JP2004311196A - 入力装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転操作とスイッチ操作の操作情報の入力を同時に入力可能な薄型の入力装置を提供する。
【解決手段】人体Ｈを複数の操作部２ａ，２ｂ，・・・，２ｈに沿って周回させると、人体Ｈと対向する各電極６との間に静電容量Ｃが順番に形成されため、各操作部２に対応する静電容量Ｃの変化を検出することにより、回転操作の情報を取得することができる。また例えば操作部２ａと２ｅを同時にタップすると、電極６ａと６ｂの静電容量Ｃが時間的に変化するため、この変化を検出することにより、前記操作部２ａと２ｅが同時にタップさせられたことを検出できる。人体Ｈを電極とすることができるため、入力装置を薄型化を図ることが可能となる。
【選択図】 図１
【解決手段】人体Ｈを複数の操作部２ａ，２ｂ，・・・，２ｈに沿って周回させると、人体Ｈと対向する各電極６との間に静電容量Ｃが順番に形成されため、各操作部２に対応する静電容量Ｃの変化を検出することにより、回転操作の情報を取得することができる。また例えば操作部２ａと２ｅを同時にタップすると、電極６ａと６ｂの静電容量Ｃが時間的に変化するため、この変化を検出することにより、前記操作部２ａと２ｅが同時にタップさせられたことを検出できる。人体Ｈを電極とすることができるため、入力装置を薄型化を図ることが可能となる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転式の入力装置に係わり、特に回転情報とスイッチ情報を一緒に入力できるようにした入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジョグコントローラなどの入力装置は、回転操作の操作情報の入力を行なうための円盤状の操作体（ダイヤル）が設けられている。
【０００３】
前記操作体は、電子機器内に設けられた回路基板上に回転自在に支持され、例えば操作体側に抵抗パターンと電極パターンを備えた回転基板が固定され、回路基板側に複数の摺動子が設けられている。
【０００４】
前記操作体に回転が与えられると、前記各摺動子が前記抵抗パターンおよび電極パターンをそれぞれ摺動するため、操作体の回転方向や回転速度などを検出できるようになっている。
【０００５】
一方、前記入力装置にスイッチ機能を備えたものでは、前記回転体が回転方向と直交する鉛直方向に進退自在に支持されている。また操作体の下部にスイッチ部材が設けられ、前記操作体の回転軸の下端が前記スイッチ部材の操作部に連結されている。前記操作体に押込み力を与え、また与えていた前記押込み力を解除すると、前記操作部が操作体に連動して進退移動させられ、前記スイッチ部材のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２９４０４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、回転操作とスイッチ操作の２つの機能を兼ね備えた上記従来の入力装置では、抵抗パターンや電極パターン上を摺動子が機械的に摺動する構成であるため、接点寿命の問題がある。すなわち、長期間使用すると各パターンと摺動子との間の摩耗により、回転方向や速度の検出精度が低下するという機械的な入力装置に特有の問題がある。
【０００８】
また操作体が鉛直方向に進退移動する構成であり、しかも操作体の下方の位置にスイッチ部材が設けられているため、入力装置全体の厚み寸法を薄型化しにくいという問題がある。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、回転操作とスイッチ操作の情報の入力が可能な入力装置において、特に機械的な寿命の影響を受けることなく且つ薄型化できるようにした入力装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周状に等間隔に配置された所定面積のからなる複数の電極と、前記各電極の表面に積層された絶縁シートと、前記絶縁シートの外表面に人体が接近または接触したときの静電容量の変化を前記各電極から検出する容量検出手段と、が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
前記容量検出手段は、クロック信号を発生するクロック信号生成手段と、前記筐体の外表面に人体が接近または接触したときに前記電極で検知される容量に応じて前記クロック信号に立ち上がりの遅延を与える遅延手段と、前記遅延手段を経由しない前記クロック信号を基準として、遅延が与えられた遅延量に応じた信号を生成する平滑手段と、前記変化量に応じた信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、を有するものとして構成される。
【００１２】
また前記遅延手段、前記平滑手段および前記Ａ／Ｄ変換手段が、複数の電極毎に個別に設けられているものである。
【００１３】
本発明の入力装置では、操作部（電極）に対する回転操作の情報とスイッチ操作の情報とを同時に取得することができる。特に、静電容量の変化が、操作者の人体の一部を電極として検出されるものであるため、装置全体の構成を薄型化することができる。
【００１４】
本発明では、前記容量検出手段により、前記電極と前記人体との対向面積の変化を検出でき、また前記容量検出手段により、前記電極と前記人体とが対向した時間を検出でき、さらには前記容量検出手段により、前記複数の電極に対して同時にタップされたスイッチ情報の検出ができるものものである。
【００１５】
上記において、前記電極に対向する絶縁シートの表面が、前記絶縁シートの他の表面よりも凹状又は凸状に形成されているもの、または複数の電極が設けられた操作領域の全体が、前記操作領域以外の部分よりも凹状又は凸状に形成されているものものが好ましい。
【００１６】
上記手段では、凹部又は凸部をガイドとすることができるため、操作性を向上させることができる。
【００１７】
また前記絶縁シートの表面には、前記個々の電極の位置を示すマークが施されているものが好ましい。
上記手段では、目視で操作する際の目印とすることができる。
【００１８】
さらには複数の電極が設けられた領域には、その領域の中心を軸として回転する回転体が設けられているものとしたものが好ましい。
【００１９】
本手段では、回転体を機械的に操作することができるため、操作者に実際に操作しているという感覚（操作感、または操作による安心感）を与えることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、Ｂは入力装置の断面の構成を示すＡのａ−ａ線断面図、Ｃは入力装置の他の断面の構成を示すＡのａ−ａ線断面図、図２は入力装置の容量検出手段を示す構成図、図３は図２の容量検出手段の各部における信号を示しており、ＡはＡＮＤ回路の一方の入力部に入力されるクロック信号、ＢはＡＮＤ回路の他方の入力部に入力される信号遅延手段からの出力信号、ＣはＡＮＤ回路の出力信号、Ｄは平滑手段の出力信号を示している。また実線は静電容量Ｃが大きい場合、点線は静電容量Ｃが小さい場合を示している。
【００２１】
図１ＡないしＣに示す入力装置１は、例えばコンピュータやゲーム器用のコントローラ、あるいはその他の電子機器の操作パネルなどに設けられるものでありる。そして、前記入力装置１を操作することにより、例えばモニタ画面上に表示されたカーソルの移動や、あるいはボリュームの調整などを行うことを可能とするものである。
【００２２】
図１ＡないしＣに示す符号３は、合成樹脂などで形成された筐体４の表面に絶縁シート５を積層した前記操作パネルを示している。前記操作パネル３上には互いに直交するＸ軸とＹ軸が仮想的に示されており、前記Ｘ軸とＹ軸との交点が中心Ｏである。前記中心Ｏの周囲には、周方向に等角度（図１Ａでは４５°）で且つ同面積で形成された略扇形状の８つの操作部２（個別に、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈで示す）が設けられている。そして、前記８つの操作部２が設けられた領域が、入力装置１の操作領域１Ａである。
【００２３】
図１Ａおよび図１Ｂに示す入力装置１では、筐体４上の８箇所の位置に図示Ｚ２方向に陥没する凹部４ａがそれぞれ形成されている。前記８つの操作部２ａ〜２ｈの前記各凹部４ａ内には、一定の面積からなる電極６（個別に６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈで示すが、図１Ｂでは電極６ａ，６ｅのみを図示している）がそれぞれ埋設されている。前記絶縁シート５は、各凹部４ａ内の各電極６ａ〜６ｈの表面を覆うとともに各凹部４ａの形状に倣うように積層されることにより、前記操作領域１Ａが形成されている。
【００２４】
一方、図１Ｃに示す入力装置１は、前記筐体４上の８箇所の位置に、図示Ｚ１方向に隆起する凸部４ｂがそれぞれ形成されている点で前記図１Ｂの入力装置１と異なっている。ただし、前記凸部４ｂには図示Ｚ２方向に陥没する凹部４ｃそれぞれが形成されており、この凹部４ｃ内にそれぞれ一定の面積からなる電極６（個別に、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈで示すが、図１Ｃでは電極６ａ，６ｅのみを図示している）が埋設され、前記絶縁シート５が各凸部４ｂ内の各電極６ａ〜６ｈの表面を覆うとともに前記凸部４ｂの形状に倣うように積層されて前記操作領域１Ａが形成されている。
【００２５】
第１の実施の形態に示す入力装置１では、操作部２が凹状または凸状に形成されているため、操作者はこの形状に沿うように指を移動させることが可能である。
【００２６】
すなわち、凹状または凸状に形成された各操作部２をガイドとして指を移動させることが可能であり、この点で操作性を向上させることができる。よって、例えば盲人や視力の弱い人であっても上記入力装置１を用いて操作することが可能となる。
【００２７】
図２に示すように、前記各操作部２にそれぞれ設けられた各電極６ａ〜６ｈは、図２に示す回路の一部を構成している。人の手や指などの人体Ｈの一部が、前記各電極６ａ〜６ｈを覆う絶縁シート５の外表面に接近または接触すると、前記人体Ｈと対向する前記電極６との間に静電容量Ｃが形成される。すなわち、本発明では前記手や指などの人体Ｈの一部が、前記電極６との間で静電容量Ｃを形成する電極として機能する。なお、前記静電容量Ｃは、電極６と人体Ｈの間の対向面積Ｓや対向距離ｄによって変化させられる可変容量である。
【００２８】
図２に示すように、前記筐体４の内部には前記静電容量Ｃの容量変化を検出する容量検出手段１０として、クロック信号生成手段１１と、信号遅延手段１２、遅延信号検出手段１３、Ａ／Ｄ変換手段１４および制御部１５が設けられている。この実施の形態では、前記電極６（または操作部２）に対応する前記信号遅延手段１２（個別に、１２ａ〜１２ｈで示す）、遅延信号検出手段１３（個別に、１３ａ〜１３ｈで示す）およびＡ／Ｄ変換手段１４（個別に、１４ａ〜１４ｈで示す）が設けられている。
【００２９】
前記クロック信号生成手段１１は、所定の周波数からなる規則的なパルス信号を連続的に出力するものである。前記信号遅延手段１２は、前記静電容量Ｃと前記クロック信号生成手段１１との間に接続された抵抗Ｒとで構成されている。また遅延信号検出手段１３は、ＡＮＤ回路１３Ａとその後段に設けられた抵抗ｒ１とコンデンサｃ１からなる平滑手段１３Ｂとで構成されている。前記ＡＮＤ回路１３Ａの入力部１３Ａ１，１３Ａ２には、前記信号遅延手段１２を経由した信号と前記クロック信号生成手段１１の出力であるクロック信号ＣＫ（信号遅延手段１２を経由しないクロック信号）とが入力されており、このＡＮＤ回路１３Ａの出力が前記平滑手段１３Ｂに入力されている。
【００３０】
そして、前記遅延信号検出手段１３の平滑手段１３Ｂの後段には、例えば８ビットのＡ／Ｄ変換手段１４がそれぞれ接続されている。前記各Ａ／Ｄ変換手段１４は、所定のサンプリング周期で前記平滑手段１３Ｂの出力電圧Ｖｏを検出してディジタル出力Ｄとして出力し、これを制御部１５に送る。前記制御部１５は、ＣＰＵを主体として構成されており、各Ａ／Ｄ変換手段１４ａ〜１４ｈからそれぞれ出力されるディジタル出力Ｄの値を監視している。
【００３１】
前記入力装置１では、前記いずれかの操作部２に人間の手や指などの人体Ｈを接近または接触させるなどの動作を行うと、前記静電容量Ｃが変化させられるが、この静電容量Ｃは以下の数１の一般式で示される。
【００３２】
【数１】
【００３３】
ただし、εは電極６と人体Ｈとの間の誘電率、Ｓは電極６と人体Ｈとの間の対向面積、ｄは電極６と人体Ｈとの間の対向距離である。なお、ここでは前記誘電率εは絶縁シート５の誘電率と空気の誘電率との和である。
【００３４】
前記クロック信号生成手段１１から図３Ａに示すような振幅電圧Ｖｃｃの所定の周波数からなるクロック信号ＣＫが、前記ＡＮＤ回路１３Ａおよび信号遅延手段１２に出力されている状態において、例えば手や指など人体Ｈの一部を前記操作部２ａに接近させた場合について説明する。
【００３５】
図２の最上段に示すように、人体Ｈを前記操作部２ａに接近させると、人体Ｈと電極６ａとの対向距離ｄが小さくなり且つ対向面積Ｓが大きくなるため、前記数１より人体Ｈと電極６ａとの間の静電容量Ｃの値が大きくなる。よって、前記電極６ａに接続されている信号遅延手段１２の抵抗Ｒと静電容量Ｃの積で規定される時定数ＣＲが大きくなるため、前記信号遅延手段１２の出力は図３Ｂに実線で示すような三角波状の信号Ｓａとなる。よって、前記ＡＮＤ回路１３Ａの出力（論理積）は、図３Ｃに実線に示すようなパルス幅ｔａのパルス波形となる。なお、ここではＡＮＤ回路１３ＡにおけるＨレベルとＬレベルのしきい値ＳＬをＶｃｃ／２としている。
【００３６】
一方、前記人体Ｈを操作部２ａから遠ざけると、人体Ｈと電極６ａとの対向距離ｄが大きくなり且つ対向面積Ｓが小さくなるため、前記数１より前記静電容量Ｃの値は小さくなる。よって、前記時定数ＣＲも小さく、前記信号遅延手段１２の出力は図３Ｂに一点鎖線で示すような波形Ｓｂとなる。よって、前記ＡＮＤ回路１３Ａの出力（論理積）は、図３Ｃに一点鎖線に示すように、パルス幅ｔｂのパルス波形となる。
【００３７】
ここで、前記静電容量Ｃが小さい場合のパルス幅ｔａと静電容量Ｃが大きい場合のパルス幅ｔｂとは、ｔａ＜ｔｂの関係にある。よって、平滑手段１３Ｂの出力電圧Ｖｏは、人体Ｈを操作部２ａから離した場合（静電容量Ｃが小さい場合）の出力電圧Ｖｂの方が、操作部２ａに接近または接触させた場合（静電容量Ｃが大きい場合）の出力電圧Ｖａよりも大きな値（Ｖａ＜Ｖｂ）として出力される。
【００３８】
前記平滑手段１３Ｂの出力電圧ＶａやＶｂは、操作部２ａに対応する前記Ａ／Ｄ変換手段１４ａによってディジタル出力Ｄに変換されて前記制御部１５に送られる。前記制御部１５では、前記ディジタル出力Ｄを監視し、所定のしきい値を超えたか否かを検知することにより、人体Ｈが操作部２ａに接近または接触したかを検出することができる。
【００３９】
よって、制御部１５は前記Ａ／Ｄ変換手段１４ａないし１４ｈのすべてのディジタル出力Ｄを監視することにより、人体Ｈがいずれの操作部２ａないし２ｈに接近しまたは接触したことを検出することができる。
【００４０】
また、制御部１５は前記Ａ／Ｄ変換手段１４ａないし１４ｈの各ディジタル出力Ｄを所定の周期で監視することにより、人体Ｈの移動方向や移動速度を検出することもできる。よって、例えば人体Ｈを操作部２ａから操作部２ｈに向けて、操作部２ａ→操作部２ｂ→操作部２ｃ→・・・→操作部２ｈ→操作部２ａのように、前記中心Ｏの回りを周回させた場合には、その周回方向や周回の速度（角速度）などを検出することができる。よって、この操作情報を用いることにより、例えばモニタ画面上に表示されているカーソルの移動などに利用することができる。
【００４１】
また、例えば前記制御部１５は、人体Ｈが操作部２に触れた時間を検出し、その時間が所定の時間よりも短時間であると判断した場合には、操作者がタップまたはクリック動作が行ったものと判断し、これをスイッチの操作情報として利用することができる。また所定の時間よりも長時間であると判断した場合には、カーソルを直線的に移動させる操作情報として利用することができる。
【００４２】
さらに、２以上の指（人体Ｈ）が、２つ以上の操作部２に対して同時に接近し又は接触した場合であっても、制御部１５が前記Ａ／Ｄ変換手段１４ａないし１４ｈの各ディジタル出力Ｄを監視することにより、人体Ｈが接近しまたは接触したすべての操作部２を検出することが可能である。
【００４３】
よって、操作者が、２つ以上の操作部２に対して２以上の指によるタップ動作を同時に行った場合であっても、制御部１５はそれらのスイッチの操作情報を検出することができる。すなわち、この入力装置１では同時入力された複数のスイッチの操作情報（多点同時入力情報）を検出することが可能である。
【００４４】
例えば、前記入力装置１がゲーム機のコントローラに設けられている場合において、前記操作部２ａと操作部２ｃとが同時に操作された場合には、その操作情報をゲームのソフトウェアを介してモニタ画面上に表示されたゲームのキャラクターに特別な動作をさせることができるようになる。
【００４５】
このように、制御部１５は複数の操作部２への操作情報（多点同時入力情報）の組み合わを利用することにより、入力装置１を搭載した電子機器に様々な処理を行うことが可能となる。
【００４６】
以下には、入力装置の他の構造について説明する。
図４は本発明の第２の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、Ｂは図４Ａのｂ−ｂ線における入力装置の断面の断面図、図５は本発明の第３の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、Ｂは図５Ａのｃ−ｃ線における断面図である。
【００４７】
図４に示す第２の実施の形態では、入力装置２１の８つの操作部２（個別に、２ａ〜２ｈで示す）が設けられた操作パネル３上の操作領域２１Ａの全体が図示Ｚ２方向に陥没している。
【００４８】
図４Ｂに示すように、前記操作領域２１Ａ内には、操作部２に対応する８箇所の位置に、図示Ｚ２方向に陥没する凹部４ａがそれぞれ形成されており、各凹部４ｄ内に電極６（個別に、６ａ〜２ｈで示す）がそれぞれ収納されている。そして、絶縁シート５が前記凹部４ａ内の電極６の表面に積層されることにより、前記操作領域２１Ａ全体が覆われている。
【００４９】
前記絶縁シート５の表面には、前記８つの操作部２を模った扇形状のマーク７が８箇所の位置にそれぞれ印刷されており、前記絶縁シート５が前記操作領域２１Ａに積層された状態で前記各マーク７と各操作部２とがそれぞれ対応している。すなわち、前記マーク７は電極の位置を示している。
【００５０】
またＸ軸に沿う操作部２ａ，２ｅおよびＹ軸に沿う操作部２ｃ，２ｇに対応するマーク７には、中心Ｏから外方向に向かう矢印マーク７ａがそれぞれ印刷されている。
【００５１】
第２の実施の形態における入力装置２１では、さらには前記マーク７を目印とすることができるため、操作者は指を操作領域２１Ａ内のどの位置に当てがえばよいのかを認識することができる。また矢印マーク７ａを目印とすることにより、正しい方向に指を移動させることが可能となる。
【００５２】
なお、マーク７を目印とすることができるため、特に前記操作領域２１Ａを陥没させておく必要はないとも考えられるが、上記のように操作領域２１Ａを陥没させておくと、操作者は操作領域の縁部をガイドとすることができるため、よりスムーズに指を移動させることが可能であり、この点で操作性を向上させることができる。
【００５３】
第２の実施の形態における入力装置２１においても、人体Ｈを絶縁シート５に設けられたマーク７に接近または接触させると、人体Ｈと電極６との間に静電容量Ｃが形成される。よって、第１の実施の形態の場合と同様に操作部２に対する操作情報を取得することが可能である。
【００５４】
次に、図５に示す第３の実施の形態に示す入力装置３１について説明する。
図５に示す入力装置３１は、前記第２の実施の形態とほぼ同様の構成である。すなわち、筐体４の一部に図示Ｚ２方向に陥没する操作領域３１Ａが設けられており、この操作領域３１Ａの８箇所の位置に凹部４ａがそれぞれ形成されている。個々の凹部４ａ内には電極６（個別に、６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・６ｈで示す）がそれぞれ収納されている。前記各凹部４ａ内の電極６の表面には、絶縁シート５が積層されており、絶縁シート５によつて前記操作領域３１Ａの全体が覆われている。なお、前記個々の電極６ａ〜６ｈに対応する部分が操作部２ａ〜２ｈである。
【００５５】
ただし、操作領域３１Ａの中心Ｏに形成された軸受け部３８に回転軸３９が固定され、この回転軸３９に円盤状の回転体４０が回転自在に設けられている点で異なっている。
【００５６】
前記回転体４０は、その板厚寸法が１ｍｍ以下と薄く、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など比較的硬質な樹脂シートで形成されている。
【００５７】
回転体４０の直径は前記操作領域３１Ａよりも小さく、前記回転体４０は操作領域３１Ａ内において、絶縁シート５の表面を摺動しながら回転することが可能とされている。なお、前記絶縁シート５と回転体４０との間の摩擦抵抗は小さく、回転体４０はスムーズに回転することが可能とされている。
【００５８】
第３の実施の形態では、図５Ｂに示すように、指などの人体Ｈを前記回転体４０の表面に軽く押さえた状態で人体Ｈを周回させると、前記人体Ｈとともに回転体４０が回転させられる。よって、操作者は前記回転体４０を操作する限りにおいては、人体Ｈが前記操作領域３１Ａから大きく外れることを防止することができる。また機械的に回転する部材を操作することができるため、操作者に入力装置３１を実際に操作しているという感覚（操作感、または操作による安心感）を与えることができる。よって、この点においても入力装置３１の操作性を向上させることが可能である。
【００５９】
上記第３の実施の形態における入力装置３１においても、人体Ｈを回転体４０の表面に接近または接触させると、回転体４０および絶縁シート５を介して人体Ｈとこれに対向する電極６との間に静電容量Ｃを形成することができる。よって、第１および第２の実施の形態の場合と同様に操作部２に対する操作情報を取得することが可能である。
【００６０】
なお、第３の実施の形態では機械的に摺動する回転体４０が設けられているが、前記回転体４０は回転情報やスイッチの操作情報を取得する上では特に必要不可欠なものではないため、例え回転体４０が摩耗により使用不能となった場合であっても、このような機械的な寿命の影響を受けることなく操作情報を取得することが可能である。
【００６１】
また上記第２及び第３の実施の形態の操作領域２１Ａ，３１Ａは、図４Ｂ，図５Ｂにそれぞれ示すような凹形状のものに限られるものではなく、図１Ｃのような凸形状であってもよいし、あるいは平面状であってもよい。
【００６２】
なお、上記第１ないし第３の実施の形態に示す入力装置では、従来のように回転を検出する手段とスイッチ操作を検出する手段とが異なる部材で構成されるものではないため、すなわち操作部に対する回転情報とスイッチ操作の操作情報の取得を同一の手段で行うことができるため、部品点数を削減できるとともに入力装置の薄型化を促進することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明では、回転操作とスイッチ操作の操作情報の入力を同時に入力可能な入力装置を提供できる。
【００６４】
また機械的な寿命の影響を受けることなく静電容量の変化の検出することができるため、入力装置の寿命を半永久的とすることができる。
【００６５】
さらに、静電容量を検出する電極の一方を、人体の一部を利用するものであるため、入力装置を薄型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、Ｂは入力装置の断面の構成を示すＡのａ−ａ線断面図、Ｃは入力装置の他の断面の構成を示すＡのａ−ａ線断面図、
【図２】図２は入力装置の容量検出手段を示す構成図、
【図３】図２の容量検出手段の各部における信号を示しており、ＡはＡＮＤ回路の一方の入力部に入力されるクロック信号、ＢはＡＮＤ回路の他方の入力部に入力される信号遅延手段からの出力信号、ＣはＡＮＤ回路の出力信号、Ｄは平滑手段の出力信号、
【図４】本発明の第２の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、ＢはＡのｂ−ｂ線における入力装置の断面の断面図、
【図５】本発明の第３の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、ＢはＡのｃ−ｃ線における断面図、
【符号の説明】
１，２１，３１ 入力装置
１Ａ，２１Ａ，３１Ａ 操作領域
２，２ａ〜２ｈ 操作部
３ 操作パネル
４ 筐体
４ａ 凹部
４ｂ 凸部
５ 絶縁シート
６，６ａ〜６ｈ 電極
１０ 容量検出手段
１１ クロック信号生成手段
１２，１２ａ〜１２ｈ 信号遅延手段
１３，１３ａ〜１３ｈ 遅延信号検出手段
１３Ａ ＡＮＤ回路
１３Ｂ 平滑手段
１４，１４ａ〜１４ｈ Ａ／Ｄ変換手段
１５ 制御部
４０ 回転体
Ｈ 人体（指など）
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転式の入力装置に係わり、特に回転情報とスイッチ情報を一緒に入力できるようにした入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジョグコントローラなどの入力装置は、回転操作の操作情報の入力を行なうための円盤状の操作体（ダイヤル）が設けられている。
【０００３】
前記操作体は、電子機器内に設けられた回路基板上に回転自在に支持され、例えば操作体側に抵抗パターンと電極パターンを備えた回転基板が固定され、回路基板側に複数の摺動子が設けられている。
【０００４】
前記操作体に回転が与えられると、前記各摺動子が前記抵抗パターンおよび電極パターンをそれぞれ摺動するため、操作体の回転方向や回転速度などを検出できるようになっている。
【０００５】
一方、前記入力装置にスイッチ機能を備えたものでは、前記回転体が回転方向と直交する鉛直方向に進退自在に支持されている。また操作体の下部にスイッチ部材が設けられ、前記操作体の回転軸の下端が前記スイッチ部材の操作部に連結されている。前記操作体に押込み力を与え、また与えていた前記押込み力を解除すると、前記操作部が操作体に連動して進退移動させられ、前記スイッチ部材のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２９４０４３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、回転操作とスイッチ操作の２つの機能を兼ね備えた上記従来の入力装置では、抵抗パターンや電極パターン上を摺動子が機械的に摺動する構成であるため、接点寿命の問題がある。すなわち、長期間使用すると各パターンと摺動子との間の摩耗により、回転方向や速度の検出精度が低下するという機械的な入力装置に特有の問題がある。
【０００８】
また操作体が鉛直方向に進退移動する構成であり、しかも操作体の下方の位置にスイッチ部材が設けられているため、入力装置全体の厚み寸法を薄型化しにくいという問題がある。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、回転操作とスイッチ操作の情報の入力が可能な入力装置において、特に機械的な寿命の影響を受けることなく且つ薄型化できるようにした入力装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周状に等間隔に配置された所定面積のからなる複数の電極と、前記各電極の表面に積層された絶縁シートと、前記絶縁シートの外表面に人体が接近または接触したときの静電容量の変化を前記各電極から検出する容量検出手段と、が設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
前記容量検出手段は、クロック信号を発生するクロック信号生成手段と、前記筐体の外表面に人体が接近または接触したときに前記電極で検知される容量に応じて前記クロック信号に立ち上がりの遅延を与える遅延手段と、前記遅延手段を経由しない前記クロック信号を基準として、遅延が与えられた遅延量に応じた信号を生成する平滑手段と、前記変化量に応じた信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、を有するものとして構成される。
【００１２】
また前記遅延手段、前記平滑手段および前記Ａ／Ｄ変換手段が、複数の電極毎に個別に設けられているものである。
【００１３】
本発明の入力装置では、操作部（電極）に対する回転操作の情報とスイッチ操作の情報とを同時に取得することができる。特に、静電容量の変化が、操作者の人体の一部を電極として検出されるものであるため、装置全体の構成を薄型化することができる。
【００１４】
本発明では、前記容量検出手段により、前記電極と前記人体との対向面積の変化を検出でき、また前記容量検出手段により、前記電極と前記人体とが対向した時間を検出でき、さらには前記容量検出手段により、前記複数の電極に対して同時にタップされたスイッチ情報の検出ができるものものである。
【００１５】
上記において、前記電極に対向する絶縁シートの表面が、前記絶縁シートの他の表面よりも凹状又は凸状に形成されているもの、または複数の電極が設けられた操作領域の全体が、前記操作領域以外の部分よりも凹状又は凸状に形成されているものものが好ましい。
【００１６】
上記手段では、凹部又は凸部をガイドとすることができるため、操作性を向上させることができる。
【００１７】
また前記絶縁シートの表面には、前記個々の電極の位置を示すマークが施されているものが好ましい。
上記手段では、目視で操作する際の目印とすることができる。
【００１８】
さらには複数の電極が設けられた領域には、その領域の中心を軸として回転する回転体が設けられているものとしたものが好ましい。
【００１９】
本手段では、回転体を機械的に操作することができるため、操作者に実際に操作しているという感覚（操作感、または操作による安心感）を与えることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、Ｂは入力装置の断面の構成を示すＡのａ−ａ線断面図、Ｃは入力装置の他の断面の構成を示すＡのａ−ａ線断面図、図２は入力装置の容量検出手段を示す構成図、図３は図２の容量検出手段の各部における信号を示しており、ＡはＡＮＤ回路の一方の入力部に入力されるクロック信号、ＢはＡＮＤ回路の他方の入力部に入力される信号遅延手段からの出力信号、ＣはＡＮＤ回路の出力信号、Ｄは平滑手段の出力信号を示している。また実線は静電容量Ｃが大きい場合、点線は静電容量Ｃが小さい場合を示している。
【００２１】
図１ＡないしＣに示す入力装置１は、例えばコンピュータやゲーム器用のコントローラ、あるいはその他の電子機器の操作パネルなどに設けられるものでありる。そして、前記入力装置１を操作することにより、例えばモニタ画面上に表示されたカーソルの移動や、あるいはボリュームの調整などを行うことを可能とするものである。
【００２２】
図１ＡないしＣに示す符号３は、合成樹脂などで形成された筐体４の表面に絶縁シート５を積層した前記操作パネルを示している。前記操作パネル３上には互いに直交するＸ軸とＹ軸が仮想的に示されており、前記Ｘ軸とＹ軸との交点が中心Ｏである。前記中心Ｏの周囲には、周方向に等角度（図１Ａでは４５°）で且つ同面積で形成された略扇形状の８つの操作部２（個別に、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈで示す）が設けられている。そして、前記８つの操作部２が設けられた領域が、入力装置１の操作領域１Ａである。
【００２３】
図１Ａおよび図１Ｂに示す入力装置１では、筐体４上の８箇所の位置に図示Ｚ２方向に陥没する凹部４ａがそれぞれ形成されている。前記８つの操作部２ａ〜２ｈの前記各凹部４ａ内には、一定の面積からなる電極６（個別に６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈで示すが、図１Ｂでは電極６ａ，６ｅのみを図示している）がそれぞれ埋設されている。前記絶縁シート５は、各凹部４ａ内の各電極６ａ〜６ｈの表面を覆うとともに各凹部４ａの形状に倣うように積層されることにより、前記操作領域１Ａが形成されている。
【００２４】
一方、図１Ｃに示す入力装置１は、前記筐体４上の８箇所の位置に、図示Ｚ１方向に隆起する凸部４ｂがそれぞれ形成されている点で前記図１Ｂの入力装置１と異なっている。ただし、前記凸部４ｂには図示Ｚ２方向に陥没する凹部４ｃそれぞれが形成されており、この凹部４ｃ内にそれぞれ一定の面積からなる電極６（個別に、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈで示すが、図１Ｃでは電極６ａ，６ｅのみを図示している）が埋設され、前記絶縁シート５が各凸部４ｂ内の各電極６ａ〜６ｈの表面を覆うとともに前記凸部４ｂの形状に倣うように積層されて前記操作領域１Ａが形成されている。
【００２５】
第１の実施の形態に示す入力装置１では、操作部２が凹状または凸状に形成されているため、操作者はこの形状に沿うように指を移動させることが可能である。
【００２６】
すなわち、凹状または凸状に形成された各操作部２をガイドとして指を移動させることが可能であり、この点で操作性を向上させることができる。よって、例えば盲人や視力の弱い人であっても上記入力装置１を用いて操作することが可能となる。
【００２７】
図２に示すように、前記各操作部２にそれぞれ設けられた各電極６ａ〜６ｈは、図２に示す回路の一部を構成している。人の手や指などの人体Ｈの一部が、前記各電極６ａ〜６ｈを覆う絶縁シート５の外表面に接近または接触すると、前記人体Ｈと対向する前記電極６との間に静電容量Ｃが形成される。すなわち、本発明では前記手や指などの人体Ｈの一部が、前記電極６との間で静電容量Ｃを形成する電極として機能する。なお、前記静電容量Ｃは、電極６と人体Ｈの間の対向面積Ｓや対向距離ｄによって変化させられる可変容量である。
【００２８】
図２に示すように、前記筐体４の内部には前記静電容量Ｃの容量変化を検出する容量検出手段１０として、クロック信号生成手段１１と、信号遅延手段１２、遅延信号検出手段１３、Ａ／Ｄ変換手段１４および制御部１５が設けられている。この実施の形態では、前記電極６（または操作部２）に対応する前記信号遅延手段１２（個別に、１２ａ〜１２ｈで示す）、遅延信号検出手段１３（個別に、１３ａ〜１３ｈで示す）およびＡ／Ｄ変換手段１４（個別に、１４ａ〜１４ｈで示す）が設けられている。
【００２９】
前記クロック信号生成手段１１は、所定の周波数からなる規則的なパルス信号を連続的に出力するものである。前記信号遅延手段１２は、前記静電容量Ｃと前記クロック信号生成手段１１との間に接続された抵抗Ｒとで構成されている。また遅延信号検出手段１３は、ＡＮＤ回路１３Ａとその後段に設けられた抵抗ｒ１とコンデンサｃ１からなる平滑手段１３Ｂとで構成されている。前記ＡＮＤ回路１３Ａの入力部１３Ａ１，１３Ａ２には、前記信号遅延手段１２を経由した信号と前記クロック信号生成手段１１の出力であるクロック信号ＣＫ（信号遅延手段１２を経由しないクロック信号）とが入力されており、このＡＮＤ回路１３Ａの出力が前記平滑手段１３Ｂに入力されている。
【００３０】
そして、前記遅延信号検出手段１３の平滑手段１３Ｂの後段には、例えば８ビットのＡ／Ｄ変換手段１４がそれぞれ接続されている。前記各Ａ／Ｄ変換手段１４は、所定のサンプリング周期で前記平滑手段１３Ｂの出力電圧Ｖｏを検出してディジタル出力Ｄとして出力し、これを制御部１５に送る。前記制御部１５は、ＣＰＵを主体として構成されており、各Ａ／Ｄ変換手段１４ａ〜１４ｈからそれぞれ出力されるディジタル出力Ｄの値を監視している。
【００３１】
前記入力装置１では、前記いずれかの操作部２に人間の手や指などの人体Ｈを接近または接触させるなどの動作を行うと、前記静電容量Ｃが変化させられるが、この静電容量Ｃは以下の数１の一般式で示される。
【００３２】
【数１】
ただし、εは電極６と人体Ｈとの間の誘電率、Ｓは電極６と人体Ｈとの間の対向面積、ｄは電極６と人体Ｈとの間の対向距離である。なお、ここでは前記誘電率εは絶縁シート５の誘電率と空気の誘電率との和である。
【００３４】
前記クロック信号生成手段１１から図３Ａに示すような振幅電圧Ｖｃｃの所定の周波数からなるクロック信号ＣＫが、前記ＡＮＤ回路１３Ａおよび信号遅延手段１２に出力されている状態において、例えば手や指など人体Ｈの一部を前記操作部２ａに接近させた場合について説明する。
【００３５】
図２の最上段に示すように、人体Ｈを前記操作部２ａに接近させると、人体Ｈと電極６ａとの対向距離ｄが小さくなり且つ対向面積Ｓが大きくなるため、前記数１より人体Ｈと電極６ａとの間の静電容量Ｃの値が大きくなる。よって、前記電極６ａに接続されている信号遅延手段１２の抵抗Ｒと静電容量Ｃの積で規定される時定数ＣＲが大きくなるため、前記信号遅延手段１２の出力は図３Ｂに実線で示すような三角波状の信号Ｓａとなる。よって、前記ＡＮＤ回路１３Ａの出力（論理積）は、図３Ｃに実線に示すようなパルス幅ｔａのパルス波形となる。なお、ここではＡＮＤ回路１３ＡにおけるＨレベルとＬレベルのしきい値ＳＬをＶｃｃ／２としている。
【００３６】
一方、前記人体Ｈを操作部２ａから遠ざけると、人体Ｈと電極６ａとの対向距離ｄが大きくなり且つ対向面積Ｓが小さくなるため、前記数１より前記静電容量Ｃの値は小さくなる。よって、前記時定数ＣＲも小さく、前記信号遅延手段１２の出力は図３Ｂに一点鎖線で示すような波形Ｓｂとなる。よって、前記ＡＮＤ回路１３Ａの出力（論理積）は、図３Ｃに一点鎖線に示すように、パルス幅ｔｂのパルス波形となる。
【００３７】
ここで、前記静電容量Ｃが小さい場合のパルス幅ｔａと静電容量Ｃが大きい場合のパルス幅ｔｂとは、ｔａ＜ｔｂの関係にある。よって、平滑手段１３Ｂの出力電圧Ｖｏは、人体Ｈを操作部２ａから離した場合（静電容量Ｃが小さい場合）の出力電圧Ｖｂの方が、操作部２ａに接近または接触させた場合（静電容量Ｃが大きい場合）の出力電圧Ｖａよりも大きな値（Ｖａ＜Ｖｂ）として出力される。
【００３８】
前記平滑手段１３Ｂの出力電圧ＶａやＶｂは、操作部２ａに対応する前記Ａ／Ｄ変換手段１４ａによってディジタル出力Ｄに変換されて前記制御部１５に送られる。前記制御部１５では、前記ディジタル出力Ｄを監視し、所定のしきい値を超えたか否かを検知することにより、人体Ｈが操作部２ａに接近または接触したかを検出することができる。
【００３９】
よって、制御部１５は前記Ａ／Ｄ変換手段１４ａないし１４ｈのすべてのディジタル出力Ｄを監視することにより、人体Ｈがいずれの操作部２ａないし２ｈに接近しまたは接触したことを検出することができる。
【００４０】
また、制御部１５は前記Ａ／Ｄ変換手段１４ａないし１４ｈの各ディジタル出力Ｄを所定の周期で監視することにより、人体Ｈの移動方向や移動速度を検出することもできる。よって、例えば人体Ｈを操作部２ａから操作部２ｈに向けて、操作部２ａ→操作部２ｂ→操作部２ｃ→・・・→操作部２ｈ→操作部２ａのように、前記中心Ｏの回りを周回させた場合には、その周回方向や周回の速度（角速度）などを検出することができる。よって、この操作情報を用いることにより、例えばモニタ画面上に表示されているカーソルの移動などに利用することができる。
【００４１】
また、例えば前記制御部１５は、人体Ｈが操作部２に触れた時間を検出し、その時間が所定の時間よりも短時間であると判断した場合には、操作者がタップまたはクリック動作が行ったものと判断し、これをスイッチの操作情報として利用することができる。また所定の時間よりも長時間であると判断した場合には、カーソルを直線的に移動させる操作情報として利用することができる。
【００４２】
さらに、２以上の指（人体Ｈ）が、２つ以上の操作部２に対して同時に接近し又は接触した場合であっても、制御部１５が前記Ａ／Ｄ変換手段１４ａないし１４ｈの各ディジタル出力Ｄを監視することにより、人体Ｈが接近しまたは接触したすべての操作部２を検出することが可能である。
【００４３】
よって、操作者が、２つ以上の操作部２に対して２以上の指によるタップ動作を同時に行った場合であっても、制御部１５はそれらのスイッチの操作情報を検出することができる。すなわち、この入力装置１では同時入力された複数のスイッチの操作情報（多点同時入力情報）を検出することが可能である。
【００４４】
例えば、前記入力装置１がゲーム機のコントローラに設けられている場合において、前記操作部２ａと操作部２ｃとが同時に操作された場合には、その操作情報をゲームのソフトウェアを介してモニタ画面上に表示されたゲームのキャラクターに特別な動作をさせることができるようになる。
【００４５】
このように、制御部１５は複数の操作部２への操作情報（多点同時入力情報）の組み合わを利用することにより、入力装置１を搭載した電子機器に様々な処理を行うことが可能となる。
【００４６】
以下には、入力装置の他の構造について説明する。
図４は本発明の第２の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、Ｂは図４Ａのｂ−ｂ線における入力装置の断面の断面図、図５は本発明の第３の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、Ｂは図５Ａのｃ−ｃ線における断面図である。
【００４７】
図４に示す第２の実施の形態では、入力装置２１の８つの操作部２（個別に、２ａ〜２ｈで示す）が設けられた操作パネル３上の操作領域２１Ａの全体が図示Ｚ２方向に陥没している。
【００４８】
図４Ｂに示すように、前記操作領域２１Ａ内には、操作部２に対応する８箇所の位置に、図示Ｚ２方向に陥没する凹部４ａがそれぞれ形成されており、各凹部４ｄ内に電極６（個別に、６ａ〜２ｈで示す）がそれぞれ収納されている。そして、絶縁シート５が前記凹部４ａ内の電極６の表面に積層されることにより、前記操作領域２１Ａ全体が覆われている。
【００４９】
前記絶縁シート５の表面には、前記８つの操作部２を模った扇形状のマーク７が８箇所の位置にそれぞれ印刷されており、前記絶縁シート５が前記操作領域２１Ａに積層された状態で前記各マーク７と各操作部２とがそれぞれ対応している。すなわち、前記マーク７は電極の位置を示している。
【００５０】
またＸ軸に沿う操作部２ａ，２ｅおよびＹ軸に沿う操作部２ｃ，２ｇに対応するマーク７には、中心Ｏから外方向に向かう矢印マーク７ａがそれぞれ印刷されている。
【００５１】
第２の実施の形態における入力装置２１では、さらには前記マーク７を目印とすることができるため、操作者は指を操作領域２１Ａ内のどの位置に当てがえばよいのかを認識することができる。また矢印マーク７ａを目印とすることにより、正しい方向に指を移動させることが可能となる。
【００５２】
なお、マーク７を目印とすることができるため、特に前記操作領域２１Ａを陥没させておく必要はないとも考えられるが、上記のように操作領域２１Ａを陥没させておくと、操作者は操作領域の縁部をガイドとすることができるため、よりスムーズに指を移動させることが可能であり、この点で操作性を向上させることができる。
【００５３】
第２の実施の形態における入力装置２１においても、人体Ｈを絶縁シート５に設けられたマーク７に接近または接触させると、人体Ｈと電極６との間に静電容量Ｃが形成される。よって、第１の実施の形態の場合と同様に操作部２に対する操作情報を取得することが可能である。
【００５４】
次に、図５に示す第３の実施の形態に示す入力装置３１について説明する。
図５に示す入力装置３１は、前記第２の実施の形態とほぼ同様の構成である。すなわち、筐体４の一部に図示Ｚ２方向に陥没する操作領域３１Ａが設けられており、この操作領域３１Ａの８箇所の位置に凹部４ａがそれぞれ形成されている。個々の凹部４ａ内には電極６（個別に、６ａ，６ｂ，６ｃ，・・・６ｈで示す）がそれぞれ収納されている。前記各凹部４ａ内の電極６の表面には、絶縁シート５が積層されており、絶縁シート５によつて前記操作領域３１Ａの全体が覆われている。なお、前記個々の電極６ａ〜６ｈに対応する部分が操作部２ａ〜２ｈである。
【００５５】
ただし、操作領域３１Ａの中心Ｏに形成された軸受け部３８に回転軸３９が固定され、この回転軸３９に円盤状の回転体４０が回転自在に設けられている点で異なっている。
【００５６】
前記回転体４０は、その板厚寸法が１ｍｍ以下と薄く、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など比較的硬質な樹脂シートで形成されている。
【００５７】
回転体４０の直径は前記操作領域３１Ａよりも小さく、前記回転体４０は操作領域３１Ａ内において、絶縁シート５の表面を摺動しながら回転することが可能とされている。なお、前記絶縁シート５と回転体４０との間の摩擦抵抗は小さく、回転体４０はスムーズに回転することが可能とされている。
【００５８】
第３の実施の形態では、図５Ｂに示すように、指などの人体Ｈを前記回転体４０の表面に軽く押さえた状態で人体Ｈを周回させると、前記人体Ｈとともに回転体４０が回転させられる。よって、操作者は前記回転体４０を操作する限りにおいては、人体Ｈが前記操作領域３１Ａから大きく外れることを防止することができる。また機械的に回転する部材を操作することができるため、操作者に入力装置３１を実際に操作しているという感覚（操作感、または操作による安心感）を与えることができる。よって、この点においても入力装置３１の操作性を向上させることが可能である。
【００５９】
上記第３の実施の形態における入力装置３１においても、人体Ｈを回転体４０の表面に接近または接触させると、回転体４０および絶縁シート５を介して人体Ｈとこれに対向する電極６との間に静電容量Ｃを形成することができる。よって、第１および第２の実施の形態の場合と同様に操作部２に対する操作情報を取得することが可能である。
【００６０】
なお、第３の実施の形態では機械的に摺動する回転体４０が設けられているが、前記回転体４０は回転情報やスイッチの操作情報を取得する上では特に必要不可欠なものではないため、例え回転体４０が摩耗により使用不能となった場合であっても、このような機械的な寿命の影響を受けることなく操作情報を取得することが可能である。
【００６１】
また上記第２及び第３の実施の形態の操作領域２１Ａ，３１Ａは、図４Ｂ，図５Ｂにそれぞれ示すような凹形状のものに限られるものではなく、図１Ｃのような凸形状であってもよいし、あるいは平面状であってもよい。
【００６２】
なお、上記第１ないし第３の実施の形態に示す入力装置では、従来のように回転を検出する手段とスイッチ操作を検出する手段とが異なる部材で構成されるものではないため、すなわち操作部に対する回転情報とスイッチ操作の操作情報の取得を同一の手段で行うことができるため、部品点数を削減できるとともに入力装置の薄型化を促進することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上のように本発明では、回転操作とスイッチ操作の操作情報の入力を同時に入力可能な入力装置を提供できる。
【００６４】
また機械的な寿命の影響を受けることなく静電容量の変化の検出することができるため、入力装置の寿命を半永久的とすることができる。
【００６５】
さらに、静電容量を検出する電極の一方を、人体の一部を利用するものであるため、入力装置を薄型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、Ｂは入力装置の断面の構成を示すＡのａ−ａ線断面図、Ｃは入力装置の他の断面の構成を示すＡのａ−ａ線断面図、
【図２】図２は入力装置の容量検出手段を示す構成図、
【図３】図２の容量検出手段の各部における信号を示しており、ＡはＡＮＤ回路の一方の入力部に入力されるクロック信号、ＢはＡＮＤ回路の他方の入力部に入力される信号遅延手段からの出力信号、ＣはＡＮＤ回路の出力信号、Ｄは平滑手段の出力信号、
【図４】本発明の第２の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、ＢはＡのｂ−ｂ線における入力装置の断面の断面図、
【図５】本発明の第３の実施の形態を示し、Ａは入力装置の斜視図、ＢはＡのｃ−ｃ線における断面図、
【符号の説明】
１，２１，３１ 入力装置
１Ａ，２１Ａ，３１Ａ 操作領域
２，２ａ〜２ｈ 操作部
３ 操作パネル
４ 筐体
４ａ 凹部
４ｂ 凸部
５ 絶縁シート
６，６ａ〜６ｈ 電極
１０ 容量検出手段
１１ クロック信号生成手段
１２，１２ａ〜１２ｈ 信号遅延手段
１３，１３ａ〜１３ｈ 遅延信号検出手段
１３Ａ ＡＮＤ回路
１３Ｂ 平滑手段
１４，１４ａ〜１４ｈ Ａ／Ｄ変換手段
１５ 制御部
４０ 回転体
Ｈ 人体（指など）
Claims (10)
- 周状に等間隔に配置された所定面積のからなる複数の電極と、前記各電極の表面に積層された絶縁シートと、前記絶縁シートの外表面に人体が接近または接触したときの静電容量の変化を前記各電極から検出する容量検出手段と、が設けられていることを特徴とする入力装置。
- 前記容量検出手段は、クロック信号を発生するクロック信号生成手段と、前記筐体の外表面に人体が接近または接触したときに前記電極で検知される容量に応じて前記クロック信号に立ち上がりの遅延を与える遅延手段と、前記遅延手段を経由しない前記クロック信号を基準として、遅延が与えられた遅延量に応じた信号を生成する平滑手段と、前記変化量に応じた信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、を有する請求項１記載の入力装置。
- 前記遅延手段、前記平滑手段および前記Ａ／Ｄ変換手段が、複数の電極毎に個別に設けられている請求項２記載の入力装置。
- 前記容量検出手段により、前記電極と前記人体との対向面積の変化を検出できる請求項１ないし３のいずれか記載の入力装置。
- 前記容量検出手段により、前記電極と前記人体とが対向した時間を検出できる請求項１ないし４のいずれか記載の入力装置。
- 前記容量検出手段により、前記複数の電極に対して同時にタップされたスイッチ情報の検出ができる請求項１ないし５のいずれか記載の入力装置。
- 前記電極に対向する絶縁シートの表面が、前記絶縁シートの他の表面よりも凹状又は凸状に形成されている請求項１記載の入力装置。
- 複数の電極が設けられた操作領域の全体が、前記操作領域以外の部分よりも凹状又は凸状に形成されている請求項１記載の入力装置。
- 前記絶縁シートの表面には、前記個々の電極の位置を示すマークが施されている請求項８記載の入力装置。
- 複数の電極が設けられた領域には、その領域の中心を軸として回転する回転体が設けられている請求項１または８記載の入力装置。
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