JP6675077B2

JP6675077B2 - 操作装置

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Publication number: JP6675077B2
Application number: JP2016027232A
Authority: JP
Inventors: 洋明大森; 真悟角; 竜三西; 井下　博義; 博義井下; 成清藤井
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-02-16
Filing date: 2016-02-16
Publication date: 2020-04-01
Anticipated expiration: 2036-02-16
Also published as: JP2017147567A

Description

本開示は、操作装置に関する。例えば、無線を介して電気機器を操作する操作装置に関する。

操作装置を手で保持して使用する場合、アンテナに手が近接することによるアンテナの整合ずれによる無線回路との不整合損失の増加、また手が近接することによる誘電体損失の増加、という大きく２つの課題がある。従来、可変可能なマッチング部を持ち、使用者が操作スイッチを押すことで、その際のアンテナ整合ずれに応じてマッチング部を可変させることでアンテナの整合を最適にする無線送信機が知られている（特許文献１参照）。

特開２００８−２０６１０８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された無線送信機では、手に持たれた際のアンテナ整合ずれは常に一定ではないこともあり、常に最適な調整をすることは困難である。また、人体近接により誘電体損失が増加する。そのため、人体の接近により通信性能の劣化が生じやすい。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、手などによって保持されることでの人体近接による通信性能の劣化を抑制できる操作装置を提供する。

本開示の操作装置は、無線を介して電気機器を操作する操作装置であって、前記操作装置の表面に設けられるスイッチと、前記スイッチの内部に設けられるアンテナとして用いられる導体と、給電線を介して前記導体と接続される無線回路と、信号線を介して前記導体と接続された制御回路と、前記信号線上に配置された高周波遮断回路と、を備える。

本開示によれば、人体近接による通信性能の劣化を抑制できる。

第１の実施形態に係る操作装置を有する補聴器システムの構成例を示す模式図操作装置の外観例を示す斜視図操作装置の内部構造例を示す斜視図操作装置の一端部分の内部構造例を示す拡大斜視図操作装置の電気的構成例を示すブロック図第１変形例における操作装置の電気的構成例を示すブロック図第２変形例における操作装置の電気的構成例を示すブロック図（Ａ）〜（Ｃ）第３変形例における操作装置の一端部分の内部構造例を示す拡大斜視図

以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になることを避け、当業者の理解を容易にするためである。尚、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるものであり、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（本開示の一形態を得るに至った経緯）

補聴器は、各種操作を行うための操作ボタンを備えることが多いが、補聴器に設けられる操作ボタンは、省略されることも考えられる。この場合、補聴器外部のリモコン（操作装置）により、通信で、補聴器に対して各種指示され得る。

従来の無線送信器では、操作するために握られた際のアンテナの整合ずれによる無線回路との不整合損失の増加が１つの課題である。特許文献１のように可変可能なマッチング部を搭載したとしても、握られた際のアンテナの整合ずれは常に一定なものではないため、マッチング部で常に最適なインピーダンスに調整することは困難である。また、インピーダンス不整合による電気的損失を改善できても、無線送信器に人体が接近することによる誘電体損失による通信性能の劣化が生じることがある。特に片手でも操作が可能なサイズの無線送信機においては、ユーザが無線送信機を握った際、アンテナが設けられる位置によっては、手がアンテナを覆う。手がアンテナを覆うと、アンテナから送信される電波を手が吸収する割合が高くなり、通信性能が劣化する。

以下、人体近接による通信性能の劣化を抑制できる操作装置について説明する。

（第１の実施形態）
［構成等］
図１は、第１の実施形態に係る操作装置１を有する補聴器システム３の構成例を示す模式図である。補聴器システム３は、無線通信機能を有する補聴器２と、無線を介して補聴器２を操作する操作装置１と、有する。

補聴器２は、例えば、耳穴型補聴器又は耳掛型補聴器である。補聴器２は、各種の操作ボタン（例えば音量調整ボタン、装着環境に合わせた音声処理プログラムの切替ボタン）を有さなくてもよい。各種操作ボタンを有しない場合、補聴器２を更に小型化できる。

操作装置１は、補聴器２の動作を制御するための制御信号を生成し、補聴器２へ送信し、補聴器２の動作（例えば音量調整、環境に合わせた音声処理）を制御する。補聴器２は、操作装置１から送信された制御信号を受信し、制御信号に従って動作（例えば音量調整、音声処理プログラムの設定）する。

操作装置１と補聴器２との通信には、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信、ＤＥＣＴ（ＤｉｇｉｔａｌＥｎｈａｎｃｅｄＣｏｒｄｌｅｓｓＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）による通信、無線ＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信、等が使用される。

図２は、操作装置１の外観例を示す斜視図である。図３は、操作装置１の内部構造を示す斜視図である。図４は、操作装置１の一端部分の内部構造を拡大して示した斜視図である。

操作装置１は、例えば円筒形の筐体１０と、筐体１０に内蔵されるメイン基板２０及びサブ基板２１と、を有する。筐体１０の一端側にはスイッチ４２が設けられている。スイッチ４２のキャップは、例えば、筐体１０と同径で、先端が閉口した円筒状に形成されている。

スイッチ４２は、周方向に回転する操作により、ロータリースイッチ４２Ｘとして動作する。また、スイッチ４２は、軸方向に可動する操作により、スイッチボタン４２Ｙとして動作する。

図３では、スイッチ４２の内部が示されている。スイッチ４２は、ロータリースイッチとして動作する際に回転する回転部４２ａと、ロータリースイッチとして動作する際に回転しない非回転部４２ｂと、を有する。回転部４２ａは、ロータリースイッチ４２Ｘの回転軸に相当する。

回転部４２ａ及び非回転部４２ｂは、例えば金属により形成された導体であり、スイッチ４２の構造材の少なくとも一部である。回転部４２ａ及び非回転部４２ｂの少なくとも一部は、操作装置１のアンテナ４３（図５参照）となる。

ロータリースイッチ４２Ｘは、例えば、１回路５接点のスイッチである場合、補聴器２の動作を５段階で制御可能であり、例えば音量を５段階で調整可能である。スイッチ４２の回転部４２ａにスイッチ４２のキャップが取り付けられた状態で、キャップを円周方向に回転させることで、スイッチ端子（スイッチ接点）４２１（図５参照）が切り替わる。

スイッチボタン４２Ｙは、スイッチ４２の内部に設けられるスイッチ端子４２１と、スイッチ端子４２１を軸方向外側に付勢するスプリング等の弾性部材（不図示）と、を有する。スイッチボタン４２Ｙは、例えば、回転部４２ａに接続しており、回転部４２ａをスイッチ４２の内方へ押す度に、スイッチ端子４２１が切り替わる。尚、ロータリースイッチ４２Ｘのスイッチ端子４２１とスイッチボタン４２Ｙのスイッチ端子４２１とは、同一でも異なってもよい。

ロータリースイッチ４２Ｘは、ユーザの指先で摘んで操作されることが多い。また、スイッチ４２は、筐体１０の端部に配置されるので、ユーザが筐体１０を手で握る際、ロータリースイッチ４２Ｘの付近を握る可能性が低い。従って、スイッチ４２の配置領域にアンテナ４３を備えることで、誘電体損失や誘電体近接に伴うアンテナのインピーダンスずれによるインピーダンス不整合を抑制できる。よって、操作装置１は、通信特性の劣化を抑制できる。

筐体１０の内部には、操作装置１のメイン基板２０とサブ基板２１とが収容される。メイン基板２０は、例えば、操作装置１の長手方向（軸方向）に沿って配置され、例えば矩形状を有する。サブ基板２１は、操作装置１の短手方向（径方向）に沿って配置され、例えば円形状を有する。

メイン基板２０には、各種電子部品（例えば、制御回路４０、無線回路４１（図５参照））が実装される。サブ基板２１には、各種電子部品（例えばスイッチ４２）が実装される。メイン基板２０とサブ基板２１との間には、１本以上（例えば４本）の信号線４４と、１本以上の給電線４５（ここでは１本）が配線されている。

信号線４４は、例えば、線材、基板パターン、フレキシブル配線板、又は同軸ケーブルを含む。給電線４５は、例えば、線材、基板パターン、フレキシブル配線板、又は同軸ケーブルを含む。

信号線４４は、メイン基板２０の短手方向の一端側に配置され、給電線４５は、メイン基板２０の短手方向の他端側に配置されてよい。これにより、信号線４４と給電線４５が離間し、操作装置１は、給電線４５を流れる高周波のアンテナ電流が信号線４４へも流れることによる影響を低減できる。つまり、操作装置１は、給電線４５を流れるアンテナ電流に応じて信号線４４に逆電流が流れ難くなり、アンテナ性能劣化を抑制できる。

図５は、操作装置１の電気的構成例を示すブロック図である。メイン基板２０には、制御回路４０及び無線回路４１が実装される。サブ基板２１には、スイッチ４２が実装される。

スイッチ４２は、各スイッチ端子４２１と、アンテナ４３と、を含む。各スイッチ端子４２１は、各信号線４４と接続される。各スイッチ端子４２１の導通情報が、各信号線４４を介して制御回路４０へ送られる。

信号線４４は、スイッチ端子４２１の導通情報を制御回路４０へ送る。信号線４４は、メイン基板２０上の制御回路４０と、サブ基板２１上のスイッチ４２の各スイッチ端子４２１と、を接続する。

制御回路４０は、例えば、プロセッサにより構成され、ＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｓｅｃｃｉｎｇＵｎｉｔ）、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｓｅｃｃｉｎｇＵｎｉｔ）を含む。制御回路４０は、メモリ（不図示）に保持されたプログラムを実行することで、操作装置１の各種機能を実現する。

プログラムには、ユーザの嗜好や補聴器２の周囲環境に応じて補聴器２の音声処理方法を指定するためのプログラム（音声処理指定プログラムともいう）が含まれてもよい。音声処理指定プログラムは、メモリに複数記憶されていてもよい。このメモリは、制御回路４０に内蔵されていてもよいし、制御回路４０とは別に設けられてもよい。

制御回路４０は、スイッチ４２の操作に応じた制御信号、つまりスイッチ４２のスイッチ接点の位置に基づく制御信号を生成し、制御信号を無線回路４１へ送る。

例えば、制御回路４０は、ロータリースイッチ４２Ｘの操作により、補聴器２の音量を調整する音量調整信号を無線回路４１に出力してもよい。音量調整信号は、制御信号の一例である。

制御回路４０は、スイッチボタン４２Ｙの操作により、複数の音声処理指定プログラムを切り替え、音声処理方法を指定する音声処理制御信号を、無線回路４１に出力してもよい。音声処理制御信号は、制御信号の一例である。

無線回路４１は、例えば無線ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）で構成される。無線回路４１は、例えば、変調回路、高周波発信機、を含む。無線回路４１は、制御回路４０からの各種制御信号を、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の２．４ＧＨｚの周波数の高周波信号に変換し、給電線４５を介してアンテナ４３に出力する。

給電線４５は、無線回路４１からアンテナ４３へ給電する。給電線４５は、メイン基板２０上の無線回路４１と、サブ基板２１上のアンテナ４３と、を接続する。

アンテナ４３は、スイッチ４２の内部に設けられている導体である。アンテナ４３は、無線回路４１からの高周波信号を電磁波として空間に放射する。スイッチ４２の内部に設けられている導体は、スイッチ４２の構造材（骨格やフレーム自体）の少なくとも一部を含む。これにより、操作装置１は、操作装置１の部品点数を抑制でき、コスト削減できる。

尚、補聴器２は、通信デバイス、メモリ、プロセッサ、音声出力部（レシーバ）、等を有する。補聴器２は、操作装置１から音量調整信号を受信すると、音量調整信号に応じて、音量を調整する。

また、補聴器２は、ユーザの嗜好や補聴器２の周囲環境に応じて音声処理するためのプログラム（音声処理プログラムともいう）を、メモリ（不図示）に保持する。補聴器２は、操作装置１から音声処理制御信号を受信すると、音声処理制御信号に応じて、音声処理プログラムを決定してもよい。補聴器２は、決定された音声処理プログラムを実行し、音声処理プログラムに応じて音声処理する。

［第１変形例］
図６は、第１変形例における操作装置１Ａの電気的構成例を示すブロック図である。図６において、図５の構成と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。

第１変形例では、メイン基板２０には高周波遮断回路５０が実装され、サブ基板２１には高周波遮断回路５１が実装されている。尚、高周波遮断回路５０，５１の双方が設けられなくてもよく、一方が省略されてもよい。

高周波遮断回路５０，５１は、例えば、インダクタ、コンデンサ、フィルタ、又はこれらを組み合わせた回路を含む。フィルタは、ＬＰＦ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）、ＢＰＦ（ＢａｎｄＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）を含む。

高周波遮断回路５０，５１は、高周波信号（例えばアンテナ電流）を遮断する。高周波信号は、例えば、無線回路４１で扱われる高周波信号を含み、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＤＥＣＴ、無線ＬＡＮの信号を含み、２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚの高周波の信号を含む。

操作装置１Ａによれば、これにより、信号線４４を流れる高周波信号を遮断でき、信号線４４へのアンテナ電流の逆電流が流れることを抑制でき、アンテナ性能劣化を低減できる。

［第２変形例］
図７は、第２変形例における操作装置１Ｂの電気的構成例を示すブロック図である。図７において、図５，図６の構成と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。

第２変形例では、メイン基板２０及びサブ基板２１が共通化され、操作装置１Ｂは、１つの基板６０を備える。これにより、複数の基板が不要となり、操作装置１を小型化でき、低コスト化できる。

尚、第２変形例では、第１変形例と同様に、高周波遮断回路が、スイッチ端子４２１と制御回路４０との間の信号線４４上に設けられてもよい。この場合、第１変形例と同様に、高周波遮断回路は、制御回路４０側及びスイッチ端子４２１側の少なくとも一方に高周波遮断回路が設けられればよい。これにより、信号線４４を流れる高周波信号を遮断でき、信号線４４へのアンテナ電流の逆電流が流れることを抑制でき、アンテナ性能劣化を低減できる。

［第３変形例］
図８（Ａ）〜（Ｃ）は、変形例における操作装置１Ｃの一端部分の内部構造を拡大して示した斜視図である。図８（Ａ）は、樹脂部材７０及びアンテナ８０を省略して非回転部４２ｂを示す。図８（Ｂ）は、アンテナ８０を省略して非回転部４２ｂを包囲する樹脂部材７０を示す。図８（Ｃ）は、非回転部４２ｂを包囲する樹脂部材７０に、アンテナ８０が貼り付けられた状態を示す。

操作装置１Ｃでは、スイッチ４２の構造物とは別の専用の導体をアンテナ８０としている。尚、アンテナ８０以外の構成は、他図の構成と同様である。

操作装置１Ｃは、スイッチ４２の非回転部４２ｂを保持する樹脂部材７０を有する。樹脂部材７０には、アンテナ８０（アンテナ素子）が貼り付けられている。図８（Ｃ）では、樹脂部材７０が、円柱状の部分と角柱状の部分とを有する。そして、アンテナ８０が、樹脂部材７０の円柱状の部分と角柱状の部分の一部に張り付けられ、略Ｔ字状又は略Ｌ字状に形成されている。

尚、アンテナ８０の形状はこれに限られず、例えば、樹脂部材７０の円柱状の部分に円形状に張り付けられてもよいし、樹脂部材７０の角柱状の部分に矩形上に張り付けられてもよい。

操作装置１Ｃによれば、スイッチ４２の構造材をアンテナ８０にした場合と比較して、アンテナ８０の形状の自由度を増すことができる。

［効果等］
このように、操作装置１は、無線を介して補聴器２を操作する。操作装置１は、操作装置１の表面に設けられるスイッチ４２と、スイッチ４２の内部に設けられるアンテナ４３として用いられる導体と、給電線４５を介して導体と接続される無線回路４１と、を備える。補聴器２は、操作装置１により操作される電気機器の一例である。

これにより、操作装置１は、ロータリースイッチ４２Ｘのようなユーザの手に握られ難いスイッチ４２の配置領域にアンテナ４３を配置することで、ユーザが筐体１０を握っても、アンテナ４３の周囲を手で覆うことを抑制できる。よって、操作装置１は、アンテナ４３の整合ずれによる無線回路４１とのインピーダンス不整合や誘電体損失を抑制でき、通信特性の劣化を抑制できる。

また、補聴器の装着時の審美性等の要求により、補聴器（例えば耳穴型補聴器）が更に小型化されることも想定される。この場合、補聴器２側にスイッチを設けることが困難となる。この場合でも、操作装置１は、補聴器２に対して各種制御信号を送信でき、補聴器２はユーザの意図に沿って好適に動作できる。

また、操作装置１Ａは、信号線４４を介して導体と接続された制御回路４０と、信号線４４上に配置された高周波遮断回路５０，５１と、を備えてもよい。

これにより、操作装置１Ａは、信号線４４を流れる高周波信号を遮断でき、給電線４５を流れる高周波のアンテナ電流が信号線４４へも流れることによる影響を低減できる。つまり、操作装置１Ａは、給電線４５を流れるアンテナ電流に応じて信号線４４に逆電流が流れ難くなり、アンテナ性能劣化を抑制できる。従って、操作装置１Ａは、スイッチ４２に対するユーザ操作に基づく制御信号を、高精度に補聴器２へ送信できる。

また、操作装置１は、無線回路４１及び制御回路４０が配置された基板を備えてもよい。信号線４４は、基板の一端側に配置され、給電線４５は、基板の他端側に配置されてもよい。

これにより、操作装置１は、給電線４５を流れるアンテナ電流に応じて信号線４４に逆電流が流れ難くなり、アンテナ性能劣化を抑制できる。

また、操作装置１Ｂのように、１つの基板６０が１つ設けられる場合には、操作装置１Ｂを小型化でき、低コスト化できる。

また、導体は、スイッチ４２の構造材の少なくとも一部を含んでもよい。

これにより、アンテナ４３を専用のアンテナ部品として設けなくてよく、操作装置１を小型化でき、低コスト化できる。

また、スイッチ４２は、ロータリースイッチ４２Ｘを含んでもよい。

ロータリースイッチ４２Ｘは、ユーザによりスイッチ４２のキャップを摘まんで操作されるので、ユーザにより握られる可能性が低い。従って、スイッチ４２の配置領域にアンテナ４３を配置することで、ユーザが筐体１０を握っても、アンテナ４３の周囲を手で覆うことを抑制できる。よって、操作装置１は、インピーダンス不整合や誘電体損失を抑制でき、通信特性の劣化を抑制できる。

また、スイッチ４２は、スイッチ４２を収容する筐体１０の端部に設けられてもよい。

これにより、操作装置１において、スイッチ４２はユーザにより更に握られ難くなる。従って、操作装置１は、アンテナ４３の周囲を手で覆うことを抑制でき、アンテナの整合ずれによる無線回路とのインピーダンス不整合や誘電体損失を抑制でき、通信特性の劣化を抑制できる。

（他の実施形態）
以上のように、本開示における技術の例示として、第１の実施形態を説明した。しかし、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、第１の実施形態の各変形例は、組み合わされてもよい。

第１の実施形態では、スイッチ４２は、ロータリースイッチであることを例示したが、ユーザが強く握って操作し難い他のスイッチでもよい。

第１の実施形態では、操作装置１が補聴器２に対して制御信号を送信することを例示したが、無線を介して操作する他の操作対象物（例えば、テレビ、ヘッドホン、イヤホン等の電気機器）でもよい。

第１の実施形態では、スイッチ４２がロータリースイッチ４２Ｘとスイッチボタン４２Ｙとを含むことを例示したが、スイッチボタン４２Ｙが省略されてもよい。

本開示は、人体近接による通信性能の劣化を抑制できる操作装置等に有用である。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ操作装置
２補聴器
３補聴器システム
１０筐体
２０メイン基板
２１サブ基板
４０制御回路
４１無線回路
４２スイッチ
４２１スイッチ端子
４２ａ回転部
４２ｂ非回転部
４２Ｘロータリースイッチ
４２Ｙスイッチボタン
４３，８０アンテナ
４４信号線
４５給電線
５０，５１高周波遮断回路
６０基板
７０樹脂部材

Claims

無線を介して電気機器を操作する操作装置であって、
前記操作装置の表面に設けられるスイッチと、
前記スイッチの内部に設けられるアンテナとして用いられる導体と、
給電線を介して前記導体と接続される無線回路と、
信号線を介して前記導体と接続された制御回路と、
前記信号線上に配置された高周波遮断回路と、
を備える操作装置。
請求項１に記載の操作装置であって、更に、
前記無線回路と、前記制御回路と、が配置された基板を備え、
前記信号線は、前記基板の一端側に配置され、
前記給電線は、前記基板の他端側に配置された、操作装置。
請求項１又は２に記載の操作装置であって、
前記導体は、前記スイッチの構造材の少なくとも一部を含む、操作装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の操作装置であって、
前記スイッチは、ロータリースイッチを含む、操作装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の操作装置であって、
前記スイッチは、当該スイッチを収容する筐体の端部に設けられた、操作装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の操作装置であって、
前記電気機器は補聴器である、操作装置。