JP5316379B2 - 回転入力装置および電子機器 - Google Patents

Description

この発明は、回転入力装置および電子機器に関し、特に、ユーザが回転させる回転部材に抵抗を付与することによりユーザに触感を付与する回転入力装置および電子機器に関する。

従来、ユーザが回転させる回転部材に抵抗を付与することによりユーザに触感を付与する回転入力装置および電子機器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、ユーザの操作により回転ノブ（回転部材）が回転される際に、所定のタイミングで回転方向の力に抗する抵抗力を付与することにより、回転ノブを操作するユーザに力覚（触感）を付与する回転入力装置が知られている。このような回転入力装置は、ユーザの操作により回転された回転部材の回転角度を検出するとともに、検出した回転部材の回転角度に基づいて、回転部材に抵抗力を付与するように構成されている。

また、従来では、回転部材の回転角度を検出するための種々の装置が開発されている（たとえば、特許文献２参照）。上記特許文献２には、一方方向に回転するクランクシャフト（回転部材）の回転情報を検出可能な２つのホール素子（角度検出部）と、２つのホール素子のそれぞれにより検出された２つの回転情報に基づいてクランクシャフトの回転角度を認識する演算装置（制御部）とを備えた位置検出装置が開示されている。

特開２００５−１９１１３号公報 特開２００６−１７７９１３号公報

しかしながら、上記特許文献１による回転入力装置では、ユーザが回転部材を回転させる場合において、回転部材の回転方向がふらつく場合がある。特に、回転部材を回転させるためにユーザが回転部材に触れた際などに回転部材の回転方向がふらつくことが多い。このように回転部材がふらついた状態の回転角度に基づいて回転部材に抵抗を付与した場合には、回転部材が回転していないにもかかわらず抵抗が付与されてしまうので、ユーザに違和感を与えてしまうという問題点がある。また、このような特許文献１の回転入力装置の回転角度の検出に上記特許文献２による位置検出装置の回転角度の検出方法を適用した場合であっても、上記と同様に回転部材がふらついた状態で抵抗が付与されてしまうので、ユーザに違和感を与えてしまうという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ユーザが回転させる回転部材に抵抗を付与することによりユーザに触感を付与する構成において、違和感のない操作感をユーザに与えることが可能な回転入力装置および電子機器を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

この発明の第１の局面による回転入力装置は、ユーザによる操作により回転可能な回転部材と、回転部材が回転した際の回転角度を検出する角度検出部と、ユーザによる操作により回転部材が回転された際に、回転部材に回転方向の力に抗する抵抗力を付与することによりユーザに触感を付与する抵抗付与部と、角度検出部により検出された過去複数回の回転部材の回転角度の平均値を算出するとともに、算出された平均値に基づいて、回転部材の回転方向が所定の複数回連続で同一の所定方向であると判断した場合に、回転部材が所定方向に回転していると判定するとともに、角度検出部の検出結果に基づく回転角度値を取得し、取得した回転角度値に基づいて、抵抗付与部を制御する制御部とを備える。

この第１の局面による回転入力装置では、上記のように、回転部材の回転方向が所定の複数回連続で同一の所定方向であると判断した場合に、回転部材が所定方向に回転していると判定するとともに、角度検出部の検出結果に基づく回転角度値を取得し、取得した回転角度値に基づいて、抵抗付与部を制御することによって、回転部材の回転方向が所定の複数回連続で同一の所定方向であるか否かを判断することにより、たとえば、ユーザが回転部材に触れた際などに回転部材の回転方向がふらつくことに起因して、回転部材の回転方向が所定方向に回転していると誤判定してしまうのを抑制することができる。これにより、回転部材がふらついた状態の回転角度（検出結果）に基づく回転角度値を取得してしまうのを抑制することができるので、回転部材がふらついた場合に回転部材に抵抗が付与されるのを抑制することができる。その結果、ユーザが回転させる回転部材に抵抗を付与することによりユーザに触感を付与する構成において、違和感のない操作感をユーザに与えることができる。

上記第１の局面による回転入力装置において、好ましくは、角度検出部は、静電容量式角度検出部を含む。このように構成すれば、角度検出部の近傍に抵抗（触感）を付与するための電磁石（励磁コイル）などの磁束を発する部品を配置した場合にも、磁束の影響を受けない静電容量の変化により回転部材の回転角度の検出を行うので、正確に回転部材の回転角度を検出することができる。これにより、正確なタイミングで抵抗を付与することができるので、違和感のない操作感をユーザに与えることができる。

上記第１の局面による回転入力装置において、好ましくは、制御部は、回転部材の回転方向が少なくとも３回連続で同一の所定方向であると判断した場合に、回転部材が所定方向に回転していると判定するとともに、角度検出部の検出結果に基づく回転角度値を取得し、取得した回転角度値に基づいて、抵抗付与部を制御するように構成されている。ここで、回転方向がふらついている時には回転部材の回転方向がすぐに入れ替わると考えられるので、上記のように、少なくとも３回連続で回転部材の回転方向が同一であるという条件を設定すれば、回転方向が定まらなくふらつきがある状態の回転角度値を取得することを抑制することができる。これにより、ふらつきがある状態で回転部材に不要な抵抗が付与されるのを抑制することができるので、より違和感のない操作感をユーザに与えることができる。

上記第１の局面による回転入力装置において、好ましくは、制御部は、回転部材の回転方向が同一の所定方向であると判断した回数が連続して所定の複数回に達しない場合には、回転部材は回転していないと判定するとともに、回転角度値を取得せずに抵抗力を付与しないように抵抗付与部を制御するように構成されている。このように構成すれば、ふらつきがある状態（回転部材が回転していないと判定された場合）において回転部材に不要な抵抗が付与されるのを抑制することができるので、ユーザの操作感を向上することができる。

上記第１の局面による回転入力装置において、好ましくは、制御部は、回転部材の回転状態を認識可能に構成されており、回転部材の回転状態を保存する記憶部をさらに備える。このように構成すれば、回転部材の回転状態を記憶部に複数保存することができるので、記憶部に保存された複数の回転部材の回転状態に基づいて、回転部材の回転方向が複数回連続で同一の所定方向であるか否かを容易に判断することができる。

上記第１の局面による回転入力装置において、好ましくは、制御部は、角度検出部により所定の時間間隔毎に回転部材の回転角度を検出するように構成されており、所定の時間間隔毎に検出された過去複数回の回転部材の回転角度の平均値を算出して回転角度値とするように構成されている。このように構成すれば、ノイズなどにより実際の回転角度と大きく異なる回転部材の回転角度が検出された場合でも、過去複数回の回転部材の回転角度の平均値を算出することにより、ノイズによる異常数値の影響を小さくすることができる。これにより、より適切なタイミングで抵抗付与部を制御することができる。

この場合において、好ましくは、制御部は、過去複数回の回転部材の回転角度の平均値からなる回転角度値に基づいて、回転部材の回転状態を判定するように構成されている。このように構成すれば、ノイズによる異常数値の影響を小さくした平均値からなる回転角度値に基づいて回転部材の回転状態を判定することにより、回転部材の回転状態が誤って判定されるのを抑制することができる。

上記第１の局面による回転入力装置において、好ましくは、回転部材が同一の方向に回転されている場合に、取得されうる回転角度値範囲のうち、抵抗付与部が回転方向の力に抗する抵抗力を回転部材に付与する第１回転角度値範囲と、第１回転角度値範囲以外の抵抗力を回転部材に付与しない第２回転角度値範囲とが交互に繰り返されるように予め設定されており、制御部は、取得した回転角度値が第１回転角度値範囲内の場合には、回転方向の力に抗する抵抗力を回転部材に付与するように抵抗付与部を制御するように構成されているとともに、取得した回転角度値が第２回転角度値範囲内の場合には、回転方向の力に抗する抵抗力を回転部材に付与しないように抵抗付与部を制御するように構成されている。このように構成すれば、ユーザが回転部材を回転させる際に、回転部材の回転に伴って断続的に抵抗力が付与されるので、ユーザの回転部材の操作感を向上させることができる。

上記第１の局面による回転入力装置において、好ましくは、抵抗付与部は、励磁コイルを含み、回転部材は、磁性材料からなるとともに、励磁コイルに通電された場合に、励磁コイルによる電磁力により吸引されることにより回転方向の力に抗する抵抗力が付与されてユーザに触感が付与されるように構成されている。このように構成すれば、励磁コイルと磁性材料からなる回転部材とにより、容易に、回転方向の力に抗する抵抗力を回転部材に付与することができる。

この発明の第２の局面による電子機器は、ユーザによる操作により回転可能な回転部材と、回転部材が回転した際の回転角度を検出する角度検出部と、ユーザによる操作により回転部材が回転された際に、回転部材に回転方向の力に抗する抵抗力を付与することによりユーザに触感を付与する抵抗付与部と、角度検出部により検出された過去複数回の回転部材の回転角度の平均値を算出するとともに、算出された平均値に基づいて、回転部材の回転方向が所定の複数回連続で同一の所定方向であると判断した場合に、回転部材が所定方向に回転していると判定するとともに、角度検出部の検出結果に基づく回転角度値を取得し、取得した回転角度値に基づいて、抵抗付与部を制御する制御部とを備える。

この第２の局面による電子機器では、上記のように、回転部材の回転方向が所定の複数回連続で同一の所定方向であると判断した場合に、回転部材が所定方向に回転していると判定するとともに、角度検出部の検出結果に基づく回転角度値を取得し、取得した回転角度値に基づいて、抵抗付与部を制御することによって、回転部材の回転方向が所定の複数回連続で同一の所定方向であるか否かを判断することにより、たとえば、ユーザが回転部材に触れた際などに回転部材の回転方向がふらつくことに起因して、回転部材の回転方向が所定方向に回転していると誤判定してしまうのを抑制することができる。これにより、回転部材がふらついた状態の回転角度（検出結果）に基づく回転角度値を取得してしまうのを抑制することができるので、回転部材がふらついた場合に回転部材に抵抗が付与されるのを抑制することができる。その結果、ユーザが回転させる回転部材に抵抗を付与することによりユーザに触感を付与する構成において、違和感のない操作感をユーザに与えることができる。

本発明の一実施形態による携帯電話機の構成を説明するための平面図である。 図１に示した携帯電話機の構成を説明するためのブロック図である。 図１に示した携帯電話機の回転入力装置の構成を説明するための斜視図である。 図１に示した携帯電話機の回転入力装置の構成を説明するための分解斜視図である。 図１に示した携帯電話機の回転入力装置の構成を説明するための断面図である。 図１に示した携帯電話機の回転入力装置の制御部が検知信号を取得する時間間隔について説明するための図である。 図１に示した携帯電話機の回転入力装置において回転部材が回転された際の励磁コイルに対する制御部の制御フローを説明するためのフローチャートである。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

まず、図１〜図６を参照して、本発明の一実施形態による携帯電話機１の構成について説明する。

図１および図２に示すように、携帯電話機１は、携帯電話機本体１０（図１参照）と、表示部２０と、回転入力装置３０と、ボタン入力部５０と、携帯電話機１の制御を司るメイン制御部６０（図２参照）とにより構成されている。なお、携帯電話機１は、本発明の「電子機器」の一例である。表示部２０、回転入力装置３０およびボタン入力部５０は、図２に示すように、メイン制御部６０と電気的に接続されている。

回転入力装置３０は、ユーザにより回転および押圧操作することが可能なように構成されており、ユーザの操作に伴って所定のパラメータを入力することが可能なように構成されている。具体的には、図３に示すように、回転入力装置３０は、ユーザによって入力操作が行われる回転部材３１と、回転部材３１の下部側に設けられ、回転部材３１を回転可能に支持する支持台３２とを含んでいる。図４および図５に示すように、回転部材３１と支持台３２との間には空間が形成されており、この空間には複数の部材が配置されている。また、支持台３２の下部側には、検知部３３が搭載される感圧センサ３４が配置されている。なお、支持台３２は、本発明の「抵抗付与部」の一例である。

なお、ユーザによる回転部材３１の入力操作には、回転部材３１を回転させる回転操作と、回転部材３１を回転軸の軸方向（上下方向）に押圧する押圧操作とが含まれる。

回転部材３１は、鉄を含む磁性材料からなる。また、回転部材３１は、中央に開口部３１ａを有する円板形状に形成されており、支持台３２の上側開口を覆う位置に設けられている。回転部材３１の上面は、ユーザが回転操作や押圧操作といった入力操作を行う操作面を構成する。回転部材３１の上面には、ユーザが入力操作を行う際の滑り止め等として機能する突起３１ｂが形成されている。また、回転部材３１の下面側には、図５に示すように、後述する摺動部材３７やロータ（回転子）３８ａが収容保持される溝部３１ｃが形成されている。

支持台３２は、鉄を含む磁性材料からなる。また、支持台３２は、図４および図５に示すように、中央に開口を有する円板形状の底板部３２ａと、底板部３２ａの縁部から上方に向かって突出する側壁部３２ｂと、底板部３２ａの上面側中央から上方に向かって突出するように形成され、底板部３２ａの開口と連通する開口（雄ネジが内面に形成されたネジ穴）を有する円筒部３２ｃとにより構成されている。側壁部３２ｂには、図４に示すように、側壁部３２ｂの上部を一部切り欠くように溝部３２ｄが形成されている。また、側壁部３２ｂには、後述する励磁コイル３９のケーブル部３９ｂを外部に引き出すための開口部３２ｅが形成されている。

また、回転部材３１の開口部３１ａ内には、図４および図５に示すように、ワッシャ３５が配置されている。このワッシャ３５の貫通孔３５ａには、回転部材３１の回転軸となるネジ３６が挿入されている。このネジ３６は、支持台３２の円筒部３２ｃの内部に形成されている雌ネジに螺合されることによって、ワッシャ３５および回転部材３１をネジ３６を中心に回転可能に支持台３２に固定する機能を有する。

また、回転部材３１の下面には、円環形状の摺動部材３７が取り付けられている。この摺動部材３７の外周部分は、回転部材３１の溝部３１ｃの内径と略同一の外径になるように構成されている。また、摺動部材３７は、図５に示すように、摺動部材３７の中心と回転部材３１の中心とが一致するように、回転部材３１の下面に設けられた溝部３１ｃに収容されている。また、摺動部材３７は、回転部材３１に固着されており、回転部材３１と共に回転するように構成されている。

また、回転部材３１の下面には、静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａが配置されている。静電式エンコーダ３８は、ロータ（回転子）３８ａと、ロータ（回転子）３８ａが回転部材３１と共に回転された際のロータ（回転子）３８ａの回転位置を検知するステータ（固定子）３８ｂと、ステータ（固定子）３８ｂにより検知された検知信号（検出値）を外部（制御部４２）に送信するためのケーブル部３８ｃとにより主に構成されている。なお、静電式エンコーダ３８は、本発明の「角度検出部」および「静電容量式角度検出部」の一例である。ロータ（回転子）３８ａは、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）からなり、内部に円形状の電極部３８ｄを有している。ロータ（回転子）３８ａの電極部３８ｄは、ロータ（回転子）３８ａの中央部に対して偏心するように配置されている。これにより、ロータ（回転子）３８ａが回転する際に、ロータ（回転子）３８ａの電極部３８ｄとステータ（固定子）３８ｂの後述する４つの電極部３８ｅとの間の距離がロータ（回転子）３８ａの回転角度に応じて変化されて静電容量が変化される。また、ロータ（回転子）３８ａは、摺動部材３７の内周部の内側部分に収容されており、回転部材３１の下面に固着されている。これにより、ロータ（回転子）３８ａは、回転部材３１と共に回転するように構成されている。なお、ステータ（固定子）３８ｂおよびケーブル部３８ｃの構成については、後に詳細に説明する。

また、支持台３２には、円板形状の励磁コイル３９が配置されている。なお、励磁コイル３９は、本発明の「抵抗付与部」の一例である。励磁コイル３９は、コイル部３９ａと、コイル部３９ａから延出するケーブル部３９ｂ（図４参照）とにより主に構成されている。励磁コイル３９は、コイル部３９ａの中心が回転部材３１の中心と一致するように配置された状態で、両面テープ４０により支持台３２の底板部３２ａの上面に固定されている。また、コイル部３９ａによって発生される磁束によって支持台３２を磁化させることが可能となるので、コイル部３９ａが通電された場合に、回転部材３１を支持台３２に吸着することが可能となる。この回転部材３１を支持台３２に吸着させた場合に、回転部材３１に固着された摺動部材３７が支持台３２の側壁部３２ｂの上面に押圧されるので、回転部材３１の回転方向の力に抗する抵抗力を付与することが可能である。また、励磁コイル３９のケーブル部３９ｂは、図４に示すように、支持台３２の側壁部３２ｂに設けられた開口部３２ｅを介して外部に導出されており、後述する制御部４２による通電制御によって所定のタイミングでコイル部３９ａへ通電可能に構成されている。

また、励磁コイル３９の上部には、図４および図５に示すように、静電式エンコーダ３８のステータ（固定子）３８ｂが配置されている。また、静電式エンコーダ３８のステータ（固定子）３８ｂは、ステータ（固定子）３８ｂの中心が回転部材３１の中心と一致するように配置された状態で、両面テープ４１により励磁コイル３９の上部に固定されている。また、ステータ（固定子）３８ｂは、円板形状を有しており、ロータ（回転子）３８ａと対向するように配置されている。また、ステータ（固定子）３８ｂは、ＦＰＣからなり、内部に４つの電極部３８ｅを有している。また、ケーブル部３８ｃは、図４に示すように、支持台３２の溝部３２ｄを介して外部に導出されており、ステータ（固定子）３８ｂの電極部３８ｅにより検出された信号を外部（制御部４２）に送信可能に構成されている。

また、本実施形態では、静電式エンコーダ３８は、２５６（０〜２５５の整数値）の分解能で回転部材３１の回転位置（回転角度）を検知可能に構成されている。つまり、静電式エンコーダ３８は、回転部材３１（ロータ（回転子）３８ａ）が１回転（３６０度）された場合における３６０度を２５６分割した約１．４度間隔で回転位置を検知することが可能である。なお、静電式エンコーダ３８は、２５６段階の回転位置のそれぞれに対応する互いに異なる検出値を取得することが可能に構成されている。これにより、静電式エンコーダ３８は、回転部材３１の回転位置を相対的な角度変化ではなく、絶対的な回転角度として検出することが可能である。

また、支持台３２の下側には、図４および図５に示すように、感圧センサ３４が配置されている。感圧センサ３４は、ユーザが回転部材３１をネジ３６の軸方向（下方）に押圧した際の圧力を検知するために設けられている。具体的には、感圧センサ３４は、検知部３３が配置された感圧センサ部３４ａと、感圧センサ部３４ａにより検知された信号を外部に送信するためのケーブル部３４ｂとにより主に構成されている。感圧センサ部３４ａは、円板形状を有しており、支持台３２の底板部３２ａの下部に取り付けられている。また、検知部３３は、感圧センサ部３４ａの上部に４つ配置され、４つの検知部３３は、回転部材３１の回転中心軸を中心として約９０度間隔で取り付けられている。また、ケーブル部３４ｂは、図４に示すように、検知部３３に電力を供給するとともに、検知部３３から出力される信号を外部（制御部４２）へ送信するために設けられている。また、検知部３３は、支持台３２の下面に設けられた脚部３２ｆ（図５参照）の位置に対応する位置に配置されている。

また、感圧センサ３４、励磁コイル３９および静電式エンコーダ３８のステータ（固定子）３８ｂは、図２に示すように、回転入力装置３０の制御部４２と接続されている。また、制御部４２には、ＲＡＭ４３およびＲＯＭ４４が接続されている。なお、ＲＡＭ４３は、本発明の「記憶部」の一例である。制御部４２は、携帯電話機１の制御を司るメイン制御部６０とは異なり、ユーザの回転入力装置３０の操作に対して操作触感を付与するための制御を行うなど、回転入力装置３０を主に制御する機能を有する。

具体的には、本実施形態では、制御部４２は、静電式エンコーダ３８のステータ（固定子）３８ｂから出力される回転部材３１の回転位置の検知信号によって、回転部材３１が一方方向に回転しているか否かを判定するとともに、回転部材３１が一方方向に回転していると判定した場合に、回転角度値（角度カウンタ）を取得するように構成されている。そして、制御部４２は、取得した回転角度値に基づいて、ユーザに回転操作に対する触感を付与すべく励磁コイル３９への通電を制御するように構成されている。すなわち、この回転入力装置３０では、３６０度を２５６分割（０〜２５５）した回転角度値のうち０（０度）、４（約５．６度）、８（約１１．２度）・・・２４８（約３４８．８度）、２５２（約３５４．４度）と対応する回転角度値に対応する抵抗付与範囲と、抵抗付与範囲以外の回転角度値に対応する抵抗不付与範囲とが予めプログラムに設定されている。そして、制御部４２は、回転角度値を取得した結果、その回転角度値が抵抗付与範囲に対応する回転角度値である場合には、励磁コイル３９に通電を行うように構成されているとともに、回転角度値が抵抗不付与範囲に対応する回転角度値である場合には、励磁コイル３９に対して通電を行わないように構成されている。なお、回転角度値は、静電式エンコーダ３８により検出された回転位置（回転角度）の移動平均値に基づいて取得され、初回の取得時を０とし、次回以降の取得の値は初回値に対する相対的な値となる。また、回転部材３１が一方方向に回転していると判定されるまで、回転角度値は取得されない。

また、制御部４２は、ユーザによる回転部材３１の略軸方向（上下方向）への押圧操作を検知部３３により検知するとともに、検知した信号に基づいて、ユーザに押圧した触感（クリック感）を付与すべく励磁コイル３９への通電を制御するように構成されている。

また、本実施形態では、制御部４２は、所定の時間間隔（たとえば、７ｍｓｅｃ間隔）で静電式エンコーダ３８から回転部材３１（ロータ（回転子）３８ａ）の回転位置の検出値を取得するように構成されている。この所定の時間（７ｍｓｅｃ）間隔は、ユーザが回転部材３１を１秒間に約半周回転する際に、静電式エンコーダ３８のノイズによる検出値のばらつきの影響を最も小さくすることが可能な時間間隔である。この時間間隔について図６を参照して詳細に説明する。図６の横軸はロータ（回転子）３８ａを回転した際の実際の回転角度を表わしており、図６の縦軸は静電式エンコーダ３８が検出したロータ（回転子）３８ａの回転位置の検出値を表わしている。静電式エンコーダ３８が検出した検出値が実際の回転角度と一致する場合（ノイズがない場合）には、静電式エンコーダ３８が検出した検出値は図６の単調比例増加する破線上に位置する。ここで、１．７５ｍｓｅｃ間隔で静電式エンコーダ３８の検出値をプロットした場合には、ノイズによる検出値のばらつきが大きく、検出値のプロットが図６の破線から離れた位置に位置する場合が多い。このため、本実施形態では、７ｍｓｅｃ間隔で静電式エンコーダ３８の検出値を取得するようにした。

なお、ユーザが回転部材３１を１秒間に約１回転する場合には、７／２＝３．５ｍｓｅｃ間隔で静電式エンコーダ３８から検出値を取得することにより、静電式エンコーダ３８のノイズによる検出値のばらつきの影響を最も小さくすることが可能となる。また、ユーザが回転部材３１を１秒間に約１．５回転する場合には、７／３＝約２．３３ｍｓｅｃ間隔で静電式エンコーダ３８から検出値を取得することにより、静電式エンコーダ３８のノイズによる検出値のばらつきの影響を最も小さくすることが可能となる。すなわち、ユーザが回転部材３１を速く回転した場合には、制御部４２は、その回転速度に応じて検出値（検知信号）を短い時間間隔で取得することが好ましい。

また、本実施形態では、図２に示すように、ＲＡＭ４３は、制御部４２により判定された回転部材３１の回転方向および静電式エンコーダ３８から出力された信号に基づいた検出角度（検出値）などを一時的に記憶する機能を有する。また、ＲＯＭ４４は、回転角度値を取得する際の制御部４２の制御実行プログラムなどを格納する機能を有する。

次に、図１、図２および図７を参照して、本実施形態による携帯電話機１の制御部４２の制御フローについて説明する。

まず、図７に示すように、ステップＳ１において、制御部４２（図２参照）により、７ｍｓｅｃ間隔で静電式エンコーダ３８において検出される回転部材３１の回転角度（検出値）が取得される。なお、回転部材３１の回転角度の検出は常に行われている。この際、７ｍｓｅｃ毎に取得した検出値（ａｎｇｌｅ０、ａｎｇｌｅ１、ａｎｇｌｅ２・・・）がＲＡＭ４３に一時的に時系列的に格納される。そして、ステップＳ２において、検出値を５個以上取得しているか否かが判断される。具体的には、ＲＡＭ４３に検出値が５つ以上格納されているか否かが判断される。そして、ステップＳ２において、検出値を５個以上取得していないと判断された場合には、ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ２において、検出値を５個以上取得していると判断された場合には、ステップＳ３に進む。

その後、ステップＳ３において、ＲＡＭ４３に格納されている最新の過去５つ分の検出値に基づいて、過去５つ分の検出値の平均値が算出される。具体的には、最新の過去５つ分の検出値の和を５で除することにより、移動平均値（ａｖｅ１、ａｖｅ２・・・）が算出される。そして、算出された移動平均値がＲＡＭ４３に一時的に格納される。なお、この説明では、検出値（ａｎｇｌｅ０〜ａｎｇｌｅ４）の平均値は移動平均値（ａｖｅ１）、検出値（ａｎｇｌｅ１〜ａｎｇｌｅ５）の平均値は移動平均値（ａｖｅ２）、検出値（ａｎｇｌｅ２〜ａｎｇｌｅ６）の平均値は移動平均値（ａｖｅ３）として説明する。１つ目の移動平均値（ａｖｅ１）を取得した後新たに回転部材３１の回転角度が検出される毎（７ｍｓｅｃ毎）に、最新の５つの検出値に基づいて移動平均値が算出される。

その後、ステップＳ４において、移動平均値の算出を２回以上行ったか否かが判断される。具体的には、ＲＡＭ４３に移動平均値が２つ以上格納されているか否かが判断される。そして、ステップＳ４において、移動平均値の算出を２回以上行っていないと判断された場合には、ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ４において、移動平均値の算出を２回以上行っていると判断された場合には、ステップＳ５に進む。

その後、ステップＳ５において、ＲＡＭ４３に格納されている過去最新の２つの移動平均値に基づいて、静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａ（回転部材３１）の回転状態の判定が行われる。具体的には、前回の移動平均値に対して今回の移動平均値が大きい場合（たとえば、前回の移動平均値「５」に対して今回の移動平均値「７」の場合）には、静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａ（回転部材３１）が右方向（時計回り）に回転していると判定される。その一方で、前回の移動平均値に対して今回の移動平均値が小さい場合（たとえば、前回の移動平均値「１１１」に対して今回の移動平均値「１０８」の場合）には、静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａ（回転部材３１）が左方向（反時計回り）に回転していると判定される。また、前回の移動平均値と今回の移動平均値とが同一である場合（たとえば、前回の移動平均値「２５５」に対して今回の移動平均値「２５５」の場合）には、静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａ（回転部材３１）が停止していると判定される。この際、ステップＳ５において、判定結果は、ＲＡＭ４３に一時的に格納される。なお、静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａ（回転部材３１）が右方向の回転の場合には「Ｒ」、静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａ（回転部材３１）が左方向の回転の場合には「Ｌ」、静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａ（回転部材３１）が停止している場合には「Ｓ」として、ＲＡＭ４３に判定結果が格納される。この状態の判定も、新たに移動平均値が取得される毎（７ｍｓｅｃ毎）に行われる。

その後、ステップＳ６において、ＲＡＭ４３に格納されている過去３つの静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａ（回転部材３１）の回転状態の判定結果に基づいて、静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａ（回転部材３１）が回転しているか否かが判断される。具体的には、回転状態の判定結果が３回連続で「Ｒ」または「Ｌ」であるか否かが判断される。つまり、回転状態の判定結果が「Ｒ」および「Ｌ」が交互に繰り返されるような場合には、ユーザが回転部材３１を回転しているのではなく、ユーザが回転部材３１に指を触れた際の「ふらつき」や「ぶれ」であると判断される。そして、ステップＳ６において、静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａ（回転部材３１）が回転していないと判断された場合には、ステップＳ７において、回転角度値（角度カウンタ）が取得されることなく、ステップＳ１に戻る。また、ステップＳ６において、静電式エンコーダ３８のロータ（回転子）３８ａ（回転部材３１）が回転していると判断された場合には、ステップＳ８に進む。

そして、ステップＳ８において、上記ステップＳ３において算出した移動平均値に基づいて、回転角度値（角度カウンタ）が取得される。具体的には、直前に算出された最新の移動平均値が回転角度値として取得される。なお、算出された移動平均値が小数点を含む場合には、移動平均値を四捨五入した整数値が回転角度値となる。

その後、ステップＳ９において、取得された回転角度値が抵抗付与範囲（０、４、８・・・２４８、２５２）に対応するか否かが判断される。そして、ステップＳ９において、取得された回転角度値が抵抗付与範囲に対応すると判断された場合には、ステップＳ１０に進む。そして、ステップＳ１０において、励磁コイル３９が通電された後に、回転部材３１が回転された際の励磁コイル３９に対する制御フローが終了する。また、ステップＳ９において、取得された回転角度値が抵抗付与範囲に対応しない（抵抗不付与範囲に対応する）と判断された場合には、ステップＳ１１に進む。そして、ステップＳ１１において、励磁コイル３９の通電を行うことなく、回転部材３１が回転された際の励磁コイル３９に対する制御フローが終了する。

本実施形態では、上記のように、回転部材３１の回転方向が３回連続で同一の所定方向であると判断した場合に、回転部材３１が所定方向に回転していると判定するとともに、静電式エンコーダ３８の検出結果に基づく回転角度値を取得し、取得した回転角度値に基づいて、励磁コイル３９を制御することによって、回転部材３１の回転方向が３回連続で同一の所定方向であるか否かを判断することにより、たとえば、ユーザが回転部材３１に触れた際などに回転部材３１の回転方向がふらつくことに起因して、回転部材３１の回転方向が所定方向に回転していると誤判定してしまうのを抑制することができる。これにより、回転部材３１がふらついた状態の回転角度（検出結果）に基づく回転角度値を取得してしまうのを抑制することができるので、回転部材３１がふらついた場合に回転部材３１に抵抗が付与されるのを抑制することができる。その結果、ユーザが回転させる回転部材３１に抵抗を付与することによりユーザに触感を付与する構成において、違和感のない操作感をユーザに与えることができる。

また、本実施形態では、上記のように、回転部材３１の回転方向が同一の所定方向であると判断した回数が連続して３回に達しない場合には、回転部材３１は回転していないと判定するとともに、回転角度値を取得せずに抵抗力を付与しないように励磁コイル３９の制御を行うことによって、ふらつきがある状態（回転部材３１が回転していないと判定された場合）において回転部材３１に不要な抵抗が付与されるのを抑制することができるので、ユーザの操作感を向上することができる。

また、本実施形態では、上記のように、回転部材３１の回転状態を保存するＲＡＭ４３を設けることによって、回転部材３１の回転状態をＲＡＭ４３に複数分保存することができるので、ＲＡＭ４３に保存された複数の回転部材３１の回転状態に基づいて、回転部材３１の回転方向が同一の所定方向であるか否かを容易に判断することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部４２を、静電式エンコーダ３８により所定の時間間隔（７ｍｓｅｃ）毎に回転部材３１の回転角度（検出値）を検出するように構成されており、所定の時間間隔毎に検出された過去５回の回転部材３１の回転角度（検出値）の平均値（移動平均値）を算出して回転角度値とするように構成することによって、ノイズなどにより実際の回転角度と大きく異なる回転部材３１の回転角度（検出値）が検出された場合でも、過去５回の回転部材３１の移動平均値を算出することにより、ノイズなどによる異常数値の影響を小さくすることができる。これにより、より適切なタイミングで励磁コイル３９を制御することができる。

また、本実施形態では、上記のように、制御部４２を、過去５回の回転部材３１の移動平均値からなる回転角度値に基づいて、回転部材３１の回転状態を判定するように構成することによって、ノイズによる異常数値の影響を小さくした平均値からなる回転角度値に基づいて回転部材３１の回転状態を判定することにより、回転部材３１の回転状態が誤って判定されるのを抑制することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、本発明の電子機器の一例としての携帯電話機に本発明を適用した例について示したが、本発明はこれに限らない。電子機器であれば、たとえば、携帯型音楽プレーヤー、リモートコントローラおよびカーナビゲーション装置などの携帯電話機以外の他の電子機器に適用してもよい。

また、上記実施形態では、回転部材の回転方向が３回連続で同一の所定方向であると判断した場合に、回転部材が所定方向に回転していると判定する例について示したが、本発明はこれに限られない。複数回連続であれば、２回または４回以上連続で同一の所定方向であると判断した場合に、回転部材が所定方向に回転していると判定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、回転部材が回転した際の回転角度（検出値）を静電式エンコーダにより取得した例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、回転部材が回転した際の回転角度（検出値）を光により検出可能な光学式エンコーダなど、静電式エンコーダ以外の検出装置により回転角度（検出値）を取得するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、静電式エンコーダの検出角度（検出値）の取得を７ｍｓｅｃ間隔で行う例について示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ユーザが回転部材を回転する回転速度に適した時間間隔で検出角度（検出値）の取得を行うように検出時間間隔を設定可能にするなど、検出角度を行う時間間隔を変更することが可能なようにしてもよい。

また、上記実施形態では、過去５つ分の検出角度より移動平均値を算出した例について示したが、本発明はこれに限られない。過去複数回分であれば、過去２〜４つ分、または、過去６つ分以上の検出角度より移動平均値を算出するようにしてもよい。

１ 携帯電話機（電子機器）
３０ 回転入力装置
３１ 回転部材
３２ 支持台（抵抗付与部）
３８ 静電式エンコーダ（角度検出部、静電容量式角度検出部）
３９ 励磁コイル（抵抗付与部）
４２ 制御部
４３ ＲＡＭ（記憶部）

Claims (10)

1. ユーザによる操作により回転可能な回転部材と、
   前記回転部材が回転した際の回転角度を検出する角度検出部と、
   前記ユーザによる操作により前記回転部材が回転された際に、前記回転部材に回転方向の力に抗する抵抗力を付与することにより前記ユーザに触感を付与する抵抗付与部と、
   前記角度検出部により検出された過去複数回の前記回転部材の回転角度の平均値を算出するとともに、算出された平均値に基づいて、前記回転部材の回転方向が所定の複数回連続で同一の所定方向であると判断した場合に、前記回転部材が前記所定方向に回転していると判定するとともに、前記角度検出部の検出結果に基づく回転角度値を取得し、取得した回転角度値に基づいて、前記抵抗付与部を制御する制御部とを備える、回転入力装置。
2. 前記角度検出部は、静電容量式角度検出部を含む、請求項１に記載の回転入力装置。
3. 前記制御部は、前記回転部材の回転方向が少なくとも３回連続で同一の前記所定方向であると判断した場合に、前記回転部材が前記所定方向に回転していると判定するとともに、前記角度検出部の検出結果に基づく回転角度値を取得し、取得した回転角度値に基づいて、前記抵抗付与部を制御するように構成されている、請求項１または２に記載の回転入力装置。
4. 前記制御部は、前記回転部材の回転方向が同一の前記所定方向であると判断した回数が連続して前記所定の複数回に達しない場合には、前記回転部材は回転していないと判定するとともに、前記回転角度値を取得せずに抵抗力を前記回転部材に付与しないように前記抵抗付与部を制御するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転入力装置。
5. 前記制御部は、前記回転部材の回転状態を認識可能に構成されており、
   前記回転部材の回転状態を保存する記憶部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転入力装置。
6. 前記制御部は、前記角度検出部により所定の時間間隔毎に前記回転部材の回転角度を検出するように構成されており、前記所定の時間間隔毎に検出された過去複数回の前記回転部材の回転角度の平均値を算出して前記回転角度値とするように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転入力装置。
7. 前記制御部は、前記過去複数回の前記回転部材の回転角度の平均値からなる前記回転角度値に基づいて、前記回転部材の回転状態を判定するように構成されている、請求項６に記載の回転入力装置。
8. 前記回転部材が同一の方向に回転されている場合に、取得されうる回転角度値範囲のうち、前記抵抗付与部が回転方向の力に抗する抵抗力を前記回転部材に付与する第１回転角度値範囲と、前記第１回転角度値範囲以外の抵抗力を前記回転部材に付与しない第２回転角度値範囲とが交互に繰り返されるように予め設定されており、
   前記制御部は、取得した前記回転角度値が前記第１回転角度値範囲内の場合には、前記回転方向の力に抗する抵抗力を前記回転部材に付与するように前記抵抗付与部を制御するように構成されているとともに、取得した前記回転角度値が前記第２回転角度値範囲内の場合には、前記回転方向の力に抗する抵抗力を前記回転部材に付与しないように前記抵抗付与部を制御するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転入力装置。
9. 前記抵抗付与部は、励磁コイルを含み、
   前記回転部材は、磁性材料からなるとともに、前記励磁コイルに通電された場合に、前記励磁コイルによる電磁力により吸引されることにより回転方向の力に抗する抵抗力が付与されて前記ユーザに触感が付与されるように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転入力装置。
10. ユーザによる操作により回転可能な回転部材と、
    前記回転部材が回転した際の回転角度を検出する角度検出部と、
    前記ユーザによる操作により前記回転部材が回転された際に、前記回転部材に回転方向の力に抗する抵抗力を付与することにより前記ユーザに触感を付与する抵抗付与部と、
    前記角度検出部により検出された過去複数回の前記回転部材の回転角度の平均値を算出するとともに、算出された平均値に基づいて、前記回転部材の回転方向が所定の複数回連続で同一の所定方向であると判断した場合に、前記回転部材が前記所定方向に回転していると判定するとともに、前記角度検出部の検出結果に基づく回転角度値を取得し、取得した回転角度値に基づいて、前記抵抗付与部を制御する制御部とを備える、電子機器。

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