JP2017167826A - Input device - Google Patents
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Description
本発明は、回転可能に設けられた筒状の操作体を有する入力装置に関する。 The present invention relates to an input device having a cylindrical operation body that is rotatably provided.
特許文献1には、操作者の接近または接触を検出する静電容量センサと、この静電容量センサに対し移動自在に支持される操作体とを有する入力装置が開示されている。この入力装置では、導電性材料部と対向する容量結合部を接地させることで、操作により移動可能な操作体に金属部分(導電性材料部)を設けても、静電容量センサに与える影響が小さく、誤動作を防止することのできるようになっている。
特許文献2には、対象物が摺動する摺動操作部と、摺動操作部の内側に配置され独立して折り曲げ可能な複数の摺動検知電極と、複数の摺動検知電極に接続され複数の摺動検知電極から検出した静電容量の変化に基づき対象物の摺動方向に応じた操作信号を出力する制御回路と、摺動操作部の内側に配置された複数の摺動検知電極が全て配置された配線基板とを備える静電スイッチ装置が開示される。この静電スイッチ装置では、摺動する部分の曲率が大きい場合であっても、柔軟に摺動検知電極を配置できる構成になっている。 Patent Document 2 is connected to a sliding operation unit on which an object slides, a plurality of sliding detection electrodes that are arranged inside the sliding operation unit and can be bent independently, and a plurality of sliding detection electrodes. A control circuit that outputs an operation signal corresponding to the sliding direction of the object based on a change in capacitance detected from a plurality of sliding detection electrodes, and a plurality of sliding detection electrodes arranged inside the sliding operation unit Is disclosed. The electrostatic switch device includes a wiring board on which all of are arranged. In this electrostatic switch device, even when the curvature of the sliding portion is large, the sliding detection electrode can be arranged flexibly.
ベース部分から突出するように設けられた筒状の操作体によって回転操作を検知する入力装置において、操作体の外周面における高さ方向の操作位置を静電容量センサで検出しようとした場合、操作体の内側に複数の検出用電極を配置する必要がある。 In an input device that detects a rotation operation with a cylindrical operation body provided so as to protrude from the base portion, when an operation position in the height direction on the outer peripheral surface of the operation body is to be detected by a capacitance sensor, It is necessary to arrange a plurality of detection electrodes inside the body.
しかし、操作体の外周の表面に、質感向上や意匠性を高めるために加飾部品として金属体を用いた場合、この金属体が静電容量センサによる位置検出の妨げとなる。また、回転する操作体に電極を設けると、操作体の回転に伴い電極も回転することになるため、配線の接続が複雑になるという問題が生じる。 However, when a metal body is used as a decorative part on the outer peripheral surface of the operating body in order to improve texture and design, this metal body hinders position detection by the capacitance sensor. Further, when an electrode is provided on the rotating operation body, the electrode also rotates with the rotation of the operation body, which causes a problem of complicated wiring connection.
本発明は、回転可能な操作体の外周の表面に金属体が用いられている場合でも、静電容量センサによって高さ方向の位置検出を行うことができる入力装置を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an input device capable of detecting a position in the height direction by a capacitance sensor even when a metal body is used on the outer peripheral surface of a rotatable operating body. .
上記課題を解決するため、本発明の入力装置は、
回転可能に設けられた筒状の操作体と、前記操作体の内側に設けられた静電容量センサ部と、を備え、
前記操作体に、高さ方向に離間して設けられた複数のリング状操作部が設けられ、それぞれの前記リング状操作部は、少なくとも操作面が金属で形成されており、
前記静電容量センサ部には、前記複数のリング状操作部のそれぞれと内側から個別に対向して固定された複数の固定電極部が設けられており、
互いに対向する前記リング状操作部と前記固定電極部との間の静電容量の変化によって、前記操作体の高さ方向の操作位置が検出されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an input device according to the present invention provides:
A cylindrical operation body provided rotatably, and a capacitance sensor unit provided inside the operation body,
The operation body is provided with a plurality of ring-shaped operation parts that are spaced apart in the height direction, and each of the ring-shaped operation parts has at least an operation surface made of metal,
The capacitance sensor unit is provided with a plurality of fixed electrode units fixed to face each of the plurality of ring-shaped operation units individually from the inside,
The operation position in the height direction of the operation body is detected by a change in capacitance between the ring-shaped operation unit and the fixed electrode unit facing each other.
このような構成によれば、表面の周方向に沿って金属体の操作面を有する複数のリング状操作部を静電容量センサの検出用の電極として用いるため、外装表面が金属の操作体であっても高さ方向の操作位置を静電容量センサによって検出することができる。また、回転可能なリング状操作部に対向して固定電極部を設けて、これらの間の静電容量の変化を検出する構成のため、操作体が回転しても固定電極部は回転せず、固定電極部への配線の接続を容易にすることができる。 According to such a configuration, since the plurality of ring-shaped operation parts having the operation surface of the metal body along the circumferential direction of the surface are used as detection electrodes of the capacitance sensor, the exterior surface is a metal operation body. Even in this case, the operation position in the height direction can be detected by the capacitance sensor. In addition, since the fixed electrode portion is provided facing the rotatable ring-shaped operation portion and the change in capacitance between them is detected, the fixed electrode portion does not rotate even when the operation body rotates. The wiring can be easily connected to the fixed electrode portion.
本発明の入力装置において、隣り合う2つのリング状操作部の間に絶縁体を設けることが好ましい。これにより、隣り合う2つのリング状操作部の間の感触を明確にすることができる。 In the input device of the present invention, it is preferable to provide an insulator between two adjacent ring-shaped operation units. Thereby, the touch between two adjacent ring-shaped operation parts can be clarified.
本発明の入力装置において、複数の固定電極部は、回転軸を中心としてリング状に設けられていることが好ましい。これにより、リング状操作部の全周にわたり固定電極部が対向するように配置され、両者間の静電容量の変化を安定して検出することができる。 In the input device of the present invention, it is preferable that the plurality of fixed electrode portions are provided in a ring shape around the rotation axis. Thereby, it arrange | positions so that a fixed electrode part may oppose over the perimeter of a ring-shaped operation part, and the change of the electrostatic capacitance between both can be detected stably.
本発明の入力装置において、複数のリング状操作部における互いに対向する面の少なくとも一方に凹部が設けられていることが好ましい。これにより、隣り合う2つのリング状操作部の間で発生する容量を低減して、高さ方向の操作位置の検出に必要な静電容量の変化に対する影響を抑制することができる。 In the input device of the present invention, it is preferable that a concave portion is provided on at least one of the mutually opposing surfaces of the plurality of ring-shaped operation portions. Thereby, the capacity | capacitance generate | occur | produced between two adjacent ring-shaped operation parts can be reduced, and the influence with respect to the change of the electrostatic capacitance required for the detection of the operation position of a height direction can be suppressed.
本発明の入力装置は、前記リング状操作部と前記固定電極部との間には、絶縁材料層が設けられたものが好ましい。 In the input device of the present invention, it is preferable that an insulating material layer is provided between the ring-shaped operation unit and the fixed electrode unit.
この場合に、前記絶縁材料層は、前記リング状操作部と前記固定電極部とに対向する対向部分と、前記リング状操作部と前記固定電極部とに対向しない非対向部分を有しており、前記対向部分の厚みが前記非対向部分よりも薄いことがさらに好ましい。 In this case, the insulating material layer has a facing portion that faces the ring-shaped operation portion and the fixed electrode portion, and a non-facing portion that does not face the ring-shaped operation portion and the fixed electrode portion. More preferably, the thickness of the facing portion is thinner than the non-facing portion.
また、本発明の入力装置では、前記絶縁材料層は、前記リング状操作部と前記固定電極部とに対向する対向部分に、前記絶縁材料層の厚さ方向に貫通する孔部が設けられたものとしてもよい。 In the input device according to the aspect of the invention, the insulating material layer may be provided with a hole penetrating in the thickness direction of the insulating material layer in a facing portion facing the ring-shaped operation portion and the fixed electrode portion. It may be a thing.
上記のように絶縁層を設けることで、リング状操作部と各固定電極部との電気的な短絡による誤検出を防止でき、リング状操作部と各固定電極部との間の静電容量をさらに大きくすることができる。 By providing the insulating layer as described above, it is possible to prevent erroneous detection due to an electrical short circuit between the ring-shaped operation unit and each fixed electrode unit, and to reduce the capacitance between the ring-shaped operation unit and each fixed electrode unit. It can be made even larger.
本発明の入力装置において、操作体の回転角度を検出する角度検出部をさらに備えていることが好ましい。これにより、操作体の高さ方向の操作位置とともに、操作体の回転角度を検出することができる。 The input device of the present invention preferably further includes an angle detection unit that detects the rotation angle of the operating body. Thereby, the rotation angle of the operating body can be detected together with the operating position in the height direction of the operating body.
本発明の入力装置において、ベースプレートに固定され、操作体の内側に配置された筒型導体部をさらに備え、筒型導体部は接地され、複数の固定電極部は、筒型導体部の外周面に絶縁性のワッシャを介して取り付けられていることが好ましい。これにより、複数の固定電極部は筒型導体部によって電磁的にシールドされ、誤検出を抑制することができる。 The input device of the present invention further includes a cylindrical conductor portion fixed to the base plate and disposed inside the operation body, the cylindrical conductor portion is grounded, and the plurality of fixed electrode portions are outer peripheral surfaces of the cylindrical conductor portion It is preferable to be attached via an insulating washer. Thereby, a some fixed electrode part is electromagnetically shielded by the cylindrical conductor part, and it can suppress misdetection.
本発明によれば、回転可能な操作体の外周の表面に金属体が用いられている場合でも、静電容量センサによって高さ方向の位置検出を行うことができる入力装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when the metal body is used for the outer peripheral surface of the rotatable operation body, the input device which can perform the position detection of a height direction with an electrostatic capacitance sensor can be provided. .
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。
図1は、本実施形態に係る入力装置の外観を例示する斜視図である。
図2は、本実施形態に係る入力装置の断面図である。
図3は、本実施形態に係る入力装置の分解斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description of the members once described is omitted as appropriate.
FIG. 1 is a perspective view illustrating the appearance of the input device according to this embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the input device according to the present embodiment.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the input device according to the present embodiment.
本実施形態に係る入力装置1は、ベースプレート11の上に設けられ、回転軸AXを中心として回転可能に設けられた筒状の操作体10と、操作体10の内側に設けられた静電容量センサ部20とを備える。ベースプレート11は、カバー30の内側に設けられている。本実施形態では、カバー30の上板31における裏面31aにベースプレート11が固定される。ベースプレート11は、カバー30の上板31に設けられた穴30hに合わせて固定される。回転軸AXは、この穴30hの中心を通る仮想線である。
The
図2に示すように、ベースプレート11には回転軸AXに沿って管状の支柱120が固定されている。この支柱120の管内の上端および下端にそれぞれベアリング121が嵌め込まれており、このベアリング121内にシャフト111が取り付けられている。これにより、シャフト111は回転軸AXに沿って配置され、ベアリング121によって回転可能に支持される。
As shown in FIG. 2, a
シャフト111の上端側は、支柱120の上端のベアリング121を僅かに貫通するように設けられている。このシャフト111の上端側にジョイント130が取り付けられている。ジョイント130は、シャフト111の上端側をジョイント130の穴に嵌合することによってシャフト111に固定される。したがって、ジョイント130はシャフト111とともに回転可能となる。
The upper end side of the
筒状の操作体10は、このジョイント130に取り付けられている。例えば、ジョイント130のフランジ部分130aを操作体10の上部に設けられているノブ15の裏面15aの中央部に固定する。これにより、操作体10はジョイント130とともに回転軸AXを中心に回転可能に支持される。
The
操作体10は、複数のリング状操作部12を有する。複数のリング状操作部12は、回転軸AXを中心として、高さ方向(回転軸AXに沿った方向)に離間して設けられている。隣り合うリング状操作部12の間には絶縁スペーサ151が設けられ、両者間の隙間および電気的な絶縁性が確保されている。本実施形態では、一例として、3つのリング状操作部12が設けられている。説明の便宜上、3つのリング状操作部12を上から順に操作部X1、X2、X3と言うことにする。また、操作部X1、X2およびX3を区別しないときは、総称してリング状操作部12と言うことにする。
The
リング状操作部12の表面は、周方向に沿うリング状の操作面12aであるが、この操作面12aは金属で形成されている。本実施形態では、操作部X1、X2およびX3そのものがアルミニウムで形成されることで、リング状の操作面12aが金属で形成されている。操作面12aが金属で形成されていることで、操作体10の質感や意匠性が向上する。なお、操作面12aにはシボ加工や凹凸加工が施されていてもよい。これにより、質感や外観の向上、滑り止め効果を得ることができる。
The surface of the ring-shaped
また、操作部X1、X2およびX3は、樹脂からなる成形体の表面に金属メッキを施したものであってもよい。これにより、質感や意匠性を向上し、さらに安価に実現することができる。 Further, the operation portions X1, X2, and X3 may be ones obtained by performing metal plating on the surface of a molded body made of resin. Thereby, a texture and design nature can be improved and it can realize further cheaply.
操作体10は、3つの操作部X1、X2およびX3を回転軸AXに沿って積み重ねて上部にノブ15を取り付けることで構成される。ノブ15がジョイント130に取り付けられていることで、操作体10はカバー30の穴30hの上方に被せられているように配置される。
The
静電容量センサ部20は、筒状の操作体10の内側において、支柱120と操作体10の内周面との間に設けられている。静電容量センサ部20は、複数のリング状操作部12のそれぞれと対向して設けられている複数の固定電極部21を有する。複数の固定電極部21は、回転軸AXを中心として、高さ方向に離間して設けられている。本実施形態では、操作部X1、X2およびX3のそれぞれの内周面と対向するように、3つの固定電極部21が設けられている。説明の便宜上、3つの固定電極部21を上から順に固定電極部D1、D2、D3と言うことにする。また、固定電極部D1、D2、D3を区別しないときは、総称して固定電極部21と言うことにする。
The
図3に示すように、固定電極部21には例えば銅をリング状に成形したものが用いられている。3つの固定電極部21のそれぞれは、リング状に設けられた絶縁性(例えば、樹脂製)のワッシャ22の外側に嵌め込まれている。固定電極部21が取り付けられたワッシャ22は、リング状に形成された絶縁性(例えば、樹脂製)のカラー23の上に積み上げられている。各ワッシャ22の上端部にはフランジ部が設けられており、下側の固定電極部21の上端面にこのフランジ部が引っ掛かることで上側の固定電極部21が重ねられている。
As shown in FIG. 3, the fixed
これらワッシャ22およびカラー23は、筒状導体部であるシールド部25の外側に嵌め込まれる。シールド部25は、例えばステンレスなどの金属で形成されて、電気的に接地されている。シールド部25は、中心を回転軸AXに合わせた状態でベースプレート11に固定されている。これにより、3つの固定電極部21は、ワッシャ22によって互いに電気的に絶縁された状態で、ベースプレート11に対して固定されることになる。
The
3つの固定電極部21のうち、固定電極部D1はリング状操作部X1の内周面と対向し、固定電極部D2はリング状操作部X2の内周面と対向し、固定電極部D3はリング状操作部X3の内周面と対向する。本実施形態に係る入力装置1は、これらの間で構成される静電容量の変化を検出することで、操作体10の高さ方向の操作位置(ベースプレート11から突出する高さ方向の位置)を検出する。
Of the three fixed
リング状操作部12と固定電極部21との間の静電容量の変化を検出するため、固定電極部D1には配線W1が接続され、固定電極部D2には配線W2が接続され、固定電極部D3には配線W3が接続される。各配線W1、W2およびW3は、シールド部25のスリット25sを通り、シールド部25の内側に引き込まれる。内側に引き込まれた各配線W1、W2およびW3は、ベースプレート11の図示しない穴からカバー30内に引き出されている。
In order to detect a change in electrostatic capacitance between the ring-shaped
また、ベースプレート11の下方には角度検出部40が設けられている。シャフト111の下端側は下側のベアリング121を貫通してベースプレート11の下方まで延出するよう設けられている。角度検出部40は、このシャフト111の下端に取り付けられ、シャフト111を介して操作体10の回転角度を検出する。角度検出部40としては、光学式や電磁式のロータリエンコーダが用いられている。
An
入力装置1において、操作体10は回転軸AXを中心に回転可能に設けられた回転体であり、静電容量センサ部20である固定電極部21は回転しない固定体である。固定電極部21はシールド部25、ワッシャ22およびカラー23によってベースプレート11に確実に固定されているため、操作体10が回転しても、静電容量の変化を検出するための電極間のギャップを的確に構成し、一定に保つことができる。また、固定体である固定電極部D1、D2およびD3のそれぞれに接続された配線W1、W2およびW3は、操作体10の回転とは無関係に固定的に引き回される。したがって、回転する操作体10を備えた入力装置1であっても配線W1、W2およびW3の引き回しが容易となる。
In the
図4は、入力装置の電極構成を説明する模式図である。
図5は、静電容量センサ部による高さ検出動作を説明する模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an electrode configuration of the input device.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the height detection operation by the capacitance sensor unit.
図4に示すように、リング状操作部X1の内側に固定電極部D1が対向し、リング状操作部X2の内側に固定電極部D2が対向し、リング状操作部X3の内側に固定電極部D3が対向している。図2と図3に示す例では、固定電極部D1、D2およびD3がリング状であるが、図4に示すように、固定電極部D1、D2およびD3が平板状であってもよい。ただし、リング状の固定電極部D1、D2およびD3を用いることで、より安定した高さ検出を行うことができる。図4に示すように、全ての固定電極D1,D2,D3の内側にシールド部25が対向している。図2と図3に示す例では、シールド部25が筒状であるが、図4に示すようにシールド部25が平板状であってもよい。ただし、シールド部25を筒状とすることで、よりシールド効果を高めることができる。
As shown in FIG. 4, the fixed electrode portion D1 is opposed to the inside of the ring-shaped operation portion X1, the fixed electrode portion D2 is opposed to the inside of the ring-shaped operation portion X2, and the fixed electrode portion is disposed inside the ring-shaped operation portion X3. D3 is facing. In the example shown in FIGS. 2 and 3, the fixed electrode portions D1, D2, and D3 are ring-shaped, but as shown in FIG. 4, the fixed electrode portions D1, D2, and D3 may be plate-shaped. However, more stable height detection can be performed by using the ring-shaped fixed electrode portions D1, D2, and D3. As shown in FIG. 4, the
リング状操作部X1と固定電極部D1との間隔、リング状操作部X2と固定電極部D2との間隔およびリング状操作部X3と固定電極部D3との間隔は、それぞれ一定に設定されている。この間隔は、操作体10を回転させても一定のまま維持される。つまり、リング状操作部X1、X2およびX3の内周面は回転軸AXを中心とした円周面となっているため、リング状操作部X1、X2およびX3を回転させても、回転軸AXから内周面までの距離は変わらない。この内周面に対向して固定電極部D1、D2およびD3が配置されていることから、操作体10を回転させてもリング状操作部X1と固定電極部D1との間隔、リング状操作部X2と固定電極部D2との間隔およびリング状操作部X3と固定電極部D3との間隔は一定に保たれる。
The distance between the ring-shaped operation part X1 and the fixed electrode part D1, the distance between the ring-shaped operation part X2 and the fixed electrode part D2, and the distance between the ring-shaped operation part X3 and the fixed electrode part D3 are set to be constant. . This interval is maintained constant even when the
金属製のリング状操作部X1,X2,X3と固定電極部D1,D2,D3との間に、空気層が介在することで、金属製のリング状操作部X1,X2,X3と固定電極部D1,D2,D3との間に静電容量が形成される。 By interposing an air layer between the metal ring-shaped operation parts X1, X2, X3 and the fixed electrode parts D1, D2, D3, the metal ring-shaped operation parts X1, X2, X3 and the fixed electrode part Capacitance is formed between D1, D2 and D3.
なお、操作体10の構造として、金属製のリング状操作部X1,X2,X3の内側に絶縁材料の層が設けられて、絶縁材料層の内側に間隔を空けて各固定電極部D1,D2,D3が対向してもよい。この構造では、リング状操作部X1,X2,X3の内面と、各固定電極部D1,D2,D3との間に、絶縁材料と空気層の誘電率に応じた静電容量が形成される。金属製のリング状操作部X1,X2,X3と各固定電極部D1,D2,D3との間に絶縁材料を設けることで、リング状操作部X1,X2,X3と各固定電極部D1,D2,D3とが接触することによる電気的な短絡を防止でき、誤検出の少ない入力装置を構成することができる。
As the structure of the operating
また、リング状操作部X1,X2,X3と各固定電極部D1,D2,D3とに対向する部分における絶縁材料の厚さを、リング状操作部X1,X2,X3と各固定電極部D1,D2,D3とが対向しない部分の厚さよりも薄くすることで、電気的な短絡による誤検出を防止し、リング状操作部X1,X2,X3と各固定電極部D1,D2,D3との間に形成される静電容量を大きくすることができる。 In addition, the thickness of the insulating material in the portions facing the ring-shaped operation portions X1, X2, X3 and the fixed electrode portions D1, D2, D3 is set to the ring-shaped operation portions X1, X2, X3 and the fixed electrode portions D1, By making it thinner than the thickness of the portion where D2 and D3 do not face each other, erroneous detection due to an electrical short circuit is prevented, and between the ring-shaped operation portions X1, X2 and X3 and the fixed electrode portions D1, D2 and D3. It is possible to increase the capacitance formed on the substrate.
さらに、リング状操作部X1,X2,X3と各固定電極部D1,D2,D3とが対向する部分における絶縁材料に、絶縁材料の厚さ方向に貫通する孔部を設けても良い。孔部を設けることで、リング状操作部X1,X2,X3と各固定電極部D1,D2,D3との対向間隔に介在する絶縁層が空気層のみとなり、電気的な短絡による誤検出を防止し、リング状操作部X1,X2,X3と各固定電極部D1,D2,D3との間に形成される静電容量をさらに大きくすることができる。 Furthermore, a hole penetrating in the thickness direction of the insulating material may be provided in the insulating material in the portion where the ring-shaped operating portions X1, X2, and X3 and the fixed electrode portions D1, D2, and D3 face each other. By providing a hole, the insulating layer interposed between the ring-shaped operation portions X1, X2, and X3 and the fixed electrode portions D1, D2, and D3 is only an air layer, preventing erroneous detection due to an electrical short circuit. And the electrostatic capacitance formed between ring-shaped operation part X1, X2, X3 and each fixed electrode part D1, D2, D3 can further be enlarged.
図5に静電容量センサ部20の電気的構成が模式的に示されている。固定電極部D1には配線W1が接続され、固定電極部D2には配線W2が接続され、固定電極部D3には配線W3が接続されている。操作部X1と固定電極部D1との間には静電容量C1が構成され、操作部X2と固定電極部D2との間には静電容量C2が構成され、操作部X3と固定電極部D3との間には静電容量C3が構成されている。
FIG. 5 schematically shows the electrical configuration of the
ここで、例えば操作部X2を指Fで触れた場合、操作部X2と固定電極部D2との間の静電容量C2が変化する。つまり、指Fが触れた位置における操作部X1、X2およびX3についての静電容量C1、C2およびC3が変化するため、配線W1、W2およびW3によって静電容量の変化を検出することで、操作部X1、X2およびX3のうちいずれに指Fが触れたかを検出することができる。各電極の組は操作体10の高さ方向に配置されていることから、指Fが触れた操作体10の高さ方向の位置を検出することができる。
Here, for example, when the operation unit X2 is touched with a finger F, the capacitance C2 between the operation unit X2 and the fixed electrode unit D2 changes. In other words, since the capacitances C1, C2, and C3 of the operation units X1, X2, and X3 at the position touched by the finger F change, the change in capacitance is detected by the wirings W1, W2, and W3. It can be detected which of the parts X1, X2, and X3 is touched by the finger F. Since each set of electrodes is arranged in the height direction of the
図6は、操作部の間に設ける絶縁体について例示する模式図である。
図4に示す実施の形態では、高さ方向に並ぶ3つの操作部X1、X2およびX3の間が空気層で絶縁されているが、図6に示す実施の形態では、隣り合う2つの操作部間に絶縁体16が設けられている。絶縁体16が設けられていることで、隣り合う2つの操作部の間の感触を明確にすることができる。すなわち、操作部X1、X2およびX3の操作面12aは金属で形成されている。操作面12aに沿って指Fを滑らせた場合、隣り合う2つの操作部の間に操作面12aとは質感の異なる絶縁体16が設けられていると、指Fの感触が変わる。これにより、操作部X1、X2およびX3の間で指Fの接触位置を認識しやすくなる。
FIG. 6 is a schematic view illustrating the insulator provided between the operation units.
In the embodiment shown in FIG. 4, the three operation parts X1, X2, and X3 arranged in the height direction are insulated by an air layer, but in the embodiment shown in FIG. 6, two adjacent operation parts An
なお、絶縁体16は操作面12aと同一面で設けられていてもよいが、操作面12aよりも内側に下がった位置に設けられていることが望ましい。これにより、段差による感触の違いも得ることができる。
Although the
図7は、操作部の対向面に設けられた凹部について例示する模式図である。
図7に示すように、高さ方向に並ぶ3つのリング状操作部X1、X2およびX3における互いに対向する面の少なくとも一方に凹部12cが設けられていてもよい。凹部12cは、3個の操作面12aの上下の間隔よりも、リング状操作部X1、X2、X3の上下の間隔が広がるように、リング状操作部X1,X2,X3の上下での対向部に凹状に形成されている。図7に示す例では、隣り合う2つの操作部の対向面のそれぞれに凹部12cが設けられている。凹部12cを含む2つの操作部の間には絶縁体16が設けられていてもよい。このような凹部12cが設けられていることで、凹部12cが設けられていない場合に比べて隣り合う2つの操作部の間隔が広くなり、この間で発生する静電容量を低減することができる。これにより、誤検出を低減し、高精度な入力装置とすることができる。
FIG. 7 is a schematic view illustrating a recess provided on the facing surface of the operation unit.
As shown in FIG. 7, a
図8は、隣り合う操作部の間の静電容量について例示する模式図である。3つの操作部X1、X2およびX3のうち隣り合う2つの操作部の間には静電容量C0が構成される。この静電容量C0によって、指Fが接触している操作部(例えば、操作部X1)と隣り合う操作部(例えば、操作部X2)における容量値が変動し、誤検出の原因となる。 FIG. 8 is a schematic view illustrating the capacitance between adjacent operation units. A capacitance C0 is formed between two adjacent operation units among the three operation units X1, X2, and X3. The capacitance C0 fluctuates the capacitance value in the operation unit (for example, the operation unit X2) adjacent to the operation unit (for example, the operation unit X1) with which the finger F is in contact, which causes erroneous detection.
本実施形態のように、隣り合う2つの操作部の対向面に凹部12cが設けられ、この間で発生する容量を低減することによって、指Fが接触していない操作部についての容量値の変動の影響を抑制し、誤検出を低減することができる。
As in the present embodiment, the
図9(a)および(b)は、本実施形態に係る入力装置による入力動作を例示する模式図である。図9(a)には操作体10を手Hの指先で接触させる動作が示され、図9(b)には高さと回転とによるコンテンツの選択例が示される。
FIGS. 9A and 9B are schematic views illustrating an input operation by the input device according to this embodiment. FIG. 9A shows an operation of bringing the operating
図9(a)に示すように、利用者は操作体10の外周を手Hで摘まみ、必要に応じて操作体10を回転させる。入力装置1は、手Hの指先が触れた操作体10の位置(高さ)を検出する。すなわち、指先が操作部X1、X2およびX3のいずれに触れられたかによって高さを検出する。利用者は、操作体10の外周に触れる指先を高さ方向にスライドさせることで、高さを選択することができる。
As shown in FIG. 9A, the user picks the outer periphery of the operating
このとき、親指とその他の指(特に中指)とでは長さが異なることから、操作部X1、X2およびX3のうち、指ごとに触れている操作部が異なる場合がある。そのときは、高さ方向において最も低い側に位置する操作部への接触に基づいて高さを検出することが好ましい。あるいは、親指が接触している操作部に基づいて高さを検出してもよい。親指は、操作体10の外周を手Hで摘まんだ際の各指の検出位置から判断することができ(操作体10の表面において親指は他の指とは離れた位置で検出される)、もしくは、各指の接触面積に基づいて判断することができる(親指の接触面積は他の指よりも広い)。
At this time, since the lengths of the thumb and other fingers (particularly the middle finger) are different, the operation unit touched for each finger among the operation units X1, X2, and X3 may be different. In that case, it is preferable to detect the height based on contact with the operation unit located on the lowest side in the height direction. Or you may detect height based on the operation part which the thumb is contacting. The thumb can be determined from the detection position of each finger when the outer periphery of the
図9(b)に示すように、入力装置1で検出した高さと回転角度との組み合わせでコンテンツを選択可能に構成してもよい。図9(b)に示す例では、高さ方向で3つ、回転角度で5つ、合計15種類の選択が可能であり、15種類の選択に対応してコンテンツCT1〜CT15が割り当てられている。
As shown in FIG. 9B, the content may be selectable by a combination of the height detected by the
例えば、指先で操作部X1を触れている場合には、操作部X1の高さに対応したコンテンツCT1〜CT5が選択可能となる。そして、指先で操作部X1を触れた状態で操作体10を回転させることで、その回転角度(回転方向の位置)に応じてコンテンツCT1〜CT5のいずれかが選択される。また、利用者が操作体10に触れる指先をスライドさせて、操作部X2を触れた場合には、操作部X2の高さに対応したコンテンツCT6〜CT10が選択可能となる。この状態で操作体10を回転させると、回転角度に応じてコンテンツCT6〜CT10のいずれかが選択される。同様に、指先で操作部X3を触れた場合には、操作部X3の高さに対応したコンテンツCT11〜CT15が選択可能となる。この状態で操作体10を回転させると、回転角度に応じてコンテンツCT11〜CT15のいずれかが選択可能となる。
For example, when the operation unit X1 is touched with a fingertip, the contents CT1 to CT5 corresponding to the height of the operation unit X1 can be selected. Then, by rotating the operating
以上説明したように、実施形態によれば、回転可能な操作体10の外周の表面に金属体が用いられている場合でも、静電容量センサ部20によって高さ方向の位置検出を行うことができる入力装置1を提供することが可能になる。
As described above, according to the embodiment, even when a metal body is used on the outer peripheral surface of the
なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。例えば、本実施形態では高さ方向に3つの操作部X1、X2およびX3が設けられている例を示したが、リング状操作部12の数は3つに限定されない。また実施の形態では、それぞれのリング状操作部X1,X2,X3の操作面12aは、金属で円周方向の全周に連続しているものであるが、リング状操作部X1,X2,X3の金属部分が、円周方向に分離していてもよい。この場合に、リング状操作部の分離したそれぞれの金属部に個別に対向する固定電極部が設けられる。
Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to these examples. For example, in the present embodiment, an example in which three operation units X1, X2, and X3 are provided in the height direction is shown, but the number of ring-shaped
また、操作体10として円筒型の例を示したが、四角柱や三角柱など円筒型以外の形状であっても適用可能である。また、前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態の構成例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含有される。
Moreover, although the cylindrical example was shown as the
以上のように、本発明に係る入力装置1は、1つの操作体10によって数多くのコンテンツやコマンドを直観的に選択させたいシステムへの適用に有用である。
As described above, the
1 入力装置
10 操作体
11 ベースプレート
12 リング状操作部
12a 操作面
12c 凹部
15 ノブ
16 絶縁体
20 静電容量センサ部
21 固定電極部
25 シールド部
30 カバー
40 角度検出部
111 シャフト
120 支柱
121 ベアリング
130 ジョイント
AX 回転軸
D1 固定電極部
D2 固定電極部
D3 固定電極部
W1 配線
W2 配線
W3 配線
X1 リング状操作部
X2 リング状操作部
X3 リング状操作部
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記操作体は、高さ方向に離間して設けられた複数のリング状操作部を有し、それぞれの前記リング状操作部は、少なくとも操作面が金属で形成されており、
前記静電容量センサ部は、複数の前記リング状操作部のそれぞれと内側から個別に対向して固定された複数の固定電極部を有し、
互いに対向する前記リング状操作部と前記固定電極部との間の静電容量の変化によって、前記操作体の高さ方向の操作位置が検出されることを特徴とする入力装置。 A cylindrical operation body provided rotatably, and a capacitance sensor unit provided inside the operation body,
The operation body has a plurality of ring-shaped operation parts provided apart in the height direction, and each of the ring-shaped operation parts has at least an operation surface formed of metal,
The capacitance sensor unit has a plurality of fixed electrode portions fixed to be opposed to each of the plurality of ring-shaped operation units individually from the inside,
An input device in which an operation position in a height direction of the operation body is detected by a change in capacitance between the ring-shaped operation unit and the fixed electrode unit facing each other.
前記筒型導体部は接地され、
複数の前記固定電極部は、前記筒型導体部の外周面に絶縁性のワッシャを介して取り付けられた、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の入力装置。 A cylindrical conductor portion fixed to the base plate and disposed inside the operation body;
The cylindrical conductor is grounded,
The input device according to any one of claims 1 to 8, wherein the plurality of fixed electrode portions are attached to an outer peripheral surface of the cylindrical conductor portion via an insulating washer.
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