JP4347117B2 - 操作装置及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯電話機などの電子機器の入力操作に使用して好適な操作装置及びこれを備えた電子機器に関する。

近年、携帯電話機は電話機能に加え、例えばＷｅｂ（World Wide Web）ページ閲覧、電子メール、ゲーム等種々のアプリケーションプログラムの実行など、さまざまな機能が備わり多機能化され、それにつれて、利用者が入力操作可能な操作処理も増えている。しかし、入力操作に使用する筐体に装備できる操作部はその設置面積から限界があるため、一つの操作部に複数の操作処理が求められている。また、例えば、携帯電話機のような小さな電子機器においては、利用者は片手で操作して使用することが多く、ボタン等の操作部を増やすことは操作が煩雑になり利用者に負担をかけることになる。

このような単一の操作部で複数の操作処理が可能なものの一例として、いわゆるジョグダイヤルがある。例えば、手動でジョグダイヤルの切り替えを行う場合、ジョグダイヤルを引き上げる、あるいは押すことでジョグダイヤルの切り替えを行うことができるようにした技術が、実開平５−０４３３３５号公報に記載されている。これにより、１つのジョグダイヤルで複数の処理に対応したいわゆるマルチジョグダイヤルを実現することができ、ジョグダイヤルのスペース節約が可能となる。

また、操作部を傾倒させることにより、複数の切換手段の中から所望の切換手段に対応する押圧部を操作して移動させる構成としたものが特開２００２−３７３０５０号公報に記載されている。これにより、従来における複数の操作キーの中から利用者が所望する操作キーを探す手間が省略でき、操作性が向上するとともに、使い勝手がよくなる。また、従来における複数の操作キーが不要となるので、その分の占有スペースが不要となり、設計上の自由度が向上する。

しかしながら、之等の技術は、軸を有するジョグダイヤルを前提としているため、高さ方向のスペースが必要になる。今日の携帯電話機等を始めとする電子機器においては、薄く設計することが重要な要素の一つとなっている。

そこで、上記高さ方向の省スペース化を実現したものとして、例えばベース、ホルダ、スケール、ダイヤル本体、操作ダイヤル、ボタン部材から構成され、操作ダイヤルの回転を検出するとともに、操作ダイヤルの回転の軸を支点とする、この操作ダイヤルの上面と略垂直な方向への押下を検出できるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載のものは、軸となるダイヤル保持筒及び中央ボタン部材の長さを短くして高さ方向のスペース化を実現しているものの、回転操作と押下操作を同時に行ういわゆる押し回し操作を行うことはできず、電子機器の高機能化された操作処理に対応できないという問題があった。

斯かる点に鑑み、本発明は、例えばジョグダイヤルのような操作部において高さ方向のスペースを必要としないとともに、かつ高機能化された操作処理に対応し得るようにすることを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、基板上に回転可能に配置され、所定径の円周上に所定数の孔が設けられた回転部材と、この回転部材の孔に挿通される凸部を有し、弾性体を介し回転部材上面に環状に配置され、回転部材の回転中心軸方向と平行な方向へ押下される所定数の押下部材と、回転部材の回転を検出する回転検出手段と、押下部材の凸部下面と基板との接触を検知して押下部材が押下されたことを検知する押下検知手段とを有することを特徴とする。

斯かる本発明によれば、操作装置の円盤上に押下部材を設けるようにしているので、操作装置全体の構成を小さくできるとともに、円盤上に押下部材を設けていることにより同じ場所に別の操作機能の操作部を配置することができる。

斯かる本発明によれば、操作装置の円盤上に押下部材を設けるようにしているので、操作装置全体の構成を小さくでき、省スペース化が図れるという効果がある。また、円盤上に押下部材を設けていることにより同じ場所に別の操作機能の操作部を配置することができるので、同じ場所で別の操作機能の操作ができるため、片手で複雑な処理を容易に行えるという効果がある。さらにまた、操作装置の構成が単純であるため、電子機器への実装も非常に容易であるという効果がある。

以下、図１〜図１０を参照して、本発明の一実施の形態の例について説明する。本例は、いわゆる折り畳み型携帯電話機に適用した例としている。

図１は、本発明を適用した携帯電話機１の外観構成を示す図であり、折り畳み型携帯電話機を開いた状態を表している。図１において、携帯電話機１は、折り畳んだときに下側に位置される下側筐体２と上側に位置される上側筐体３から構成され、下側筐体１と上側筐体１１はヒンジ部１０により開閉自在に接続されている。

この下側筐体２には、タクトスイッチからなる操作ボタン群１２、下側筐体２上面と垂直な回転の軸を持つ回転操作機能及び回転の軸と垂直方向に押下操作機能を併せ持つ操作装置１１、マイクロホン１３が設けられている。また、上側筐体３には、スピーカ１４、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などからなる表示部１５が設けられている。

図２は、図１の操作装置１１の分解斜視図である。図２に示されるように、操作装置１１は大きく５つの部分、すなわち基板２０、回転検出センサ２１ａ，２１ｂ、押下検知用素子２３，２４、回転部材３０、押下部材４０から構成される。

基板２０は、例えば、絶縁性樹脂から形成され、回転検出センサ２１ａ，２１ｂ、押下検知用素子２３，２４などの回転部材３０と押下部材４０の動作を検出するための種々の素子が実装される。図３は、基板２０に回転検出センサ２１ａ，２１ｂ、及び押下検知用素子２３，２４が実装された状態を示す図である。図３に示されるように、回転検出センサ２１ａ，２１ｂは回転検出センサ５１と接続されて回転部材３０の回転を検出するとともに、押下検知用素子２３，２４は押下検知回路５２と接続されて押下部材４０が押下操作されたことを検出する。

回転検出センサ２１ａ，２１ｂは、この例では例えばホールＩＣが用いられており、ホールＩＣは、磁気センサであるホール素子とオペアンプ（電圧増幅器）、コンパレータ（比較器）などの信号処理回路をワンチップ化して内蔵し、回転部材３０の裏面に設置された回転検出用の磁石の磁気を検知することにより、非接触にて対象物の回転数、回転方向、位置などを計測することができる。

押下検知用素子２３，２４は、金属などの導体から構成され、回転部材３１に環状に配置される各押下部材４０に対応して基板２０上に環状に実装されている。押下部材４０が押下操作されると、後述する各押下部材４０の底面部の差込部４１の先端に導体からなる押下検知用素子４２（図４）が、押下検知用素子２３、２４に接触し、押下検知用素子２３と押下検知用素子２４が導通して、押下検知用素子２３，２４に接続された後述する押下検知回路５２にて押下部材４０が押下操作されたことが検出される。

回転部材３０は、例えば、絶縁性樹脂からなり、円盤上に回転部材３０の回転中心と同じ回転中心をもつ円柱３１が設けられるとともに、円盤の周端縁に沿って外壁３２が環状に垂設されている。図４Ａは図２に示される回転部材３０の上面図である。円盤、円柱３１及び外壁３２から形成される空間に、押下部材４０が配置され、各押下部材４０間は隔壁３３により仕切られている。ここで、３５は押下部材４０の差込部４１が差し込まれて押下部材４０の位置が決定される孔である。一方、図４Ｂは、図２に示される回転部材３０の底面図である。図４Ｂに示されるように、基板２０上に実装される回転検出用素子２１ａ，２１ｂに対応する位置に磁石３４が設けられ、この例では、押下部材４０の数に合わせてＮ極とＳ極が交互に４個ずつ計８個埋設されている。

図５Ａは図２に示された押下部材４０の側面図を示し、図５Ｂは同押下部材４０の底面図を示す。押下部材４０は、例えば、絶縁性樹脂からなり、図５Ａに示されるように、底面部に差込部４１が凸設され、その差込部４１の先端に導体からなる押下検知用素子４２が着設されているとともに、上面端部に後述する押下部材４０の脱落を防止するのに用いられる欠切部４５ａ及び４５ｂを有する。この差込部４１を図５に示される差込用孔３５に挿通して、押下部材４０が回転部材３０の水平方向に関して固定される。また、押下部材４０は、図５Ｂに示されるように、底面部に後述する弾性体を収納する穴４３ａ，４３ｂが設けられている。

図６Ａは本発明の一実施の形態の上面図を示し、図６Ｂは図６ＡにおけるＩ−Ｉ線に沿う断面図（基板を含む）を示すものである。図６Ｂにおいては、左半分は押下部材４０が押されていない状態を表し、右半分は矢印で示す方向に押下操作がなされたときの状態を表す。

図６Ｂに示されるように、操作装置１１の回転部材３０と基板２０は回転軸と垂直な方向から見たとき、回転部材３０の底面部に環状に設けられた磁石３４と基板２０上面に設けられた回転検出センサ２１ａ（２１ｂ）が対向するとともに、回転部材３０に収納された押圧部材２０の差込部４１先端に着設された押下検知用素子４２と押下検知用素子２３，２４が対向するように、設置される。

回転部材３０は、この回転部材３０を構成する円盤上面の回転中心近傍に円柱３１、及び円盤の周端縁に沿って外壁３２が垂設され環状に形成されている。そして、円柱３１上面の周端縁にこの円柱の径より大径の係止部３７が設けられるとともに、外壁３２は上部に回転中心方向に向かって設けられた凸部から形成される係止部３８を有している。

また、各押下部材４０の差込部４１が、回転部材３０の各差込用孔３５にそれぞれ差し込まれて、回転部材３０の円盤、円柱３１及び外壁３２によって形成される各押下部材配置部３６に配置されている。回転部材３０に配置された押下部材４０は、押下部材４０上面端部に設けられた欠切部４５ａ，４５ｂが回転部材３０の円柱３１上部の係止部３７及び外壁３７上部の係止部３８とそれぞれ係合することによって上方向への動きが係止されるように構成されている。このような構成により、押下部材４０が回転部材３０から脱着するのを防止している。

回転部材３０は、底面周端縁にこの回転部材３０の径より大径の凸部３９、及びこの凸部３９から基板２０上面に対し垂設された環状の脚部３９ａを有している。脚部３９ａは環状が望ましいと思われるが、その他回転部材３０を基板２０上に安定的に支持できるものであればよい。また、基板２０は、回転部材３０の凸部３９の径より大径の位置に垂設され回転部材３０を収納する収納壁２５と、この収納壁２５の上部に回転部材３０の凸部３９に係合する係止部２６を有している。回転部材３０は、基板２０の係止部２６が回転部材３０の凸部３９と係合することにより上方向への動きが係止され、基盤２０からの脱着が防止されている。

図６Ｂに示されるように、基板２０上に載置された回転部材３０の回転軸平行方向の動きを係止部２６で規制し、また、回転部材３０の回転軸垂直方向の動きを収納壁２５で規制することにより、基板２０上における回転部材３０をおおよそ固定することができる。ただし、基板２０に垂直な回転軸の回転運動については規制されないので、従来必要とされていた軸がない状態で回転部材３０を回転させることができる。

また、回転部材３０に脚部３９ａを設けることにより回転部材３０と基板２０との間に隙間が生じるので、基板２０上に実装された各種素子の放熱効果が期待できる。また、回転部材３０の脚部３９ａ下部を基板２０上面で摺動させて回転部材３０が回転するようにした場合、回転部材３０の底面の全面と基板２０の上面を接触させて回転させるよりも回転時の抵抗が少なく、かつ摩擦熱の発生も抑えられる。なお、脚部３９ａは回転部材３０を基板２０上に安定的に支持できるものであればよく、環状のものに加え、環状の脚部の所定箇所に溝を設けて放熱効果の向上を図るようにしてもよい。

以上述べたような構成により、利用者による回転操作及び押下操作を検出することができ、かつ回転軸を設けない操作装置１１が実現される。図５Ｂに示されるように、押下部材４０は回転部材３０に配置された状態において、例えばバネや弾性を有する樹脂などからなる弾性体４４を各弾性体収納穴４３ａ，４３ｂに収納されている。そして、この弾性体４４によって押下部材４０が上方向に付勢されることにより、無操作状態において、押下部材４０の押下検知用素子４２が押下検知用素子２３，２４に接触せず、結果として押下操作が検知されない構成となっている。

一方、図６Ｂの矢印で示す押下操作が行われた場合、押下部材４０が押し込まれて弾性体４４が縮み（縮んだ状態の弾性体の符合を４４ａとして表す。）、押下部材４０の押下検知用素子４２が押下検知用素子２３，２４に接触することで導通し、押下検知用回路５２にて押下操作がなされたことが検知される。

また、回転部材３０が回転操作された場合、回転部材３０の回転に伴い裏面にＮ極とＳ極が交互に環状に配置された各磁石３４が回転し、基板２０上に磁石３４と対向するように設けられた２つの回転検出センサ２１ａ及び２１ｂでそれぞれ磁気量の変化が検出される。このときに回転検出センサ２１ａ，２１ｂ近傍を通過する磁石の数及び検出順序などを監視することによって、回転量（回転角）及び回転方向の情報を得る。

また、本例の操作装置１１は、上述した押下操作と回転操作を同時に行う、いわゆる押し回しを行うことができる。この場合、押下部材４０の差込部４１先端の押下検知用素子４１と基板２０上の押下検知用素子２３，２４が接触しながら回転部材３０が回転する。そして、押し回しの状態においても、押下操作と同時に行われる回転操作の回転量及び回転方向が上述同様に検出される。

なお、利用者は回転操作のみを行うとき、通常、親指や人差し指等を適度な力で押下部材４０上面に押し当てつつ回転部材３０を回転させるが、このような場合には、押下部材４０が押されないようにする必要がある。すなわち、利用者が回転操作のみを意図している場合は、押下部材４０の差込部４１先端の押下検知用素子４２は基板２０上の押下検知用素子２３に接触せず、また、利用者が回転操作とともに押下操作を意図している場合は、押下部材４０の押下検知用素子４２が基板２０上の押下検知用素子２３に接触して導通し押下操作がなされたことを検知できるように、弾性体４４の弾性力を調節しておく。

図７は、本発明を適用した携帯電話機の回路構成例を示すブロック図である。図７において、１１０は操作装置１１がどのように操作された判断してその操作に対する処理を行ったりその他システム全体の制御を行う制御部、１０７は各種情報を格納したり制御部１１０が制御を行うのに必要な作業領域を提供する汎用ＲＡＭ（Random Access Memory）、１０８は各種制御プログラム等を格納したＲＯＭ（Read Only Memory）である。この制御部１１０は、演算・制御を行う制御手段として例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）１１１を備え、図示しないシステムバスを通じてＲＡＭ１０７、ＲＯＭ１０８及び各種周辺デバイスと接続するための外部インターフェース１１２と接続されている。

また、１０９は操作ボタン群１２からの入力操作信号を検出する入力検出回路であり、入力検出回路１０９、回転検出回路５１及び押下検知回路５２を介して、利用者による操作ボタン群１２や操作装置１１の入力操作に応じた信号が制御部１１０に入力される。これらの入力操作信号はシステムバス及び外部インターフェース１１２を介してＣＰＵ１１１に供給され、ＣＰＵ１１１によりＲＯＭ１０８のプログラムに従ってそれぞれの操作に応じた所定の処理が行われる。

１０１は携帯電話システムの基地局（図示略）と音声データやパケットデータなどの無線信号を送信及び受信するアンテナであり受信信号及び送信信号を１つのアンテナで共用するアンテナ共用器１０２と接続されており、制御部１１０からの送信信号は変調器１０３、アンテナ共用器１０２を介してアンテナ１０１より送信されるとともに、アンテナ１０１より受信した受信信号はアンテナ共用器１０２、復調器１０４を介して制御部１１０に供給される。

基地局から電話の呼び出しや電子メール等がアンテナ１０１を介して復調器１０４にて受信されると、それぞれの受信信号は制御部１１０に供給される。制御部１１０はスピーカ１３から所定の音を放音することにより電話の呼び出しを行ったり電子メールの受信を利用者に知らせたり、あるいは操作ボタン群１２の背面に設けられたＬＥＤ（Light-Emitting Diode）１０５による点滅表示で知らせたり、またバイブレータ１０６によって体感振動で知らせるようにしている。またこのとき、制御部１１０は図示しないディスプレイコントローラを介して表示部１５の画面上に発呼者の電話番号や電子メール送信者のアドレスを表示するようにしている。

呼び出しに応じて利用者が電話に出ると、相手の音声信号がアンテナ１０１を介して復調器１０４にて受信され、制御部１１０を介してスピーカ１３に供給されるとともに、マイクロホン（マイク）１３にて集音された利用者の音声信号が制御部１１０より変調器１０３を介してアンテナ１０１に供給されて基地局へ送信され、相手との通話が行われる。また、受信した電子メールを開封した場合にはメールの内容を表示部１５の画面上に表示する。

次に、利用者が入力操作を行ったときの操作装置１１の動作に対応して行われるＣＰＵ１１１の処理について説明する。図８Ａ，Ｂは、携帯電話機１によりインターネットに接続して閲覧できるＷｅｂページの例を示す図である。図８Ａ，Ｂにおいて、６０はＷｅｂページ全体の内容を示し、Ｗｅｂページ６０に対する表示部１５の表示範囲が表わされている。

一般に携帯電話機などの携帯端末におけるＷｅｂ閲覧では、上下左右４方向への自由移動ができず、同じ行にリンク先（選択部）が複数ある場合、ジョグダイヤル等の回転操作部を順方向に回すと選択部の選択位置を示すマーク（カーソル）６０ａが左から例えば「１」→「２」→「３」・・・のように順次移動して選択部が選択され、利用者は所望のアプリケーションを起動することができる。カーソル６０ａが一番右の選択部「５」に到達し更に回転操作部の順方向操作を行うと、カーソル６０ａが選択部「５」から次行の「６」へ移動し、表示部１５のＷｅｂ画面が図８Ａに示す状態から図８Ｂに示す状態へとスクロールされて表示が切り替わる。図８Ａ，Ｂに示すように、本例では選択部のあるＷｅｂ画面の表示については、カーソル６０ａが表示部１５の縦方向に関し所定位置となるように表示されるものとする。

図９は、本発明の一実施の形態の説明に供するフローチャートであり、操作装置１１の動作に対する表示部１５に表示されるＷｅｂページのスクロール処理を示す。まず、ＣＰＵ１１１は、回転検出回路５１を介して利用者による操作装置１１の回転部材３０の回転操作を検知し（ステップＳ１）、このとき、押下検知回路５２によって、ボタン押下、すなわち押下部材４０が押下されているか否かを判断する（ステップＳ２）。

押下部材４０が押下されていないと判断した場合、次に、ＣＰＵ１１１は回転検出回路５１から得られる情報より回転部材３０の回転方向が時計回りか否かを判断し（ステップＳ３）、時計回りであればカーソル６０ａを１ステップ分（１段階）現在の位置から右に移動させ（ステップＳ４）、処理を終了する（ステップＳ９）。このときの１ステップ分の移動とは、「１」→「２」若しくは、「２」→「３」の様な移動のことである。１ステップ移動においてカーソル６０ａが一番右の選択部に到達したら、上述したように次行の左端の選択部に移動し、Ｗｅｂ画面を１行分下へスクロールさせる。

利用者の１回の操作におけるカーソル移動量は回転部材３０の回転量に比例するものとする。例えば、カーソルを１ステップ移動させるのに必要な回転部材３０の回転角度が３０度である場合、回転部材３０を６０度回転させたとすると、初めの３０度回転した時点でカーソルが１ステップ移動し一旦処理を終了する。そして、ステップＳ１の処理に戻って残りの３０度の回転を検知し、カーソルがさらに１ステップ移動する。利用者は１回の回転操作でカーソルの位置を２ステップ分移動させることができる。ただし、カーソルを１ステップ移動させるのに必要な回転部材３０の回転量はこの例に限るものではない。

また、ステップＳ３の判断処理において時計回りでない場合、カーソル６０ａを１ステップ分現在の位置から左に移動させ（ステップＳ５）、処理を終了する（ステップＳ９）。ステップＳ５の１ステップ移動においてカーソル６０ａが一番左の選択部に到達したら、前行の右端の選択部に移動し、Ｗｅｂ画面を１行分上へスクロールさせる。

上述の判断ステップＳ２において、ＣＰＵ１１１は押下部材４０が押下操作されていると判断した場合、すなわち押し回し操作が行われている場合、次に、回転部材３０の回転方向が時計回りか否かを判断する（ステップＳ６）。そして、時計回りであると判断した場合、自動的にカーソル６０ａを予め設定された所定の通常速度（以下、基準速度という。）よりも速い速度で右に順次ステップ移動させ、カーソル６０ａが一番右の選択部に到達したら、次行の左端の選択部に移動し、Ｗｅｂ画面を１行分下へスクロールさせ（ステップＳ７）、処理を終了する。このとき、押し回しの状態を維持しつつ、時計回りから反時計回り方向への回転操作が行われた場合、カーソル６０ａを基準速度よりも遅い速度で左にステップ移動させ、カーソル６０ａが一番左の選択部に到達したら、前行の右端の選択部に移動し、Ｗｅｂ画面を１行分上へスクロールさせる。

また、判断ステップＳ６において、ＣＰＵ１１１は回転部材３０の回転方向が時計回りでないと判断した場合、自動的にカーソル６０ａを基準速度よりも速い速度で左に順次ステップ移動させ、カーソル６０ａが一番左の選択部に到達したら、前行の右端の選択部に移動し、Ｗｅｂ画面を１行分上へスクロールさせ（ステップＳ８）、処理を終了する。このとき、押し回しの状態を維持しつつ、反時計回りから時計回り方向への回転操作が行われた場合、カーソル６０ａを基準速度よりも遅い速度で右にステップ移動させ、カーソル６０ａが一番右の選択部に到達したら、次行の左端の選択部に移動し、Ｗｅｂ画面を１行分下へスクロールさせる。

なお、ステップＳ７及びステップＳ８における押し回し操作は、利用者が一度押し回し操作を行った後はその状態を維持するだけで、表示部１５のカーソル６０ａが自動的に移動し必要に応じてＷｅｂページの表示がスクロールするようにする。また、押し回し操作によるカーソル６０ａ移動速度は、回転部材３０の回転始動位置から回転終了位置までの回転角の大きさによって調節する様にする。

図１０は、カーソルのステップ移動速度（スクロール速度）初期化処理を示すフローチャートである。上述の押し回し操作の途中で、ボタン押下を解除、すなわち押下部材４０の押下を解除して回転操作のみを行う（ステップＳ１１）ことにより、図９に示されたステップＳ７及びステップＳ８の処理にて自動的に加速又は減速されたカーソルのステップ移動速度を初期化し、通常のカーソル移動処理に戻し（ステップＳ１２）、カーソルのステップ移動速度初期化処理を終了する（ステップＳ１３）。

以上のように操作装置１１の回転部材３０の円盤部分に穿設された差込み用の孔３５に、差込部４１が凸設された押下部材４０を差込んで差込部４１先端に着設された押下検知用素子４２と、回転部材３０が載置される基盤２０に実装された押下検知用素子２３，２４が接触して押下操作がなされたことを検知するようにしたので、容易に複数の操作処理（マルチ・ファンクション）に対応した操作装置を実現することができる。すなわち、押下部材４０を押下せずに回転部材３０を回転させる場合は、通常の回転操作（いわゆるジョグ・ダイヤル）として動作し、また押下部材４０を押しながら回転部材３０を回転させる場合には、別の操作処理の回転操作（いわゆるシャトル／ジョグ・ダイヤル等）として動作するよう使い分けることができる。

また、回転部材３０が回転する際の回転軸を必要としない構成としているので、高さ方向のスペースが抑えられ、操作装置を薄く設計することが可能となる。したがって、本例の操作装置を適用して、携帯電話機を始めとする電子機器を薄く設計することができる。また、一つの操作装置で異なるファンクションを持たせることができるので、スペース節約が可能となる。

また、従来、表示部１５に表示される例えばＷｅｂページ６０閲覧画面などをスクロールさせて全体の内容を見たい場合に、Ｗｅｂページの下までカーソルをステップ移動させる必要があるときには操作装置１１を非常に多く回転させる必要があり利用者に大きな負担をかけていた。本例は以上述べたように構成されているので、通常の回転操作によるステップ移動に加え、押し回しを行うことで、いわゆるシャトル／ジョグ・ダイヤルとして使用できるようにしたことにより、利用者が１度押し回しを行うと、後はその状態を維持するだけで、自動でＷｅｂページ閲覧画面のカーソルのステップ移動速度を切替えることができる。したがって、利用者はこれまで操作が煩雑で負担がかかっていたＷｅｂページ閲覧時等のスクロール処理を容易に行うことができる。

次に、図１１〜図１４を参照して、本発明の他の実施の形態の例について説明する。図１１は、本発明の他の実施の形態の上面図であり、この図１１において図６Ａに対応する部分には同一符号を付して示す。図１１に記載の操作装置９０は、図２や図６Ａ等に示される操作装置１１の押下部材４０を８個から４個に変更するとともに、方向指示機能を付加するようにしたものである。

図１１において、４個の押下部材８０は、回転部材７０の円柱３１、外壁３２及び隔壁７１によって囲まれる上下左右の押下部材配置部に配置される。図示を省略するが、本例の場合も、図５の例と同様に押下部材８０には差込部（図示略）が凸設されており、回転部材７０の円盤部分に設けられた差込用の孔（図示略）に差込部を差し込むことで、押下部材８０の位置が固定される。なお、本例のように押下部材８０に方向指示機能を与えた場合、図８の説明中に述べた方向指示ボタン（図示を略している）を別途設ける必要がなくなるので、省スペース化が図れる。

図１２は、他の実施の形態の説明に供する図であり、図２及び図３に示される押下検知用素子２３，２４を、図１１に示される押下部材７０と対応するようにそれぞれ４分割して基板２０上に実装したものである。図１２に示されるように、基板２０に回転検出センサ２１ａ，２１ｂが実装され、それぞれ回転検出回路５１と接続される。また、押下操作を検出するために、４対の押下検知用素子２３Ｔ及び２４Ｔ、２３Ｕ及び２４Ｕ、２３Ｌ及び２４Ｌ、２３Ｒ及び２４Ｒが、基板２０上に環状に配設され、それぞれが押下検知回路５２Ｔ，５２Ｕ，５２Ｌ，５２Ｒにそれぞれ接続されている。本例が適用される電子機器として、例えば、図７に示す例と同様の携帯電話機の回路構成が適用できる。但し、本例において、制御部１１０に、４個の押下検知回路５２Ｔ，５２Ｕ，５２Ｌ，５２Ｒからの信号を入力し、各押下部材８０のいずれが押下操作されたか検知できるように構成するが、その他は図７の例と同様とする。

これら４個の押下検知回路５２Ｔ，５２Ｕ，５２Ｌ，５２Ｒは、図６に示される押下検知回路５１と同様の機能を有し、押下部材８０の押下操作が行われた場合、押下部材８０先端の押下検知用素子（図示略）と、押下検知用素子２３Ｔ及び２４Ｔ、２３Ｕ及び２４Ｕ、２３Ｌ及び２４Ｌ、２３Ｒ及び２４Ｒのいずれかが接触したことを検知して、信号を制御部１１０に出力する。これら４個の押下検知回路から信号を供給された制御部１１０のＣＰＵ１１１は、上下左右に位置するいずれの押下部材８０が押下されたかを判断し、押下操作がなされた位置に応じ所定の処理を行う。

次に、利用者が入力操作を行ったときの操作装置９０の動作に対応して行われるＣＰＵ１１１の処理について説明する。図１３Ａ，Ｂは、携帯電話機１の電話機能の一つであるアドレス帳を示す図である。図１３Ａ，Ｂに示されるアドレス帳のように上下左右に移動方向を指示するアプリケーションの場合、操作装置９０の回転操作と方向指示機能を利用してカーソル（斜線部）６３を所望の位置に移動させ表示部１５に表示された画面の閲覧が行われる。

例えば、図１３Ａ，Ｂにおいては、利用者はまず操作装置９０を左右方向に操作してアドレス帳の五十音順のインデックス６1から所望の行を選択し、次いでカーソル６３を上下方向に操作して選択した行に登録された氏名の中から目的の相手を検索する。具体的には、図１３Ａに示すように、まず表示部１５に表示された氏名欄６２の一番上にカーソル６３が表示され、操作装置９０を用いてカーソル６３を下方向に移動させる操作を行うと、カーソル６３が順次下方向に移動する。そして、カーソル６３が氏名欄６２の一番下に移動したとき、「田森一義」の次に登録されている氏名がある場合、「田森一義」の下の氏名、例えば「丹下次郎」を繰り上げ表示することでアドレス帳を下に１名分スクロールする（図１３Ｂ参照）。

図１４は、本発明の他の実施の形態の説明に供するフローチャートであり、操作装置９０の動作に対する表示部１５に表示されるアドレス帳の表示処理を示す。まず利用者により操作装置９０に対する押下操作が行われると、ＣＰＵ１１１は、押下検知回路５２Ｔ，５２Ｕ，５２Ｌ，５２Ｒよりボタン押下、すなわち押下部材４０が押下されたことを検知し（ステップＳ２１）、押下された押下部材８０の位置に応じた方向に１ステップ移動する（ステップＳ２２）。例えば図１３に示されるように、アドレス帳のインデックス６１の行表示を必要なステップ数移動させ、「た」行を選択する。

次いで、ボタン押下解除、すなわち押下部材８０の押下操作が解除されたかどうかを、押下部材８０の押下検知用素子（図示略）と基板２０に実装された押下検知用素子２３Ｔ及び２４Ｔ、２３Ｕ及び２４Ｕ、２３Ｌ及び２４Ｌ、２３Ｒ及び２４Ｒの接触状態により判断する（ステップＳ２３）。判断ステップＳ２３において、押下部材８０の押下操作が解除されたと判断された場合、図１０に示されたフローチャートのように、その後、回転操作が行われたときのカーソルのステップ移動は初期化された所定の速度で行われる（ステップＳ３２）。なお、利用者の１回の操作におけるカーソル移動量は、上述例と同様に回転部材７０の回転量に比例するものとする。

そして、判断ステップＳ２３においてボタン押下が解除されていないと判断した場合、回転検出回路５１により回転部材２４が回転したかどうかを判断し（ステップＳ２４）、回転を検知していない場合は、判断ステップＳ２３の処理に戻る。この判断ステップＳ２４の処理においては、ボタン押下が解除されていない状態での回転操作、すなわち押し回し操作が行われたか否かを判断している。

上述の判断ステップＳ２４において、ＣＰＵ１１１が操作装置９０の押し回し操作がなされたことを検知した場合、利用者の押し回し操作に応じて回転部材７０が回転を始動した位置が押下部材８０の左右の位置であったかどうかを判断する（ステップＳ２５）。そしてさらに、押し回し操作の際に回転部材７０が回転を始動する際に押された押下部材８０の位置が左右のいずれかであると判断された場合、次に、回転部材７０の回転方向が時計回りか否かを判断する（ステップＳ２６）。

そして、ＣＰＵ１１１は時計回りであると判断した場合、アドレス帳の右方向、すなわち「た」行以降のインデックス６１を、自動的に押下操作を伴わない回転操作のみのときの所定の速度よりも速い速度でステップ移動して表示部１５に表示する。このとき、押下部材８０の押下操作を維持しつつ、操作装置９０に対し時計回りから反時計回り方向への回転操作が行われた場合、アドレス帳のインデックス６１を回転操作方向を逆転する前の移動速度よりも遅い速度で左方向にステップ移動して表示部１５に表示し（ステップＳ２７）、その後ステップＳ２３の処理に戻る。

また、判断ステップＳ２６において、ＣＰＵ１１１は回転部材７０の回転方向が時計回りでないと判断した場合、アドレス帳の左方向、すなわちインデックス６１の「た」行以前を、自動的に押下操作を伴わない回転操作のみのときの所定の速度よりも速い速度でステップ移動して表示部１５に表示する。このとき、押下部材８０の押下操作を維持しつつ、操作装置９０に対し反時計回りから時計回り方向への回転操作が行われた場合、アドレス帳のインデックス６１を回転操作方向を逆転する前の移動速度よりも遅い速度で右方向にステップ移動して表示部１５に表示し（ステップＳ２８）、その後ステップＳ２３の処理に戻る。

また、上述の判断ステップＳ２５において回転部材７０が回転を始動する際に押された押下部材８０の位置が押下部材８０の左右の位置でなかった場合に、その回転部材７０の回転方向が時計回りか否かを判断する（ステップＳ２９）。そして、ＣＰＵ１１１は時計回りであると判断した場合、カーソル６３がアドレス帳の上方向、すなわちインデックス「た」行内の氏名欄６２を昇順に自動的に押下操作を伴わない回転操作のみのときの所定の速度よりも速い速度でステップ移動して表示部１５に表示する。このとき、押下部材８０の押下操作を維持しつつ、操作装置９０に対し時計回りから反時計回り方向への回転操作が行われた場合、アドレス帳の氏名欄６２をカーソル６３が回転操作方向を逆転する前の移動速度よりも遅い速度で下方向にステップ移動して表示部１５に表示され（ステップＳ３０）、その後ステップＳ２３の処理に戻る。

また、判断ステップＳ２９において、ＣＰＵ１１１は回転部材７０の回転方向が時計回りでないと判断した場合、自動的にアドレス帳の下方向、すなわちインデックス「た」行内の氏名６２一覧を降順に自動的に押下操作を伴わない回転操作のみのときの所定速度よりも速い速度でステップ移動して表示部１５に表示する。このとき、押下部材８０の押下操作を維持しつつ、操作装置９０に対し反時計回りから時計回り方向への回転操作が行われた場合、アドレス帳の氏名欄６２をカーソル６３が回転操作方向を逆転する前の移動速度よりも遅い速度で上方向にステップ移動して表示部１５に表示され（ステップＳ３０）、その後ステップＳ２３の処理に戻る。

本例においても上述の例と同様に、図１４のステップＳ２７，Ｓ２８，Ｓ３０，Ｓ３１における押し回し操作は、利用者が一度押し回し操作を行った後はその状態を維持するだけで、表示部１５に表示されたアドレス帳のカーソル６３が自動的にステップ移動（スクロール）するようにする。また、押し回し操作によるステップ移動処理速度は、回転部材７０の回転始動位置から回転停止位置までの回転角の大きさによって調節する様にする。

そして、判断ステップＳ２３において、上述の押し回し操作の途中で、ボタン押下を解除、すなわち押下部材８０の押下を解除した場合、図１４に示されたステップＳ２７，Ｓ２８，Ｓ３０，Ｓ３１の処理にて自動的に加速又は減速されたカーソルのステップ移動速度を初期化し、通常の速度でのカーソル移動処理に戻し（ステップＳ３２）、処理を終了する。この後に、回転操作を行った場合は通常の所定速度によるカーソルのステップ移動が行われる。

このように、図１１に示すアドレス帳などのように上下左右に移動操作する必要があるアプリケーションの場合、図１２に示されるように押下検知回路を上下左右に４つ設け、押し回し操作時、最初に押された押下部材８０の位置によって上下又は左右の移動方向を決定し、続いて行われる回転部材７０の回転方向に従いカーソルの移動方向を決定するとともに、自動的にステップ移動速度を変化させる。これにより、移動量の多い上下左右の移動操作をスムーズに行うことができる。その他、本例は図１〜図１０を用いて説明した実施の形態と同様の作用効果を奏するものである。

なお、上述の実施の形態の例において、表示画面のカーソルのステップ移動処理の説明における表示画面の例として、Ｗｅｂページ閲覧時の場合と、電話機能のアドレス帳の閲覧又は検索などの場合について説明したが、その他種々の表示画面上での移動操作に利用することができる。

また、回転部材上に収納する押下部材を８個の例と４個の例について述べたが、押下部材の個数とそれに対応して基板上に設置する押下検知用素子の個数及び形状は、押下部材に方向指示機能を備えるなどの条件を考慮して適宜設計することができる。例えば、押下部材は押されたときに押下されたことが確実に検知されるものであれば、例えばドーナッツ形状や種々の形状に形成された１個の押下部材であってもよい。

また、本発明は上述した実施の形態の例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を取り得ることは勿論である。例えば、上述した実施の形態では、携帯電話機の操作装置としたが、その他の電子機器の操作装置に適用してもよい。

本発明を適用した携帯電話機の例を示す外観図である。 本発明の一実施の形態の分解斜視図である。 本発明の一実施の形態の基板上に実装された回転検出センサ及び押下検知用素子を示す図である。 本発明の一実施の形態の回転部材の上面図及び底面図である。 本発明の一実施の形態の押下部材の側面図及び底面図である。 本発明の一実施の形態の上面図及び断面図である。 本発明を適用した携帯電話機の回路構成例を示すブロック図である。 本発明を適用した携帯電話機における表示装置の画面表示例を示す図である。 本発明の一実施の形態の説明に供するフローチャートである。 本発明の一実施の形態のステップ移動速度初期化処理のフローチャートである。 本発明の他の実施の形態の上面図である。 本発明の他の実施の形態の基板上に実装された回転検出センサ及び押下検知用素子を示す図である。 本発明を適用した携帯電話機におけるアドレス帳の表示例である。 本発明の他の実施の形態の説明に供するフローチャートである。

符号の説明

１…携帯電話機、２…下側筐体、３…上側筐体、１１，９０…操作装置、１２…操作ボタン群、１３…マイクロホン、１４…スピーカ、１５…表示部、２０…基板、２１ａ，２１ｂ…回転検出センサ，２２，２６，３７，３８…係止部、２３，２３Ｌ，２３Ｒ，２３Ｔ，２３Ｕ，２４，２４Ｌ，２４Ｒ，２４Ｔ，２４Ｕ…押下検知用素子、２５…収納壁、３０，７０…回転部材、３１…円柱、３２…外壁、３３，７１…隔壁、３４…磁石、３５…差込用孔、３６…押下部材配置部、３９…凸部、３９ａ…脚部、４０，８０…押下部材、４１…差込部、４２…押下検知用素子、４３ａ，４３ｂ…弾性体収納穴、４４…弾性体、４５ａ，４５ｂ…欠切部、５１，５１Ｌ，５１Ｒ，５１Ｔ，５１Ｕ…回転検出回路、５２，５２Ｌ，５２Ｒ，５２Ｔ，５２Ｕ…押下検知回路、６０ａ，６３…カーソル、１０７…ＲＡＭ、１０８…ＲＯＭ、１１０…制御部、１１１…ＣＰＵ、１１２…外部インターフェース

Claims (12)

1. 基板上に回転可能に配置され、所定径の円周上に所定数の孔が設けられた回転部材と、
   前記回転部材の孔に挿通される凸部を有し、弾性体を介し前記回転部材上面に環状に配置され、前記回転部材の回転中心軸方向と平行な方向へ押下される所定数の押下部材と、
   前記回転部材の回転を検出する回転検出手段と、
   前記押下部材の凸部下面と前記基板との接触を検知して前記押下部材が押下されたことを検知する押下検知手段と、
   を有することを特徴とする操作装置。
2. 前記回転部材は、該回転部材の底面周端縁に前記回転部材の径より大径の凸部、及び該凸部から前記基板上面に対し垂設された脚部を有し、
   前記基板は、前記回転部材の凸部の径より大径の位置に垂設された壁と、該壁の上部に前記回転部材の凸部に係合する係止部を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の操作装置。
3. 前記回転部材は、該回転部材上面の回転中心近傍に円柱及び前記円盤形状の周端縁に沿って外壁が設けられ、前記円柱の上面周端縁に該円柱の径より大径の係止部を有するとともに、前記外壁上部に回転中心方向に向かって設けられた凸部から形成される係止部を有し、
   前記押下部材は、前記回転部材の円柱上部の係止部及び前記外壁上部の係止部に対応して欠切部が設けられた
   ことを特徴とする請求項１記載の操作装置。
4. 基板上に回転可能に配置され、所定径の円周上に所定数の孔が設けられた回転部材と、
   前記回転部材の孔に挿通される凸部を有し、弾性体を介し前記回転部材上面に環状に配置され、前記回転部材の回転中心軸方向と平行な方向へ押下される所定数の押下部材と、
   前記回転部材の回転を検出する回転検出手段と、
   前記押下部材の凸部下面と前記基板との接触を検知して前記押下部材が押下されたことを検知する押下検知手段と、
   前記回転検出手段及び押下検知手段の検出結果より、回転操作とともに押下操作が行われたかどうかを判断し、回転操作とともに押下操作が行われた場合と回転操作単独の場合とで入力操作に対する処理を切り替える制御手段と、
   を備えることを特徴とする電子機器。
5. 前記回転部材は、該回転部材の底面周端縁に前記回転部材の径より大径の凸部、及び該凸部から前記基板上面に対し垂設された脚部を有し、
   前記基板は、前記回転部材の凸部の径より大径の位置に垂設された壁と、該壁の上部に前記回転部材の凸部に係合する係止部を有する
   ことを特徴とする請求項４記載の電子機器。
6. 前記回転部材は、該回転部材上面の回転中心近傍に円柱及び前記円盤形状の周端縁に沿って外壁が設けられ、前記円柱の上面周端縁に該円柱の径より大径の係止部を有するとともに、前記外壁上部に回転中心方向に向かって設けられた凸部から形成される係止部を有し、
   前記押下部材は、前記回転部材の円柱上部の係止部及び前記外壁上部の係止部に対応して欠切部が設けられた
   ことを特徴とする請求項４記載の電子機器。
7. 表示部を有し、
   前記制御手段は、回転操作のみが行われたと判断した場合、前記回転部材の回転操作方向及び回転量に応じて、前記表示部の画面上のカーソルを所定方向へ所定段階数移動させ、
   回転操作とともに押下操作が行われたと判断した場合、前記回転部材の回転操作方向に応じて、前記表示部の画面上のカーソルを所定方向へ第１速度で移動させる
   ことを特徴とする請求項４記載の電子機器。
8. 前記回転操作とともに押下操作が行われた場合の前記カーソルの移動速度は、前記回転部材の回転操作始動位置からの回転角によって調節される
   ことを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
9. 押下操作とともに行われた前記所定方向への回転操作の途中で前記押下操作を継続したまま逆方向への回転操作が行われた場合、前記所定方向と逆方向へ前記第１速度より遅い第２速度で前記カーソルを移動させる
   ことを特徴とする請求項７記載の電子機器。
10. 表示部を有し、
    前記押下部材として複数個配置し、
    前記制御手段は、押下操作が行われたと判断した場合、前記表示部の画面上のカーソルを前記押下部材の押された方向に一段階移動させ、
    回転操作のみが行われたと判断した場合、前記回転部材の回転操作始動位置及び回転操作方向に応じて、前記表示部の画面上のカーソルを所定方向へ第１速度で移動させ、
    押下操作とともに回転操作が行われたと判断した場合、前記回転部材の回転操作始動位置及び回転操作方向に応じて、前記表示部の画面上のカーソルを所定方向へ前記第１速度より速い第２速度で移動させる
    ことを特徴とする請求項４記載の電子機器。
11. 前記回転操作とともに押下操作が行われた場合の前記カーソルの移動速度は、前記回転部材の回転操作始動位置からの回転角によって調節される
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電子機器。
12. 押下操作とともに行われた前記所定方向への回転操作の途中で前記押下操作を継続したまま逆方向への回転操作が行われた場合、前記所定方向と逆方向へ前記第２速度より遅い第３速度で前記カーソルを移動させる
    ことを特徴とする請求項１０記載の電子機器。

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