JP6313903B2 - 回転式入力装置 - Google Patents
回転式入力装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6313903B2 JP6313903B2 JP2017508182A JP2017508182A JP6313903B2 JP 6313903 B2 JP6313903 B2 JP 6313903B2 JP 2017508182 A JP2017508182 A JP 2017508182A JP 2017508182 A JP2017508182 A JP 2017508182A JP 6313903 B2 JP6313903 B2 JP 6313903B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection signal
- stop position
- variable capacitance
- unit
- capacitance element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
- G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
- G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/0362—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 1D translations or rotations of an operating part of the device, e.g. scroll wheels, sliders, knobs, rollers or belts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Input From Keyboards Or The Like (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
Description
前記可変容量素子は、前記操作部を前記停止位置から一定の方向へ前記単位回転角ずつNステップ回転させる場合におけるN個の停止位置のうち、1つの停止位置における静電容量が他の停止位置における静電容量に対して大きな容量差を持つ。
前記複数の可変容量素子は、前記操作部を所定の停止位置から所定の方向へ前記単位回転角ずつ3ステップ回転させる場合における第1ステップの停止位置において前記容量差の増大を生じる少なくとも1つの第1可変容量素子、及び、第2ステップの停止位置において前記容量差の増大を生じる少なくとも1つの第2可変容量素子を含む。
前記パルス電圧供給部は、前記第1ステップの停止位置において前記第1可変容量素子に蓄積される電荷と、前記第2ステップの停止位置において前記第2可変容量素子に蓄積される電荷とが逆の極性を持つか、又は、同一極性で異なる大きさを持つように前記パルス電圧の供給を行う。
前記検出信号生成部は、前記パルス電圧の供給によって前記第1可変容量素子及び前記第2可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた前記検出信号を生成し、前記3ステップの回転を行う場合における第3ステップの停止位置においては、前記第1ステップの停止位置における前記検出信号と前記第2ステップの停止位置における前記検出信号との中間の値を持った前記検出信号を生成する。
前記信号処理部は、前記可変容量素子の静電容量の変化に対応する前記検出信号の変化に基づいて、前記操作部の回転方向を判定する。
前記パルス電圧供給部は、前記第1ステップの停止位置において前記第1可変容量素子に蓄積される電荷と、前記第2ステップの停止位置において前記第2可変容量素子に蓄積される電荷とが逆の極性を持つか、又は、同一極性で異なる大きさを持つように前記パルス電圧の供給を行う第1動作モード、及び、前記第2ステップの停止位置において前記第2可変容量素子に蓄積される電荷と、前記第3ステップの停止位置において前記第3可変容量素子に蓄積される電荷とが逆の極性を持つか、又は、同一極性で異なる大きさを持つように前記パルス電圧の供給を行う第2動作モードを交互に繰り返してよい。
前記検出信号生成部は、前記第1動作モードの場合、前記パルス電圧の供給によって前記第1可変容量素子及び前記第2可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた第1検出信号を生成し、前記第3ステップの停止位置においては、前記第1ステップの停止位置における前記第1検出信号と前記第2ステップの停止位置における前記第1検出信号との中間の値を持った前記第1検出信号を生成し、前記第2動作モードの場合、前記パルス電圧の供給によって前記第2可変容量素子及び前記第3可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた第2検出信号を生成し、前記第1ステップの停止位置においては、前記第2ステップの停止位置における前記第2検出信号と前記第3ステップの停止位置における前記第2検出信号との中間の値を持った前記第2検出信号を生成してよい。
前記信号処理部は、前記可変容量素子の静電容量の変化に対応する前記第1検出信号及び前記第2検出信号の変化に基づいて、前記操作部の回転方向を判定してよい。
前記パルス電圧供給部は、前記第1ステップの停止位置において前記第1可変容量素子に蓄積される第1電荷と、前記第2ステップの停止位置において前記第2可変容量素子に蓄積される第2電荷とが逆の極性を持つか、又は、同一極性で異なる大きさを持つように前記パルス電圧の供給を行う第1動作モード、前記第2ステップの停止位置において前記第2可変容量素子に前記第1電荷が蓄積され、前記第3ステップの停止位置において前記第3可変容量素子に前記第2電荷が蓄積されるように前記パルス電圧の供給を行う第2動作モード、及び、前記第1ステップの停止位置において前記第1可変容量素子に前記第1電荷が蓄積され、前記第3ステップの停止位置において前記第3可変容量素子に前記第2電荷が蓄積されるように前記パルス電圧の供給を行う第3動作モードを順番に繰り返してよい。
前記検出信号生成部は、
前記第1動作モードの場合、前記パルス電圧の供給によって前記第1可変容量素子及び前記第2可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた第1検出信号を生成し、前記第3ステップの停止位置においては、前記第1ステップの停止位置における前記第1検出信号と前記第2ステップの停止位置における前記第1検出信号との中間の値を持った前記第1検出信号を生成し、
前記第2動作モードの場合、前記パルス電圧の供給によって前記第2可変容量素子及び前記第3可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた第2検出信号を生成し、前記第1ステップの停止位置においては、前記第2ステップの停止位置における前記第2検出信号と前記第3ステップの停止位置における前記第2検出信号との中間の値を持った前記第2検出信号を生成し、
前記第3動作モードの場合、前記パルス電圧の供給によって前記第1可変容量素子及び前記第3可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた第3検出信号を生成し、前記第2ステップの停止位置においては、前記第1ステップの停止位置における前記第3検出信号と前記第3ステップの停止位置における前記第3検出信号との中間の値を持った前記第3検出信号を生成してよい。
前記信号処理部は、前記可変容量素子の静電容量の変化に対応する前記第1検出信号、前記第2検出信号及び前記第3検出信号の変化に基づいて、前記操作部の回転方向を判定してよい。
上記の構成によれば、回転方向の判定に用いる信号の変化が大きくなるため、より正確な判定が可能となる。
前記可変容量素子は、前記操作部を一つの前記停止位置から一定の方向へ前記単位回転角ずつNステップ回転させる場合におけるN個の停止位置のうち、1つの停止位置における静電容量が他の停止位置における静電容量に対して大きな容量差を持つ。前記パルス電圧供給部は、前記操作部を所定の停止位置から所定の方向へ前記単位回転角ずつ3ステップ回転させる場合における3つの前記停止位置において前記検出信号生成部により生成される3つの前記検出信号が異なるレベルを有するように、前記複数の可変容量素子にそれぞれパルス電圧を供給する。前記信号処理部は、前記可変容量素子の静電容量の変化に対応した前記検出信号の変化に基づいて、前記操作部の回転方向を判定する。
前記固定電極のペアを形成する各固定電極は、前記操作部が前記停止位置にある場合に、前記回転軸と平行な方向からみて、共通の前記可動電極と重なりを生じ得る位置に設けられていてよい。
図1は、本発明の実施形態に係る回転式入力装置の構成の一例を示す図である。本実施形態に係る回転式入力装置は、電極間の静電容量の変化を利用してユーザの回転操作を検出する装置であり、静電容量方式のタッチセンサとしての機能も備える。図1に示す回転式入力装置は、タッチセンサの操作領域1を備えた基台5と、基台5に回転自在に支持された操作部10を有する。基台5は、例えばガラス等の平板状の部材であり、操作部10が取り付けられる面と反対側の面に回転検出用及びタッチセンサ用の電極パターンが形成される。タッチセンサ用の電極パターンが形成される領域に対応する表側の平面部は、タッチセンサの操作領域1として使用される。
操作部10の裏面には、操作部10の回転軸AXからの距離が等しい第1仮想円IM1の周上において等間隔に配置された8つの可動電極(EM1〜EM8)が設けられている。可動電極EM1〜EM8(以下、任意の1つの可動電極を「EM」と記す。)は、第1仮想円IM1の中心Pからみて、単位回転角θの扇型領域の範囲内に含まれる。具体的には、可動電極EMは、第1仮想円IM1と中心Pが等しく径が異なる2つの円CY1,CY2の周上における2つの円弧Ar1,Ar2と、中心Pから単位回転角θをなして径方向に伸びる2本の直線L1,L2上における2本の線分Se1,Se2とによって囲まれた平面形状を有する。後述する固定電極EF1〜EF4は、この可動電極EM1〜EM8と同様な形状を有する。また単位回転角θは、次に述べる節度機構15による1つの停止位置から次の停止位置までの回転角である。
基台部5の裏面には、タッチセンサ用の電極として駆動電極ED1〜ED23及びセンス電極ES1〜ES32が形成されるとともに、回転検出用の電極として固定電極EF1〜EF4が形成される。これらの電極は、例えば、センス電極ES1〜ES32と固定電極EF1〜EF4が第1層に成膜され、駆動電極ED1〜ED23が第1層の上の第2層に成膜された2層構造の成膜層52として形成される。駆動電極ED1〜ED23とセンス電極ES1〜ES32はITOなどの透明導電膜であり、図示しない液晶パネルの光を透過する。
回転式入力装置は、回転検出に関わる構成として、パルス電圧供給部100と、検出信号生成部110と、信号処理部120と、記憶部130を有する。
第1動作モードにおいて、パルス電圧供給部100は、操作部10が停止位置SP1にあるとき第1可変容量素子VC1に蓄積される第1電荷Q1と、操作部10が停止位置SP2にあるとき第2可変容量素子VC2に蓄積される第2電荷Q2とが逆の極性を持つように、第1可変容量素子VC1及び第2可変容量素子VC2へのパルス電圧の供給を行う。図5の例において、パルス電圧供給部100は、第1可変容量素子VC1の固定電極EF1に正電圧「+V」のパルス電圧を供給し、第2可変容量素子VC2の固定電極EF3に負電圧「−V」のパルス電圧を供給し、第1可変容量素子VC1及び第2可変容量素子VC2の共通の固定電極EF2にグランド電位を与える。
なお、パルス電圧供給部100は、第1電荷Q1と第2電荷Q2とが同一極性で異なる大きさを持つよう第1可変容量素子VC1及び第2可変容量素子VC2へのパルス電圧の供給を行ってもよい。この場合も、後述する検出信号生成部110において、各停止位置の検出信号Dsが異なるレベルを持つようにすることができる。
第2動作モードにおいて、パルス電圧供給部100は、操作部10が停止位置SP2にあるとき第2可変容量素子VC2に第1電荷Q1が蓄積され、操作部10が停止位置SP3にあるとき第3可変容量素子VC3に第2電荷Q2が蓄積されるように、第2可変容量素子VC2及び第3可変容量素子VC3へのパルス電圧の供給を行う。図5の例において、パルス電圧供給部100は、第2可変容量素子VC2の固定電極EF2に正電圧「+V」のパルス電圧を供給し、第3可変容量素子VC3の固定電極EF4に負電圧「−V」のパルス電圧を供給し、第2可変容量素子VC2及び第3可変容量素子VC3の共通の固定電極EF3にグランド電位を与える。
第3動作モードにおいて、パルス電圧供給部100は、操作部10が停止位置SP1にあるとき第1可変容量素子VC1に第1電荷Q1が蓄積され、操作部10が停止位置SP3にあるとき第3可変容量素子VC3に第2電荷Q2が蓄積されるように、第1可変容量素子VC1及び第3可変容量素子VC3へのパルス電圧の供給を行う。図5の例において、パルス電圧供給部100は、第1可変容量素子VC1の固定電極EF1に正電圧「+V」のパルス電圧を供給し、第3可変容量素子VC3の固定電極EF4に負電圧「−V」のパルス電圧を供給し、第1可変容量素子VC1の固定電極EF2及び第3可変容量素子VC3の固定電極EF3にそれぞれグランド電位を与える。
検出信号生成部110は、パルス電圧供給部100の動作モードに応じて、それぞれ次のように動作する。
第1動作モードにおいて、検出信号生成部110は、パルス電圧の供給により第1可変容量素子VC1及び第2可変容量素子VC2に蓄積される電荷の和に応じた検出信号Ds(第1検出信号Ds1)を生成する。すなわち、検出信号生成部110は、第1可変容量素子VC1及び第2可変容量素子VC2において共有される固定電極EF2から、これらに蓄積される電荷の和に相当する電荷を入力し、入力した電荷に応じた第1検出信号Ds1を生成する。
第2動作モードにおいて、検出信号生成部110は、パルス電圧の供給により第2可変容量素子VC2及び第3可変容量素子VC3に蓄積される電荷の和に応じた検出信号Ds(第2検出信号Ds2)を生成する。すなわち、検出信号生成部110は、第2可変容量素子VC2及び第3可変容量素子VC3において共有される固定電極EF3から、これらに蓄積される電荷の和に相当する電荷を入力し、入力した電荷に応じた第2検出信号Ds2を生成する。
第3動作モードにおいて、検出信号生成部110は、パルス電圧の供給により第1可変容量素子VC1及び第3可変容量素子VC3に蓄積される電荷の和に応じた検出信号Ds(第3検出信号Ds3)を生成する。すなわち、検出信号生成部110は、第1可変容量素子VC1の固定電極EF2及び第3可変容量素子VC3の固定電極EF3から、これらに蓄積される電荷の和に相当する電荷を入力し、入力した電荷に応じた第3検出信号Ds3を生成する。
これにより、検出信号の変化が一定時間継続して発生しない場合の安定した検出信号の平均値に基づいて基準値Rが更新されるため、温度変化等に起因するドリフトによって基準値Rが大きく変動する場合でも、この変動に追従して適切な基準値Rを得ることが可能となる。
図7に示すタッチセンサ2は、駆動電極ED1〜ED23及びセンス電極ES1〜ES32からなるセンサ部200と、タッチセンサ駆動部210と、タッチセンサ検出部220と、制御部230と、記憶部250を有する。
図8は、本実施形態に係る回転式入力装置における可変容量素子VC(固定電極のペア)の駆動方法について説明するための図である。
第1動作モード(パターンA)において、パルス電圧供給部100は、固定電極FE1に正電圧「+V」のパルス電圧を供給し、固定電極FE2にグランド電位を与え、固定電極FE3,FE4に負電圧「−V」のパルス電圧を供給する。第1動作モードにおいて、検出信号生成部110は、固定電極FE2から伝送される第1可変容量素子VC1及び第2可変容量素子VC2の電荷の和に応じた第1検出信号Ds1を生成する。
第2動作モード(パターンB)において、パルス電圧供給部100は、固定電極FE1,FE2に正電圧「+V」のパルス電圧を供給し、固定電極FE3にグランド電位を与え、固定電極FE3,FE4に負電圧「−V」のパルス電圧を供給する。検出信号生成部110は、固定電極FE3から伝送される第2可変容量素子VC2及び第3可変容量素子VC3の電荷の和に応じた第2検出信号Ds2を生成する。
第3動作モード(パターンC)において、パルス電圧供給部100は、固定電極FE1に正電圧「+V」のパルス電圧を供給し、固定電極FE2,FE3にグランド電位を与え、固定電極FE4に負電圧「−V」のパルス電圧を供給する。検出信号生成部110は、固定電極FE2,FE3から伝送される第1可変容量素子VC1及び第3可変容量素子VC3の電荷の和に応じた第2検出信号Ds2を生成する。
ST=[A−B]+[B+C]×3+[A+C]×9 …(1)
図12に示す状態遷移のパターンにおいて、各停止位置の状態STの数値は全て異なる。また、一つの停止位置から別の停止位置へ回転する途中で生じ得る状態STの数値は、各停止位置における状態STの数値と重複しない。従って、基準となる停止位置が不明な場合であっても、最初の停止位置の変化が生じたときに、図10に示す加減算後の3つの検出信号(「A−B」,「B+C」,「A+C」)から式(1)の状態STを求めることにより、信号処理部120は状態遷移のパターンと現在の停止位置を直ちに判定することができる。従って、信号処理部120は、前回の停止位置と今回の停止位置を比較することにより、回転方向を正確に判定することができる。
信号処理部120は、検出信号生成部110から3パターンの検出信号(Ds1〜Ds3)を入力すると、各検出信号に対応する基準値(R1〜R3)を記憶部130から取得して、検出信号(Ds1〜Ds3)と基準値(R1〜R3)との差を算出する。信号処理部120は、この算出結果を正規の検出信号(Ds1〜Ds3)とみなして、後に続く加減算の処理(図10)と状態STの算出(式(1))を行い、回転方向の判定を行う。従って、基準値が温度等のドリフトの影響によって変動すると、回転方向の判定を正しく行えなくなる。そこで信号処理部120は、検出信号生成部110から入力される検出信号(Ds1〜Ds3)の平均値に基づいて、基準値を更新する処理を行う。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
上述した第1の実施形態では、3種類のパルス電圧の供給パターンにより得られた3つの検出信号(Ds1〜Ds3)に加減算の演算を施すことによって、加減算後の検出信号のレベルを3つに集約するとともに、信号の振幅を増やしている。しかしながら、状態STを算出するために3パターンのパルス電圧の供給動作を行う必要があるため、状態STを得るための処理時間が長くなる。そこで、本実施形態に係る回転式入力装置では、パルス電圧の供給のパターンを3から2に減らしている。
図14において示すように、第2の実施形態に係る回転式入力装置における可変容量素子の2つ動作モード(第1動作モード,第2動作モード)は、図8に示す第1動作モード,第2動作モードと同じである。
ST=[A]+[B]×5 …(2)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
上述した第1の実施形態及び第2の実施形態に係る回転式入力装置では、3つの可変容量素子(VC1〜VC3)に対して複数のパルス電圧の供給パターンにより複数の検出信号Dsが生成され、複数の検出信号Dsに生じる変化のパターンの組み合わせから停止位置の状態が判別される。これに対し、本実施形態に係る回転式入力装置では、単一のパルス電圧の供給パターンにより得られる1つの検出信号Dsに基づいて、操作部10の回転方向の判定が判定される。
また図20は、停止位置の変更による検出信号のレベルの相対的な変化を図解した図であり、検出信号Dsのレベルの数値(図19B)をグラフで表わしたものである。グラフの縦軸の数値は、基準となる停止位置が「SP3」の場合の値であるが、基準となる停止位置が「SP1」や「SP2」の場合も、グラフによって表わされる数値の変化は同様なパターンとなる。
具体的には、信号処理部120は、検出信号Ds(検出信号生成部110が生成した当初の検出信号Dsから基準値Rを減算したもの)を所定の4つのしきい値と比較することにより、検出信号Dsのレベルが「2」,「1」,「0」,「−1」,「−2」の何れであるかを判別する。操作部10の回転によって検出信号Dsのレベルが変化した場合、信号処理部120は、そのレベル変化が「−1」又は「+2」であれば右方向の回転であると判定し、レベル変化が「+1」又は「−2」であれば左方向の回転であると判定する。
なお、本実施形態に係る回転式入力装置では、上述した第1,第2の実施形態に係る回転式入力装置のように、停止位置が不明な初期状態から1回の停止位置の変更によって直ちに停止位置を特定することはできないが、複数回の停止位置の変更履歴を参照することによって、現在の停止位置を特定することは可能である。
2 タッチセンサ
5 基台部
7 支持部材
71 フランジ部
10 操作部
11 縁部
15 節度機構
18 ベアリング
100 パルス電圧供給部
110 検出信号生成部
120 信号処理部
130 記憶部
200 センサ部
210 タッチセンサ駆動部
220 タッチセンサ検出部
230 制御部
250 記憶部
EF1〜EF4 固定電極
EM1〜EM8 可動電極
VC1〜VC3 可変容量素子
Claims (9)
- 基台部と、
前記基台部に回転自在に支持された操作部と、
前記操作部に設けられ、前記操作部の回転軸からの距離が等しい第1仮想円の周上において等間隔に配置される複数の可動電極と、
前記第1仮想円の周上において隣接する2つの前記可動電極の位置に挟まれた円弧に対応する中心角をN等分(Nは3以上の整数を示す。)した角度である単位回転角ごとに設定された停止位置において、前記操作部の回転を抑制する節度機構と、
前記基台部に設けられ、前記回転軸に対して前記第1仮想円を平行に移動した第2仮想円の周上に配置され、前記可動電極との位置関係に応じて静電容量が変化する複数の可変容量素子と、
前記複数の可変容量素子にそれぞれパルス電圧を供給するパルス電圧供給部と、
前記パルス電圧の供給により前記複数の可変容量素子に蓄積される電荷に応じた検出信号を生成する検出信号生成部と、
前記検出信号に基づいて前記操作部の回転方向を判定する信号処理部とを具備し、
前記可変容量素子は、前記操作部を一つの前記停止位置から一定の方向へ前記単位回転角ずつNステップ回転させる場合におけるN個の停止位置のうち、1つの停止位置における静電容量が他の停止位置における静電容量に対して大きな容量差を持ち、
前記複数の可変容量素子は、前記操作部を所定の停止位置から所定の方向へ前記単位回転角ずつ3ステップ回転させる場合における第1ステップの停止位置において前記容量差の増大を生じる少なくとも1つの第1可変容量素子、及び、第2ステップの停止位置において前記容量差の増大を生じる少なくとも1つの第2可変容量素子を含んでおり、
前記パルス電圧供給部は、前記第1ステップの停止位置において前記第1可変容量素子に蓄積される電荷と、前記第2ステップの停止位置において前記第2可変容量素子に蓄積される電荷とが逆の極性を持つか、又は、同一極性で異なる大きさを持つように前記パルス電圧の供給を行い、
前記検出信号生成部は、前記パルス電圧の供給によって前記第1可変容量素子及び前記第2可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた前記検出信号を生成し、前記3ステップの回転を行う場合における第3ステップの停止位置においては、前記第1ステップの停止位置における前記検出信号と前記第2ステップの停止位置における前記検出信号との中間の値を持った前記検出信号を生成し、
前記信号処理部は、前記可変容量素子の静電容量の変化に対応する前記検出信号の変化に基づいて、前記操作部の回転方向を判定する
ことを特徴とする回転式入力装置。 - 前記複数の可変容量素子は、前記操作部を前記所定の停止位置から前記所定の方向へ前記単位回転角ずつ3ステップ回転させる場合における第3ステップの停止位置において前記容量差の増大を生じる少なくとも1つの第3可変容量素子を含んでおり、
前記パルス電圧供給部は、
前記第1ステップの停止位置において前記第1可変容量素子に蓄積される電荷と、前記第2ステップの停止位置において前記第2可変容量素子に蓄積される電荷とが逆の極性を持つか、又は、同一極性で異なる大きさを持つように前記パルス電圧の供給を行う第1動作モード、及び、
前記第2ステップの停止位置において前記第2可変容量素子に蓄積される電荷と、前記第3ステップの停止位置において前記第3可変容量素子に蓄積される電荷とが逆の極性を持つか、又は、同一極性で異なる大きさを持つように前記パルス電圧の供給を行う第2動作モードを交互に繰り返し、
前記検出信号生成部は、
前記第1動作モードの場合、前記パルス電圧の供給によって前記第1可変容量素子及び前記第2可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた第1検出信号を生成し、前記第3ステップの停止位置においては、前記第1ステップの停止位置における前記第1検出信号と前記第2ステップの停止位置における前記第1検出信号との中間の値を持った前記第1検出信号を生成し、
前記第2動作モードの場合、前記パルス電圧の供給によって前記第2可変容量素子及び前記第3可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた第2検出信号を生成し、前記第1ステップの停止位置においては、前記第2ステップの停止位置における前記第2検出信号と前記第3ステップの停止位置における前記第2検出信号との中間の値を持った前記第2検出信号を生成し、
前記信号処理部は、前記可変容量素子の静電容量の変化に対応する前記第1検出信号及び前記第2検出信号の変化に基づいて、前記操作部の回転方向を判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の回転式入力装置。 - 前記複数の可変容量素子は、前記操作部を前記所定の停止位置から前記所定の方向へ前記単位回転角ずつ3ステップ回転させる場合における第3ステップの停止位置において前記容量差の増大を生じる少なくとも1つの第3可変容量素子を含んでおり、
前記パルス電圧供給部は、
前記第1ステップの停止位置において前記第1可変容量素子に蓄積される第1電荷と、前記第2ステップの停止位置において前記第2可変容量素子に蓄積される第2電荷とが逆の極性を持つか、又は、同一極性で異なる大きさを持つように前記パルス電圧の供給を行う第1動作モード、
前記第2ステップの停止位置において前記第2可変容量素子に前記第1電荷が蓄積され、前記第3ステップの停止位置において前記第3可変容量素子に前記第2電荷が蓄積されるように前記パルス電圧の供給を行う第2動作モード、及び、
前記第1ステップの停止位置において前記第1可変容量素子に前記第1電荷が蓄積され、前記第3ステップの停止位置において前記第3可変容量素子に前記第2電荷が蓄積されるように前記パルス電圧の供給を行う第3動作モードを順番に繰り返し、
前記検出信号生成部は、
前記第1動作モードの場合、前記パルス電圧の供給によって前記第1可変容量素子及び前記第2可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた第1検出信号を生成し、前記第3ステップの停止位置においては、前記第1ステップの停止位置における前記第1検出信号と前記第2ステップの停止位置における前記第1検出信号との中間の値を持った前記第1検出信号を生成し、
前記第2動作モードの場合、前記パルス電圧の供給によって前記第2可変容量素子及び前記第3可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた第2検出信号を生成し、前記第1ステップの停止位置においては、前記第2ステップの停止位置における前記第2検出信号と前記第3ステップの停止位置における前記第2検出信号との中間の値を持った前記第2検出信号を生成し、
前記第3動作モードの場合、前記パルス電圧の供給によって前記第1可変容量素子及び前記第3可変容量素子に蓄積される電荷の和に応じた第3検出信号を生成し、前記第2ステップの停止位置においては、前記第1ステップの停止位置における前記第3検出信号と前記第3ステップの停止位置における前記第3検出信号との中間の値を持った前記第3検出信号を生成し、
前記信号処理部は、前記可変容量素子の静電容量の変化に対応する前記第1検出信号、前記第2検出信号及び前記第3検出信号の変化に基づいて、前記操作部の回転方向を判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の回転式入力装置。 - 前記信号処理部は、前記第1検出信号から前記第2検出信号を減算して得られる検出信号、前記第2検出信号と前記第3検出信号とを加算して得られる検出信号、並びに、前記第1検出信号と前記第3検出信号とを加算して得られる検出信号の変化に基づいて、前記操作部の回転方向を判定する
ことを特徴とする請求項3に記載の回転式入力装置。 - 基台部と、
前記基台部に回転自在に支持された操作部と、
前記操作部に設けられ、前記操作部の回転軸からの距離が等しい第1仮想円の周上において等間隔に配置される複数の可動電極と、
前記第1仮想円の周上において隣接する2つの前記可動電極の位置に挟まれた円弧に対応する中心角をN等分(Nは3以上の整数を示す。)した角度である単位回転角ごとに設定された停止位置において、前記操作部の回転を抑制する節度機構と、
前記基台部に設けられ、前記回転軸に対して前記第1仮想円を平行に移動した第2仮想円の周上に配置され、前記可動電極との位置関係に応じて静電容量が変化する複数の可変容量素子と、
前記複数の可変容量素子にそれぞれパルス電圧を供給するパルス電圧供給部と、
前記パルス電圧の供給により前記複数の可変容量素子に蓄積される電荷に応じた検出信号を生成する検出信号生成部と、
前記検出信号に基づいて前記操作部の回転方向を判定する信号処理部とを具備し、
前記可変容量素子は、前記操作部を一つの前記停止位置から一定の方向へ前記単位回転角ずつNステップ回転させる場合におけるN個の停止位置のうち、1つの停止位置における静電容量が他の停止位置における静電容量に対して大きな容量差を持ち、
前記パルス電圧供給部は、前記操作部を所定の停止位置から所定の方向へ前記単位回転角ずつ3ステップ回転させる場合における3つの前記停止位置において前記検出信号生成部により生成される3つの前記検出信号が異なるレベルを有するように、前記複数の可変容量素子にそれぞれパルス電圧を供給し、
前記信号処理部は、前記可変容量素子の静電容量の変化に対応した前記検出信号の変化に基づいて、前記操作部の回転方向を判定する
ことを特徴とする回転式入力装置。 - 前記基台部に設けられ、前記第2仮想円の周上に配置された複数の固定電極を具備し、
前記第2仮想円の周上において隣接する前記固定電極のペアが前記可変容量素子を構成し、
前記固定電極のペアにおける各固定電極は、前記操作部が前記停止位置にある場合に、前記回転軸と平行な方向からみて、共通の前記可動電極と重なりを生じ得る位置に設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の回転式入力装置。 - 前記信号処理部は、
基準値と前記検出信号との差に基づいて前記検出信号の変化のパターンを判別し、当該判別した変化のパターンに基づいて前記操作部の回転方向を判定し、
前記検出信号の変化が一定時間継続して発生しない場合は、最後の前記検出信号の変化が発生した後における前記検出信号の平均値に基づいて、従前の基準値を新たな基準値に更新する
ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の回転式入力装置。 - 前記信号処理部は、
一連の前記回転方向の判定結果に基づいて、現在の停止位置が、前記操作部を前記所定の停止位置から前記所定の方向へ前記単位回転角ずつ3ステップ回転させる場合における前記3つの停止位置の何れであるかを判定し、
現在の停止位置が前記基準値の更新を行ったときの停止位置と等しい場合、現在の停止位置において生成された前記検出信号に基づいて前記基準値の更新を行う
ことを特徴とする請求項7に記載の回転式入力装置。 - 前記信号処理部は、現在の停止位置が前記基準値の更新を行ったときの停止位置と等しい場合であっても、現在の停止位置において生成された前記検出信号と前記基準値との差が所定のしきい値より大きいならば、当該検出信号を用いた基準値の更新を中止する
ことを特徴とする請求項8に記載の回転式入力装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015058427 | 2015-03-20 | ||
JP2015058427 | 2015-03-20 | ||
PCT/JP2016/057172 WO2016152504A1 (ja) | 2015-03-20 | 2016-03-08 | 回転式入力装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016152504A1 JPWO2016152504A1 (ja) | 2017-08-17 |
JP6313903B2 true JP6313903B2 (ja) | 2018-04-18 |
Family
ID=56977309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017508182A Active JP6313903B2 (ja) | 2015-03-20 | 2016-03-08 | 回転式入力装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6313903B2 (ja) |
WO (1) | WO2016152504A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112504316A (zh) * | 2019-09-16 | 2021-03-16 | 西安诺瓦星云科技股份有限公司 | 旋转编码器检测方法、装置及系统 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62239019A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-19 | Mitsutoyo Corp | 容量型位置測定トランスデユ−サ |
US4893071A (en) * | 1988-05-24 | 1990-01-09 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Capacitive incremental position measurement and motion control |
EP0747673B1 (fr) * | 1995-06-07 | 2003-03-26 | Brown & Sharpe Tesa S.A. | Dispositif de mesure capacitif |
AT405104B (de) * | 1997-03-21 | 1999-05-25 | Brasseur Georg Dipl Ing Dr | Kapazitiver drehwinkel- und winkelgeschwindigkeitssensor und messeinrichtung für einen solchen |
JP2001296966A (ja) * | 2000-04-17 | 2001-10-26 | Alps Electric Co Ltd | 入力装置 |
JP5843511B2 (ja) * | 2011-07-29 | 2016-01-13 | キヤノン株式会社 | 入力検出装置及びその制御方法、プログラム、及び記録媒体 |
JP5880884B2 (ja) * | 2013-05-31 | 2016-03-09 | 株式会社デンソー | 回転状態検出装置 |
-
2016
- 2016-03-08 JP JP2017508182A patent/JP6313903B2/ja active Active
- 2016-03-08 WO PCT/JP2016/057172 patent/WO2016152504A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016152504A1 (ja) | 2016-09-29 |
JPWO2016152504A1 (ja) | 2017-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6417251B2 (ja) | 回転式入力装置 | |
JP6310615B2 (ja) | 計時器用セッティングステムのための位置センサー | |
US20170336893A1 (en) | Increasing the Dynamic Range of an Integrator Based Mutual-Capacitance Measurement Circuit | |
JP6219915B2 (ja) | 歯車セットの角度位置検出用の容量式装置を備えた電気機械装置および歯車セットの角度位置検出方法 | |
US10281299B2 (en) | Angle sensor, a bearing unit, electrical motor, a control system and error-check system | |
JP6313903B2 (ja) | 回転式入力装置 | |
JP2012149908A (ja) | 回転角検出装置 | |
JP6417287B2 (ja) | 入力装置 | |
JP6302133B2 (ja) | 回転式入力装置 | |
KR102059818B1 (ko) | 회전체 감지 장치 | |
CN109586702B (zh) | 用于感测旋转主体的设备 | |
JP2013030120A (ja) | 入力検出装置及びその制御方法、プログラム、及び記録媒体 | |
JP2014126455A (ja) | 静電容量式検出装置 | |
JP6566885B2 (ja) | 回転検出装置 | |
JP2003254782A (ja) | 角度位置検出器 | |
JP2017072468A (ja) | 入力装置 | |
JP6496618B2 (ja) | 入力装置 | |
JP6246668B2 (ja) | 静電検出装置 | |
JP2017096861A (ja) | 入力装置 | |
Knežević | On the accuracy of position of the linear secular resonance g− g 5 in the proper elements’ space | |
KR102094410B1 (ko) | 마찰대전 기반 회전센서 | |
KR102257410B1 (ko) | 접촉 진동 검출 장치 및 그것을 구비하는 회전 기계, 그리고, 접촉 진동 검출 방법 | |
JP2009037774A (ja) | 回転入力装置、及び回転角測定装置 | |
JP6075245B2 (ja) | 物理量測定装置付回転機械 | |
JP2021071444A (ja) | 回転角検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170508 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180306 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180323 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6313903 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |