JP6450449B2 - 操作入力装置 - Google Patents

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Description

本発明は、回転方向の入力操作を検知できる操作入力装置に関する。
下記特許文献１には、上部のキャップ部材を操作することで、キャップ部が操作を受けた方向へ傾倒し、この傾倒した方向に配置された検知部が、キャップ部の傾倒による押圧の変化を検知することで、ユーザに操作感触を奏することなく上記操作を検知する操作入力装置が開示されている。
特開２０１３−４７８７１号公報
しかし、従来技術においては、キャップ部の傾倒方向からユーザによる操作方向を検知することができるが、回転方向については検知することが難しいという問題がある。
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、回転方向の操作についても検知可能な操作入力装置を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するために、本発明の操作入力装置は、操作部材の異なる位置に設けられ、操作力を受けた際の前記操作部材の変位を検出する第１の検出器及び第２の検出器と、前記第１の検出器及び前記第２の検出器での検出結果と、前記操作部材における前記第１の検出器及び前記第２の検出器の位置とに基づいて、前記操作部材が前記操作力を受けた位置を特定する処理を行う処理部とを有する。
上記構成によれば、操作部材の異なる位置に設けられた第１の検出器及び第２の検出器が操作力を受けた際の前記操作部材の変位を検出するので、前記第１の検出器及び前記第２の検出結果と、前記操作部材における前記第１の検出器及び前記第２の検出器の位置とに基づいて、操作部材が前記操作力を受けた位置を特定することができる。そして、操作部材が前記操作力を受けた位置から、操作部材の回転方向を特定することができる。
本発明では、前記処理部は、前記第１の検出器と前記第２の検出器とを結ぶ直線に平行な第１の方向と、該第１の方向に垂直な第２の方向とにおける前記操作力の大きさを特定する処理を行うことが好ましい。
上記構成によれば、前記第１の検出器と前記第２の検出器とを結ぶ直線に平行な第１の方向と、該第１の方向に垂直な第２の方向と分けて前記操作力の大きさを特定することができる。
本発明では、前記処理部は、前記特定した位置と基準点との距離が所定値未満の場合に、前記操作部材を回転させる操作と判断し、前記特定した位置と基準点との距離が前記所定値以上であり、且つ前記特定した前記第１の方向の操作力の大きさが前記特定した第２の方向の操作力の大きさ以上である場合に、前記操作部材を前記第１の方向に動かす操作であると判断し、前記特定した位置と基準点との距離が前記所定値以上であり、且つ前記特定した前記第１の方向の操作力の大きさが前記特定した第２の方向の操作力の大きさ未満である場合に、前記操作部材を前記第２の方向に動かす操作であると判断する。
上記構成によれば、前記操作部材への操作が、前記操作部材を回転させる操作、前記操作部材の前記第１の方向に動かす操作、前記操作部材の前記第２の方向に動かす操作のいずれであるかを判断できる。
本発明では、前記第１の検出器及び前記第２の検出器は、前記操作力に応じて変化する前記操作部材の変位量に応じて変化する静電容量を検出することが好ましい。
上記構成によれば、静電容量を容易に増幅処理できるため、少しの変位で操作を検出することができる。
本発明では、前記第１の検出器及び前記第２の検出器は、一端が基台に固定され、他端が操作可能なレバー部材と、前記基台に固定された基台側電極と、前記レバー部材に設けられたレバー側電極と、前記基台側電極と前記レバー側電極とが形成する静電容量を検出する静電容量検出回路とを各々備え、前記操作部材の操作に伴う前記変位の量に応じて前記静電容量が変化することが好ましい。
上記の構成によれば、前記レバー部材の操作に伴う前記レバー部材の弾性変形に応じて、前記基台側電極と前記レバー側電極とが形成する前記静電容量が変化し、この静電容量の変化が前記静電容量検出回路によって検出される。
そして、前記レバー部材の操作に必要なスペースは、前記レバー部材の弾性変形を許容する僅かなスペースで足りるため、操作入力装置を小型化できる。
本発明では、前記基台に固定され、前記レバー部材を挿通する挿通孔を有し、該挿通孔により前記レバー部材の弾性変形による可動範囲を規制するカバーを備えることが好ましい。
上記構成によれば、前記レバー部材の弾性変形による可動範囲が規制されるため、規定値を超える強い力が加わった場合に、前記レバー部材が前記挿通孔の内壁に当接することで、前記レバー部材の過度な変形が防止される。このため、破損に強い操作入力装置を得ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、ユーザに操作感触を奏することなく、回転方向の操作についても検知可能な操作入力装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る操作入力装置の平面図である。 本発明の実施形態に係る操作入力装置の側面図である。 本発明の実施形態に係る第１および第２の検出器の概観図である。 本発明の実施形態に係る第１および第２の検出器の断面図である。 本発明の実施形態に係る第１及び第２の検出器が備える回路基板の回路ブロック図である。 本発明の実施形態に係る操作入力装置が回転操作を検出する仕組みを説明する図である。 本発明の実施形態に係る操作入力装置の処理部の動作を説明するフローチャート図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、実施形態に係る操作入力装置１の平面図である。図２は、実施形態に係る操作入力装置１の側面図である。操作入力装置１は、操作部材１００と、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂと、処理部３００とを備える。
操作部材１００は、棒形状を有し、ユーザによる操作入力を受け付ける。第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂは、上記操作部材１００の両端近傍において、操作部材１００と各々係合されている。
第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂは、各々の係合位置において、操作部材１００が受ける操作力による操作部材１００の変位を検出する。処理部３００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro-processing unit）等の処理回路であり、操作部材１００が操作力を受けた位置、大きさ、回転方向等を特定する処理を行う。
図３は、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂの概観図である。図４は、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂの断面図である。図５は、回路基板２３０の回路ブロック図である。以下、図３から図５を参照して、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂの構成について説明する。なお、図３に示す第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂの概観は、図３に示す例に限られない。
レバー部材２２０は、長手方向が回路基板２３０の板面２３１に対して垂直方向に延伸した姿勢で一端２２１が基台２１０に固定され、他端２２２が固定されていない自由端となっている。レバー部材２２０の他端２２２には、摘み部２２３が設けられており、ユーザは、この摘み部２２３を摘んでレバー部材２２０を操作することができる。
また、レバー部材２２０は、レバー側電極２２４を有し、このレバー側電極２２４は、後述する回路基板２３０の板面２３１に形成された複数の基台側電極２３３Ａ〜２３３Ｄと間隙Ｓを隔てて対向する基板対向面２２４Ａを有する。レバー側電極２２４の基板対向面２２４Ａは、回路基板２３０の板面２３１に形成された基台側電極２３３Ａ〜２３３Ｄに対して平行に位置するとともに、中心部分にレバー部材２２０が位置した円形の形状を持つ。
レバー部材２２０の一端２２１側及び他端２２２側には、各々レバー部材２２０の長手方向に対して垂直方向に円盤状に張り出した張出部２２５及び張出部２２６が一体的に形成されている。レバー側電極２２４は、張出部２２５上に載置され、ナット２６２Ａにより固定されている。
また、レバー部材２２０は、張出部２２６及びナット２６２Ｂにより基台２１０を挟むようにして固定されている。なお、この実施形態では、レバー側電極２２４は、レバー部材２２０とは別体となっているが、レバー側電極２２４をレバー部材２２０に一体的に形成するようにしてもよい。
回路基板２３０は、複数の支持部材２４０を介して、ネジ２６１により基台２１０に固定されている。回路基板２３０は、レバー部材２２０を挿通する挿通孔２３２を有する。また、回路基板２３０には、複数の基台側電極２３３Ａ〜２３３Ｄ、静電容量検出回路２３４及び増幅回路２３５が設けられている。基台側電極２３３Ａ〜２３３Ｄは、回路基板２３０の板面２３１のレバー側電極２２４と対向する位置に形成されている。
ここで、基台側電極２３３Ａ及び２３３Ｃは、回路基板２３０のＹ軸（図４の紙面に向かって上下方向）におけるレバー部材２２０の動作を検知する。また、基台側電極２３３Ｂ及び２３３Ｄは、回路基板２３０のＸ軸（図４の紙面に向かって左右方向）におけるレバー部材２２０の動作を検知する。なお、図４では、回路基板２３０の挿通孔２３２の中心をゼロ点とした仮想Ｘ−Ｙ座標を設定している。
静電容量検出回路２３４は、基台側電極２３３Ａ〜２３３Ｄとレバー側電極２２４とが形成する静電容量を検出する。具体的には、静電容量検出回路２３４は、４つのチャージアンプ２３４Ａ〜２３４Ｄを備えており、各々基台側電極２３３Ａ〜２３３Ｄから出力される電荷信号を電圧信号に変換して出力する。
増幅回路２３５は、２つの差動増幅回路２３５Ａ及び２３５Ｂを備える。差動増幅回路２３５Ａは、チャージアンプ２３４Ａの出力と２３４Ｃの出力との差分をとり、該差分を増幅する。また、差動増幅回路２３５Ｂは、チャージアンプ２３４Ｂの出力と２３４Ｄの出力との差分をとり、該差分を増幅する。なお、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂが各々備える増幅回路２３５の出力は、処理部３００へ入力される。
つまり、差動増幅回路２３５Ａの出力からは、レバー部材２２０がＹ軸方向（図４の紙面に向かって上下方向）にどれだけ動かされたかがわかる。また、差動増幅回路２３５Ｂの出力からは、レバー部材２２０がＸ軸方向（図４の紙面に向かって左右方向）にどれだけ動かされたかがわかる。
カバー２５０は、基台２１０に固定されており、レバー部材２２０を挿通する挿通孔２５１を有する。そして、カバー２５０の挿通孔２５１は、レバー部材２２０の弾性変形による可動範囲を規制する。つまり、レバー部材２２０に規定値を超える強い力が加わった場合に、レバー部材２２０が挿通孔２５１の内壁２５２に当接することで、レバー部材２２０の過度な変形が防止される。
処理部３００は、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂでの検出結果と、操作部材１００における第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂの位置とに基づいて、操作部材１００が操作力を受けた位置、大きさ、回転方向等を特定する処理を行う。
図６は、操作入力装置１が回転操作を検出する仕組みを説明する図である。以下、図６を参照して、操作入力装置１が回転操作を検出する仕組みを説明する。なお、以下の説明において、操作部材１００における第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂの係合位置を各々Ｐ１，Ｐ２、ユーザにより操作力が加えられた位置をＰ３とする。また、位置Ｐ１，Ｐ２を結ぶ仮想直線をＬ１、仮想直線Ｌ１における位置Ｐ１，Ｐ２の中点をＣとする。さらに、中点Ｃを通り、仮想直線Ｌ１に対して垂直方向に伸びる仮想直線をＬ２とし、中点Ｃから位置Ｐ１，Ｐ２までの距離を各々Ｌとする。
ここで、ユーザにより、操作部材１００の仮想直線L２から距離ｄだけ離れた位置P３に操作力ＦＩＮが入力された場合を考える。
操作部材１００は、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂにより固定されている（動かない）ため、操作力ＦＩＮと、第１の検出器２００Ａ及び第２の２００Ｂで各々発生する反力ＦＬ，ＦＲとは、釣り合う。
より具体的には、操作力ＦＩＮと、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂで各々発生する反力ＦＬ，ＦＲとは、中心Ｃに対する水平（Ｘ軸）、垂直（Ｚ軸）、回転（θ）の各々の成分についての和がゼロ（釣り合った状態）とならなければならない。
このことから、以下の（１）式から（３）式が成り立つ。（１）式は、平行方向（Ｘ軸）の釣り合いを表している。（２）式は、垂直方向（Ｙ軸）の釣り合いを表している。（３）式は、回転方向（θ）の釣り合いを表している。
数式１
ＦＸ＝ＦＲＸ＋ＦＬＸ・・・（１）
数式２
ＦＹ＝ＦＲＹ＋ＦＬＹ・・・（２）
数式３
ＦＹ・ｄ＝（ＦＲＹ−ＦＬＹ）・Ｌ・・・（３）
但し、
ＦＸ：操作力ＦＩＮのＸ軸成分
ＦＹ：操作力ＦＩＮのＹ軸成分
ＦＬＸ：第１の検出器２００Ａの反力ＦＲのＸ軸成分
ＦＬＹ：第１の検出器２００Ａの反力ＦＲのＹ軸成分
ＦＲＸ：第２の検出器２００Ｂの反力ＦＲのＸ軸成分
ＦＲＹ：第２の検出器２００Ｂの反力ＦＲのＹ軸成分
ここで、中点Ｃから位置Ｐ１，Ｐ２までの距離Ｌは、予め測定しておくことが可能であるため、上記（３）式より、ｄの値を求めることができる。
なお、上記説明では、仮想直線Ｌ１上の位置Ｐ１，Ｐ２との中点Ｃを基準点（ゼロ点）として（１）式から（３）を算出しているが、基準点（ゼロ点）を位置Ｐ１，Ｐ２との中点Ｃとせずに、オフセットを設け、基準点を中点Ｃからずれた位置としてもよい。
また、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂは、Ｙ軸方向にずれた位置に配置していないため、ＦＸの回転成分までは特定することはできない。ＦＸの回転成分まで特定したい場合には、Ｙ軸方向にずれた位置にも検出器を設けるようにすればよい。
図７は、操作入力装置１の処理部３００の動作を説明するフローチャート図である。以下、図７を参照して、操作入力装置１の処理部３００の動作について説明する。なお、上記（１）式から（３）式及びＬの値は、予め処理部３００若しくは図示しないメモリに記憶されている。
また、以下の説明では、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂは、図６において、左右方向（Ｘ軸）のうち、右向きの入力を正（プラス）、左向きの入力を負（マイナス）、上下方向（Ｙ軸）のうち、上向きの入力を正（プラス）、下向きの入力を負（マイナス）として出力するよう設定されている。
初めに、処理部３００は、上記（３）式によりｄの値を算出する（ステップＳ１０１）。次に、処理部３００は、算出したｄの値がＬ以上であるかを判定する（ステップＳ１０２）。
ｄの値がＬ以上であるときは（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、処理部３００は、操作部材１００を回転させる操作であると判断する（ステップＳ１０３）。
ｄの値がＬ未満であるときは（ステップＳ１０２のＮｏ）、処理部３００は、ＦＹの絶対値がＦＸの絶対値以上であるかを判定する（ステップ Ｓ１０４）。
ＦＹの絶対値がＦＸの絶対値以上である場合（ステップＳ１０４のＹｅｓ）、処理部３００は、操作部材１００を上下方向（Ｙ軸方向）に動かす操作であると判断する（ステップＳ１０５）。
次に、処理部３００は、ＦＹの値がプラスかどうかを判定する（ステップＳ１０６）。ＦＹの値がプラスである場合（ステップＳ１０６のＹｅｓ）、処理部３００は、操作部材１００を上向きに動かす操作であると判断する（ステップＳ１０７）。
また、ＦＹの値がプラスでない場合（ステップＳ１０６のＮｏ）、処理部３００は、操作部材１００を下向きに動かす操作であると判断する（ステップＳ１０８）。
また、ＦＹの絶対値がＦＸの絶対値以上でない場合（ステップＳ１０４のＮｏ）、処理部３００は、操作部材１００を左右方向（Ｘ軸方向）に動かす操作であると判断する（ステップＳ１０９）。
次に、処理部３００は、ＦＸの値がプラスかどうかを判定する（ステップＳ１１０）。ＦＸの値がプラスである場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ）、処理部３００は、操作部材１００を右向きに動かす操作であると判断する（ステップＳ１１１）。
また、ＦＸの値がプラスでない場合（ステップＳ１１０のＮｏ）、処理部３００は、操作部材１００を左向きに動かす操作であると判断する（ステップＳ１１２）。
上記実施形態では、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂは、ユーザにより加えられた操作力により変化する操作部材１００の変位量に応じて変化する静電容量を検出しているが、他の方式、例えば、圧電素子を用いて操作部材１００の変位量を検出するようにしてもよい。
以上のように、本実施形態における操作入力装置１は、操作部材１００の異なる位置に設けられ、操作力を受けた際の操作部材１００の変位を検出する第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂと、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂでの検出結果と、操作部材１００における第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂの位置とに基づいて、操作部材１００が操作力を受けた位置を特定する処理を行う処理部３００とを備えている。このため、操作部材１００が操作力を受けた位置を特定することができる。そして、操作部材１００が操作力を受けた位置から、操作部材１００の回転方向を特定することができる。
また、本実施形態では、処理部３００は、第１の検出器２００Ａと第２の検出器２００Ｂとを結ぶ仮想直線Ｌ１に平行な第１の方向（Ｙ軸方向）と、該第１の方向に垂直な第２の方向（Ｘ軸方向）とにおける操作力の大きさを特定する処理を行う。このため、Ｘ軸方向とＹ軸方向の操作力の大きさを特定することができる。
また、本実施形態では、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂは、操作力に応じて変化する操作部材１００の変位量に応じて変化する静電容量を検出する。静電容量は、容易に増幅処理できるため、少しの変位で操作を検出することができる。
また、本実施形態では、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂは、一端２２１が基台２１０に固定され、他端２２２が操作可能なレバー部材２２０と、基台２１０に固定された基台側電極２３３Ａ〜２３３Ｄと、レバー部材２２０に設けられたレバー側電極２２４と、基台側電極２３３Ａ〜２３３Ｄとレバー側電極２２４とが形成する静電容量を検出する静電容量検出回路２３４とを備えている。
そして、レバー部材２２０の操作に伴うレバー部材２２０の弾性変形に応じて変化する静電容量を検出する構成となっている。そして、レバー部材２２０の操作に必要なスペースは、レバー部材２２０の弾性変形を許容する僅かなスペースで足りるため、第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂを小型化できる。
また、本実施形態では、基台２１０に固定され、レバー部材２２０を挿通する挿通孔２５１を有し、該挿通孔２５１によりレバー部材２２０の弾性変形による可動範囲を規制するカバー２５０を備えている。このため、レバー部材２２０の弾性変形による可動範囲が規制されるため、規定値を超える強い力が加わった場合に、レバー部材２２０が挿通孔２５１の内壁２５２に当接することでレバー部材２２０の過度な変形が防止される。このため、操作入力装置１の変形や破壊を抑制することができる。
本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
例えば、上述した実施形態では、操作部材１００として直線状の部材を例示したが、屈曲あるいは湾曲等したその他の形状の操作部材を用いてもよい。
また、上述した実施形態では、操作部材１００に２つの第１の検出器２００Ａ及び第２の検出器２００Ｂを取り付ける場合を例示したが、３つ以上の検出器を取り付けるようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、図７に示すように、処理部３００において操作部材１００を用いた回転操作、上下操作および左右操作を検出する場合を例示したが、これらの操作の一部、あるいはこれらの操作以外の操作を検出するようにしてもよい。
１ 操作入力装置
１００ 操作部材
２００Ａ 第１の検出器
２００Ｂ 第２の検出器
２１０ 基台
２２０ レバー部材
２３０ 回路基板
２４０ 支持部材
２５０ カバー（筐体）
３００ 処理部

Claims (6)

  1. 操作部材の異なる位置に設けられ、操作力を受けた際の前記操作部材の変位を検出する第１の検出器及び第２の検出器と、
    前記第１の検出器及び前記第２の検出器での検出結果と、前記操作部材における前記第１の検出器及び前記第２の検出器の位置とに基づいて、前記操作部材が前記操作力を受けた位置を特定する処理を行う処理部とを備え、
    前記処理部は、
    前記第１の検出器と前記第２の検出器とを結ぶ直線に平行な第１の方向と、該第１の方向に垂直な第２の方向とにおける前記操作力の大きさを特定する処理を行う
    操作入力装置。
  2. 前記処理部は、
    前記特定した位置と基準点との距離が所定値未満の場合に、前記操作部材を回転させる操作と判断し、
    前記特定した位置と基準点との距離が前記所定値以上であり、且つ前記特定した前記第１の方向の操作力の大きさが前記特定した第２の方向の操作力の大きさ以上である場合に、前記操作部材を前記第１の方向に動かす操作であると判断し、
    前記特定した位置と基準点との距離が前記所定値以上であり、且つ前記特定した前記第１の方向の操作力の大きさが前記特定した第２の方向の操作力の大きさ未満である場合に、前記操作部材を前記第２の方向に動かす操作であると判断する
    請求項１に記載の操作入力装置。
  3. 前記第１の検出器及び前記第２の検出器は、
    前記操作力に応じて変化する前記操作部材の変位量に応じて変化する静電容量を検出する
    請求項１又は請求項２に記載の操作入力装置。
  4. 前記第１の検出器及び前記第２の検出器は、
    一端が基台に固定され、他端が操作可能なレバー部材と、
    前記基台に固定された基台側電極と、
    前記レバー部材に設けられたレバー側電極と、
    前記基台側電極と前記レバー側電極とが形成する静電容量を検出する静電容量検出回路とを各々備え、
    前記操作部材の操作に伴う前記変位の量に応じて前記静電容量が変化する
    請求項３に記載の操作入力装置。
  5. 操作部材の異なる位置に設けられ、操作力を受けた際の前記操作部材の変位を検出する第１の検出器及び第２の検出器と、
    前記第１の検出器及び前記第２の検出器での検出結果と、前記操作部材における前記第１の検出器及び前記第２の検出器の位置とに基づいて、前記操作部材が前記操作力を受けた位置を特定する処理を行う処理部とを備え、
    前記第１の検出器及び前記第２の検出器は、
    前記操作力に応じて変化する前記操作部材の変位量に応じて変化する静電容量を検出し、
    前記第１の検出器及び前記第２の検出器は、
    一端が基台に固定され、他端が操作可能なレバー部材と、
    前記基台に固定された基台側電極と、
    前記レバー部材に設けられたレバー側電極と、
    前記基台側電極と前記レバー側電極とが形成する静電容量を検出する静電容量検出回路とを各々備え、
    前記操作部材の操作に伴う前記変位の量に応じて前記静電容量が変化する
    操作入力装置。
  6. 前記基台に固定され、
    前記レバー部材を挿通する挿通孔を有し、該挿通孔により前記レバー部材の弾性変形による可動範囲を規制するカバーを備える
    請求項４又は請求項５に記載の操作入力装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105518816B (zh) * 2014-12-25 2017-09-08 深圳市柔宇科技有限公司 按键结构及其应用的终端
KR102154344B1 (ko) * 2015-06-22 2020-09-09 알프스 알파인 가부시키가이샤 입력 장치 및 입력 장치의 제어 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3987182B2 (ja) * 1998-01-26 2007-10-03 Ｉｄｅｃ株式会社 情報表示装置および操作入力装置
JP4159072B2 (ja) * 2000-04-13 2008-10-01 株式会社バンダイナムコゲームス ゲーム用入力装置及び入力用アタッチメント
JPWO2002073148A1 (ja) * 2001-03-14 2004-07-02 ニッタ株式会社 静電容量式センサ
JP5415519B2 (ja) * 2008-04-01 2014-02-12 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ インタラクティブ表面において使用するポインティングデバイス
JP2010015514A (ja) * 2008-07-07 2010-01-21 Sony Corp 入力装置、その制御方法及び電子機器
US8384687B2 (en) * 2008-08-21 2013-02-26 Denso Corporation Manipulation input apparatus
TW201133298A (en) * 2010-03-25 2011-10-01 Novatek Microelectronics Corp Touch sensing method and system using the same
JP2013047871A (ja) 2011-08-29 2013-03-07 Alps Electric Co Ltd 入力デバイス
TWI461993B (zh) * 2012-05-25 2014-11-21 Wistron Corp 光學觸控模組、其手勢判定方法及電腦可讀取媒體
JP6034318B2 (ja) * 2013-07-30 2016-11-30 株式会社日本自動車部品総合研究所 操作位置検出装置

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