設定するときの自己判断機能においては、操作ノブをモータ制御で動かし、スケールをカウントする制御を行うものもあった。

しかしこのような構造のフェーダ装置において、操作ノブがストッパを瞬間的にでも押し出してしまうくらいの不用意に力がかかってしまった場合には、ストッパが撓んだり、また撓まなくてもセンサ部（質量がある）自体が勢いで想定外の位置まで動いてしまい、余分なカウントを行ってしまうことがあり、制御上、予定外のことが起きてしまうことがあった。

なお、前記特許文献２のもののように基準位置を検出するセンサを用いるものや、Ｚ相と称するカウントゼロ点を検出するセンサを用いるものもあるが、このような構成では、コストが高くなるという問題がある。

本発明は、センサ部によりリニアスケールのマーキングを検知することで、操作ノブの位置を検出するインクリメントエンコード式としたスライド操作装置（例えばフェーダ装置）において、操作ノブの移動によりストッパーが押し出されたり、勢いでセンサ部が想定外の位置まで動いてしまっても 制御上の誤作動を防止することを課題とする。

請求項１のスライド操作装置は、リニアスケールのストッパ部で操作ノブが停止する位置の外側の部分に、センサ部に対する不感帯を設けるようにした。これにより、ストッパ部によって操作ノブが停止する位置よりも外側にセンサ部が動いても、このセンサ部で不用意な信号を得ることがない。

操作ノブ（及びセンサ部）を止めるストッパ部は、操作ノブの一部に当接するように設けられたものでもよい。

また、当該スライド操作装置は、操作ノブ及びセンサ部の移動方向すなわちリニアスケールの長手方向が、操作者に対して手前から奥の方向（または奥から手前の方向）となるように配置されるものでもよい。この場合には、操作ノブに対する力が加わり易いので、効果的である。

また、当該１つのスライド操作装置に対して、複数の機能が選択的にアサインされるものであってもよい。この場、アサインされる機能に応じて操作ノブの位置を設定する機会が多くなるが、どの機能に対しても適正な位置に設定できる。

また、センサ部及びリニアスケールは、磁気式であってもよいし、光学式でもよい。

請求項１のスライド操作装置によれば、操作ノブの移動によりストッパ部が押し出されたり、勢いでセンサ部が想定外の位置まで動いてしまっても、センサ部から不用意な信号を得ることがないので、制御上の誤作動を防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は実施形態のスライド操作装置としてのフェーダ装置１０の要部斜視図、図２は同フェーダ装置１０を用いたデジタルミキサのパネル面１００の要部正面図、図３は同デジタルミキサの要部ブロック図である。なお、図２のパネル面１００の説明ではパネル面１００を正面から見た状態での上下左右で方向を示す。図２、マイク入力やライン入力等の入力チャンネルに対応する部分を図示したものであり、操作子は１チャンネル分を縦にして左右方向に複数チャンネル分併設されている。各チャンネルは、パン調整操作子８１、セレクタ操作子８２、表示画面８３、有効無効設定操作子８４、操作ノブ６、試聴スイッチ８５を備えている。また、表示画面８３の表示を切り替える表示切替スイッチ８６を備えている。

操作ノブ６はパネル面１００の裏面に配設されたフェーダ装置１０の操作子であり、この操作ノブ６を上下方向に操作することにより、当該チャンネルに設定された機能に対応するパラメータ値を調整するものである。また、フェーダ装置１０はモータドライブフェーダであり、後述のモータ２の駆動により操作ノブ６が上下に移動する。なお、操作ノブ６の移動方向は、便宜上下方向を「Ａ方向」、上方向を「Ｂ方向」とする。例えば、このデジタルミキサは図示しないコンピュータ等に接続することができ、これらの外部機器からのシーケンスデータを受信して入力信号のオートミックスが可能である。このような場合に、シーケンスの各シーンに対応するパラメータ値となるように各チャンネルの操作ノブ６がリアルタイムに移動する。また、電源投入時や、チャンネルにアサインされる機能の設定切換等により初期設定を行うときも操作ノブ６が移動する。なお、図示しないステレオマスター用のフェーダ装置も同様である。

図３に示すように、実施形態のデジタルミキサは、ＣＰＵ２０、フラッシュメモリ３０、ＲＡＭ４０、操作部５０、信号処理部６０、表示器７０、ＰＣ入出力回路（Ｉ／Ｏ）８０及び前記フェーダ装置１０，１０，…からなるフェーダ群１０Ａを備えている。信号処理部６０はＤＳＰで構成されており、この信号処理部６０には、入力コネクタを介してアナログ／ディジタル変換ボックスまたはディジタルインターフェースボックス（ＡＤ／ＤＩＯ）の何れかを複数接続可能となっている。各アナログ／ディジタル変換ボックスには、Ａ／Ｄ変換ボードを８枚まで増設可能で、各アナログ／ディジタル変換入力毎に、ゲインと極性の設定が可能である。また、各ディジタルインターフェースボックスには、Ｉ／Ｏボードを８枚まで増設可能である。また、信号処理部６０には出力コネクタを介してディジタル／アナログ変換ボックス／ディジタルインターフェースボックス（ＤＡ／ＤＩＯ）の何れかを複数接続可能となっている。各ディジタル／アナログ変換ボックスには、Ｄ／Ａ変換ボードを８枚まで増設可能で、各ディジタル／アナログ変換出力毎にゲインと極性の設定が可能である。そして、信号処理部６０はＣＰＵ２０から設定される各種機能に応じてミキサ処理を行う。

また、ＣＰＵ２０が実行する動作プログラムはフラッシュメモリ３０に記憶されている。また、ＣＰＵ２０は、フェーダ群１０Ａの各フェーダ装置１０，１０，…の操作、操作部５０の操作を検出して、信号処理部６０のミキサ処理の制御、表示器７０の表示の制御を行う。また、ＣＰＵ２０はフェーダ装置１０の後述のモータ２の駆動制御を行い、前述のようなフェーダ装置１０における操作ノブ６の位置の制御を行う。

図５はＣＰＵ２０が実行するフェーダ初期化処理のフローチャート、図６はＣＰＵ２０が実行するフェーダ操作設定処理のフローチャートである。図５の「フェーダ初期化処理」を実行するタイミングは、ミキサー装置の電源が入れられたときや、個々のフェーダ装置１０の機能設定に変化があったときである。まず、ステップＳ１で対応するフェーダ装置１０のモータ２をＡ方向に駆動させ、ステップＳ２でモータ２の回転の停止が検出されるまで、操作ノブ６を初期位置まで移動させる。そして、モータ２に異常な負荷がかかっていることが感知できたら操作ノブ６が後述のストッパ部に当接してモータ２が止まっている状態となる。モータ２が止まると、ステップＳ３に進み、そのフェーダ装置１０におけるカウント値を“０”にリセットする。

次に、ステップＳ４でモータ２を逆転させてＢ方向に駆動させ、ステップＳ５で、リセットしたカウント値を別途検出したパルスにしたがってインクリメントしながら、ステップＳ６でモータ２が停止するのを監視する。そして、モータ２が止まると、ステップＳ７でスケール状況を算出する。すなわち、ステップＳ３〜Ｓ６でスケール全体のカウント値が取得できたことになるので、このフェーダ装置１０にアサインされている機能のパラメータが例えば６４段階のものであれば、全カウント値を“６４”で割ることにより、パラメータの１段階当たりのカウント値を求める。

次に、ステップＳ８で、フェーダ装置１０に現在アサインされている機能の初期値に対応した位置（パルス数）を算出し、ステップＳ９でモータ２をＡ方向に駆動させる。ステップＳ１０で別途検出したパルスにしたがってカウント値をデクリメントしながら、ステップＳ１１でカウント値が算出したパルスの位置になるのを監視する。そして、パルスの位置になると、ステップＳ１２でモータ２の駆動を停止して元のルーチンに復帰する。これにより、このフェーダ装置１０にアサインされた機能において初期設定することができる。

図６の「フェーダ操作設定処理」はフェーダ装置１０（磁気式センサ７）から出力されるパルスを監視し、ステップＳ２１でパルスがあればステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、パルスの位相に応じて現在のカウント値を増減させ、ステップＳ２３で、このフェーダ装置１０にアサインされている機能に応じてカウント値をパラメータに変換する。そして、ステップＳ２４でパラメータ値が以前と違う領域になったか、すなわち新たなパラメータ値へ移行する値となったかを判定し、新たに移行する値であればステップＳ２５で機器の設定を変更し、そうでなければそのまま元のルーチンに復帰する。

次に、図１に基づいてフェーダ装置１０の詳細について説明する。この実施形態のフェーダ装置１０は、パネル面１００に対してその裏側で直角面を成す側板１ａ、手前側に該側板１ａと対になった側板（図示せず）と、断面コ字状の上フレーム１ｂとによりフレームを構成している。上フレーム１ｂの一端にはモータ２が取り付けられるともに、この上フレーム１ｂの両側の止め金具１１Ａ，１１Ｂによりフレーム全体が前面パネル１００の裏面に取り付けられる。また、側板１ａの両端には爪１２ａ，１２ａ、１２ｂ，１２ｂが曲げ加工により起立されており、この爪１２ａ，１２ａ間に「リニアスケール」を構成する移動ガイド体３が、爪１２ｂ，１２ｂ間には副移動ガイド体４が取り付けられている。移動ガイド体３と副移動ガイド体４には、移動ブロック５が移動ガイド体３と副移動ガイド体４の長手方向に摺動自在に取り付けられている。また、移動ブロック５には操作ノブ６の一部を構成するレバー６ａが取り付けられている。

以上の構成により、操作ノブ６を手動で往復操作すると、移動ブロック５が移動ガイド体３と副移動ガイド体４に沿って移動する。そして、移動ブロック５がモータ２側（Ａ方向）に移動して操作ノブ６のレバー６ａが止め金具１１Ａに当接すると、これ以上の移動ができなくなる。また、移動ブロック５がモータ２と反対側（Ｂ方向）に移動して操作ノブ６のレバー６ａが止め金具１１Ｂに当接すると、これ以上の移動ができなくなる。すなわち、止め金具１１Ａ，１１Ｂは、手動で操作可能な操作ノブ６の移動範囲を制限する「ストッパ部」となっている。

また、図示は省略するが、モータ２の駆動軸と上フレーム１ｂの他端には、それぞれタイミングベルトが巻回されつプーリが取り付けられるとともに、このタイミングベルトに対して移動ブロック５の上部が取り付けられている。これにより、モータ２の正逆回転により移動ブロック５は移動ガイド体３と副移動ガイド体４に沿って往復移動する。これにより、前述のようにＣＰＵ２０により操作ノブ６の位置が制御される。このモータ２の駆動により操作ノブ６が移動するときも、前記フローチャートで説明したようにレバー６ａが止め金具１１Ａあるいは止め金具１１Ｂに当接した位置で、モータ２の回転が止まっている状態（負荷が検出された状態）となる。

移動ブロック５は樹脂成形されたものであり、ロ字状の枠体の上側に移動ガイド体３が嵌挿されるガイド孔５ａ，５ａと、下側に副移動ガイド体４が嵌挿される副ガイド孔５ｂ，５ｂがそれぞれ形成されている。また、枠体の内側に基板５ｃが取り付けられ、この基板５ｃには「センサ部」としての磁気式センサ７が取り付けられている。なお、基板５ｃには磁気式センサ７の信号を出力するフラットケーブル７ａが接続されている。

移動ガイド体３は、非磁性ステンレス（１８Ｃｒ−８Ｎｉオーステナイト系）の軸部３１と、永久磁石材（Ｆｅ-Ｃｒ-Ｃｏ系）をスケール磁化して形成されたスケール部３２とで構成されている。そして、このスケール部３２には、「マーキング」としてスケール部３２の長手方向にＮ極とＳ極とを交互に例えば３３０μｍ周期（ピッチ）で分極して磁極が形成されており、このスケール部３２に対して磁気式センサ７が対向配置されている。磁気式センサ７は２つの磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を備えており、移動ブロック５がリニアスケールである移動ガイド体３と副移動ガイド体４に沿って移動するとき磁気式センサ７がスケール部３２の磁極（マーキング）を感知して信号を出力する。この磁気式センサ７の検出信号はフラットケーブル７ａを介してＣＰＵ２０等に送られる。

ここで、スケール部３２における磁極は、操作ノブ６のレバー６ａが止め金具１１Ａ（ストッパ部）に当接する位置にあるとき、磁気式センサ７がこのスケール部３２に対向するＡ位置まで着磁され、このＡ位置から外側には着磁されていない。また、操作ノブ６のレバー６ａが止め金具１１Ｂ（ストッパ部）に当接する位置にあるとき、磁気式センサ７がこのスケール部３２に対向するＢ位置まで着磁され、このＢ位置から外側には着磁されていない。すなわち、Ａ位置から外側の部分とＢ位置から外側の部分、すなわち止め金具１１Ａ，１１Ｂ（ストッパ部）で操作ノブ６が停止する位置の外側の部分は、磁気式センサ７（センサ部）に対する不感帯３Ａ，３Ｂとなっている。

なお、移動ブロック５の移動に伴って、磁気式センサ７はスケール部３２のＮ極とＳ極の極性の反転に対応するパルス信号を出力する。そして、このパルス信号の数により、移動ブロック５（操作ノブ６）の移動量（長さ）を検出することができる。また、スケール部３２の磁極は例えば２列からなり、この磁極のパターンはスケール部３２の長手方向にその位相が１／２π相当ずれており、磁気式センサ７は位相のずれたパルス信号を出力するので、この位相のずれの正逆の方向により、移動ブロック５の移動方向が判明する。スケール部３２の磁極パターンは位相ずれのないＮＳＮＳ…のパターンからなるもので、センサの検出極部を１／２π相当ずらして配置するようにしてもよい。

図４は実施形態の作用を説明する概念図であり、図４(A) のように操作ノブ６を操作するとレバー６ａが止め金具１１Ａ（ストッパ部）に当接したり、レバー６ａが止め金具１１Ｂ（ストッパ部）に当接し、操作ノブ６の通常動く範囲が決まっている。これは、適度な力で手動操作した場合やモータ２で駆動した場合である。しかし、手動操作時に速く操作したり強く操作した場合など、操作ノブ６に過度な力が加わると、図４(B) のように止め金具１１Ａ（１１Ｂ）が変形したり、変形しなくても移動ブロック５や磁気式センサ７の慣性力により、磁気式センサ７が通常動く範囲から外側にＸだけ移動することがある。あるいは、図４(C) のように樹脂製の操作ノブ６′がボス６１′を介してレバー６ａ′に取り付けられ、ボス６１′が止め金具１１Ａ（１１Ｂ）に当接するような構成の場合、止め金具１１Ａ（１１Ｂ）がボス６１′にめり込んだりすることもあり、同様にセンサが通常動く範囲から外側にＸだけ移動することがある。

このような状況に対して、図４(A) に示した従来のように、通常動く範囲から外側まで磁極のマーキングが形成されていると、磁気式センサがその外側の部分で余分なカウントを行ってしまうことになる。これに対して実施形態におけるスケール部３２は、通常の操作により止め金具１１Ａ，１１Ｂ（ストッパ部）で操作ノブ６が停止する位置の外側の部分は、着磁されていない磁気式センサ７に対する不感帯３Ａ，３Ｂとなっているので、このような問題が生じない。

以上の実施形態は操作ノブ６側の移動ガイド体３にスケール部３２を形成した例であるが、スケール部は副移動ガイド体４側に形成してもよい。

また、実施形態では磁気式の例について説明したが、光学式であってもよい。この場合、例えば図１の例では移動ガイド体３の下面に、マーキングとして例えば白黒のバーコード状の一定周期のパターンを２列形成し、磁気式センサ７の変わりに発光ダイオードとフォトダイオード等で構成したフォトセンサを設け、上記白黒パターンによる２列に対応する前記位相差をもったパルス信号を検出信号として得るようにする。この光学式の場合も、マーキング（白黒のパターン）は、通常動く範囲の外側には形成しないで光学式のセンサ部に対する不感帯を設ける。

また、実施形態ではスライド操作装置としてデジタルミキサのフェーダ装置を例に説明したが、本発明は他の電子機器に用いるスライド操作装置に適用できることはいうまでもない。

本発明の実施形態のスライド操作装置としてのフェーダ装置の要部斜視図である。 同フェーダ装置を用いたデジタルミキサのパネル面の要部正面図である。 同デジタルミキサの要部ブロック図である。 実施形態の作用を説明する概念図である。 実施形態におけるフェーダ初期化処理のフローチャートである。 実施形態におけるフェーダ操作設定処理のフローチャートである。

符号の説明

２…モータ、３…移動ガイド体（リニアスケール）、３Ａ，３Ｂ…不感帯、５…移動ブロック、６…操作ノブ、６ａ…レバー、７…磁気式センサ（センサ部）、１１Ａ，１１Ｂ…止め金具（ストッパ部）、１０…フェーダ装置（スライド操作装置）、１０Ａ…フェーダ群、２０…ＣＰＵ

Claims (2)

1. リニアスケールのマーキングを検知することで操作ノブの位置を検出するインクリメントエンコード式としたスライド操作装置において、
   手動で操作可能な前記操作ノブの移動範囲を制限するストッパ部と、
   前記操作ノブの動きと同期して前記リニアスケールに沿って動き前記マーキングを検知するセンサ部と、
   前記リニアスケールの前記ストッパ部で前記操作ノブが停止する位置の外側の部分に前記センサ部に対する不感帯を設けたことを特徴とするスライド操作装置。
2. モータを制御することで前記操作ノブを駆動して該操作ノブを前記ストッパ部に当接させ、該操作ノブの初期位置を設定する初期化処理部
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載のスライド操作装置。

Images