JP2018205150A - 電子機器及びウェアラブル機器 - Google Patents

Abstract

【課題】検出精度が高く、且つ水で濡れるような環境下でも操作が可能なインターフェースを実現する電子機器を提供する。【解決手段】電子機器１００は、静電容量式のタッチパネル１６０と、導電性を有する可動部１１０と、可動部１１０の移動に伴って移動する導電体１２０を含む。タッチパネル１６０を観察する平面視において、導電体１２０の少なくとも一部は、タッチパネル１６０と重なりながら移動し、可動部１１０と導電体１２０とは、電気的に導通している。【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器及びウェアラブル機器等に関する。

近年、情報機器の小型化が進んでいる。例えば、腕時計型等のウェアラブル機器（リスト機器）も広く知られているし、携帯電話（スマートフォン）等の端末の小型化も顕著である。これらの機器では、操作のしやすさが重要となる。リスト機器のような表示画面が小さい情報機器では、深い階層構造のユーザーインターフェース（以下、ＵＩとも表記する）が用いられることがある。そのため、通常のボタン操作では、項目の選択、決定のための操作を繰り返す必要があり、煩わしい作業となってしまう。

特に、スポーツ向けリスト機器においては、競技中にいちいち画面を覗き込むことは困難であるため、ブラインド操作（ユーザーが機器を目視せずに行う操作）が望まれている。

また、回転ベゼルを有する時計も、広く用いられている。そして、回転ベゼルを電子機器（リスト機器）のＵＩとして利用する手法も種々提案されている。例えば、回転ベゼルにカムスロープやスライドピン等を用いた機械的なスイッチを組み合わせることにより、回転位置及び回転量を検出する手法、或いは、回転ベゼルに磁極を付加し、磁極の切り替わりをホール素子を用いてカウントすることにより、回転量を検出する手法が知られている。従って、回転ベゼルを用いることにより、ブラインド操作が容易なＵＩを実現可能と考えられる。

ところが、回転ベゼルの回転を機械的なスイッチで検出する手法では、検出精度が低く、機構が複雑化（大型化）するという課題があった。また、回転ベゼルの回転をホール素子を用いて検出する手法では、ベゼルの絶対位置の検出が困難であり、磁気の影響を受ける他のセンサー（磁気センサー）の搭載が困難という課題があった。

そこで、ウェアラブル機器や携帯電話等の機器では、ユーザーが指等を用いてタッチする（触れる）ことによって操作を行う、いわゆるタッチパネルを備えた機器がある。例えば、特許文献１には、タッチセンサーを内蔵した固定式のベゼルを有するリスト機器が開示されている。特許文献１では、タッチセンサーを用いてベゼル上での指の位置を特定して、指の移動量に応じて画面遷移等の制御を行う。

米国特許出願公開第２００９／００５９７３０号明細書

しかしながら、特許文献１では、タッチセンサーを用いてベゼル上に触れている指のタッチエリアを検出する際、指先が水滴で濡れていると、水滴の大きさに応じた面でベゼルに接触することになってしまい、即ち、指先とベゼルとが点接触ではなくなり、指先の正確な位置（絶対位置）をベゼル上で特定できなくなるので、指のタッチエリアの検出精度が低下したり、検出自体ができなくなってしまうという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の
態様または適用例として実現することが可能である。

本発明の一態様は、静電容量式のタッチパネルと、導電性を有する可動部と、前記可動部の移動に伴って移動する導電体と、を含み、前記タッチパネルを観察する平面視において、前記導電体の少なくとも一部は、前記タッチパネルと重なりながら移動し、前記可動部と、前記導電体とは、電気的に導通している電子機器に関係する。

本発明の一態様では、可動部の移動に伴って、導電体の少なくとも一部がタッチパネルと重なる領域を移動し、当該導電体は、可動部と電気的に導通している。このようにすれば、可動部の位置や移動量の検出をタッチパネルを用いて行うため、検出処理を高精度で行うこと等が可能になる。また、ユーザーが可動部に触れていない状態では、生体からの電流が導電体に流れないため、ユーザーの意図しない操作が誤検出されることを低減できる。

また本発明の一態様では、前記可動部は、前記平面視において前記タッチパネルと重なるように配置され、所与の軸を回転軸として回転可能な回転体であってもよい。

このようにすれば、回転体の絶対位置や回転量を、タッチパネルを用いて検出することが可能になる。

また本発明の一態様では、前記可動部の前記タッチパネル側の面に設けられる絶縁体を含んでもよい。

このようにすれば、可動部とタッチパネルの隙間を絶縁体で充填することで、防水性能を高くすること等が可能になる。

また本発明の一態様では、前記絶縁体の一部に、前記可動部側の面から前記タッチパネル側の面に貫通する貫通部が設けられ、前記導電体は、前記貫通部に設けられていてもよい。

このようにすれば、導電体及び絶縁体を適切に配置することが可能になる。

また本発明の一態様では、前記絶縁体を前記タッチパネル側の方向に押しつける押しつけ機構を含んでもよい。

このようにすれば、絶縁体をタッチパネル側の部材（例えばカバー）に密着させられるため、防水性能を高くすること等が可能になる。

また本発明の一態様では、前記押しつけ機構は、保持部材と、前記保持部材と前記可動部との間に設けられている弾性部材と、含み、前記タッチパネルから前記導電体へと向かう方向を第１の方向としたとき、前記保持部材の前記弾性部材に接触する周状の面は、前記第１の方向へ向かうにつれて、前記周状の面の内周の径が大きくなるように傾斜している面であってもよい。

このようにすれば、所定の傾斜面を設けることで、押しつけ機構を実現することが可能になる。

また本発明の一態様では、表示パネルを含み、前記タッチパネルは、前記平面視において、前記表示パネルを覆うように配置され、前記導電体は、前記平面視において前記タッチパネルの一部と重なる領域を、前記可動部の移動に伴って移動してもよい。

このようにすれば、タッチパネルの一部の領域を、可動部（導電体）の検出に用いることになり、タッチパネルの他の領域で従来のタッチパネル操作を行うこと等が可能になる。

また本発明の一態様では、表示パネルを含み、前記タッチパネルは、前記平面視において、前記表示パネルと前記可動部とが重なる領域に設けられ、前記導電体は、前記平面視において、前記タッチパネルの設けられている領域を、前記可動部の移動に伴って移動してもよい。

このようにすれば、可動部（導電体）の検出用のタッチパネルを設けるとともに、表示パネルの他の領域ではタッチパネルを省略することが可能になる。

また本発明の一態様では、前記タッチパネル上での前記導電体の位置を検出する処理回路を含んでもよい。

このようにすれば、タッチパネルの電極間の静電容量に基づいて、導電体の位置の検出処理を行うことが可能になる。

また本発明の一態様では、音、振動及び光の少なくとも１つを用いてユーザーに通知を行う通知部を含み、前記通知部は、前記導電体が、所定の位置にあることが検出された場合に、前記通知を行ってもよい。

このようにすれば、可動部の絶対位置に関する通知をユーザーに対して行うことが可能になる。

また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載の電子機器を含むウェアラブル機器に関係する。

また本発明の他の態様では、ウェアラブル機器は、計時部を含んでもよい。

このようにすれば、時刻情報に関する表示等を行うウェアラブル機器において、適切なインターフェースを実現すること等が可能になる。

電子機器を含むウェアラブル機器の斜視図（分解図）。 第１の実施形態に係るウェアラブル機器の断面図。 第１の実施形態に係るウェアラブル機器の平面図。 導電体及び絶縁体の平面図。 第１の実施形態に係るウェアラブル機器の他の断面図。 第２の実施形態に係るウェアラブル機器の断面図。 第２の実施形態に係るウェアラブル機器の他の断面図。 変形例に係るウェアラブル機器の断面図。 変形例に係るウェアラブル機器の他の断面図。 可動部であるジョグダイヤルの斜視図。 可動部であるスライド部の平面図。 可動部であるスライド部の断面図。

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．第１の実施形態
小型軽量な機器では、ＰＣ（Personal Computer）等に比べて操作インターフェースの数や種類に制限がある。しかし、情報端末の高機能化に伴い、多様な機能を有する小型軽量な機器も広まってきており、当該多様な機能を適切に利用するために、ＵＩの重要性が高まっている。

特に、リスト型機器等のウェアラブル機器は、スポーツ等の競技や運動中に操作を行う必要性が高い。例えば、トライアスロンで用いられるウェアラブル機器の場合、スイム、バイク、ランのいずれを実行中かに応じて、計測或いは表示すべき情報が異なる。そのため、ウェアラブル機器は、スイムモード、バイクモード、ランモード、登山モード、トレッキングモードといった複数のモードを有し、ユーザーの操作に応じてモードを切り替えることが想定される。

その際、タイムの短縮、或いは衝突等の危険回避を考慮すれば、ユーザーはいちいちウェアラブル機器を視認してモードの切り替え操作を行うのではなく、ブラインド操作を行うと考えられる。つまり、ブラインド操作に適したＵＩの重要性が高い。

これに対して、回転ベゼルを用いたＵＩは、ブラインド操作に適している。ベゼルの回転操作にはある程度の力を要し、有効な操作（ベゼルの回転移動）が行われた際には、感触の変化という物理的フィードバックがユーザーに対して行われるためである。これにより、競技中であっても、ウェアラブル機器に対する操作を確実に、正確に行うことが可能である。

ただし、回転ベゼルをＵＩとして用いるのであれば、回転ベゼルの回転を精度よく検出する必要がある。その点、機械的なスイッチで検出する手法では、回転量を高い精度で検出することが困難である。また、カムスロープやスライドピン等の機構を設ける必要があるため機構が複雑化し、機器の小型化が難しいという課題もある。

また、回転ベゼルの回転をホール素子を用いて検出する手法では、回転量（ベゼルの相対位置）の検出は可能であるが、ベゼルの絶対位置を検出することが難しい点が課題となる。また、ベゼルに対して磁極を付加するため、磁気の影響を受けるセンサー（磁気コンパス、磁気センサー、等）を機器に搭載することが容易ではなくなる。磁気コンパスを搭載する場合、例えば、ベゼルと磁気コンパスの位置を離すような設計としたり、ベゼルと磁気コンパスの間に磁気シールドとなる部材を設ける、或いは、磁気コンパスの検出処理においてベゼルからの磁気（磁界）を想定したキャリブレーションを行う、等の対応が必要となる。

また、特許文献１のように、タッチセンサー（タッチパネル）を含む機器も種々知られている。ここでのタッチパネルは、静電容量式のタッチパネル、特に投射型（投影型）のタッチパネルを想定している。しかしタッチパネルの操作に指を用いる場合、指とタッチエリアとの接触面はある程度の面積を持つため、ユーザーが意図した箇所を正確にタッチすることが難しい。特に、ウェアラブル機器のようにタッチパネルの面積が小さい機器では、指を用いたタッチパネル操作では所望の位置をタッチできないおそれがある。また、静電容量式のタッチパネルでは、導電性を有する水がタッチエリアに付着することで、ユーザーが触れていない箇所でタッチが誤検出されるおそれもある。また、ユーザーが操作を意図して指を触れた場合にも、水が付着していることで接触面が広がった状態になってしまい、検出精度が低下したり、検出自体が困難になってしまうこともある。

これに対して、本実施形態に係る電子機器１００は、静電容量式のタッチパネル１６０と、導電性を有する可動部１１０と、可動部１１０の移動に伴って移動する導電体１２０を含む。タッチパネル１６０とが重なる方向からの平面視（タッチパネル１６０を観察する平面視）において、導電体１２０の少なくとも一部は、タッチパネル１６０と重なる領域を移動する（タッチパネル１６０と重なりながら移動する）。そして、可動部１１０と、導電体１２０とは、電気的に導通している。以下では、導電体１２０の全体が、タッチパネル１６０と重なる領域を移動する（タッチパネル１６０と重なる領域のみを移動する）例を説明するが、本実施形態の手法はこれには限定されない。例えば、可動部１１０の移動に伴う導電体１２０の移動範囲のうち、一部がタッチパネル１６０と重なり、他の領域がタッチパネル１６０と重ならなくてもよい。

図１は、本実施形態に係る電子機器１００を含むウェアラブル機器２００の斜視図（分解図）である。なお、ウェアラブル機器２００は、図１の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。また、図１では、可動部１１０が、方位計として利用可能な回転ベゼル３０である例を示しており、可動部１１０の側面部に凹凸が設けられ、上面部に目盛りや文字、数字が設けられている。ただし、可動部１１０（回転ベゼル３０）の形状は種々の変形実施が可能である。

図１に示したように、ウェアラブル機器２００は、筐体（ケース部）１０と、筐体１０をユーザーの身体（狭義には手首）に固定するためのバンド部１１を含み、バンド部１１には嵌合穴１２と美錠１４が設けられる。美錠１４は、美錠枠１５及び係止部（つく棒、突起棒）１６から構成される。ウェアラブル機器２００では、バンド部１１に複数の嵌合穴１２が設けられ、美錠１４の係止部１６を、複数の嵌合穴１２のいずれかに挿入することでユーザーへの装着が行われる。複数の嵌合穴１２は、図１に示すようにバンド部１１の長手方向に沿って設けられる。

ウェアラブル機器２００の筐体１０には、カバー（透光性基板、風防板、風防部材、風防ガラス）１４０と、表示パネル（表示部）１５０と、タッチパネル（タッチセンサー）１６０と、処理回路等を含む基板（不図示）が設けられる。筐体１０は、装着時に被検体（ユーザーの手首）と反対側に位置する開口部とカバー１４０とが嵌合している。即ち、カバー１４０は、筐体１０に装着された状態において、外部に露出する開口側に設けられ、カバー１４０及び筐体１０により閉空間を形成する。表示パネル１５０、タッチパネル１６０、及び基板は、カバー１４０及び筐体１０により形成される閉空間内に設けられる。即ち、カバー１４０は、外部から筐体内部への液体等の流入を抑制する、或いは筐体内部に設けられる表示パネル１５０等に対する衝撃を抑制するための部材であり、狭義には腕時計における風防ガラスである。

表示パネル１５０は、その表示面がカバー１４０の面に沿った方向となり、カバー１４０よりも筐体１０側の位置に設けられる。言い換えれば、表示パネル１５０は、ウェアラブル機器２００がユーザーの所定部位（手首等）に装着された状態において、カバー１４０よりも当該所定部位側となる位置に設けられる。

タッチパネル１６０は、複数の電極が配列される面がカバー１４０の面に沿った方向となり、表示パネル１５０よりも筐体１０側の位置に設けられる。図１では、便宜上、タッチパネルの符号（１６０）を表示パネル１５０と同じ位置に付しているが、タッチパネル１６０は表示パネル１５０よりも奥側に位置するため、直接的に視認できない。

図１、及び後述する図２、図３ではウェアラブル機器２００の筐体１０を基準として座標系を設定し、表示パネル１５０の表示面に交差する方向であって、表示パネル１５０の表示面側を表面（上面）とした場合の裏面（下面）から表面へと向かう方向をＺ軸正方向としている。あるいは、表示パネル１５０の表示面の法線方向において筐体１０から離れる方向をＺ軸正方向と定義してもよい。ウェアラブル機器２００が被検体に装着された状態では、上記Ｚ軸正方向とは、被検体から筐体１０へと向かう方向に相当する。また、Ｚ軸に直交する２軸をＸ軸及びＹ軸とし、特に筐体１０に対してバンド部１１が取り付けられる方向をＹ軸に設定している。

図２は、図１のＹＺ平面（図３のＡ−Ａ’）における断面図であり、図３は、ウェアラブル機器２００よりもＺ軸正方向側に設けられる視点から、Ｚ軸負方向に向かってウェアラブル機器２００（特にバンド部１１を除いた部分）を観察した場合の平面図である。以下、本明細書では、図３に示した観察状態、即ちタッチパネル面に交差（狭義には直交）する方向から観察した状態を「平面視」と表記する。なお、図２や図３では回転ベゼル等の形状を簡略化して示している。また、図３は、ユーザーにより可動部１１０が操作された場合の、導電体１２０の動きを説明する図でもある。図３におけるＢ１の鎖線は、カバー１４０、表示パネル１５０、タッチパネル１６０の外周を表す。即ち、回転ベゼル３０の内周と、Ｂ１の鎖線とで挟まれる領域が、図２のＡ１に対応し、ここでのタッチエリア（特に回転ベゼル３０の回転検出用タッチエリア）を表す。

図２に示したように、カバー１４０、表示パネル１５０及びタッチパネル１６０は、Ｚ軸方向に積層して設けられる。そして、図２、図３に示したように、平面視においてカバー１４０の周縁部に重なるよう回転ベゼル３０が設置される。回転ベゼル３０のカバー１４０側の面（下面）には、導電体１２０（接触子）が設けられており、図３に示したように、回転ベゼル３０の回転に伴って導電体１２０が回転する。例えば、回転ベゼル３０の下面と導電体１２０は、接着されている。

このように本実施形態の電子機器１００では、可動部１１０の移動に伴って、導電体がタッチエリア内を移動する。ここでのタッチエリアとは、平面視においてタッチパネル１６０が設けられる領域であり、タッチパネル１６０により容量変化を検出可能な領域を表す。なお、ここでは静電容量式のタッチパネル１６０として、投影型（投射型）のタッチパネルを想定しているため、導電体１２０がタッチパネル１６０面に直接接触しなくても、タッチパネル１６０は導電体１２０による容量変化を検出可能である。図２の例であれば、タッチエリアとは、カバー１４０の上面（Ｚ軸正方向側の面）であって、平面視においてタッチパネル１６０と重なる領域である。

本実施形態の手法によれば、可動部１１０を用いたＵＩを実現できる。可動部１１０は、ユーザーが力を加えることで可動する機構であり、操作による物理的フィードバックがあるため、ブラインド操作に適している。さらに、可動部１１０の位置をタッチパネル１６０を用いて検出するため、機械的なスイッチや磁極の付加が不要である。

また、カバー１４０上面（タッチエリア）には、ユーザーの指が直接接触するのではなく、導電体１２０が接触する。そのため、平面視における導電体１２０の面積（特に、タッチエリアと重複する部分の面積）を小さくすれば、導電体１２０の位置を高精度で検出できる。例えば、指が接触した場合の接触面の面積に比べて、導電体１２０の面積を小さくしておけばよい。理想的には、導電体１２０の位置検出は、タッチパネル１６０の分解能と同程度の精度で実行可能である。

また、導電体１２０と可動部１１０の相対的な位置は設計時に既知であり、図１の例であれば、方位計の北（Ｎ、０°）の位置に導電体１２０を設けている。そのため、導電体１２０の位置を検出することで、可動部１１０の絶対位置を検出可能である。また、絶対位置の変化（差分）を用いることで、可動部１１０の移動量（狭義には回転量）を求めることも可能である。

さらに、本実施形態ではタッチエリアのうち、平面視で可動部１１０と重なる領域が外部に露出しない。そのため、導電体１２０（可動部１１０）の位置検出においては、タッチエリアへの外気や水分、等の侵入を抑制できる。これにより、可動部１１０やユーザーの指が濡れている場合、或いは水中で使用する場合にも、ユーザーの操作を精度よく検出できる。

また、本実施形態の手法では、ユーザーが導電性を有する可動部１１０に触れた場合に、微弱な電流が、可動部１１０、及び当該可動部１１０と導通している導電体１２０を介して流れ、当該電流（電荷）による静電容量の変化をタッチパネル１６０で検出する。そのため、ユーザーが可動部１１０に手を触れない限り、タッチパネル１６０による導電体１２０の位置検出（可動部１１０の位置や移動量の検出）が行われないと考えられる。スポーツ等では、ウェアラブル機器２００がユーザーの装備品等に意図せず衝突してしまう場合もあり、ユーザーの意図に反して可動部１１０が移動する可能性がある。その点、本実施形態では、意図しない衝突等では導電体１２０（可動部１１０）の位置検出が行われないため、操作の誤検出を抑制できる。なお、水中では水自体が導電性を有するため、ユーザーが可動部１１０に手を触れていなくても（例えば手が近くにあるだけで）、タッチパネル１６０で容量変化を検出してしまうおそれがある。しかし、水中であっても、容量変化が生じるほど近くに生体があること、及び、衝突等により意図せず可動部１１０が移動すること、の両方が同時に満たされない限りは、可動部１１０の移動は検出されない。つまり本実施形態によれば、水中での使用においても、ユーザーの意図に反して操作が誤検出されてしまうことを抑制可能である。

以上のように、本実施形態の手法によれば、ブラインド操作が可能であり、検出精度が高く、過酷な環境（水に濡れる状況、或いは水中）でも利用可能であり、ユーザーの意図に反する操作検出を抑制可能なインターフェースを実現できる。さらに、機械的なスイッチが不要であるため、小型化が可能であり、磁気コンパス等のセンサーの搭載も容易である。

なお、ここでの可動部１１０は、平面視においてタッチパネル１６０と重なるように配置され、所与の軸を回転軸として回転可能な回転体であってもよい。回転体を用いたインターフェースでは、回転範囲や回転方向を制限することで誤操作を抑止したり、逆に回転範囲や回転方向に制限を設けないことで、柔軟な操作入力を実現することが可能である。

ここでは、まず図１〜図３に示したように、回転体である可動部１１０の例として、回転ベゼル３０について説明する。図１等に示したように、回転ベゼル３０とは、平面視において筐体１０の周縁部に設けられる縁部材であり、Ｚ軸方向に沿った軸（表示パネル１５０の表示面に交差する方向の軸、Ｚ軸そのものであってもよい）を回転軸として回転可能な部材を表す。ただし、可動部１１０として円柱状の回転体を用いてもよいし、回転体でない部品（例えばスライド部）を用いてもよい。可動部１１０の変形例については、図１０〜図１２を用いて後述する。

図２に示したように、本実施形態の電子機器１００（ウェアラブル機器２００）は、カバー１４０の周縁部上面（Ｚ軸正方向側の面）と、回転ベゼル３０のうち、カバー１４０（タッチパネル１６０）と平面視で重なる領域の下面（Ｚ軸負方向側の面）との間に、隙間があり、当該隙間に導電体１２０が設けられる。隙間を何らかの部材で充填しない場合、ウェアラブル機器２００の筐体内部に外気や水分、等が侵入してしまう虞がある。

よって電子機器１００は、可動部１１０（回転ベゼル３０）のタッチパネル１６０側の面に設けられる絶縁体１３０（スペーサー）をさらに含む。絶縁体１３０を設けることで、回転ベゼル３０とカバー１４０の隙間からの外気や水分、等の侵入を低減でき、電子機器１００に高い防水性能を持たせることが可能になる。また、タッチエリアに接触する部材は、導電体１２０を除いて絶縁体１３０となるため、導電体１２０の位置以外の点が、誤ってタッチパネル１６０で検出されてしまう（静電容量が変化してしまう）ことも抑制できる。

具体的には、平面視において回転ベゼル３０とタッチパネル１６０が重なる領域（タッチエリア）の一部の領域に導電体１２０を設け、タッチエリアの他の領域に、絶縁体１３０を設ければよい。また、導電体１２０の位置の検出を考慮すれば、導電体１２０とカバー１４０との間に絶縁体１３０が設けられることは好ましくない。

よって本実施形態では、絶縁体１３０の一部に、可動部１１０側の面からタッチパネル１６０側の面に貫通する貫通部１３１（切り欠け部、穴部）が設けられ、導電体１２０は、貫通部１３１に設けられている。

図４は、本実施形態に係る絶縁体１３０及び導電体１２０の平面図である。また図５は、図３のＢ−Ｂ’での断面図を表す。図４の例では、平面視において絶縁体１３０は環状（リング状、２つの同心円で挟まれる形状）であって、一部に貫通部１３１（切り欠け）が設けられており、導電体１２０により当該貫通部１３１が埋められている。ここでの貫通部１３１は、環状の絶縁体１３０のうち、内周側（内周端から、外周端に至る途中の位置まで）に設けられる切り欠けであって、外周端へは到達しない形状である。ただし、貫通部１３１の形状はこれに限定されず、内周端から外周端までの範囲を貫通部１３１としてもよい。或いは、切り欠けではなく穴部（平面視において、環状の絶縁体１３０の中の閉領域）を貫通部１３１としてもよい。

また、図２に示したとおり、貫通部１３１が回転ベゼル３０側からタッチパネル１６０側まで貫通して設けられることで、当該貫通部１３１に設けられる導電体１２０は、回転ベゼル３０及びカバー１４０に接触する。即ち、導電性を有する回転ベゼル３０は、導電体１２０を介してタッチエリアに電気的に導通されるため、ユーザーが回転ベゼル３０に触れて操作することで、導電体１２０の位置がタッチパネル１６０により検出可能となる。一方、図５に示したように、タッチエリアのうち、導電体１２０が設けられない位置では、隙間が絶縁体１３０で充填される。そのため、上述したように、高い防水性能の実現、及び誤検出の抑止が可能になる。

また、防水性能を考慮すれば、電子機器１００（ウェアラブル機器２００）は、保持部材２０と、保持部材２０と可動部１１０との間に設けられる弾性部材４０と、を含んでもよい。図１や図２に示したように、弾性部材４０は環状（リング状）のパッキンであり、保持部材２０は、平面視において弾性部材４０の内周側に設けられる環状部材（固定リング）である。なお、弾性部材４０の断面形状は、円形に限定されるものではなく、保持部材２０及び回転ベゼル３０で押圧され弾性変形が生じる形状であればよく、例えば、楕円形状、トラック形状（線分及び円弧からなる形状）、或いは四角形状でもよい。

筐体１０は、絶縁体１３０に接触する第１の面１０ａと、前記第１の面よりも平面視において外周側に設けられる第２の面（載置部１０ｂ）とを含む。そして、保持部材２０及び回転ベゼル３０の一部（外周部であって後述する第２部材３２）は、載置部１０ｂに対向配置される。回転ベゼル３０には、溝３５が設けられ、弾性部材４０は、当該溝３５と保持部材２０（保持部材２０の外周面２０ａ）により形成される弾性部材収容部５０に収容される。弾性部材４０は、溝３５の外周側の面である溝面３５ａと、保持部材２０の外周面２０ａとに接触する。

弾性部材４０は、弾性部材収容部５０に収容されることにより、保持部材２０の外周面２０ａと、回転ベゼル３０の溝面３５ａと、の間で押圧され弾性変形し圧縮弾性力が生じる。この圧縮弾性力は、回転ベゼル３０を保持部材２０の外側へ押し出す方向に作用し、回転軸（Ｚ軸）と交差する方向のがたつきを抑制し、滑らかに回転する回転ベゼル３０の操作性を得ることができる。

このように、本実施形態の電子機器１００（ウェアラブル機器２００）は、高い防水性能を有する。そのため、ウェアラブル機器２００に加速度センサー、角速度センサー、地磁気センサー、気圧センサー（高度計）、生体センサー（例えば光電センサー）、ＧＰＳレシーバー等、種々のセンサーを搭載する場合に、当該センサー類を防水性能の高い筐体１０内に格納できるため、故障や誤動作の抑制が可能である。

また、図２、図３に示したように、電子機器１００は表示パネル１５０をさらに含み、タッチパネル１６０は、平面視において表示パネル１５０を覆うように（覆う領域に）配置され、導電体１２０は、平面視においてタッチパネルの一部と重なる領域を、可動部１１０の移動に伴って移動する。

このようにすれば、タッチパネル１６０の周縁部（図２のＡ１）を、回転ベゼル３０の回転検出に用い、タッチパネル１６０の中央部（図２のＡ２）を、通常のタッチパネル操作と同様の操作に用いることが可能になる。タッチパネル１６０の中央部は、例えばユーザーの指によるタッチを検出するインターフェースに利用できる。

この場合、タッチパネル１６０の周縁部と中央部を異なる構成として別途設ける必要はなく、一体のタッチパネルとして形成できる。即ち、タッチパネル１６０自体の構成は従来のウェアラブル機器２００と共通化することが可能である。具体的には、タッチパネル１６０を有する従来のウェアラブル機器に対して、図１等を用いて上述した導電体１２０や絶縁体１３０（スペーサー）が接着された回転ベゼル３０を追加するだけで、本実施形態に係るウェアラブル機器２００を容易に実現可能である。即ち、容易に実現可能な構成により、回転ベゼル３０の回転操作、及び通常のタッチパネル操作の２つの操作を検出する機器を実現できる。

また、回転ベゼル３０を取り外し自在なアタッチメントとしてもよい。この場合、ユーザー或いはウェアラブル機器メーカーは、状況に応じて、回転ベゼル３０を取り付けるか、回転ベゼル３０を取り付けずに従来と同様のウェアラブル機器として利用するかを選択できる。なお、処理回路では、回転ベゼル３０を取り付けた場合と取り付けない場合とで、タッチパネル１６０の周縁部でタッチが検出された際の処理が異なる。よってウェアラブル機器２００は、回転ベゼル３０が取り付けられているか否かを、処理回路が認識可能に構成されることが好ましい。例えば、ユーザー等は、回転ベゼル３０の取り付け状態を表す情報（例えばフラグ情報）を、処理回路から読み取り可能なメモリー（レジスター）に記憶してもよい。

また、電子機器１００（ウェアラブル機器２００）は、タッチパネル１６０上での導電体１２０の位置を検出する処理回路をさらに含む。処理回路は、不図示の基板に設けられる。基板は、例えば筐体１０内のタッチパネル１６０よりも下面側（Ｚ軸負方向側）に設けられ、タッチパネル１６０と電気的に接続される。

静電容量式のタッチパネル１６０は、第１の方向に配列される電極列（Ｘ電極）と、第１の方向に交差する第２の方向に配列される電極列（Ｙ電極）を含む。そして、タッチパネル１６０の所与の位置がタッチされると、タッチされた位置に対応する電極間の容量値が、タッチされていない位置に対応する電極間の容量値に比べて大きくなる。処理回路では、各電極間の容量値を検出（走査）し、容量値が大きくなっている電極を検出することで、導電体１２０の位置の検出処理を行う。

また、電子機器１００（ウェアラブル機器２００）は、音、振動及び光の少なくとも１つを用いてユーザーに対する通知を行う通知部を含んでもよい。即ち、ここでの通知部は、スピーカー、振動部（バイブレーター、モーター）、発光部（ＬＥＤ等）のいずれか１つ、或いは２以上の組み合わせにより実現される。また、音、振動、光以外を用いて通知を行うことも妨げられない。

そして通知部は、導電体１２０が、所定の位置にあることが検出された場合に、通知を行う。このようにすれば、特定の位置に回転ベゼル３０がセットされた際に、ブザー音（音声）やバイブレーション、ライト点灯・点滅等で装着者に通知を行うことが可能になる。上述してきたように、本実施形態の手法では回転ベゼル３０の絶対位置を検出可能であるため、処理回路では、回転ベゼル３０が特定の位置にセットされたか否かを検出できる。

トライアスロンに用いられるウェアラブル機器は、スイムモード、バイクモード、ランモードの３つが重要なモードであり、各モードの中で、各種機能（コマンド）の実行や、サブモードの遷移等が行われる。またこれ以外の機器でも、重要度の高い操作と低い操作が存在すると考えられる。よって、特定の位置に回転ベゼル３０がセットする操作を、重要度の高い操作としておくことで、当該重要度の高い操作が行われたことをユーザーに通知することが可能になる。

なお、以上で説明した電子機器１００は、完成品の一部を構成する部品、即ち可動部１１０の移動をタッチパネル１６０及び導電体１２０を用いて検出する検出ユニットであってもよい。その場合、電子機器１００は、種々の機器（装置、端末）に搭載可能である。例えば、上述してきたように、本実施形態の手法は、上記電子機器１００を含むウェアラブル機器２００に適用できる。

また、本実施形態に係るウェアラブル機器２００は、追加の構成を含んでもよい。例えば、ウェアラブル機器２００は、時間情報を取得する計時部をさらに含む。ここでの時間情報は、絶対時刻であってもよいし、所与のタイミングからの経過時間であってもよいし、タイムスタンプ等の情報であってもよい。また、ウェアラブル機器２００が含む構成はこれに限定されず、ユーザー（装着者）の体動情報を検出する体動センサーや、ユーザーの生体情報を検出する生体センサーを含んでもよい。体動センサーは、例えば加速度センサー、角速度センサー、ＧＰＳレシーバー等である。気圧センサーはユーザーのいるエリアの気圧を検出し、検出した気圧信号に基づいて高度を検出することができる。生体センサーは、脈波センサーや、動脈血酸素飽和度センサー等であり、具体的には発光部と受光部を含む光電センサーにより実現できる。

２．第２の実施形態
第１の実施形態で説明したように、可動部１１０（回転ベゼル３０）とカバー１４０との隙間に絶縁体１３０を充填することで、高い防水性能を実現できる。防水性能を高くするためには、絶縁体１３０をカバー１４０に密着させることが重要である。

よって本実施形態の電子機器１００（ウェアラブル機器２００）は、絶縁体１３０をタッチパネル側の方向に押しつける押しつけ機構を含む。このようにすれば、押しつけ機構がない場合に比べて、絶縁体１３０とカバー１４０との密着度合いが高くなるため、防水性能を高くすることが可能になる。

ここでの押しつけ機構は、保持部材２０と、保持部材２０と可動部１１０との間に設けられている弾性部材４０と、を含み、タッチパネル１６０から導電体１２０へと向かう方向（Ｚ軸正方向）を第１の方向としたとき、保持部材２０の弾性部材４０に接触する周状の面（例えば後述する外周面２０ａ）は、第１の方向へ向かうにつれて、周状の面の内周の径（例えば後述するＤ３やＤ４）が大きくなるように傾斜している面である。

図６は、第２の実施形態に係る電子機器１００（ウェアラブル機器２００）の断面図である。なお、本実施形態に係る電子機器１００は、第１の実施形態に係る電子機器１００に対して、回転ベゼル３０、及び保持部材２０の構成が異なる。従って、カバー１４０やタッチパネル１６０等の第１の実施形態に係る電子機器１００と同じ構成要素についての、説明は省略する。

図６に示すように、保持部材２０は、筐体１０の載置部１０ｂ側の端部に載置部１０ｂと対向する下面２０ｂを有し、下面２０ｂの載置部１０ｂとは反対側に上面２０ｃが配置されている。そして、上面２０ｃの外側の端部と、下面２０ｂの外側の端部との間に外周面２０ａが形成されている。外周面２０ａは、下面２０ｂと外周面２０ａとの交接部の外径をＤ３とし、上面２０ｃと外周面２０ａとの交接部の外径をＤ４とした場合、Ｄ３＜Ｄ４の関係となり、外周面２０ａの少なくとも一部に円錐状の面が形成されている。

回転ベゼル３０は、平面視において内周側に設けられる第１部材３１と、第１部材３１の周縁部（外周部）に設けられ、第１部材３１に比べてＺ軸負方向側に延伸している第２部材３２とに分けて考えることができる。なお、第１部材３１及び第２部材３２は、説明の便宜上設定したものであって、回転ベゼル３０の形成において、これらを分けて形成する必要はない。回転ベゼル３０の第２部材３２には、筐体１０の載置部１０ｂと対向配置される下面３２ａと、下面３２ａの外側端部から回転ベゼル３０の表面にわたって形成される外面３２ｂと、が形成されている。また、回転ベゼル３０の第２部材３２は、保持部材２０の外周面２０ａと対向する内面３２ｃが配置されている。内面３２ｃには、回転中心軸（Ｚ軸）と交差する方向に沿って溝３５が形成されている。そして溝３５と保持部材２０の外周面２０ａと、によって弾性部材収容部５０が構成されて弾性部材４０が収容されている。

弾性部材４０は、円錐面状の外周面２０ａおよび溝面３５ａによって押圧されて弾性変形が生じる。弾性部材４０が弾性変形されることで生じる圧縮弾性力は、弾性部材４０に対して外周面２０ａに直交する方向に作用力ＲＦとして作用する。そして、作用力ＲＦは、回転中心軸方向に沿って作用する分力ＹＦと、回転中心軸と直交する方向に沿って作用する分力ＸＦと、を生じさせる。分力ＸＦは、弾性部材４０が回転ベゼル３０に対して回転中心軸に直交する方向に作用し、回転中心軸と交差する方向のがたつきを抑制して、回転ベゼル３０の回転を滑らかにすることができる。

一方、分力ＹＦは、弾性部材４０が回転ベゼル３０を載置部１０ｂ側に押さえつける方向に作用する。従って、回転ベゼル３０の下面に接着された絶縁体１３０（及び導電体１２０）も、Ｚ軸負方向側の押圧を受け、絶縁体１３０はタッチパネル１６０側に（カバー１４０に対して）押しつけられる。このような構成により押しつけ機構が実現されるため、防水性能の向上が可能になる。

また、以上では回転ベゼル３０側に溝３５が設けられ、溝３５と保持部材２０の外周面２０ａとにより弾性部材収容部５０が形成される例について説明した。ただし、溝は保持部材２０側に設けられてもよい。言い換えれば、押しつけ機構は、保持部材２０と、保持部材２０と可動部１１０との間に設けられる弾性部材４０と、を有し、可動部１１０のうちの弾性部材４０に接触する面（内面３２ｃ）は、第１の方向（Ｚ軸正方向）へ向かうにつれて、径の長さが変化する（単調に小さくなる）円錐状に傾斜する面であってもよい。

図７は、本実施形態に係る電子機器１００（ウェアラブル機器２００）の他の断面図である。図７に示すように、回転ベゼル３０の第２部材３２の内面３２ｃは、下面３２ａの側での径に比べて、第１部材３１側での径が大きい円錐状に傾斜している周状の側面で形成されている。即ち、内面３２ｃと下面３２ａとの交接部の内径をＤ１、内面３２ｃと第１部材３１との交接部の内径をＤ２とした場合、Ｄ１＞Ｄ２の関係となる。また、保持部材２０の外周面２０ａに、回転中心軸と交差する方向に溝２５が形成されている。そして溝２５と回転ベゼル３０の内面３２ｃと、によって弾性部材収容部５０が構成されて弾性部材４０が収容されている。

図７の例でも、弾性部材４０が弾性変形して得られる圧縮弾性力は、円錐状に傾斜する面である内面３２ｃに直交する方向に作用し、作用力ＲＦが載置部１０ｂ側に傾斜して形成される。作用力ＲＦは、回転中心軸（Ｚ軸）方向に沿って作用する分力ＹＦと、回転中心軸と交差する方向に沿って作用する分力ＸＦと、を生じさせる。よってこの場合も、押しつけ機構により絶縁体１３０をタッチパネル１６０側に（カバー１４０に対して）押しつけられるため、防水性能を向上させることが可能になる。

３．変形例
以下、幾つかの変形例を説明する。

３．１ タッチパネルの変形例
図８は本変形例に係る電子機器１００（ウェアラブル機器２００）の断面図である。図８に示したように、電子機器１００のタッチパネル１６０は、平面視において表示パネル１５０と可動部１１０とが重なるように（重なる領域に）設けられ、導電体１２０は、平面視においてタッチパネル１６０の設けられる領域を、可動部１１０の移動に伴って移動するものであってもよい。即ち、図２等と比較した場合に、回転ベゼル３０と表示パネル１５０が重複しない領域については、タッチパネル１６０を設けないという変形実施が可能である。

このようにすれば、タッチパネル１６０は、専ら回転ベゼル３０の回転の検出に用いられる。そのため、指等を用いた従来のタッチパネル操作を利用できなくなるが、当該従来のタッチパネル操作による誤検出の抑止が可能になり、タッチパネル１６０の面積を削減することで、省スペース化やコスト削減が可能である。

図９は他の変形例にかかる電子機器１００（ウェアラブル機器２００）の断面図である。図９に示したように、本変形例の電子機器１００では、表示パネル１５０が省略されてもよい。電子機器１００は、例えば針６１が配置される文字盤６０や、見切り板７０等のアナログ腕時計と同様の構成を含んでもよい。

図９では、図２等と同様に、回転ベゼル３０は一部（内周部）がカバー１４０と重なるように配置され、回転ベゼル３０とカバー１４０が重なる領域に、タッチパネル１６０が設けられる。タッチパネル１６０が設けられるＺ軸方向での位置は種々考えられる。例えば、タッチパネル１６０は、カバー１４０の裏面（Ｚ軸負方向側の面）に設けられてもよいし、見切り板７０の裏面に設けられてもよい。なお、図９では、便宜上、２箇所にタッチパネル１６０が記載されているが、いずれか一方に設ければよい。このようにすれば、デジタル表示を行わずにアナログの文字盤により時刻表示等を行う電子機器１００においても、回転ベゼル３０の回転をタッチパネル１６０を用いて検出することで、有用なＵＩを実現することが可能になる。

３．２ 外部機器との連携
電子機器１００は、外部機器との通信を行う通信部（不図示）を含んでもよい。通信部は、例えば、近距離無線通信により外部機器と接続される。ここでの近距離無線通信とは、Bluetooth（登録商標）、ＮＦＣ（Near field radio communication）、ＡＮＴ＋等、種々の形式を適用可能である。そして、処理回路は、回転ベゼル３０の回転（絶対位置、回転量）の検出結果を、通信部を介して外部機器に対して送信する。

このようにすれば、電子機器１００の回転ベゼル３０に対する操作結果を、外部機器で利用することが可能になる。外部機器は、例えば携帯電話（スマートフォン）等の携帯端末装置である。操作結果の具体的な使用形態は種々考えられる。例えば、携帯電話に対する通話やメールの着信が通信部を介して電子機器１００の通知部で通知され、当該通知に対する応答として、ユーザーが回転ベゼル３０を操作する。そして処理回路は、回転ベゼル３０の操作を検出し、検出結果を携帯電話に送信し、携帯電話では検出結果に応じた処理（通話の開始、メールの詳細の表示等）を行う。或いは、携帯電話におけるオーディオアプリの操作（早送り等）を、電子機器１００の回転ベゼル３０を用いて実行してもよい。この場合、ユーザーは、オーディオ機器の調整つまみのように、回転ベゼル３０を利用することが可能である。

３．３ 可動部の変形例
以上では、可動部１１０が回転ベゼル３０である例について説明した。ただし、可動部１１０として回転ベゼル３０以外の構造を用いることが可能である。

図１０は、可動部１１０として、回転ベゼル３０とは異なる回転体（ジョグダイヤル８０）を用いる例である。図１０の例では、可動部１１０であるジョグダイヤル８０は、ＡＸを中心回転軸として回転可能に構成される円柱状の部材である。即ち、可動部１１０である回転体は、機器の周縁部に設けられるベゼルに限定されず、種々の形状の回転体を利用可能である。

図１１、図１２は、可動部１１０として、回転体ではないスライド部９０を用いる例である。図１１は、スライド部９０の周辺の平面図であり、図１２は、スライド部９０の周辺の断面図である。なお、図１１、図１２でのＸ，Ｙ，Ｚの各軸は説明の便宜上設定した軸であり、図１〜図３等の各軸と一致する必要はない。

図１１、図１２に示したように、スライド部９０はＸ軸を長辺方向とする直方体の部材により構成され、その底面側（Ｚ軸負方向側）に導電体１２０が接着される。また導電体１２０のＺ軸負方向側にタッチパネル１６０が設けられる。

電子機器１００には、スライド部９０の収納部９５が設けられる。収納部９５のＸ軸方向の長さは、スライド部９０の長辺の長さに比べて長い。そのため、スライド部９０は、Ｘ軸方向に並進移動可能であり、スライド部９０の並進移動に伴って、導電体１２０は、平面視においてタッチパネル１６０と重なる領域をＸ軸方向に並進移動する。

図１１、図１２に示した手法であっても、可動部１１０は物理的フィードバックが得られる構成であり、且つ、タッチエリアには指ではなく導電体１２０が接触する。即ち、回転ベゼル３０を用いる例と同様に、検出精度が高く、過酷な環境でも適切に使用可能なＵＩを実現することが可能である。

以上、本発明を適用した実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。

１０…筐体、１０ａ…第１の面、１０ｂ…載置部、１１…バンド部、１２…嵌合穴、
１４…美錠、１５…美錠枠、１６…係止部、２０…保持部材、２０ａ…外周面、
２０ｂ…下面、２０ｃ…上面、２５…溝、３０…回転ベゼル、３１…第１部材、
３２…第２部材、３２ａ…下面、３２ｂ…外面、３２ｃ…内面、３５…溝、
３５ａ…溝面、４０…弾性部材、５０…弾性部材収容部、６０…文字盤、６１…針、
７０…見切り板、８０…ジョグダイヤル、９０…スライド部、９５…収納部、
１００…電子機器、１１０…可動部、１２０…導電体、１３０…絶縁体、
１３１…貫通部、１４０…カバー、１５０…表示パネル、１６０…タッチパネル、
２００…ウェアラブル機器、

Claims (12)

1. 静電容量式のタッチパネルと、
   導電性を有する可動部と、
   前記可動部の移動に伴って移動する導電体と、
   を含み、
   前記タッチパネルを観察する平面視において、前記導電体の少なくとも一部は、前記タッチパネルと重なりながら移動し、
   前記可動部と、前記導電体とは、電気的に導通していることを特徴とする電子機器。
2. 請求項１において、
   前記可動部は、
   前記平面視において、前記タッチパネルと重なるように配置され、所与の軸を回転軸として回転可能な回転体であることを特徴とする電子機器。
3. 請求項１又は２において、
   前記可動部の前記タッチパネル側の面に設けられる絶縁体を含むことを特徴とする電子機器。
4. 請求項３において、
   前記絶縁体の一部に、前記可動部側の面から前記タッチパネル側の面に貫通する貫通部が設けられ、
   前記導電体は、前記貫通部に設けられていることを特徴とする電子機器。
5. 請求項３又は４において、
   前記絶縁体を前記タッチパネル側の方向に押しつける押しつけ機構を含むことを特徴とする電子機器。
6. 請求項５において、
   前記押しつけ機構は、
   保持部材と、
   前記保持部材と前記可動部との間に設けられている弾性部材と、
   を含み、
   前記タッチパネルから前記導電体へと向かう方向を第１の方向としたとき、
   前記保持部材の前記弾性部材に接触する周状の面は、前記第１の方向へ向かうにつれて、前記周状の面の内周の径が大きくなるように傾斜している面であることを特徴とする電子機器。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項において、
   表示パネルを含み、
   前記タッチパネルは、前記平面視において、前記表示パネルを覆うように配置され、
   前記導電体は、前記平面視において、前記タッチパネルの一部と重なる領域を、前記可動部の移動に伴って移動することを特徴とする電子機器。
8. 請求項１乃至６のいずれか一項において、
   表示パネルを含み、
   前記タッチパネルは、前記平面視において、前記表示パネルと前記可動部とが重なる領域に設けられ、
   前記導電体は、前記平面視において、前記タッチパネルの設けられている領域を、前記可動部の移動に伴って移動することを特徴とする電子機器。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項において、
   前記タッチパネル上での前記導電体の位置を検出する処理回路を含むことを特徴とする電子機器。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項において、
    音、振動及び光の少なくとも１つを用いてユーザーに通知を行う通知部を含み、
    前記通知部は、
    前記導電体が、所定の位置にあることが検出された場合に、前記通知を行うことを特徴とする電子機器。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電子機器を含むことを特徴とするウェアラブル機器。
12. 請求項１１において、
    計時部を含むことを特徴とするウェアラブル機器。