CN111164546A - 操作输入装置 - Google Patents

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Abstract

操作输入装置(100)具备：操作用的旋钮(4)，其配置在触摸显示器(1)的显示区域内；导体柱(13)，其设置于旋钮(4)，无论是否为用户的手指与旋钮(4)接触的状态，导体柱(13)都能够被检测为触摸点；触摸点检测部(21)，其检测包含与导体柱(13)对应的触摸点在内的多个触摸点，输出与检测到的该多个触摸点相关的触摸信息；旋钮触摸点判定部(22)，其使用触摸信息，判定由触摸点检测部(21)检测到的多个触摸点中的与导体柱(13)对应的触摸点；触摸强度值计算部(23)，其使用触摸信息及旋钮触摸点判定部(22)的判定结果，计算与导体柱(13)对应的触摸点的触摸强度值；以及旋钮手指接触判定部(24)，其使用触摸强度值，判定是否为用户的手指与旋钮(4)接触的状态。

Description

操作输入装置
技术领域
本发明涉及操作输入装置。
背景技术
以往，在车载信息设备等电子设备的操作输入装置中使用所谓的“旋钮触摸显示器”。旋钮触摸显示器具有拨盘状的部件(以下称为“旋钮”。)，该拨盘状的部件(以下称为“旋钮”。)配置在触摸显示器的显示面中的能够显示图像的区域(以下称为“显示区域”。)内。旋钮设置为相对于触摸显示器的显示面而转动自如，或者设置为沿着触摸显示器的显示面而滑动自如。在触摸显示器显示有操作用的图像的状态下，用户使手指与触摸显示器的显示面接触，或者用户转动或滑动旋钮，由此，向电子设备输入分配给这些操作的各种控制的执行请求(以下称为“事件”。)。在专利文献1中公开了使用静电电容方式的触摸显示器的旋钮触摸显示器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-178678号公报
发明内容
发明要解决的问题
通常，静电电容方式的触摸显示器通过对由触摸传感器检测到的静电电容值与阈值进行比较，来检测用户的手指所接触的地点。即，在用户的手指与触摸显示器的显示面接触的状态下，由于人体具有电接地(以下称为“GND”。)的功能，因此，用户的手指所接触的地点的静电电容值比其他地点的静电电容值大。对此，通过预先设定和用户的手指所接触的地点的静电电容值与其他地点的静电电容值之间的值对应的阈值，能够检测用户的手指所接触的地点。
专利文献1的旋钮触摸显示器中的旋钮具有多根大致柱状的导体(以下称为“导体柱”。)。在用户的手指与旋钮接触的状态下，导体柱的电位成为与GND的电位等同的值，根据与检测用户的手指所接触的地点的原理同样的原理，能够检测配置有导体柱的地点。以下，将在旋钮触摸显示器中成为检测对象的地点、即与用户的手指对应的地点及与旋钮内的导体柱对应的地点等统称为“触摸点”。
但是，在用户的手指未与旋钮接触的状态下，导体柱的电位未成为与GND的电位同等的值，因此，无法根据上述原理来检测与导体柱对应的触摸点。因此存在如下问题：在用户的手指未与旋钮接触的状态下，无法检测旋钮的位置，显示于触摸显示器的图像的位置容易相对于旋钮的位置偏移。
与此相对，通过增大各个导体柱的底面积，或者增加相互电导通的导体柱的根数，能够增大与各个导体柱对应的触摸点的静电电容值。由此，即便在用户的手指未与旋钮接触的状态下，也能够根据上述原理来检测与导体柱对应的触摸点。
但是，在该情况下，无论是否为用户的手指与旋钮接触的状态，都将导体柱作为触摸点来检测，因此，难以判定是否为用户的手指与旋钮接触的状态。其结果是，也难以检测用户的手指与旋钮接触及用户的手指与旋钮分离的情况，存在无法将这些检测结果作为事件来处理这样的问题。
即，以往的旋钮触摸显示器无法使在用户的手指未与旋钮接触的状态下将导体柱作为触摸点来检测的处理以及判定是否为用户的手指与旋钮接触的状态的处理两者并存，存在只能实现这些处理中的任一方处理这样的问题。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种无论是否为用户的手指与旋钮接触的状态都能够将导体柱作为触摸点来检测、并且能够判定是否为用户的手指与旋钮接触的状态的旋钮触摸显示器。
用于解决问题的手段
本发明的操作输入装置具备：操作用的旋钮，其配置在触摸显示器的显示区域内；导体柱，其设置于旋钮，无论是否为用户的手指与旋钮接触的状态，该导体柱都能够被检测为触摸点；触摸点检测部，其检测包含与导体柱对应的触摸点在内的多个触摸点，输出与检测到的该多个触摸点相关的触摸信息；旋钮触摸点判定部，其使用触摸信息，判定由触摸点检测部检测到的多个触摸点中的与导体柱对应的触摸点；触摸强度值计算部，其使用触摸信息及旋钮触摸点判定部的判定结果，计算与导体柱对应的触摸点的触摸强度值；以及旋钮手指接触判定部，其使用触摸强度值，判定是否为用户的手指与旋钮接触的状态。
或者，本发明的操作输入装置具备：操作用的旋钮，其配置在触摸显示器的显示区域内；导体柱，其设置于旋钮，无论是否为用户的手指与旋钮接触的状态，该导体柱都能够被检测为触摸点；触摸点检测部，其检测包含与导体柱对应的触摸点在内的多个触摸点，输出与检测到的该多个触摸点相关的触摸信息；旋钮触摸点判定部，其使用触摸信息，判定由触摸点检测部检测到的多个触摸点中的与导体柱对应的触摸点；触摸坐标值取得部，其使用触摸信息及旋钮触摸点判定部的判定结果，取得与导体柱对应的触摸点的触摸坐标值；以及旋钮手指接触判定部，其基于触摸坐标值相对于时间的变化，判定是否为用户的手指与旋钮接触的状态。
或者，本发明的操作输入装置具备：操作用的旋钮，其配置在触摸显示器的显示区域内；导体柱，其设置于旋钮，包括第1导体柱和第2导体柱，该第1导体柱无论是否为用户的手指与旋钮接触的状态都能够被检测为触摸点，该第2导体柱仅在用户的手指与旋钮接触的状态下能够被检测为触摸点；触摸点检测部，其检测包含与导体柱对应的触摸点在内的多个触摸点，输出与该检测到的多个触摸点相关的触摸信息；旋钮触摸点判定部，其使用触摸信息，判定由触摸点检测部检测到的多个触摸点中的与导体柱对应的触摸点；以及旋钮手指接触判定部，其基于旋钮触摸点判定部的判定结果所包含的触摸点的个数，判定是否为用户的手指与旋钮接触的状态。
发明的效果
根据本发明，由于如上述那样构成，因此，无论是否为用户的手指与旋钮接触的状态都能够将导体柱作为触摸点来检测，并且，能够判定是否为用户的手指与旋钮接触的状态。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1的操作输入装置的硬件结构的框图。
图2A是示出本发明的实施方式1的旋钮的主要部分的立体图。图2B是示出本发明的实施方式1的旋钮的主要部分的俯视图。图2C是示出从侧方观察本发明的实施方式1的旋钮中的1根导体柱和底面板的一部分的状态的剖视图。
图3是示出本发明的实施方式1的控制装置的主要部分的框图。
图4是示出本发明的实施方式1的控制装置的动作的流程图。
图5A是示出用户的手指未与旋钮接触的状态的说明图。图5B是示出用户的手指与旋钮接触的状态的说明图。
图6A是示出在触摸传感器的电极图案上配置有导体柱的状态的说明图。图6B是示出在图6A所示的状态下通过各电极图案而检测到的静电电容值的一例的特性图。
图7是示出本发明的实施方式1的另一控制装置的主要部分的框图。
图8是示出触摸强度值相对于时间的一例的特性图。
图9是示出本发明的实施方式2的控制装置的主要部分的框图。
图10是示出本发明的实施方式2的控制装置的动作的流程图。
图11A是示出用户的手指未与旋钮接触的状态下的通过触摸传感器的电极图案而检测到的静电电容值的一例的特性图。图11B是示出用户的手指与旋钮接触的状态下的通过触摸传感器的电极图案而检测到的静电电容值的一例的特性图。
图12是示出存储于存储器的数据表的一例的说明图。
图13是示出本发明的实施方式3的控制装置的主要部分的框图。
图14A是示出用户的手指未与旋钮接触的状态下的操作无效区域的一例的说明图。图14B是示出用户的手指与旋钮接触的状态下的操作无效区域的一例的说明图。
图15是示出用户的手指与旋钮接触的状态下的操作无效区域的另一例的说明图。
图16A是示出在用户的手指未与旋钮接触的状态下显示出与操作无效区域对应的图像的状态的说明图。图16B是示出在用户的手指与旋钮接触的状态下显示出与操作无效区域对应的图像的状态的说明图。
图17是示出本发明的实施方式3的另一控制装置的主要部分的框图。
图18A是示出本发明的实施方式4的旋钮的主要部分的立体图。图18B是示出本发明的实施方式4的旋钮的主要部分的俯视图。
图19是示出本发明的实施方式4的控制装置的主要部分的框图。
图20是示出本发明的实施方式4的控制装置的动作的流程图。
图21A是示出本发明的实施方式4的另一旋钮的主要部分的立体图。图21B是示出本发明的实施方式4的另一旋钮的主要部分的俯视图。
图22是示出本发明的实施方式4的另一控制装置的主要部分的框图。
具体实施方式
以下，为了进一步详细说明本发明，按照附图对其具体实施方式进行说明。
实施方式1.
图1是示出实施方式1的操作输入装置的硬件结构的框图。图2A是示出实施方式1的旋钮的主要部分的立体图。图2B是示出实施方式1的旋钮的主要部分的俯视图。图2C是示出从侧方观察实施方式1的旋钮中的1根导体柱和底面板的一部分的状态的剖视图。图3是示出实施方式1的控制装置的主要部分的框图。参照图1～图3，对实施方式1的操作输入装置100进行说明。
如图1所示，操作输入装置100具有触摸显示器1。触摸显示器1由显示器2及触摸传感器3构成。显示器2例如由液晶显示器或有机EL(Electro Luminescence)显示器构成。触摸传感器3例如由沿着显示器2的显示面而排列的多根电极图案构成。即，触摸显示器1是静电电容方式。另外，触摸传感器3可以是自电容方式的传感器，或者也可以是互电容方式的传感器。
如图1所示，操作输入装置100具有旋钮4。旋钮4配置在触摸显示器1的显示区域内的任意位置。旋钮4转动自如地载置或安装于触摸显示器1的显示面，或者滑动自如地载置或安装于触摸显示器1的显示面。另外，旋钮4也可以相对于触摸显示器1装卸自如，还可以是显示区域内的旋钮4的位置通过装卸而变更自如。
旋钮4具有在用户握持旋钮4时能够供用户的手指接触的导电性的部位(以下称为“握持用导电部”。)。在图2所示的例子中，握持用导电部包括大致圆筒状的外周导电部11。外周导电部11是导体制或者是通过导电性材料而镀覆的树脂制。在外周导电部11中的两个开口部中的一方的开口部设置有大致圆盘状的树脂制的底面板12。
旋钮4具有相对于底面板12垂直设置且收容在外周导电部11内的1根以上的导体柱13。在图2所示的例子中，3根导体柱131～133配置在与正三角形的各顶点对应的位置。导体柱131～133分别与外周导电部11电导通，并且，具有无论是否为用户的手指与握持用导电部接触的状态都被检测为触摸点这一程度的较大的底面积。导体柱131～133各自的底面部隔着底面板12而与触摸显示器1的显示面对置配置。
另外，握持用导电部也可以包括在外周导电部11中的两个开口部中的另一方的开口部设置的大致圆盘状的导电性的盖体(未图示)。即，旋钮4具有大致环状的外形，以沿着旋钮4的轴心的方式设置有大致圆柱状的中空部14。
如图1所示，操作输入装置100具有控制装置5。控制装置5由处理器6及存储器7构成。在存储器7中存储有用于实现图3所示的触摸点检测部21、旋钮触摸点判定部22、触摸强度值计算部23、旋钮手指接触判定部24、事件处理部25及显示控制部26的功能的程序。通过处理器6读出并执行存储于存储器7的程序，来实现触摸点检测部21、旋钮触摸点判定部22、触摸强度值计算部23、旋钮手指接触判定部24、事件处理部25及显示控制部26的功能。
处理器6例如使用CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics ProcessingUnit)、微处理器、微控制器或DSP(Digital Signal Processor)等。存储器7例如使用RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、闪存、EPROM(Erasable ProgrammableRead Only Memory)或者EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory)等半导体存储器、磁盘、光盘或光磁盘等。
以下，参照图3对控制装置5的主要部分进行说明。
触摸点检测部21使用从触摸传感器3输出的信号来检测触摸点。具体而言，例如，触摸点检测部21通过执行使用了从触摸传感器3输出的信号所表示的静电电容值的阈值判定处理，来检测多个触摸点。触摸点检测部21输出与该检测到的多个触摸点相关的信息(以下称为“触摸信息”。)。
触摸信息至少包括表示各触摸点的静电电容值的信息及表示各触摸点的坐标值(以下称为“触摸坐标值”。)的信息。除此之外，触摸信息也可以包括表示各触摸点的面积的信息及表示针对各触摸点的载荷的信息等。此外，触摸信息也可以包括假设各触摸点与用户的手指对应的情况下的表示该手指的种类的识别编号、以及假设各触摸点与用户的手指对应的情况下的表示该手指的接触状态的信息等。
旋钮触摸点判定部22判定由触摸点检测部21检测到的多个触摸点中的与导体柱13对应的触摸点。
具体而言，例如，在旋钮触摸点判定部22中，预先设定有与3根导体柱131～133对应的3个触摸点中的各2点之间的距离±规定的容许误差所得到的值的范围。旋钮触摸点判定部22针对选择由触摸点检测部21检测到的多个触摸点中的任意3个触摸点而得到的组合，分别执行以下的处理。
即，旋钮触摸点判定部22使用触摸信息所表示的该选择出的3个触摸点各自的触摸坐标值，判定该选择出的3个触摸点是否配置在与正三角形的各顶点对应的位置。旋钮触摸点判定部22在该选择出的3个触摸点配置在与正三角形的各顶点对应的位置的情况下，判定该选择出的3个触摸点中的各2点之间的距离是否为预先设定的范围内的值。旋钮触摸点判定部22在该各2点之间的距离为该范围内的值的情况下，判定为该选择出的3个触摸点是与导体柱131～133对应的触摸点。另外，旋钮触摸点判定部22在选择任意的3个触摸点时，也可以从选择对象中排除静电电容值小于规定值的触摸点。
另外，在旋钮4具有装卸自如的构造的情况下，通过从触摸显示器1卸下旋钮4，与导体柱13对应的触摸点可能不包括在触摸点检测部21的检测结果中。在该情况下，通过旋钮触摸点判定部22，判定为与导体柱13对应的触摸点不存在。
触摸强度值计算部23使用从触摸点检测部21输出的触摸信息，计算表示针对如下的触摸点的触摸强度的值(以下称为“触摸强度值”。)，该触摸点被旋钮触摸点判定部22判定为是与导体柱13对应的触摸点。
更具体而言，在触摸信息中，包括表示如下的触摸点各自的静电电容值的信息，该触摸点被旋钮触摸点判定部22判定为是与导体柱13对应的触摸点。触摸强度值计算部23使用这些静电电容值来计算触摸强度值。之后参照图5及图6来叙述使用静电电容值的触摸强度值的计算方法的具体例。
另外，在触摸信息中，有时包括表示如下的触摸点各自的面积的信息、或者表示分别针对这些触摸点的载荷的信息等，该触摸点被旋钮触摸点判定部22判定为是与导体柱13对应的触摸点。在该情况下，触摸强度值计算部23也可以使用这些信息来计算触摸强度值。
旋钮手指接触判定部24使用由触摸强度值计算部23检测到的触摸强度值，判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。此外，旋钮手指接触判定部24使用该判定的结果，来检测用户的手指与旋钮4接触的情况及用户的手指与旋钮4分离的情况。之后参照图5及图6，来叙述旋钮手指接触判定部24的判定方法及检测方法的具体例。
事件处理部25将旋钮手指接触判定部24的检测结果作为事件来处理。即，事件处理部25在通过旋钮手指接触判定部24检测到用户的手指与旋钮4接触时，执行规定的控制，或者，向控制装置5内的各功能部指示执行规定的控制。此外，事件处理部25在通过旋钮手指接触判定部24检测到用户的手指与旋钮4分离时，执行规定的控制，或者，向控制装置5内的各功能部指示执行规定的控制。
显示控制部26执行使操作用的图像等显示于触摸显示器1的控制。通常，在触摸显示器1显示有操作用的图像的状态下，由操作输入装置100执行操作的输入。这里，由于旋钮4具有大致环状的外形，因此，能够在旋钮4的周围的显示区域以及中空部14内的显示区域显示操作用的图像。
另外，在操作输入装置100应用于车载信息设备的情况下，显示控制部26除了控制触摸显示器1的图像显示之外，也可以控制设置于车辆的未图示的HUD(Head-Up Display)的图像显示。更具体而言，显示控制部26也可以具有使表示通过旋钮4的转动操作或滑动操作而执行的控制的种类或内容等的图像显示于HUD的功能。在该情况下，事件处理部25在通过旋钮手指接触判定部24检测到用户的手指与旋钮4接触时，也可以向显示控制部26指示执行该图像显示于HUD的控制。用户通过使手指与旋钮4接触，能够在不使视线从车辆前方朝车载信息设备的触摸显示器1移动的状态下，视觉确认通过旋钮4的转动操作或滑动操作而执行的控制的种类或内容等。其结果是，能够降低用户的视线移动。
由触摸点检测部21构成第1控制部41。由旋钮触摸点判定部22、触摸强度值计算部23及旋钮手指接触判定部24构成第2控制部42。由事件处理部25及显示控制部26构成第3控制部43。由第1控制部41、第2控制部42及第3控制部43构成控制装置5的主要部分。
接着，参照图4的流程图，以第1控制部41及第2控制部42的动作为中心对控制装置5的动作进行说明。
首先，在步骤ST1中，触摸点检测部21使用从触摸传感器3输出的信号来检测多个触摸点。触摸点检测部21输出与该检测到的多个触摸相关的触摸信息。
接着，在步骤ST2中，旋钮触摸点判定部22使用从触摸点检测部21输出的触摸信息，判定由触摸点检测部21检测到的多个触摸点中的与导体柱13对应的触摸点。旋钮触摸点判定部22的判定方法的具体例如上所述。
接着，在步骤ST3中，触摸强度值计算部23使用从触摸点检测部21输出的触摸信息，来计算如下的触摸点的触摸强度值，该触摸点被旋钮触摸点判定部22判定为是与导体柱13对应的触摸点。之后参照图5及图6来叙述触摸强度值的计算方法的具体例。
接着，在步骤ST4中，旋钮手指接触判定部24使用通过触摸强度值计算部23计算出的触摸强度值，判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。此外，旋钮手指接触判定部24使用该判定的结果，检测用户的手指与旋钮4接触的情况及用户的手指与旋钮4分离的情况。之后参照图5及图6来叙述旋钮手指接触判定部24的判定方法及检测方法的具体例。
接着，参照图5及图6，对触摸强度值的计算方法的具体例、以及旋钮手指接触判定部24的判定方法及检测方法的具体例进行说明。
在图5所示的例子中，触摸传感器3是互电容方式。即，以沿着显示器2的显示面的方式排列有多根驱动用的电极图案及多根接收用的电极图案。驱动用的电极图案与接收用的电极图案设置在相互大致正交的方向上，且相互交叉。在规定的定时，向驱动用的电极图案分别施加检测用的信号。图中，51示出多根驱动用的电极图案中的1根电极图案，52示出多根接收用的电极图案中的1根电极图案，53示出旋钮4的握持用导电部。
图5A示出用户的手指未与旋钮4接触的状态。在图5A所示的例子中，设置于旋钮4的3根导体柱131～133中的2根导体柱131、132配置在被施加检测用的信号的驱动用的电极图案51上。此外，剩余的1根导体柱133配置在未被施加检测用的信号的其他的驱动用的电极图案(未图示)上。并且，握持用导电部53与驱动用的电极图案之间的间隔被设定为足够小的值。因此，产生寄生电容P1。
与此相对，图5B示出用户的手指未与旋钮4接触的状态。在该状态下，除了产生与图5A所示的寄生电容相同的寄生电容P1之外，还通过人体发挥GND的功能而产生寄生电容P2。
即，在用户的手指与旋钮4接触的状态下，产生比用户的手指未与旋钮4接触的状态下的寄生电容(P1)大的寄生电容(P1+P2)。因此，当触摸信息包括与导体柱131～133对应的3个触摸点各自的静电电容值时，在用户的手指未与旋钮4接触的状态(图5A)和用户的手指与旋钮4接触的状态(图5B)下，该静电电容值互不相同。因此，使用该静电电容值而计算的触摸强度值也互不相同。
触摸强度值计算部23例如计算与导体柱131～133对应的3个触摸点的静电电容值的合计值，将该合计值用于触摸强度值。在旋钮手指接触判定部24中预先设定有阈值，该阈值能够判别在用户的手指未与旋钮4接触的状态(图5A)下计算的该触摸强度值、以及在用户的手指与旋钮4接触的状态(图5B)下计算的该触摸强度值。
旋钮手指接触判定部24将通过触摸强度值计算部23计算出的触摸强度值与阈值进行比较，由此，按照规定的时间间隔来执行判定该触摸强度值是否为阈值以上的值的处理。即，该阈值判定处理是判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态的处理。
旋钮手指接触判定部24在上述阈值判定处理中，在触摸强度值从小于阈值的值变化到阈值以上的值时，检测到用户的手指与旋钮4接触。此外，旋钮手指接触判定部24在上述阈值判定处理中，在触摸强度值从阈值以上的值变化到小于阈值的值时，检测到用户的手指与旋钮4分离。
另外，触摸强度值不限定于与导体柱131～133对应的3个触摸点的静电电容值的合计值。例如，触摸强度值计算部23也可以计算该3个触摸点的静电电容值的平均值，将该平均值用于触摸强度值。或者，触摸强度值计算部23也可以计算该3个触摸点各自的静电电容值相对于时间的变化量，将这些变化量用于触摸强度值。或者，触摸强度值计算部23也可以计算该3个触摸点中的除了静电电容值最小的1个触摸点之外的剩余的2个触摸点的静电电容值的合计值，将该合计值用于触摸强度值。
此外，触摸强度值计算部23也可以使用过去从触摸点检测部21输出的触摸信息所表示的静电电容值、即与导体柱131～133对应的触摸点的过去的静电电容值，来计算触摸强度值。
这里，通过将2个以上的触摸点的静电电容值的合计值或平均值用于触摸强度值，如以下那样，能够提高针对电极图案与导体柱131～133的位置关系的鲁棒性。即，在图6所示的例子中，触摸传感器3是自电容方式。图6A中的541～548示出触摸传感器3具有的多根电极图案中的8根电极图案，图6B中的551～558示出通过这些电极图案541～548检测到的静电电容值(以下有时称为“检测值”。)。
在图6A所示的例子中，导体柱131配置为跨越3根电极图案541～543，与此相对，导体柱132配置为跨越2根电极图案546、547。在该情况下，如图6B所示，通过电极图案541～543检测的静电电容值(即与导体柱131对应的触摸点的静电电容值)与通过电极图案546、547检测的静电电容值(即与导体柱132对应的触摸点的静电电容值)互不相同。
即，根据导体柱131～133相对于电极图案541～548的位置关系，与导体柱131～133分别对应的触摸点的静电电容值能够不同。因此，在假设将1个触摸点的静电电容值用于触摸强度值的情况下，触摸强度值根据与该1个触摸点对应的导体柱13的配置位置而不同，由旋钮手指接触判定部24进行的阈值判定处理的精度可能下降。与此相对，通过将2个以上的触摸点的静电电容值的合计值或平均值用于触摸强度值，能够抑制上述阈值判定处理的精度的下降。这对于使用互电容方式的触摸传感器3的情况也相同。
另外，由旋钮手指接触判定部24进行的阈值判定处理中的阈值也可以是预先设定的值，但也可以如以下那样适当地设定。图7示出该情况下的控制装置5的框图。
如上所述，在触摸信息中包括各触摸点的触摸坐标值。通常，在未操作旋钮4的状态下，与导体柱13对应的触摸点的触摸坐标值固定。与此相对，在操作旋钮4的状态下，旋钮4进行转动或滑动，因此，与导体柱13对应的触摸点的触摸坐标值相对于时间而变化。
触摸坐标值取得部27使用从触摸点检测部21输出的触摸信息，取得如下的触摸点各自的触摸坐标值，该触摸点被旋钮触摸点判定部22判定为是与导体柱13对应的触摸点。
旋钮操作判定部28基于由触摸坐标值取得部27取得的触摸坐标值的相对于时间的变化，判定旋钮4是否进行转动或滑动。即，旋钮操作判定部28判定是否为旋钮4正在被操作的状态。
阈值设定部29从触摸强度值计算部23取得由旋钮操作判定部28判定为是旋钮4正在被操作的状态的定时的触摸强度值，并且，从触摸强度值计算部23取得由旋钮操作判定部28判定为是未旋钮4未被操作的状态的定时的触摸强度值。阈值设定部29计算这些触摸强度值的中间值，将该中间值设定为由旋钮手指接触判定部24进行的阈值判定处理中的阈值。
例如，在触摸点检测部21以所谓的“手套模式”进行动作的情况下，由于检测灵敏度的提高，无论用户是否带着手套，都能够进行触摸点的检测。以下，“用户的手指接触的状态”除了包括用户的手指直接接触的状态之外，当然也包括用户的手指隔着手套的布料而大致接触的状态。
但是，根据用户是否带着手套，用户的手指与旋钮4接触的状态下的与导体柱13对应的触摸点的静电电容值成为不同的值。其结果是，由触摸强度值计算部23计算的触摸强度值也成为不同的值。与此相对，阈值设定部29使用由触摸强度值计算部23计算的触摸强度值而适当地设定阈值，由此，无论用户是否带着手套，都能够通过阈值判定处理来判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。
此外，通过用户带着手套，用户的手指与旋钮4接触的状态下的与导体柱13对应的触摸点的静电电容值和用户的手指未与旋钮4接触的状态下的该静电电容值的差分值变小，因此，难以将阈值设定为适当的值。与此相对，阈值设定部29使用由触摸强度值计算部23计算出的触摸强度值而适当地设定阈值，由此，即便在用户带着手套的情况下，也能够将阈值设定为适当的值。
此外，如以下那样，旋钮手指接触判定部24也可以具有抑制产生所谓的“震颤(chattering)”的功能。
有时由于用户使旋钮4快速地转动或滑动，在旋钮4与触摸显示器1的显示面之间暂时产生间隙，或者在旋钮4的底面板12暂时产生挠曲。在该情况下，与导体柱131～133对应的触摸点的静电电容值的合计值暂时下降，或者导体柱131～133中的一部分导体柱暂时不作为触摸点被检测。其结果是，尽管为用户的手指与旋钮4接触的状态，触摸强度值也暂时成为小于阈值的值，产生在短时间内交替地切换由旋钮手指接触判定部24进行的阈值判定处理的结果的现象，即所谓的震颤。
图8是示出相对于时间的触摸强度值的一例的特性图。在触摸强度值中使用与导体柱131～133对应的3个触摸点的静电电容值的合计值。图中，在时间轴上标注的数值表示由旋钮手指接触判定部24判定的判定次数的累积值，即，通过事件处理部25将旋钮手指接触判定部24的检测结果作为事件来处理的次数的累积值。
如图8所示，在用户的手指未与旋钮4接触的时间区间ΔT1、ΔT3，触摸强度值始终成为小于阈值的值。但是，在用户的手指与旋钮4接触的时间区间ΔT2，通过用户使旋钮4快速转动或滑动，在多次定时，触摸强度值暂时成为小于阈值的值。
这里，在该多次定时的各个定时，触摸强度值成为小于阈值的值的时间是与旋钮手指接触判定部24判定数次的量相当的时间。对此，旋钮手指接触判定部24在连续得到规定次数(以下称为“基准次数”。)的触摸强度值小于阈值这一判定结果、即表示用户的手指未与旋钮4接触的状态的判定结果时，确定该判定结果。换言之，旋钮手指接触判定部24即便得到一次触摸强度值小于阈值这一判定结果，也维持触摸强度值为阈值以上这一判定结果，直至连续得到基准次数的触摸强度值小于阈值这一判定结果为止。通过将基准次数预先设定为适当的值，能够抑制震颤的产生。
另外，关于旋钮手指接触判定部24的阈值判定处理，代替判定触摸强度值是否为阈值以上的值的处理，也可以是判定触摸强度值是否为比阈值大的值的处理。在该情况下，旋钮手指接触判定部24在触摸强度值从阈值以下的值变化为比阈值大的值时，检测到用户的手指与旋钮4接触。此外，旋钮手指接触判定部24在触摸强度值从比阈值大的值变化为阈值以下的值时，检测到用户的手指与旋钮4分离。在抑制产生震颤的功能中，旋钮手指接触判定部24在连续得到基准次数的触摸强度值为阈值以下这一判定结果时，确定该判定结果。
此外，导体柱131～133的配置不限定于与正三角形的各顶点对应的位置，例如也可以是与直角三角形或等腰三角系的各顶点对应的位置。此外，旋钮4具有的导体柱13的根数不限定于3根，例如也可以是4根导体柱13配置在与四边形的各顶点对应的位置。由旋钮触摸点判定部22进行的判定处理的内容不限定于上述的具体例，是与旋钮4中的导体柱13的根数及配置相应的内容即可。
如以上那样，实施方式1的操作输入装置100具备：操作用的旋钮4，其配置在触摸显示器1的显示区域内；导体柱13，其设置于旋钮4，无论是否为用户的手指与旋钮4接触的状态，该导体柱13都能够被检测为触摸点；触摸点检测部21，其检测包括与导体柱13对应的触摸点在内的多个触摸点，输出与检测到的该多个触摸点相关的触摸信息；旋钮触摸点判定部22，其使用触摸信息，判定由触摸点检测部21检测到的多个触摸点中的与导体柱13对应的触摸点；触摸强度值计算部23，其使用触摸信息及旋钮触摸点判定部22的判定结果，计算与导体柱13对应的触摸点的触摸强度值；以及旋钮手指接触判定部24，其使用触摸强度值，判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。由此，无论是否为用户的手指与旋钮4接触的状态，都能够将导体柱13检测为触摸点，并且，能够判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。
此外，旋钮手指接触判定部24通过执行使用了触摸强度值的阈值判定处理，来判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。根据参照图5而说明的原理，通过使用了触摸强度值的阈值判定处理，能够判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。
此外，操作输入装置100具备：触摸坐标值取得部27，其使用触摸信息及旋钮触摸点判定部22的判定结果，取得与导体柱13对应的触摸点的触摸坐标值；旋钮操作判定部28，其基于触摸坐标值相对于时间的变化，判定是否为旋钮4正在被操作的状态；以及阈值设定部29，其使用旋钮4正在被操作的状态下的触摸强度值，设定阈值判定处理中的阈值。由此，例如即便在用户带着手套的情况下，也能够将由旋钮手指接触判定部24进行的阈值判定处理中的阈值设定为适当的值。
此外，旋钮手指接触判定部24在阈值判定处理中连续得到基准次数的表示触摸强度值小于阈值或为阈值以下的判定结果时，确定该判定结果。由此，能够抑制所谓的震颤的产生。
实施方式2.
图9是示出实施方式2的控制装置的主要部分的框图。参照图9，对实施方式2的操作输入装置100进行说明。另外，实施方式2的操作输入装置100的硬件结构与在实施方式1中参照图1说明的硬件结构相同，因此，引用图1并且省略说明。此外，实施方式2的旋钮4的构造与在实施方式1中参照图2说明的构造相同，因此，引用图2并省略说明。此外，在图9中，针对与图3所示的模块相同的模块标注相同的标号并省略说明。
触摸坐标值取得部27使用从触摸点检测部21输出的触摸信息，取得如下的触摸点各自的触摸坐标值，该触摸点被旋钮触摸点判定部22判定为是与导体柱13对应的触摸点。
旋钮手指接触判定部24a基于由触摸坐标值取得部27取得的触摸坐标值相对于时间的变化，判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。之后参照图11及图12，来叙述旋钮手指接触判定部24a的判定方法的第1具体例。此外，之后也叙述旋钮手指接触判定部24a的判定方法的第2具体例。
接着，参照图10的流程图，以第1控制部41及第2控制部42的动作为中心，对实施方式2的控制装置5的动作进行说明。
首先，触摸点检测部21执行步骤ST1的处理，接着，旋钮触摸点判定部22执行步骤ST2的处理。步骤ST1、ST2的处理内容与在实施方式1中参照图4说明的处理内容相同，因此，省略说明。
接着，在步骤ST3a中，触摸坐标值取得部27使用从触摸点检测部21输出的触摸信息，取得如下的触摸点各自的触摸坐标值，该触摸点被旋钮触摸点判定部22判定为是与导体柱13对应的触摸点。
接着，在步骤ST4a中，旋钮手指接触判定部24a基于由触摸坐标值取得部27取得的触摸坐标值相对于时间的变化，判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。之后参照图11及图12，来叙述旋钮手指接触判定部24a的判定方法的第1具体例。此外，之后也叙述旋钮手指接触判定部24a的判定方法的第2具体例。
接着，参照图11及图12，对旋钮手指接触判定部24a的判定方法的第1具体例进行说明。
在图11A及图11B中，在横轴上标注的数值分别表示分配给触摸传感器3中的7根电极图案的编号，61表示导体柱131在该7根电极图案的排列方向上的位置。图11A所示的62A2～62A6表示用户的手指未与旋钮4接触的状态下的通过该7根电极图案中的第2个～第6个电极图案检测到的静电电容值(以下有时称为“检测值”。)。图11B所示的62B2～62B6表示用户的手指与旋钮4接触的状态下的该7根电极图案中的第2个～第6个电极图案的检测值。图11A所示的63A表示用户的手指未与旋钮4接触的状态下的电极图案的排列方向上的与导体柱131对应的触摸点的触摸坐标值。图11B所示的63B表示用户的手指与旋钮4接触的状态下的电极图案的排列方向上的与导体柱131对应的触摸点的触摸坐标值。
如图11所示，当用户的手指与旋钮4接触时，第2个～第6个电极图案各自的检测值变大，其他电极图案的检测值相对于各个电极图案的检测值的比率变化。由此，与导体柱131对应的触摸点的触摸坐标值相对于导体柱131的位置61而在规定方向上变化(图中63A→63B)。同样，当用户的手指与旋钮4分离时，与导体柱131对应的触摸点的触摸坐标值相对于导体柱131的位置61而反向变化(图中63B→63A)。
对此，在存储器7中预先存储有如下的数据表(参照图12)，该数据表是将在用户的手指未与旋钮4接触的状态下与导体柱13对应的触摸点可取的触摸坐标值、以及在用户的手指与旋钮4接触时产生的相对于该触摸坐标值的变化量的预测值对应起来而成的。此外，在存储器7中预先存储有如下的数据表(未图示)，该数据表是将在用户的手指与旋钮4接触的状态下与导体柱13对应的触摸点可取的触摸坐标值、以及在用户的手指与旋钮4分离时产生的相对于该触摸坐标值的变化量的预测值对应起来而成的。即，这些数据表示出用户的手指与旋钮4接触的状态下的与导体柱13对应的触摸点的触摸坐标值和用户的手指未与旋钮4接触的状态下的该触摸坐标值之间的差分值的预测值。
旋钮手指接触判定部24a计算由触摸坐标值取得部27取得的触摸坐标值的相对于时间的变化量。此外，旋钮手指接触判定部24a取得存储于存储器7的数据表所包含的预测值。旋钮手指接触判定部24a通过对该计算出的变化量的值与该取得的预测值进行比较，来检测用户的手指与旋钮4接触的情况及用户的手指与旋钮4分离的情况。旋钮手指接触判定部24a使用该检测的结果，判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。
例如，旋钮手指接触判定部24a计算变化后的触摸坐标值(Xk+ΔXkl，Yk+ΔYk1)相对于变化前的触摸坐标值(Xk，Yl)的变化量(ΔXk1，ΔYk1)。旋钮手指接触判定部24a在该计算出的变化量(ΔXk1，ΔYk1)的值与图12所示的数据表所包含的预测值(ΔXk1，ΔYk1)一致的情况下，检测到用户的手指与旋钮4接触。这里，k是按照每个触摸点而不同的变量，能够取n个值(n为2以上的整数)。此外，l是按照每个触摸点而不同的变量，能够取m个值(m为2以上的整数)。
接着，对旋钮手指接触判定部24a的判定方法的第2具体例进行说明。
通常，静电电容方式的触摸显示器1在人体的GND电位与触摸传感器3的GND电位一致时能够准确地检测触摸点。这里，在由于电源噪声而使人体的GND电位与触摸传感器3的GND电位不一致的情况下，噪声被施加到触摸传感器3的检测值，该检测值在短时间内变动。其结果是，触摸信息所表示的各触摸点的触摸坐标值也在短时间内变动，产生所谓的“坐标抖动”。
根据与此相同的原理，在用户的手指与旋钮4接触的状态下，由于电源噪声而使与导体柱13对应的触摸点的静电电容值在短时间内变动。其结果是，针对与导体柱13对应的触摸点，也产生坐标抖动。
对此，旋钮手指接触判定部24a通过执行以下那样的阈值判定处理，判定坐标抖动的有无。即，旋钮手指接触判定部24a针对由触摸坐标值取得部27取得的触摸坐标值，计算规定的时间(以下称为“基准时间”。)范围内的变化量。旋钮手指接触判定部24a对该计算出的变化量的值与规定的阈值进行比较。此外，旋钮手指接触判定部24a通过执行与图7所示的旋钮操作判定部28相同的判定处理，来判定旋钮4是否进行转动或滑动。旋钮手指接触判定部24a在该计算出的变化量为阈值以上的值且旋钮4既未转动也未滑动的情况下，判定为产生坐标抖动。在其他的情况下，旋钮手指接触判定部24a判定为未产生坐标抖动。
旋钮手指接触判定部24a在判定为产生坐标抖动的情况下，或者在判定为旋钮4进行转动或滑动的情况下，判定为是用户的手指与旋钮4接触的状态。另一方面，旋钮手指接触判定部24a在判定为旋钮4既未转动也未滑动且未产生坐标抖动的情况下，判定为是用户的手指未与旋钮4接触的状态。
另外，实施方式2的操作输入装置100能够采用与在实施方式1中说明的变形例相同的各种变形例。例如，导体柱131～133的配置不限定于与正三角形的各顶点对应的位置，导体柱13的根数不限定于3根。
如以上那样，实施方式2的操作输入装置100具备：操作用的旋钮4，其配置在触摸显示器1的显示区域内；导体柱13，其设置于旋钮4，无论是否为用户的手指与旋钮4接触的状态，都能够被检测为触摸点；触摸点检测部21，其检测包括与导体柱13对应的触摸点在内的多个触摸点，输出与检测到的该多个触摸点相关的触摸信息；旋钮触摸点判定部22，其使用触摸信息，判定由触摸点检测部21检测到的多个触摸点中的与导体柱13对应的触摸点；触摸坐标值取得部27，其使用触摸信息及旋钮触摸点判定部22的判定结果，取得与导体柱13对应的触摸点的触摸坐标值；以及旋钮手指接触判定部24a，其基于触摸坐标值相对于时间的变化，判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。由此，无论是否为用户的手指与旋钮4接触的状态，都能够将导体柱13检测为触摸点，并且，能够判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。此外，即便在从触摸点检测部21输出的触摸信息中未包含各触摸点的静电电容值的情况下，也能够判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。
此外，旋钮手指接触判定部24a计算触摸坐标值相对于时间的变化量，并且，取得用户的手指与旋钮4接触的状态下的触摸坐标值和用户的手指未与旋钮4接触的状态下的触摸坐标值之间的差分值的预测值，对变化量的值与预测值进行比较，由此，判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。根据参照图11而说明的原理，通过触摸坐标值的变化量的值与数据表所包含的预测值的比较，能够判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。
或者，旋钮手指接触判定部24a通过计算基准时间范围内的触摸坐标值的变化量，并执行使用了变化量的值的阈值判定处理，来判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。根据上述的原理，能够基于有无坐标抖动来判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。
实施方式3.
图13是示出实施方式3的控制装置的主要部分的框图。参照图13，对实施方式3的操作输入装置100进行说明。另外，实施方式3的操作输入装置100的硬件结构与在实施方式1中参照图1说明的硬件结构相同，因此，引用图1并省略说明。此外，实施方式3的旋钮4的构造与在实施方式1中参照图2说明的构造相同，因此，引用图2并省略说明。此外，在图13中，针对与图1所示的模块相同的模块标注相同的标号，省略说明。
手指触摸点判定部30使用从触摸点检测部21输出的触摸信息及旋钮触摸点判定部22的判定结果，判定由触摸点检测部21检测到的多个触摸点中的与用户的手指对应的触摸点。
具体而言，例如，手指触摸点判定部30判定为由触摸点检测部21检测到的多个触摸点中的、除了被旋钮触摸点判定部22判定为是与导体柱13对应的触摸点之外的剩余的触摸点是与用户的手指对应的触摸点。另外，手指触摸点判定部30也可以判定为该剩余的触摸点中的仅一部分触摸点(例如，静电电容值、面积或载荷等满足规定的条件的触摸点)是与用户的手指对应的触摸点。
无效区域设定部31设定触摸显示器1的显示区域中的、与用户的手指对应的触摸点处的操作输入成为无效的区域(以下称为“操作无效区域”。)。这里，无效区域设定部31基于旋钮手指接触判定部24的判定结果，设定在用户的手指与旋钮4接触的状态下和用户的手指未与旋钮4接触的状态下互不相同的操作无效区域。
图14A示出用户的手指未与旋钮4接触的状态下的操作无效区域的一例。图14B示出用户的手指与旋钮4接触的状态下的操作无效区域的一例。图中，71表示旋钮4的握持用导电部，72表示操作无效区域。
在图14所示的例子中，操作无效区域72为大致环状。操作无效区域72的中心部与旋钮4的中心部大致一致(图中73)，操作无效区域72的内周部的半径74小于旋钮4的内周部的半径，操作无效区域72的外周部的半径75大于旋钮4的外周部的半径。即，无论是否为用户的手指与旋钮4接触的状态，旋钮4都配置在操作无效区域72内。
但是，关于操作无效区域72的外周部的半径75，用户的手指与旋钮4接触的状态下(图14B)的该半径大于用户的手指未与旋钮4接触的状态下(图14A)的该半径。由此，当握持旋钮4的用户的手指无意中与触摸显示器1的显示面接触时，能够防止该接触被事件处理部25作为事件来处理。
图15是示出用户的手指未与旋钮4接触的状态下的操作无效区域的另一例。在图15所示的例子中，旋钮4被安装为通过未图示的机构沿着规定的轨道而滑动自如。无效区域设定部31在用户的手指未与旋钮4接触的状态下，将与图14A所示的区域相同的区域72设定为操作无效区域，另一方面，在用户的手指与旋钮4接触的状态下，如图15所示，将沿着旋钮4的滑动轨道的区域76设定为操作无效区域。
此外，显示控制部26也可以使与由无效区域设定部31设定的操作无效区域对应的图像(以下称为“无效区域图像”。)显示于触摸显示器1。图16示出无效区域图像的一例。
在图16所示的例子中，操作无效区域被设定为与图14所示的区域72相同的大致环状的区域。在操作无效区域中，将由用户识别为“无法操作”这样的图像作为无效区域图像来显示。在图16所示的例子中，显示有音量计(volume gauge)状的图像77。用户通过视觉确认音量计状的图像77，能够视觉地掌握操作无效区域。
另外，比大致环状的操作无效区域的内周部靠内侧的区域是与用户的手指对应的触摸点处的操作输入成为有效的区域(以下称为“操作有效区域”。)。对此，在该区域中显示由用户识别为“能够操作”这样的图像。在图16所示的例子中，显示有按钮状的图像78。
此外，显示控制部26也可以在与用户的手指对应的触摸点存在于操作无效区域内的情况下，显示表示该地点、且由用户识别为“操作被无效化”这样的图像。在图16B所示的例子中，在该地点显示有“×”状的图像79。
此外，显示控制部26也可以显示与图15所示的操作无效区域对应的无效区域图像、即沿着旋钮4的轨道的无效区域图像。由此，用户能够视觉地掌握虽然能够通过旋钮4的滑动而进行操作输入，但无法通过手指与操作无效区域接触而进行操作输入。
另外，操作无效区域不限定于图14或图15所示的具体例。例如，关于操作无效区域72，在不需要将用户的手指与旋钮4的中空部14内的显示区域的接触作为事件来处理的情况下，也可以将中空部14内的显示区域的整体设定为操作无效区域。此时，关于是否需要将该接触作为事件来处理，根据对旋钮4的滑动操作或转动操作分配的控制的种类或内容等而不同。对此，也可以在存储器7中预先存储有表示该控制的内容或种类等的信息，操作无效区域72从存储器7读出该信息，判定是否将中空部14内的显示区域的整体设定为操作无效区域。
此外，实施方式3的操作输入装置100也可以是对图7或图9所示的控制装置5追加了手指触摸点判定部30及无效区域设定部31而得到的操作输入装置。图17示出对图9所示的控制装置5追加了手指触摸点判定部30及无效区域设定部31的情况下的框图。
如以上那样，实施方式3的操作输入装置100具备：手指触摸点判定部30，其使用触摸信息及旋钮触摸点判定部22的判定结果，判定由触摸点检测部21检测到的多个触摸点中的与用户的手指对应的触摸点；以及无效区域设定部31，其设定与用户的手指对应的触摸点处的操作输入成为无效的操作无效区域，无效区域设定部31设定在用户的手指与旋钮4接触的状态下和用户的手指未与旋钮4接触的状态下互不相同的操作无效区域。由此，在用户握持旋钮4的状态下，增大旋钮4的周围的操作无效区域，能够抑制产生用户无意中的操作输入。另一方面，在用户未握持旋钮4的状态下，减小旋钮4的周围的操作无效区域，能够使旋钮4的周围的显示区域也用作操作有效区域。
此外，实施方式3的操作输入装置100具备显示控制部26，该显示控制部26使与操作无效区域对应的图像(无效区域图像)显示于显示区域。由此，用户能够视觉地掌握操作无效区域。
实施方式4.
图18A是示出实施方式4的旋钮的主要部分的立体图。图18B是示出实施方式4的旋钮的主要部分的俯视图。图19是示出实施方式4的控制装置的主要部分的框图。参照图18及图19对实施方式4的操作输入装置100进行说明。
另外，实施方式4的操作输入装置100的硬件结构与在实施方式1中参照图1说明的硬件结构相同，因此，引用图1并省略说明。此外，在图18中，针对与图2所示的结构部件相同的结构部件标注相同的标号并省略说明。此外，在图19中，针对与图3所示的模块相同的模块标注相同的标号并省略说明。
在图18所示的例子中，外周导电部11a被分割为2个大致半圆筒状的导电部111、112。导体柱13a包括：与一个导电部111电导通的3根导体柱(以下有时称为“第1导体柱”。)131～133、以及与另一个导电部112电导通的1根导体柱(以下有时称为“第2导体柱”。)134。
这里，第1导体柱131～133分别具有无论是否为用户的手指与导电部111接触的状态都被检测为触摸点这一程度的较大的底面积。与此相对，第2导体柱134的底面积小于第1导体柱131～133各自的底面积，并且，第2导体柱134未与第1导体柱131～133电导通。因此，仅在用户的手指与导电部112接触的状态下将第2导体柱134检测为触摸点。
即，在用户未握持旋钮4的状态下，用户的手指未与导电部112接触，由此，仅将4根导体柱131～134中的3根导体柱131～133检测为触摸点。与此相对，在用户握持旋钮4的状态下，用户的手指与导电部112接触，由此，将4根导体柱131～134全部检测为触摸点。
旋钮触摸点判定部22a判定由触摸点检测部21检测到的多个触摸点中的与导体柱13a对应的触摸点。
具体而言，例如，在存储器7中存储有表示旋钮4的半径±规定的容许误差所得到的值的范围的信息(以下称为“半径信息”。)、以及表示旋钮4中的导体柱131～134的位置关系的信息等。此外，旋钮触摸点判定部22a具有使表示旋钮触摸点判定部22a的判定结果的历史的信息(以下称为“历史信息”。)存储于存储器7的功能。旋钮触摸点判定部22a使用触摸信息及历史信息，来估计触摸显示器1的显示区域中的旋钮4的中心部的位置。旋钮触摸点判定部22a判定为位于以该估计出的中心部为中心并且以半径信息所表示的值为半径的圆形的范围内的触摸点是与导体柱13a对应的触摸点。
旋钮手指接触判定部24b基于旋钮触摸点判定部22a的判定结果所包含的触摸点的个数，来判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。此外，旋钮手指接触判定部24b基于该个数的增减，来检测用户的手指与旋钮4接触的情况及用户的手指与旋钮4分离的情况。
具体而言，例如，旋钮手指接触判定部24b在旋钮触摸点判定部22a的判定结果所包含的触摸点的个数为4个的情况下，判定为是用户的手指与旋钮4接触的状态。旋钮手指接触判定部24b在旋钮触摸点判定部22a的判定结果所包含的触摸点的个数为3个的情况下，判定为是用户的手指未与旋钮4接触的状态。
此外，例如，旋钮手指接触判定部24b在旋钮触摸点判定部22a的判定结果所包含的触摸点的个数从3个增加到4个时，检测到用户的手指与旋钮4接触。旋钮手指接触判定部24b在旋钮触摸点判定部22a的判定结果所包含的触摸点的个数从4个减少到3个时，检测到用户的手指与旋钮4分离。
接着，参照图20的流程图，以第1控制部41及第2控制部42的动作为中心来说明实施方式4的控制装置5的动作。
首先，触摸点检测部21执行步骤ST1的处理。步骤ST1的处理内容与在实施方式1中参照图4说明的处理内容相同，因此，省略说明。
接着，在步骤ST2a中，旋钮触摸点判定部22a判定由触摸点检测部21检测到的多个触摸点中的与导体柱13a对应的触摸点。旋钮触摸点判定部22a的判定方法的具体例如上所述。
接着，在步骤ST3b中，旋钮手指接触判定部24b基于旋钮触摸点判定部22a的判定结果所包含的触摸点的个数，来判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。此外，旋钮手指接触判定部24b基于该个数的增减，来检测用户的手指与旋钮4接触的情况及用户的手指与旋钮4分离的情况。旋钮手指接触判定部24b的判定方法及检测方法的具体例如上所述。
这样，通过基于触摸点的个数来进行判定，与使用触摸强度值进行判定的结构(即实施方式1的结构)及基于触摸坐标值的相对于时间的变化进行判定的结构(即实施方式2的结构)相比，能够提高针对干扰噪声的鲁棒性。其结果是，即便在干扰噪声较大的环境下，也能够实现稳定的判定。
另外，图18所示的构造的旋钮4根据用户的握持状态，在用户的手指未与导电部112接触而握持旋钮4时，触摸点的个数也可能不增加。图21示出对这一点进行了改良的旋钮4，即无论握持状态如何触摸点的个数都增加的旋钮4的一例。
在图21所示的例子中，大致圆筒状的外周导电部11b由与该圆筒的下半部对应的导电部111、以及与将该圆筒的上半部大致三等分而得到的各部位对应的导电部112～114构成。
导体柱13b包括与下半部的导电部111电导通的3根导体柱(以下有时称为“第1导体柱”。)131～133。第1导体柱131～133的高度比后述的第2导体柱134～136的高度低，且第1导体柱131～133未与上半部的导电部112～114电导通。
此外，导体柱13b包括与3个导电部112～114分别电导通的3根导体柱(以下有时称为“第2导体柱”。)134～136。即，第2导体柱134与导电部112电导通，第2导体柱135与导电部113电导通，第2导体柱136与导电部114电导通。第2导体柱134～136分别未与下半部的导电部111电导通。
在上述构造中，无论是否用户的手指与导电部111接触，3根第1导体柱131～133都被检测为触摸点。1根第2导体柱134仅在用户的手指与导电部112接触的状态下被检测为触摸点。1根第2导体柱135仅在用户的手指与导电部113接触的状态下被检测为触摸点。1根第2导体柱136仅在用户的手指与导电部114接触的状态下被检测为触摸点。
在该情况下，例如，在用户未握持旋钮4的状态下的旋钮触摸点判定部22a的判定结果中，包括与3根第1导体柱131～133对应的3个触摸点。与此相对，在用户握持旋钮4的状态下的旋钮触摸点判定部22a的判定结果中，除了该3个触摸点之外，还追加有与3个导电部112～114中的用户的手指接触的导电部的个数相应的个数的触摸点。
这里，3个的导电部112～114中的用户的手指接触的导电部的个数根据用户握持旋钮4的握持状态(例如用于握持的手指的根数等)而不同。即，旋钮4具有旋钮触摸点判定部22a的判定结果所包含的触摸点的个数根据用户的握持状态而不同的构造。因此，也能够基于该个数，来判定用户握持旋钮4的握持状态。
例如，在追加的触摸点的个数小于2个的情况下，不作事件来处理，由此，能够抑制产生用户无意中的操作输入。即，在用户的手指从2个方向以上与旋钮4接触的情况下，用户想要进行操作输入而握持旋钮4的可能性高。与此相对，在用户的手指仅从1个方向与旋钮4接触的情况下，用户可能不想要进行操作输入，即该接触可能是偶然的。对此，在事件处理部25中，前者的接触作为事件来处理，另一方面，后者的接触不作为事件来处理，由此，能够抑制产生用户无意中的操作输入。
另外，旋钮4也可以具有相对于图21所示的例子而上下反转的构造。即，在图21所示的例子中，外周导电部的上半部被分割为多个导电部，这些导电部与多根第2导体柱分别电导通。与此相对，也可以是，外周导电部的下半部被分割为多个导电部，这些导电部与多根第2导体柱分别电导通。由此，当用户的手指与旋钮4的下半部接触时，触摸点的个数增加，能够判定用户是否牢固地握持到旋钮4的根部。此外，此时，通过设定与在实施方式3中参照图14说明的操作无效区域相同的操作无效区域，能够避免产生用户无意中的操作输入。
即，也可以对图19所示的控制装置5追加手指触摸点判定部30及无效区域设定部31。图22示出该情况下的框图。
此外，外周导电部的上半部或下半部的分割数不限定于3个，第2导体柱的根数也不限定于3根。即，用户握持旋钮4时的触摸点的增加数的最大值不限定于3个。通过增大上述最大值，能够更加详细地判定旋钮4的握持状态。
如以上那样，实施方式4的操作输入装置100具备：操作用的旋钮4，其配置在触摸显示器1的显示区域内；导体柱13a、13b，它们设置于旋钮4，包括无论是否为用户的手指与旋钮4接触的状态都能够检测为触摸点的第1导体柱、以及仅在用户的手指与旋钮4接触的状态下能够被检测为触摸点的第2导体柱；触摸点检测部21，其检测包括与导体柱13a、13b对应的触摸点在内的多个触摸点，输出与检测到的该多个触摸点相关的触摸信息；旋钮触摸点判定部22a，其使用触摸信息，判定由触摸点检测部21检测到的多个触摸点中的与导体柱13a、13b对应的触摸点；以及旋钮手指接触判定部24b，其基于旋钮触摸点判定部22a的判定结果所包含的触摸点的个数，判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。由此，无论是否为用户的手指与旋钮4接触的状态，都能够将导体柱13a、13b检测为触摸点，并且，能够判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。此外，即便在从触摸点检测部21输出的触摸信息中不包含各触摸点的静电电容值的情况下，都能够判定是否为用户的手指与旋钮4接触的状态。并且，能够提高针对干扰噪声的鲁棒性。
此外，旋钮4具有旋钮触摸点判定部22a的判定结果所包含的触摸点的个数根据用户的握持状态而不同的构造。通过采用图21所例示的构造，能够判定用户握持旋钮4的握持状态。
另外，本申请发明在该发明的范围内，能够进行各实施方式的自由组合、或者各实施方式的任意的结构要素的变形、或者在各实施方式中能够省略任意的结构要素。
产业利用性
本发明的操作输入装置能够应用于车载信息设备等电子设备。
标号说明
1触摸显示器，2显示器，3触摸传感器，4旋钮，5控制装置，6处理器，7存储器，11、11a、11b外周导电部，12底面板，13、13a、13b导体柱，14中空部，21触摸点检测部，22、22a旋钮触摸点判定部，23触摸强度值计算部，24、24a、24b旋钮手指接触判定部，25事件处理部，26显示控制部，27触摸坐标值取得部，28旋钮操作判定部，29阈值设定部，30手指触摸点判定部，31无效区域设定部，41第1控制部，42第2控制部，43第3控制部，100操作输入装置。

Claims (11)

1.一种操作输入装置，其中，
该操作输入装置具备：
操作用的旋钮，其配置在触摸显示器的显示区域内；
导体柱，其设置于所述旋钮，无论是否为用户的手指与所述旋钮接触的状态，该导体柱都能够被检测为触摸点；
触摸点检测部，其检测包含与所述导体柱对应的触摸点在内的多个触摸点，输出与检测到的该多个触摸点相关的触摸信息；
旋钮触摸点判定部，其使用所述触摸信息，判定由所述触摸点检测部检测到的多个触摸点中的与所述导体柱对应的触摸点；
触摸强度值计算部，其使用所述触摸信息及所述旋钮触摸点判定部的判定结果，计算与所述导体柱对应的触摸点的触摸强度值；以及
旋钮手指接触判定部，其使用所述触摸强度值，判定是否为所述用户的手指与所述旋钮接触的状态。
2.根据权利要求1所述的操作输入装置，其特征在于，
所述旋钮手指接触判定部通过执行使用了所述触摸强度值的阈值判定处理，判定是否为所述用户的手指与所述旋钮接触的状态。
3.根据权利要求2所述的操作输入装置，其特征在于，
该操作输入装置具备：
触摸坐标值取得部，其使用所述触摸信息及所述旋钮触摸点判定部的判定结果，取得与所述导体柱对应的触摸点的触摸坐标值；
旋钮操作判定部，其基于所述触摸坐标值相对于时间的变化，判定是否为所述旋钮正在被操作的状态；以及
阈值设定部，其使用所述旋钮正在被操作的状态下的所述触摸强度值，设定所述阈值判定处理中的阈值。
4.根据权利要求2所述的操作输入装置，其特征在于，
在通过所述阈值判定处理连续得到基准次数的表示所述触摸强度值小于阈值或为阈值以下的判定结果时，所述旋钮手指接触判定部确定该判定结果。
5.一种操作输入装置，其中，
该操作输入装置具备：
操作用的旋钮，其配置在触摸显示器的显示区域内；
导体柱，其设置于所述旋钮，无论是否为用户的手指与所述旋钮接触的状态，该导体柱都能够被检测为触摸点；
触摸点检测部，其检测包含与所述导体柱对应的触摸点在内的多个触摸点，输出与检测到的该多个触摸点相关的触摸信息；
旋钮触摸点判定部，其使用所述触摸信息，判定由所述触摸点检测部检测到的多个触摸点中的与所述导体柱对应的触摸点；
触摸坐标值取得部，其使用所述触摸信息及所述旋钮触摸点判定部的判定结果，取得与所述导体柱对应的触摸点的触摸坐标值；以及
旋钮手指接触判定部，其基于所述触摸坐标值相对于时间的变化，判定是否为所述用户的手指与所述旋钮接触的状态。
6.根据权利要求5所述的操作输入装置，其特征在于，
所述旋钮手指接触判定部计算所述触摸坐标值相对于时间的变化量，并且取得所述用户的手指与所述旋钮接触的状态下的所述触摸坐标值和所述用户的手指未与所述旋钮接触的状态下的所述触摸坐标值之间的差分值的预测值，对所述变化量的值与所述预测值进行比较，由此判定是否为所述用户的手指与所述旋钮接触的状态。
7.根据权利要求5所述的操作输入装置，其特征在于，
所述旋钮手指接触判定部计算基准时间范围内的所述触摸坐标值的变化量，执行使用了所述变化量的值的阈值判定处理，由此判定是否为所述用户的手指与所述旋钮接触的状态。
8.一种操作输入装置，其中，
该操作输入装置具备：
操作用的旋钮，其配置在触摸显示器的显示区域内；
导体柱，其设置于所述旋钮，包括第1导体柱和第2导体柱，该第1导体柱无论是否为用户的手指与所述旋钮接触的状态都能够被检测为触摸点，该第2导体柱仅在所述用户的手指与所述旋钮接触的状态下能够被检测为触摸点；
触摸点检测部，其检测包含与所述导体柱对应的触摸点在内的多个触摸点，输出与检测到的该多个触摸点相关的触摸信息；
旋钮触摸点判定部，其使用所述触摸信息，判定由所述触摸点检测部检测到的多个触摸点中的与所述导体柱对应的触摸点；以及
旋钮手指接触判定部，其基于所述旋钮触摸点判定部的判定结果所包含的触摸点的个数，判定是否为所述用户的手指与所述旋钮接触的状态。
9.根据权利要求8所述的操作输入装置，其特征在于，
所述旋钮具有所述旋钮触摸点判定部的判定结果所包含的触摸点的个数根据所述用户的握持状态而不同的构造。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的操作输入装置，其特征在于，
该操作输入装置具备：
手指触摸点判定部，其使用所述触摸信息及所述旋钮触摸点判定部的判定结果，判定由所述触摸点检测部检测到的多个触摸点中的与所述用户的手指对应的触摸点；以及
无效区域设定部，其设定操作无效区域，在该操作无效区域中，通过与所述用户的手指对应的触摸点进行的操作的输入无效，
所述无效区域设定部设定在所述用户的手指与所述旋钮接触的状态下和所述用户的手指未与所述旋钮接触的状态下彼此不同的所述操作无效区域。
11.根据权利要求10所述的操作输入装置，其特征在于，
该操作输入装置具备显示控制部，该显示控制部使与所述操作无效区域对应的图像显示于所述显示区域。
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