JP6407738B2 - 操作装置 - Google Patents

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Description

本発明は操作装置に関する。
スイッチユニット及びエンコーダユニットなどの入力ユニットが設けられた操作装置が知られている。ユーザがこうした入力ユニットを操作することで、操作装置に信号が入力される。
例えば、特許文献1には、各々がスイッチを含む複数のスイッチ部と、スイッチをON/OFFさせる押圧ピンを突設した複数の操作ボタンとを備える操作装置が記載されている。特許文献2には、特許文献1の操作装置と同様のボタン操作装置が記載されている。特許文献3には、各々が多数の操作表示要素を含む複数のユニットと、複数の取付部とを備える操作装置が記載されている。この操作装置では、各ユニットが複数の取付部の任意の位置に装着可能である。特許文献1〜3の操作装置では、ユーザの好みに応じて、操作ボタン又はユニットの位置を変更することができる。
特開平10−223090号公報 特開平10−269002号公報 特開平5−94057号公報
しかしながら、特許文献1,2の操作装置では、複数のスイッチ部の位置は固定されており、各操作ボタンは複数のスイッチ部のいずれかの上方に配置される必要がある。つまり、特許文献1,2では、各操作ボタンの位置を変更することはできるが、各操作ボタンの位置は、予め規定された複数の位置(即ち、複数のスイッチ部が設けられている複数の位置)の中から選択しなければならない。特許文献3の操作装置では、複数の取付部が操作装置の本体に設けられているので、各ユニットの位置を変更することはできるが、各ユニットの位置は、予め規定された複数の位置(即ち、複数の取付部が設けられている複数の位置)の中から選択しなければならない。従って、特許文献1〜3の操作装置では、操作ボタン又はユニットの配置の自由度が制限される。
本発明は、上記課題に鑑み、入力ユニットの配置を自由に変更することが可能な操作装置を提供することを目的とする。
本発明に係る操作装置は、配線パターンが形成されている第1基板と、前記第1基板上に搭載可能な入力ユニットであって、被操作部材と、前記被操作部材の操作に応じて信号を出力する第1無線通信モジュールと、前記配線パターンと接触し、前記第1無線通信モジュールに電源を供給する第1端子とを有する入力ユニットと、前記入力ユニットの前記第1基板上の位置を規定する位置規定部材と
を備える。
本発明によれば、入力ユニットの配置を自由に変更することが可能な操作装置を提供することができる。
図1は操作装置の分解斜視図である。 図2(a)及び図2(b)は操作装置を例示する斜視図である。図2(c)はプレートの一例を示す斜視図である。 図3(a)から図3(c)は基板を例示する平面図である。 図4(a)はスイッチユニットの斜視図である。図4(b)はスイッチユニットの側面図である。図4(c)はスイッチユニットの斜視図である。図4(d)はスイッチユニットの側面図である。図4(e)はロータリーエンコーダユニットの斜視図である。図4(f)はロータリーエンコーダユニットの側面図である。 図5(a)はスライド抵抗ユニットの斜視図であり、図5(b)はスライド抵抗ユニットの側面図である。 図6(a)は操作装置の構成を例示するブロック図である。図6(b)はHDDの記憶するデータテーブルを示す図である。 図7はCPUの実行する処理を示すフローチャートである。
図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態に係る操作装置100は、例えば、ゲーム機、医療機器などを操作するための電子装置である。操作装置による操作対象は上記に限定されない。
図1は操作装置100の分解斜視図である。図2(a)及び図2(b)は操作装置100を例示する斜視図である。図2(c)はプレート17を示す斜視図である。
図1に示すように、操作装置100は、本体10、基板11及び13、カバー12、ならびにプレート14(位置規定部材)を備える。
本体10には凹部10aが設けられている。また、本体10は例えば液晶ディスプレイなどの表示部15を備え、さらに内部にCPU70やメモリ71(図6(a)参照)などを備える。
基板11は本体10の凹部10aの底面に配置される。基板11には、無線通信モジュール16が搭載されている。この無線通信モジュール16は、上記プロセッサと電気的に接続されており、信号を送受信する。また、無線通信モジュール16は基板13の裏面(凹部10aと対向する面)に搭載されてもよい。無線通信モジュール16を基板13に搭載する場合、操作装置100は、基板11を備えなくてもよい。
本体10の凹部10a及び基板11を覆うように、本体10のフレーム10b上にカバー12が配置される。カバー12は、本体10のフレーム10b上に、接着、圧入又はネジ止めにより固定される。カバー12は、底部12d及び外壁部12bを備え、カバー12の中央には、凹部12aが設けられている。底部12d上には基板13が配置される。外壁部12bの上端には、プレート14を嵌入するための切り欠き部12cが形成されている。
図3(a)から図3(c)は基板13を例示する平面図である。図3(a)に示すように、基板13の上面の全面に、配線パターン13a(ハンチングの領域)及び絶縁部13bが設けられている。図3(a)に図示される配線パターン13aは例えば銅などの金属からなる格子状のパターンであり、配線パターン13aには本体10から電源が供給されている。なお、配線パターン13aは、図3(b)のように丸型でも、または図3(c)のように矩形でもよいし、図3(a)〜図3(c)に示した形状以外の形状でもよい。また、丸型や矩形の配線パターン13aは、基板13の上面の全面に、等間隔で配置されているのが好ましい。ただし、配線パターン13aの配置はこれらに限定されない。
図1に戻り、基板13の上には、複数の入力ユニット65が配置される。なお、操作装置100は少なくとも1つの入力ユニット65を備えていればよい。入力ユニット65は、例えば、スイッチユニット20,40、ロータリーエンコーダユニット50又はスライド抵抗ユニット60である。入力ユニット65は、プレート14と基板13との間に挟まれるようにして操作装置100に配置される。プレート14は、外壁部12bの切り欠き部12cに嵌入される。また、プレート14を、圧入又はネジ止めによって外壁部12bの切り欠き部12cに固定するようにしてもよい。プレート14には開口部14a〜14d(即ち、穴14a、14b及び14c、ならびにスリット14d)が設けられており、こうした開口部14a〜14dに入力ユニット65が挿入され、入力ユニット65の位置が固定される。このように、プレート14は、入力ユニット65の位置決めの機能を有する。
本体10の凹部10aに基板11を搭載し、本体10のフレーム10b上にカバー12を固定し、基板13上に入力ユニット65を配置し、プレート14を外壁部12bの切り欠き部12cに嵌入することで、図2(a)に示すような操作装置100が形成される。図2(a)に示すように、スイッチユニット20の一部(例えばキートップ)は穴14aから露出し、スイッチユニット40の一部(例えばキートップ)は穴14bから露出する。ロータリーエンコーダユニット50の一部(例えば、回転可能なノブ)は穴14cから露出し、スライド抵抗ユニット60の一部(例えば、左右にスライド可能なキー)はスリット14dから露出する。ユーザはこれらの入力ユニット65を操作することで、操作装置100のCPU70(図6(a)参照)に操作信号を入力することができる。
また、図2(b)に示すように、操作装置100においては基板13上の入力ユニット65の位置を変更することが可能である。入力ユニット65の位置は、プレート14の穴14a、14b及び14c、ならびにスリット14dにより決定される。このため、図1、図2(a)のプレート14を、図2(c)に示すような穴14a、14b及び14c、ならびにスリット14dの位置が異なる別のプレート17に交換することにより、入力ユニット65の位置を変更することができる。
このように、操作装置100に搭載するプレートは交換可能となっており、要望されるキー配置に応じて適宜交換することができる。
次に、入力ユニット65について説明する。図4(a)はスイッチユニット20の斜視図であり、図4(b)はスイッチユニット20の側面図である。
図4(a)及び図4(b)に示すように、スイッチユニット20は、円盤状のキートップ21(被操作部材)、基板30及びハウジング31を備える。また、図4(b)に示すように、基板30の上面に、ギアリンク22、スイッチ23及びLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)29(発光部材)が設けられている。スイッチユニット20にはさらに、基板30の上面に端子28(第2端子)が設けられている。端子28は、導電性の部材で構成され、図4(b)に示すように、クランク状に曲げられている。図4(a)に示すように、端子28の底部28aは平板状であり、ギアリンク22用の開口部28dを有し、基板30及びハウジング31にネジ27で固定されている。端子28の鉛直部28bは、底部28aの一辺から鉛直上方に延設されている。端子28の接触部28cは、鉛直部28bの上端から外側に向けて水平に延設されて、プレート14の下面に設けられた導体層14eに接触する。
基板30の下面(第2面)に、板状のバネ24(第1端子)、IC(Integrated Circuit:集積回路)25、及び無線通信モジュール26が設けられている。
ハウジング31は基板30の下面を囲むように設けられ、基板13に接触してスイッチユニット20を支持する。一方、スイッチユニット20の上部には、キートップ21及びギアリンク22を取り囲むように端子28の底部28a上に形成されるハウジング32が設けられている。ハウジング32は、プレート14を支持する。なお、図4(b)においては、ハウジング31及び32を点線で示している。一方、図4(a)では、ギアリンク22用の開口部28d及びネジ27を示すために、ハウジング32は省略されている。同様に、後述する図4(c)、図4(e)及び図5(a)においても、ハウジング32は省略されている。
キートップ21はギアリンク22を介して基板30上に設けられており、図4(b)に示すように、プレート14の穴14aから露出する。
キートップ21は例えば樹脂などの絶縁体により形成されている。また、キートップ21の全体又は一部はLED29からの光を透過する透明な材料で形成されていてもよい。ハウジング31及び32は樹脂などの絶縁体により形成されている。
プレート14の下面には導体層14eが設けられている。導体層14eは、例えば蒸着されたアルミニウムなどの金属、または塗装された導電性物質などにより形成されている。端子28は金属(合金、アルミニウムなど)により形成されており、導体層14eに接触する。端子28の接触部28cが導体層14eと電気的に接触することで、IC25及び無線通信モジュール26に接地電位を供給する。
バネ24は例えば金属などの導体からなる板バネである。バネ24の一端は基板13の配線パターン13aに接触し、他端は基板30に固定される。配線パターン13aに接触するバネ24の一端は基板13に固定されていないので、スイッチユニット20を基板13上で移動させることができる。バネ24は、基板13の配線パターン13aと電気的に接続され、基板13からIC25及び無線通信モジュール26に電源を供給する端子として機能する。
ギアリンク22はキートップ21を支持しており、その一端はキートップ21に連結され、他端は基板30に連結されている。ユーザがキートップ21を押下すると、スイッチ23がキートップ21により押し下げられ、スイッチ23がオンになる。このとき、IC25はスイッチ23がオンになったことを検出し、IC25による検出に伴い、無線通信モジュール26は基板11上の無線通信モジュール16に無線信号を出力する。操作装置100は、無線通信モジュール16の受信する信号に応じて動作する。
また、本体10の無線通信モジュール16は、スイッチユニット20からの信号の入力に応じて、LED29の点灯信号を無線通信モジュール26に出力する。IC25は、無線通信モジュール26の受信する点灯信号に応じて、LED29を点灯させる。LED29の光はハウジング32にさえぎられるため、スイッチユニット20の水平方向にはもれにくく、上方に照射される。ユーザはLED29の光を見ることで、スイッチユニット20の操作の有無及び/又は操作内容を確認することができる。なお、LED29以外の発光部材をスイッチユニット20に設けてもよい。
図4(c)はスイッチユニット40の斜視図であり、図4(d)はスイッチユニット40の側面図である。スイッチユニット40は、キートップ21に代えて六面体のキートップ41を備える。キートップ41は例えば樹脂などの絶縁体により形成されている。また、例えば、キートップ41の全体又は一部はLED29からの光を透過する透明な材料で形成されていてもよい。図4(d)に示すように、キートップ41はプレート14の穴14bから露出する。スイッチユニット40の他の構成はスイッチユニット20と同じである。
図4(e)はロータリーエンコーダユニット50の斜視図であり、図4(f)はロータリーエンコーダユニット50の側面図である。ロータリーエンコーダユニット50は、キートップ21及びギアリンク22に代えて、ノブ51及び支柱52を備える。ノブ51は例えば樹脂などの絶縁体により形成されている。また、例えば、ノブ51の全体又は一部はLED29からの光を透過する透明な材料で形成されていてもよい。支柱52は基板30の上面に設けられ、ノブ51を支持する。図4(f)に示すように、ノブ51はプレート14の穴14cから露出しており、ユーザはノブ51を回転させることができる。ロータリーエンコーダユニット50の他の構成はスイッチユニット20と同じである。
ロータリーエンコーダユニット50のIC25は、ノブ51の回転量を検出し、無線通信モジュール26を用いて、基板11上の無線通信モジュール16にノブ51の回転量に応じた信号を出力する。これにより、操作装置100は、ロータリーエンコーダユニット50の操作に伴う動作をする。また、無線通信モジュール26は、無線通信モジュール16から出力された、ノブ51の回転量に応じた点灯信号を受信し、IC25はLED29を点灯させる。例えば、IC25は受信した点灯信号に応じて、LED29を点滅させたり、LED29の発光色、発光量又は点滅間隔を変更することができる。
図5(a)はスライド抵抗ユニット60の斜視図であり、図5(b)はスライド抵抗ユニット60の側面図である。スライド抵抗ユニット60は、キートップ21及びギアリンク22に代えて、キー61、ベース62、及び支柱63を備える。キー61は例えば樹脂などの絶縁体により形成されている。また、例えば、キー61の全体又は一部はLED29からの光を透過する透明な材料で形成されていてもよい。スライド抵抗ユニット60の他の構成はスイッチユニット20と同じである。
4つのベース62は基板30の上面に設けられている。各ベース62には支柱63が設けられ、支柱63の上にはキー61が支持されている。支柱63はプレート14のスリット14dを貫通しており、キー61はプレート14の上側に露出する。ユーザは、ベース62のスリット62aに沿ってキー61をスライドさせる。
スライド抵抗ユニット60のIC25はユーザがキー61をスライドさせたことを検出し、無線通信モジュール26は基板11上の無線通信モジュール16にキー61のスライド量に応じた信号を出力する。操作装置100は、スライド抵抗ユニット60の操作に伴う動作をする。また、無線通信モジュール26は、無線通信モジュール16の送信する、キー61のスライド量に応じた点灯信号を受信し、IC25はLED29を点灯させる。例えば、IC25は受信した点灯信号に応じて、LED29を点滅させたり、LED29の発光色、発光量又は点滅間隔を変更することができる。
図6(a)は操作装置100の構成を例示するブロック図である。図6(a)に示すように、操作装置100は、表示部15、無線通信モジュール16及び26に加え、さらに本体10にCPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)70、メモリ71、及びHDD(Hard Disc Drive:ハードディスクドライブ)72を備える。CPU70、メモリ71、HDD72、表示部15及び無線通信モジュール16はシステムバス73により接続されている。CPU70、メモリ71及びHDD72は、制御装置74として機能する。
CPU70は操作装置100全体の動作を制御する。メモリ71はワーキング・スペースとして機能する。無線通信モジュール16は、例えばBluetooth(登録商標)などの通信方式を用いて、各入力ユニットの無線通信モジュール26と無線通信を行う。無線通信モジュール16がマスターとして機能し、無線通信モジュール26はスレーブとして機能する。HDD72は、所定のプログラム及びデータなどを記憶しており、さらに図6(b)に示すデータテーブルを記憶している。
図6(b)に示すように、データテーブルには、入力ユニット65のアドレスと入力ユニット65とが関連付けられて格納されている。アドレスは、複数の入力ユニット65から1つの入力ユニット65を識別するための情報であり、無線通信モジュール16及び26間の通信に用いられる。なお、図6(b)においては、複数のスイッチユニット20には「20−1」、「20−2」などの番号を付与している。スイッチユニット40、ロータリーエンコーダユニット50についても同様に番号を付与している。
図7はCPU70の実行する処理を示すフローチャートである。図7の処理は本体10と各入力ユニット65とのペアリング(通信の確立)のための処理であり、例えば操作装置100の電源がオンにされたときに行われる。
ステップS1において、CPU70は、各入力ユニット65の無線通信モジュール26を待ち受け状態にする。
次に、ステップS2において、CPU70は、複数の入力ユニット65のうち1つの入力ユニット65のアドレスを、HDD72に記憶されたデータテーブルから取得する。
次いでステップS3において、CPU70は、取得したアドレスに対応する入力ユニット65との通信を確立する。具体的には、無線通信モジュール16と、取得したアドレスに対応する入力ユニット65の無線通信モジュール26との通信を確立する。
その後、ステップS4において、CPU70は、全ての入力ユニット65との通信を確立したか否かを判断する。全ての入力ユニット65との通信が確立していない場合(ステップS4においてNo)、CPU70はステップS2に戻る。全ての入力ユニット65との通信が確立した場合(ステップS4においてYes)、CPU70は図7の処理を終了する。
このように、操作装置100の電源をオンにしたときに、各入力ユニット65と本体10との通信が確立される。したがって、各入力ユニット65の配置を変更しても、配置変更後に操作装置100の電源をオンにしたときに、各入力ユニット65と本体10との通信が確立されるので、操作装置100に設置された各入力ユニット65を用いて操作装置100を操作することが可能である。
以上説明したように、本実施の形態によれば、操作装置100は、配線パターン13aが形成されている基板13と、基板13上に搭載可能な入力ユニット65であって、被操作部材と、被操作部材の操作に応じて信号を出力する無線通信モジュール26と、配線パターン13aと接触し、無線通信モジュール26に電源を供給するバネ24とを有する入力ユニット65と、入力ユニット65の基板13上の位置を規定するプレート14とを備える。入力ユニット65の配置を変更した場合でも、基板13からバネ24を通じて電源が入力ユニット65に供給されるため、入力ユニット65を用いて操作装置100を操作することができる。したがって、基板13の上において、入力ユニット65の配置を自由に変更することが可能である。このため、ユーザは、好みに応じて、入力ユニット65の配置を使いやすいものに変えることができる。
また、本実施の形態によれば、入力ユニット65は、基板13とプレート14との間に設けられる。このため、入力ユニット65の位置は、基板13とプレート14との間において規定される。
また、本実施の形態によれば、基板13が搭載される底部12d、周囲に形成された外壁部12b、及び当該外壁部12bの上端に形成されるプレートを嵌入するための切り欠き部12cを有するカバー12を備える。このため、基板13及びプレート14はカバー12に安定して固定され、入力ユニット65も基板13上に安定して配置される。
また、本実施の形態によれば、無線通信モジュール26と無線通信する無線通信モジュール16をさらに備える。これにより、無線通信モジュール16及び26間の通信が可能となる。
また、本実施の形態によれば、無線通信モジュール26のアドレスと、無線通信モジュール26を搭載する入力ユニット65の種類とを関連付けた情報を記憶する制御装置74を備える。これにより、情報を用いて入力ユニット65を識別することができ、無線通信モジュール16及び26間の通信が可能となる。
また、本実施の形態によれば、入力ユニット65は、プレート14と接触し、入力ユニット65に接地電位を供給する端子28を備える。入力ユニット65は、基板13から電源を得て、プレート14から接地電位を得るため、基板13上のどこに配置してもよい。このため配置の自由度が高まる。
また、本実施の形態によれば、入力ユニット65は、LED29を有する。ユーザは光により入力ユニット65の操作の有無及び/又は操作内容を確認することができる。
また、本実施の形態によれば、プレート14及び17は、被操作部材をプレート上に露出するための開口部(穴14a〜14c、スリット14d)を有する。これにより、開口部の配置の異なるプレートを用いることで、ユーザは自分の好みに応じ、入力ユニット65の配置を変えることができる。また、入力ユニット65が開口部に挿入されるため、プレートを本体10から取り外すまで入力ユニット65の位置は固定される。
なお、本実施の形態において、電源電圧を供給する端子をバネ24としたが、端子がバネの機能を有さなくてもよい。
なお、本実施の形態において、プレート14は、端子28と接触する導体層14eを有する又は導体で構成される。これにより、入力ユニット65に接地電位を供給することができる。
なお、本実施の形態において、入力ユニット65は、スイッチユニット20及び40、ロータリーエンコーダユニット50ならびにスライド抵抗ユニット60としたが、例えばジョイスティック及びタッチパネルなどでもよい。入力ユニット65の被操作部材が基板30の上面に搭載され、バネ24が基板30の下面に搭載されればよい。
また、本実施の形態において、入力ユニット65は複数でもよいし一つでもよい。入力ユニット65が一つでも、基板13上における配置を制約なく変更することができる。
なお、操作装置100は複数の無線通信モジュール16を備えてもよい。この場合、複数の入力ユニット65のうち一部が1つの無線通信モジュール16と通信し、複数の入力ユニット65のうち別の一部が別の無線通信モジュール16と通信するなどのように、各無線通信モジュール16に入力ユニット65を割り当てることができる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
12 カバー
12b 外壁部
12c 切り欠き部
12d 底部
13、30 基板
13a 配線パターン
14、17 プレート
14a、14b、14c 穴
14d スリット
16、26 無線通信モジュール
20、40 スイッチユニット
24 バネ
28 端子
31、32 ハウジング
50 ロータリーエンコーダユニット
60 スライド抵抗ユニット
65 入力ユニット
74 制御装置
100 操作装置

Claims (8)

  1. 配線パターンが形成されている第1基板と、
    前記第1基板上に搭載可能な入力ユニットであって、被操作部材と、前記被操作部材の操作に応じて信号を出力する第1無線通信モジュールと、前記配線パターンと接触し、前記第1無線通信モジュールに電源を供給する第1端子とを有する入力ユニットと、
    前記入力ユニットの前記第1基板上の位置を規定する位置規定部材と
    を備えることを特徴とする操作装置。
  2. 前記入力ユニットは、前記第1基板と前記位置規定部材との間に設けられることを特徴とする請求項1に記載の操作装置。
  3. 前記第1基板が搭載される底部、周囲に形成された外壁部、及び当該外壁部の上端に形成される前記位置規定部材を嵌入するための切り欠き部を有するカバーを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の操作装置。
  4. 前記第1無線通信モジュールと無線通信する第2無線通信モジュールをさらに備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の操作装置。
  5. 前記第1無線通信モジュールのアドレスと、当該第1無線通信モジュールを搭載する入力ユニットの種類とを関連付けた情報を記憶する制御装置を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の操作装置。
  6. 前記入力ユニットは、前記位置規定部材と接触し、前記入力ユニットに接地電位を供給する第2端子を備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の操作装置。
  7. 前記入力ユニットは、発光部材を有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の操作装置。
  8. 前記位置規定部材は、前記被操作部材を前記位置規定部材上に露出するための開口部を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の操作装置。

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