JP6897746B2 - 静電容量式タッチパネルの操作ノブ - Google Patents

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本発明は、静電容量式タッチパネルの検出面上に配置され、検出面に沿って移動させることにより静電容量式タッチパネルへ入力操作を行う静電容量式タッチパネルの操作ノブに関し、更に詳しくは、複数のノブ電極が取り付けられた静電容量式タッチパネルの操作ノブに関する。

静電容量式タッチパネルは、操作ノブのノブ電極が接近することにより、検出電極の浮遊容量（ノブ電極と検出電極間の静電容量）が増大することに着目し、静電容量が変化した検出電極の配線位置から操作ノブの検出面上の入力位置を検出している。例えば、相互容量方式で入力位置を検出するタッチパネルでは、タッチパネルの検出面のＸ方向に沿って交流検出信号を出力する複数本の駆動電極Ｔｙと、Ｙ方向沿って 交流検出信号を検出する複数の検出電極Ｒｘがそれぞれの交差位置（ｘ、ｙ）で互いに絶縁して配線されている。いずれかの交差位置（ｘ、ｙ）に操作者が手に持って接地された操作ノブのノブ電極が接近すると、その交差位置（ｘ、ｙ）の駆動電極Ｔｙに出力される交流検出信号の一部が、駆動電極Ｔｙと操作ノブのノブ電極間の静電容量を介して操作者に流れ、その交差位置（ｘ、ｙ）の検出電極Ｒｘから検出する交流検出信号の検出電圧Ｖ（ｘ、ｙ）が低下する。従って、タッチパネルは、交流検出信号を出力した駆動電極Ｔｙと交流検出信号の検出電圧Ｖ（ｘ、ｙ）が低下した検出電極Ｒｘとの交差位置（ｘ、ｙ）から操作ノブの入力位置を検出している。

一方、操作ノブの特定の回転軸周りの回転入力操作を検出するために、複数のノブ電極を配置した操作ノブや、３つ以上のノブ電極を操作ノブ毎に操作ノブの異なる位置に配置し、静電容量式タッチパネルで検出する各電ノブ極の相対位置から特定の操作ノブを判別可能とする操作ノブが特許文献１、特許文献２等で知られている。

以下、特許文献１に記載の静電容量式タッチパネルの操作ノブ１００を、図１１と図１２を用いて説明する。図１１（ａ）は、操作ノブ１００の斜視図であり、導電性の側板部１０１ａと絶縁樹脂製の底板部１０１ｂとからなる円筒枡形のケース１０１と、底板部１０１ｂ上に立設され、それぞれ周囲の一部が側板部１０１ａに電気接続する３本のロッド状のノブ電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとから構成されている。３本のノブ電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、円形の底板部１０１ｂの中心周りの同心円上に１２０度間隔で底板部１０１ｂに取り付けられているので、同図（ｂ）に示すように、３本のノブ電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ間の間隔は等しく、各ノブ電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの位置を頂点とする正三角形が形成される。

操作ノブ１００は、底板部１０１ｂを静電容量式タッチパネル（以下、単にタッチパネルという）１１０の検出面１１０ａ上に配置し、検出面１１０ａの平面上を移動操作してタッチパネル１１０への入力操作を行うもので、検出面１１０ａとノブ電極１０２の間に介在するケース１０１の底板部１０１ｂは、図１１（ｃ）に示すように、タッチパネル１１０においてノブ電極１０２による静電容量の変化を検出可能な程度に充分に薄い構造となっている。

操作者の一部が接地されているとして、操作ノブ１００を入力操作する操作者の指が導電性の側板部１０１ａに触れると、側板部１０１ａを介して３本のノブ電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが接地され、検出面１１０ａ上のノブ電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが配置された位置での検出電極との静電容量が変化し、図１２に示すように、タッチパネル１１０は、検出面１１０ａの各ノブ電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの位置をそれぞれタッチ点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３として検出する。また、ノブ電極１０２が上述位置に配置されていない、例えば、操作ノブ１００によらず、操作者の２本の指を直接、検出面１１０ａに接近させて入力操作すると、同様にその２本の指の各位置での静電容量が変化するので、タッチパネル１１０は、検出面１１０ａの２本の指が接近する位置をタッチ点Ｔ４、Ｔ５として検出する。

操作ノブ１００を用いた入力操作において、タッチパネル１１０で検出される３点のタッチ点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を頂点とする形状は、操作ノブ１００に特有の正三角形となるので、３点の各タッチ点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３間の距離が等間隔である場合に、操作ノブ１００による入力操作と判別し、タッチ点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の位置を操作ノブ１００の入力位置として検出する。一方、少なくとも２点の他のタッチ点Ｔとの距離が等距離とならないタッチ点Ｔ４やタッチ点Ｔ５は、正三角形の頂点となり得ないので、操作ノブ１００以外の指等の入力操作と判別する。これにより、操作者毎にノブ電極間の位置が異なる操作ノブ１００を割り当てれば、タッチパネル１１０で検出する複数のタッチ点Ｔの相対位置から、特定の操作者による入力操作を判別できる。

特許第６３９１８９３号公報 再公表特許ＷＯ２０１６／１６６７９３号公報

上述の通り、操作ノブに取り付けられた複数のノブ電極の検出面上の位置を、タッチパネル側で高精度に検出するためには、全てのノブ電極が接地接続される必要があり、従来の操作ノブ１００では、操作者が触れて接地される導電板（側板部１０１ａ）に全てノブ電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを電気接続させている。

しかしながら、複数の電極１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが共通の導電板で短絡していると、いずれかのノブ電極が近接する交差位置（ｘ、ｙ）に配線された駆動電極Ｔｙ若しくは検出電極Ｒｘと、他のノブ電極が近接する交差位置（ｘ’、ｙ’）に配線された駆動電極Ｔｙ’若しくは検出電極Ｒｘ’とが、ノブ電極間を短絡する導電板を介して容量結合し、操作者が操作せずに単にタッチパネルの検出面上に操作ノブを配置しただけでも、操作ノブによる入力操作と誤検出する場合が生じた。すなわち、いずれかのノブ電極を操作者が触れていない場合であっても、そのノブ電極に近接する交差位置（ｘ、ｙ）に配線された駆動電極Ｔｙに出力される交流検出信号の一部が、他のノブ電極に近接する交差位置（ｘ’、ｙ’）に配線された低インピーダンスで接地接続する駆動電極Ｔｙ’や検出電極Ｒｘ’に流れ、上記交差位置（ｘ、ｙ）に配線される検出電極Ｒｘから検出される検出電圧Ｖ（ｘ、ｙ）が低下することから、その交差位置（ｘ、ｙ）を電極の入力位置と誤検出するという問題があった。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、操作ノブに備えられる複数のノブ電極間を導電板で接続することによる入力位置の誤検出を防止する静電容量式タッチパネルの操作ノブを提供することを目的とする。

また、複数のノブ電極を、入力操作の際に接地させるために導電板で接続する必要のない静電容量式タッチパネルの操作ノブを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、請求項１の静電容量式タッチパネルの操作ノブは、多数の検出電極が配線された静電容量式タッチパネルの検出面の上方に配置される絶縁性のノブ本体と、ノブ本体に取り付けられるノブ電極とを備え、ノブ電極に対向する検出面の位置で検出電極の静電容量が変化することから、静電容量式タッチパネルが、検出面上の操作ノブの入力位置を検出する静電容量式タッチパネルの操作ノブであって、ノブ本体に、複数のノブ電極が互いに絶縁して取り付けられ、複数の各ノブ電極は、それぞれ、ノブ本体の外側面に露出するリング接触部と、リング接触部に電気接続し、底面部がノブ本体の底部に配置される導電ピンとを有し、
前記絶縁ノブ本体に取り付けられる全ての前記ノブ電極のリング接触部は、少なくともその一部が、操作ノブを掴む操作者の指が触れる前記ノブ本体の上端から所定の距離以内の外側面にリング状に露出し、
ノブ本体の最上段に取り付けられるリング接触部は、ノブ本体の上面に沿って取り付けられる導電板で形成され、ノブ本体の外側面と上面に露出することを特徴とする。

操作ノブが検出面上に配置されているだけでは、複数のノブ電極は接地されず、各ノブ電極間が短絡していることもないので、静電容量式タッチパネルは、操作ノブの入力位置を誤検出しない。

操作者が操作ノブを入力操作する際には、全てのノブ電極の各リング接触部が、操作ノブを掴む操作者の指が触れるノブ本体の上端から所定の距離以内の外側面に露出するので、全てのノブ電極に操作者の指が確実に触れて接地される。接地された各ノブ電極は、導電ピンの底面部が検出面に近接して対向し、検出面の位置に配線された検出電極の静電容量が大きく変化する。

操作者がノブ本体を持って入力操作する際には、全てのノブ電極が操作者の指に触れて接地され、複数の全てのノブ電極の位置が検出される。また、操作者がノブ本体の上面に指を触れて入力操作する際には、最上段にリング接触部が取り付けられたノブ電極のみが操作者の指に触れて接地され、そのノブ電極の位置のみが検出される。

請求項２と請求項６の静電容量式タッチパネルの操作ノブは、所定の距離は、１０ｍｍ以内であることを特徴とする。

操作者が操作ノブを入力操作する際には、全てのノブ電極の各リング接触部がノブ本体の上端から１０ｍｍ以内の外側面に露出するので、全てのノブ電極に操作者の指が確実に触れて接地される。接地された各ノブ電極は、導電ピンの底面部が検出面に近接して対向し、検出面の位置に配線された検出電極の静電容量が大きく変化する。

請求項３と請求項７の静電容量式タッチパネルの操作ノブは、いずれかの電極のリング接触部が、細長帯状導電板から形成され、細長帯状導電板の表面がノブ本体の外側面に沿って露出することを特徴とする。

いずれかの電極のリング接触部は、細長帯状導電板の表面がノブ本体の外側面に沿って露出するので、上下で対向する他の電極のリング接触部との間に大きい静電容量は生じない。

請求項４と請求項８の静電容量式タッチパネルの操作ノブは、ノブ本体に、操作者に応じた特定の数のノブ電極が互いに絶縁して取り付けられることを特徴とする。

操作者に応じて異なる数のノブ電極がノブ本体に取り付けられるので、静電容量式タッチパネルは、ノブ電極の入力位置を検出した検出数から、操作ノブを操作する操作者を特定できる。

請求項５の静電容量式タッチパネルの操作ノブは、多数の検出電極が配線された静電容量式タッチパネルの検出面の上方に配置される絶縁性のノブ本体と、ノブ本体に取り付けられるノブ電極とを備え、ノブ電極に対向する検出面の位置で検出電極の静電容量が変化することから、静電容量式タッチパネルが、検出面上の操作ノブの入力位置を検出する静電容量式タッチパネルの操作ノブであって、ノブ本体に、複数のノブ電極が互いに絶縁して取り付けられ、複数の各ノブ電極は、それぞれ、ノブ本体の外側面に露出するリング接触部と、リング接触部に電気接続し、底面部がノブ本体の底部に配置される導電ピンとを有し、
絶縁ノブ本体に取り付けられる全てのノブ電極のリング接触部は、少なくともその一部が、操作ノブを掴む操作者の指が触れる前記ノブ本体の上端から所定の距離以内の外側面にリング状に露出し、
ノブ本体が、上方からタッチパネルの検出面を目視する貫通孔が穿設されることにより筒状に形成され、いずれかのノブ電極の導電ピンは、他のノブ電極のリング接触部に対向する軸部の外径が、底面部の外径に比べて小径となっていることを特徴とする。

ノブ本体が筒状に形成されることによって、いずれかのノブ電極の導電ピンは、他のノブ電極のリング接触部に接近するが、他のノブ電極のリング接触部に対向する軸部の外径が小径であるので、水平方向で対向する他の電極のリング接触部との間に大きい静電容量は生じない。

請求項１の発明によれば、静電容量式タッチパネルが単数のノブ電極の入力位置を検出するか、複数のノブ電極の入力位置を検出するかで、操作ノブへの入力操作を判別できる。

請求項１と請求項２の発明によれば、操作者が操作ノブを入力操作しない限り、複数のノブ電極間が電気接続することがないので、検出面上に操作ノブを配置しただけでは、入力位置を誤検出しない。

また、操作ノブに、導電板を配置することなく、入力操作の際に全てのノブ電極が接地され、静電容量式タッチパネルは検出面上の各ノブ電極の位置を確実に検出できる。

請求項３又は請求項７の発明によれば、上下で対向する他の電極のリング接触部とは、外側面の上下方向で一組のノブ電極のリング接触部が１０ｍｍ以内の絶縁間隔で隣接しても、小面積で対向するので、誤検出が生じるような大きさの静電容量で結合することがない。

請求項４又は請求項８の発明によれば、静電容量式タッチパネルは、操作者毎の操作ノブの入力操作を判別し、検出した操作ノブの入力位置を操作者毎に処理できる。

請求項５の発明によれば、操作者は、貫通孔を通して、静電容量式タッチパネルの検出面を通して表示される表示を見ながら、操作ノブを持って入力操作することができる。

また、ノブ電極の入力位置を確実に検出するように、検出面に対向する導電ピンの底面部を所定の大きさの外径としても、他のノブ電極のリング接触部に対向する軸部の外径が底面部に比べて小径であるので、他の電極のリング接触部との間で大きい静電容量で容量結合することがない。

請求項５と請求項６の発明によれば、操作者が操作ノブを入力操作しない限り、複数のノブ電極間が電気接続することがないので、検出面上に操作ノブを配置しただけでは、入力位置を誤検出しない。

また、操作ノブに、導電板を配置することなく、入力操作の際に全てのノブ電極が接地され、静電容量式タッチパネルは検出面上の各ノブ電極の位置を確実に検出できる。

本発明の第１実施の形態に係る静電容量式タッチパネルの操作ノブ１の斜視図である。 操作ノブ１の側面図である。 ノブ電極３Ａの第１導電ピン６Ａとノブ電極３Ｂの第２導電ピン６Ｂに沿って切断した操作ノブ１の縦断面図である。 操作ノブ１の分解斜視図である。 ノブ電極３Ａの斜視図である。 ノブ電極３Ｂの斜視図である。 ノブ電極３Ｃの斜視図である。 ノブ本体２を除いたノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃの斜視図である。 （ａ）は、静電容量式タッチパネル１０の検出面１０Ａ上に配置された２種類の操作ノブ１Ａ、１Ｂを、（ｂ）は、静電容量式タッチパネル１０が検出した２種類の操作ノブ１Ａ、１Ｂのノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃの検出位置１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを、それぞれ示す説明図である。 静電容量式タッチパネルの操作ノブ１の他の入力操作方法を示す斜視図である。 従来の静電容量式タッチパネルの操作ノブ１００の（ａ）は斜視図、（ｂ）は、底面図、（ｃ）は、縦断面図である。 静電容量式タッチパネルで従来の操作ノブ１００の入力操作と操作者の指による入力操作を判別する方法を説明する説明図である。

以下、本発明の第１実施の形態に係る静電容量式タッチパネルの操作ノブ１を、図１乃至図９を用いて説明する。これらの図に示すように、操作ノブ１は、静電容量式タッチパネル（以下、タッチパネルという）１０の検出面１０Ａ上に配置して、その配置位置を入力位置としてタッチパネル１０へ入力する補助入力装置であり、以下、検出面１０Ａに直交する鉛直方向を上下方向として各部を説明する。

操作ノブ１のうち、図１乃至図４に示す操作ノブ１Ａは、絶縁性の合成樹脂で形成されたノブ本体２に、３種類の第１ノブ電極３Ａと、第２ノブ電極３Ｂと、第３ノブ電極３Ｃとが互いに絶縁して取り付けられている。

このうち、ノブ本体２の上面に沿って取り付けられる第１ノブ電極３Ａは、図５に示すように、水平面に沿った薄肉の導電性金属板からなるリング状の第１リング接触部４Ａと、第１リング接触部４Ａの内側から下方に向かってコの字状に一体に連設された連結片５Ａと、連結片５Ａの下方に固定され、電気接続する第１導電ピン６Ａとから構成される。第１導電ピン６Ａは、更に、円板部６Ａ１と、円板部６Ａ１の中心から上方に一体に立設される軸部６Ａ２とからなり、底面部となる円板部６Ａ１の大きさは、タッチパネル１０の検出面１０Ａに沿って配線される図示しない検出電極との間に形成される静電容量の変化をタッチパネル１０で検出可能な十分な大きさとなっている。一方、軸部６Ａ２は、第１ノブ電極３Ａがノブ本体２に取り付けられた際に、他の第２ノブ電極３Ｂや第３ノブ電極３Ｃと一定長さの絶縁間隔で隔てられるように円板部６Ａ１の外径より小径となっている。このように構成された第１導電ピン６Ａは、第１連結片５Ａと軸部６Ａ２の上面から中心軸に沿って下方に螺刻されたネジ穴にネジ１２Ａをネジ止めして、第１リング接触部４Ａに電気接続するとともに固定される。

ノブ本体２の中段に取り付けられる第２ノブ電極３Ｂは、図６に示すように、水平面に沿った薄肉の導電性金属板から形成され、第１リング接触部４Ａと外径が同一のリング状の第２リング接触部４Ｂと、第２リング接触部４Ｂの内側から水平面に沿って中心方向に一体に連設された第２連結舌片５Ｂと、第２連結舌片５Ｂに固定され、電気接続する第２導電ピン６Ｂとから構成される。第２導電ピン６Ｂは、更に、円板部６Ａ１と同一外径の円板部６Ｂ１と、円板部６Ｂ１の中心から上方に一体に立設される軸部６Ｂ２とからなり、軸部６Ｂ２は、第２ノブ電極３Ｂがノブ本体２に取り付けられた際に、第３ノブ電極３Ｃと一定長さの絶縁間隔で隔てられるように円板部６Ｂ１の外径より小径となっている。この第２導電ピン６Ｂは、第２連結舌片５Ｂと軸部６Ｂ２の上面から中心軸に沿って下方に螺刻されたネジ穴にネジ１２Ｂをネジ止めして、第２リング接触部４Ｂに電気接続するとともに固定される。

また、ノブ本体２の最下段に取り付けられる第３ノブ電極３Ｃは、図７に示すように、薄肉の導電性金属板の幅広の表面が鉛直方向に沿った円筒状で、円筒状の外径が第１リング接触部４Ａ及び第２リング接触部４Ｂの外径に等しい第３リング接触部４Ｃと、第３リング接触部４Ｃの円筒状の上端から水平面に沿って中心方向に一体に連設された第３連結舌片５Ｃと、第３連結舌片５Ｃに固定され、電気接続する第３導電ピン６Ｃとから構成される。第３導電ピン６Ｃも、円板部６Ａ１と同一外径の円板部６Ｃ１と、円板部６Ｃ１の中心から上方に一体に立設される軸部６Ｃ２とからなっている。この第３導電ピン６Ｃは、第３連結舌片５Ｃと軸部６Ｃ２の上面から中心軸に沿って下方に螺刻されたネジ穴にネジ１２Ｃをネジ止めして、第３リング接触部４Ｃに電気接続するとともに固定される。

ノブ本体２は、図４に示すように、鉛直方向の中心軸周りに円筒形に形成され、外側面の下方から第３ノブ電極３Ｃの第３リング接触部４Ｃを配置する下段部２Ａ１と、下段部２Ａ１より外径が小径となった上段部２Ａ２が形成された円筒ハウジング２Ａと、円筒状の第３リング接触部４Ｃ内に遊嵌され、鉛直方向に積層される第３リング接触部４Ｃと第２リング接触部４Ｂ間を絶縁する円筒状の下段スペーサ２Ｂと、第２ノブ電極３Ｂの第２リング接触部４Ｂ及び第１ノブ電極３Ａの第１リング接触部４Ａの外径に等しい円筒状に形成され、鉛直方向に積層される第２リング接触部４Ｂと第１リング接触部４Ａの間に配置される上段スペーサ２Ｃとで構成される。

これにより、ノブ本体２に鉛直方向に互いに絶縁して積層される第１ノブ電極３Ａの第１リング接触部４Ａ、第２ノブ電極３Ｂの第２リング接触部４Ｂ及び第３ノブ電極３Ｃの第３リング接触部４Ｃは、ノブ本体２の外側面の全周に露出する。積層状態で、第１リング接触部４Ａ、上段スペーサ２Ｃ、第２リング接触部４Ｂ及び下段スペーサ２Ｂの鉛直方向の厚さは、少なくとも１０ｍｍ未満となるよう、各部の大きさが設定され、ノブ本体２の上端から下方に１０ｍｍ以内の外周面に、第１ノブ電極３Ａの第１リング接触部４Ａ、第２ノブ電極３Ｂの第２リング接触部４Ｂ及び第３ノブ電極３Ｃの第３リング接触部４Ｃの一部が露出する。これにより、操作者が操作ノブ１Ａを入力操作する際には、自然にノブ本体２を上方から摘み、少なくともノブ本体２の上部から１０ｍｍ以下の外側面に指が触れるので、その範囲で露出する第１リング接触部４Ａと第２リング接触部４Ｂと第３リング接触部４Ｃのいずれも操作者の指が触れて接地される。

円筒ハウジング２Ａの中心軸周りで異なる３カ所の位置に、それぞれ上段部２Ａ２から底面まで貫通する第１貫通孔７Ａ、第２貫通孔７Ｂ及び第３貫通孔７Ｃが穿設されている。このうち、第１貫通孔７Ａは、図３に示すように、第１ノブ電極３Ａの連結片５Ａと、連結片５Ａの下方に固定される第１導電ピン６Ａとを挿通させるもので、大径の円板部６Ａ１を底面に露出させて収容するために下方の内径は大径となっている。

また、第２貫通孔７Ｂは、円筒ハウジング２Ａの中心軸について第１貫通孔７Ａの対称位置に穿設され、第２ノブ電極３Ｂの第２連結舌片５Ｂと、第２連結舌片５Ｂの下方に固定される第２導電ピン６Ｂを収容する。第２貫通孔７Ｂの下方も、大径の円板部６Ｂ１を底面に露出させて収容するために大径となっている。

第３貫通孔７Ｃは、円筒ハウジング２Ａの中心軸周りで、第１貫通孔７Ａ及び第２貫通孔７Ｂと重ならない任意の位置に穿設され、第３ノブ電極３Ｃの第３連結舌片５Ｃと、第３連結舌片５Ｃの下方に固定される第３導電ピン６Ｃを収容する。第３貫通孔７Ｃの下方も、大径の円板部６Ｃ１を底面に露出させて収容するために大径となっている。

従って、操作ノブ１Ａの各ノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃの円板部６Ａ１、６Ｂ１、６Ｃ１は、図９（ａ）に示すタッチパネル１０の検出面１０Ａ上の３カ所の異なる位置に対向する。

図４に示すように、円筒ハウジング２Ａの上面に沿って取り付けられるリング状の第１リング接触部４Ａの内側には、上方からリング状の絶縁性若しくは導電性のトップカバー８が積層される。これにより、トップカバー８で覆われる第１リング接触部４Ａの周囲がノブ本体２の上面に露出し、操作者はノブ本体２の上方から第１リング接触部４Ａに触れて、 第１ノブ電極３Ａのみを接地させることもできる。

トップカバー８と円筒ハウジング２Ａの中心側の開口が鉛直方向で連通することにより、操作ノブ１Ａを通してタッチパネル１０の検出面１０Ａが目視可能で、ここでは円筒ハウジング２Ａ内にウレキサイト（テレビ石）９を配置し、透明なタッチパネル１０を通して検出面１０Ａに表示される表示を、操作ノブ１Ａの上面に表示させている。

このように構成された操作ノブ１Ａの組立は、初めに第３貫通孔７Ｃの下方から第３導電ピン６Ｃの軸部６Ｃ２を挿通するとともに、第３貫通孔７Ｃに第３連結舌片５Ｃを位置決めしながら、円筒ハウジング２Ａの下段部２Ａ１に上方から第３リング接触部４Ｃを配置し、第３貫通孔７Ｃ内で重ねられる第３連結舌片５Ｃと軸部６Ｃ２をネジ１２Ｃでネジ止めして、第３ノブ電極３Ｃを円筒ハウジング２Ａに取り付ける。

続いて、第３リング接触部４Ｃ内に上方から下段スペーサ２Ｂを配置した後、下段スペーサ２Ｂ上に第２リング接触部４Ｂを配置するとともに、第２貫通孔７Ｂの下方から第２導電ピン６Ｂの軸部６Ｂ２を挿通し、第２貫通孔７Ｂ内で重ねられる第２連結舌片５Ｂと軸部６Ｂ２をネジ１２Ｂでネジ止めして、第２ノブ電極３Ｂを円筒ハウジング２Ａに取り付ける。

その後、第２リング接触部４Ｂ上に上段スペーサ２Ｃを配置し、更にその上方から、連結片５Ａを第１貫通孔７Ａに収容して回転方向に位置決めした第１リング接触部４Ａを重ねる。同時に、第１貫通孔７Ａの下方から第１導電ピン６Ａの軸部６Ａ２を挿通し、第１貫通孔７Ａ内で重ねられる第１連結舌片５Ａと軸部６Ａ２をネジ１２Ａでネジ止めして、第１ノブ電極３Ａを円筒ハウジング２Ａに取り付ける。

全てのノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃをノブ本体２に取り付けた後、上方から円筒ハウジング２Ａの開口にウレキサイト９を圧入し、第１リング接触部４Ａ上にトップカバー８を配置し、トップカバー８と円筒ハウジング２Ａの間に、積層された第１リング接触部４Ａ、上段スペーサ２Ｃ、第２リング接触部４Ｂ、下段スペーサ２Ｂ及び第３リング接触部４Ｃを挟持した状態で、トップカバー８と円筒ハウジング２Ａにそれぞれ螺合する連結ネジ１３、１４で共締めし、操作ノブ１Ａの全体を一体に組み立てる。

ノブ本体２に取り付けられるノブ電極３の数は、各ノブ電極３が互いに絶縁されてノブ電極３の上部から１０ｍｍ以下の範囲の外側面に露出すれば任意であり、操作ノブ１を操作する操作者毎にノブ本体２に取り付けられるノブ電極３の数を関連づけることもできる。例えば、操作者Ａに３つのノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃがノブ本体２に取り付けられた操作ノブ１Ａを割り当て、操作者Ｂに、ノブ電極３Ｃが取り付けられず、２つのノブ電極３Ａ、３Ｂのみがノブ本体２に取り付けられた操作ノブ１Ｂを割り当てれば、タッチパネル１０において、操作者Ａと操作者Ｂのいずれの入力操作であるかを判別できる。

以下、この判別方法を図９で説明すると、初めに操作者Ａと操作者Ｂがいずれも操作ノブ１Ａ、操作ノブ１Ｂによる入力操作を行わず、図９（ａ）に示すように、単にタッチパネル１０の検出面１０Ａ上に操作ノブ１Ａ、操作ノブ１Ｂを配置した状態では、操作ノブ１Ａの各ノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃと操作ノブ１Ａの一組のノブ電極３Ａ、３Ｂ間は相互に絶縁され、接地されてもいないので、タッチパネル１０の検出電極に、ノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃが接近していても、検出電極についての静電容量（浮遊容量）が大きく変化することがなく、操作ノブ１Ａ、操作ノブ１Ｂによる入力操作と誤検出することがない。

操作者Ａが、図９（ａ）に示す検出面１０Ａ上の位置に配置された操作ノブ１Ａを持って入力操作すると、操作者Ａの指がノブ本体２の上方から１０ｍｍ未満の幅で外側面に露出する全ての第１リング接触部４Ａ、第２リング接触部４Ｂ、第３リング接触部４Ｃに触れ、各ノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃは操作者Ａを介して接地される。その結果、接地された各ノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃの円板部６Ａ１、６Ｂ１、６Ｃ１と、各円板部６Ａ１、６Ｂ１、６Ｃ１に対向する検出面１０Ａの位置に配線された検出電極との間の静電容量が増加し、タッチパネル１０は、静電容量が変化した検出電極の配線位置から、図９（ｂ）に示すように、操作ノブ１Ａの各ノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃの検出位置１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを検出する。

また、操作者Ｂが、図９（ａ）に示す検出面１０Ａ上の位置に配置された操作ノブ１Ｂを持って入力操作すると、操作者Ｂの指がノブ本体２の上方から１０ｍｍ未満の幅で外側面に露出する第１リング接触部４Ａと第２リング接触部４Ｂに触れ、各ノブ電極３Ａ、３Ｂは操作者Ｂを介して接地される。その結果、接地されたノブ電極３Ａ、３Ｂの円板部６Ａ１、６Ｂ１と、各円板部６Ａ１、６Ｂ１に対向する検出面１０Ａの位置に配線された検出電極との間の静電容量が増加し、タッチパネル１０は、静電容量が変化した検出電極の配線位置から、図９（ｂ）に示すように、操作ノブ１Ｂの各ノブ電極３Ａ、３Ｂの検出位置１１Ａ、１１Ｂを検出する。

ここで、タッチパネル１０は、検出面１０Ａ上の所定幅（例えば、各ノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃ間の最大間隔よりわずかに大きい幅）の検出領域１５を仮想設定しておき、ノブ電極３の検出位置１１を検出した場合に、検出領域に含まれる検出位置の数によって、操作ノブ１を判定する。すなわち、検出領域１５内に３カ所の検出位置１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃを検出した場合には、操作ノブ１Ａの入力操作であると判定し、検出された各検出位置１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃから、操作者Ａが入力操作した操作ノブ１Ａの入力位置を検出する。また、検出領域１５内に２カ所の検出位置１１Ａ、１１Ｂを検出した場合には、操作ノブ１Ｂの入力操作であると判定し、検出された各検出位置１１Ａ、１１Ｂから、操作者Ｂが入力操作した操作ノブ１Ｂの入力位置を検出する。

上述の実施の形態に係る操作ノブ１は、図１０に示すように、円筒形の枡形ホルダー２０内に回転自在に収容し、タッチパネル１０に回転入力操作を行うものであってもよい。例えば、この枡形ホルダー２０には、上方から操作ノブ１を遊嵌し、操作ノブ１を円筒形の中心軸周りで回転自在に案内する凹部が凹設されている。凹部の深さは、操作ノブ１を枡形ホルダー２０に収容した際に、全てのノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃのリング接触部４Ａ、４Ｂ、４Ｃが枡形ホルダー２０から上方に突出するノブ本体２の外側面にリンク状に露出する深さとなっている。従って、操作者が枡形ホルダー２０内に収容した操作ノブ１を摘んで回転操作すると、操作ノブ１掴む操作者の指が全てのリング接触部４Ａ、４Ｂ、４Ｃ触れ、接地された操作ノブ１の各ノブ電極３Ａ、３Ｂ、３Ｃが操作ノブ１の中心軸周りで回転し、これによりタッチパネル１０は、検出領域内のノブ電極３の検出位置１１の数と各検出位置の相対移動位置とから、特定の操作ノブ１の回転操作と回転位置を検出できる。

また、上述の実施の形態では、操作ノブ１の上方から検出面１０Ａを通した表示を目視できるように、複数のノブ電極３が取り付けられるノブ本体２を円筒形としたが、必ずしも円筒形とする必要はなく、また、その外側面は円筒面に限らず種々のことなる形状であってもよい。

また、ノブ本体２が筒形でなければ、いずれかのノブ電極３のリング接触部４と、その中心軸側に鉛直方向に配置される他のノブ電極の導電ピン６の軸部とに十分な絶縁間隔を形成できるので、必ずしも導電ピン６の軸部を底面部より小径とする必要はない。

また、ノブ本体２の上面を平坦面としたが、操作ノブ１をつかむ操作者の指がノブ本体２の外側面に触れる形状であれば、ノブ本体２の上面に多少の凹凸があってもよい。

また、複数のノブ電極３の各円板部６Ａ１、６Ｂ１、６Ｃ１を同一の大きさとしているが、操作ノブ１毎にその大きさを変えて、タッチパネルで検出する電極の大きさから特定の操作ノブ１を判別することもできる。

また、複数の操作ノブ１Ａ、１Ｂを判別するために操作ノブ１に複数のノブ電極３が取り付けられているが、操作ノブ１の回転入力操作を検出するために、複数のノブ電極３が取り付けられた操作ノブ１にも本発明を適用できる。

本発明は、静電容量式タッチパネルにおいて、操作ノブの種類を判別するために複数のノブ電極が取り付けられた静電容量式タッチパネルの操作ノブに適している。

１ 静電容量式タッチパネルの操作ノブ
２ ノブ本体
３ ノブ電極
３Ａ 第１ノブ電極
３Ｂ 第２ノブ電極
３Ｃ 第３ノブ電極
４ リング接触部
６導電ピン
１０ 静電容量式タッチパネル
１０Ａ 検出面
１１ ノブ電極３の検出位置

Claims (8)

1. 多数の検出電極が配線された静電容量式タッチパネルの検出面の上方に配置される絶縁性のノブ本体と、
   前記ノブ本体に取り付けられるノブ電極とを備え、
   前記ノブ電極に対向する前記検出面の位置で前記検出電極の静電容量が変化することから、前記静電容量式タッチパネルが、前記検出面上の前記操作ノブの入力位置を検出する静電容量式タッチパネルの操作ノブであって、
   前記ノブ本体に、複数の前記ノブ電極が互いに絶縁して取り付けられ、
   複数の前記各ノブ電極は、それぞれ、前記ノブ本体の外側面に露出するリング接触部と、前記リング接触部に電気接続し、底面部が前記ノブ本体の底部に配置される導電ピンとを有し、
   前記絶縁ノブ本体に取り付けられる全ての前記ノブ電極のリング接触部は、少なくともその一部が、操作ノブを掴む操作者の指が触れる前記ノブ本体の上端から所定の距離以内の外側面にリング状に露出し、
   前記ノブ本体の最上段に取り付けられる前記リング接触部は、前記ノブ本体の上面に沿って取り付けられる導電板で形成され、前記ノブ本体の外側面と上面に露出することを特徴とする静電容量式タッチパネルの操作ノブ。
2. 前記所定の距離は、１０ｍｍ以内であることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式タッチパネルの操作ノブ。
3. いずれかの前記ノブ電極の前記リング接触部は、細長帯状導電板から形成され、細長帯状導電板の表面が前記ノブ本体の外側面に沿って露出することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の静電容量式タッチパネルの操作ノブ。
4. 前記ノブ本体に、操作者に応じた特定の数の前記ノブ電極が互いに絶縁して取り付けられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の静電容量式タッチパネルの操作ノブ。
5. 多数の検出電極が配線された静電容量式タッチパネルの検出面の上方に配置される絶縁性のノブ本体と、
   前記ノブ本体に取り付けられるノブ電極とを備え、
   前記ノブ電極に対向する前記検出面の位置で前記検出電極の静電容量が変化することから、前記静電容量式タッチパネルが、前記検出面上の前記操作ノブの入力位置を検出する静電容量式タッチパネルの操作ノブであって、
   前記ノブ本体に、複数の前記ノブ電極が互いに絶縁して取り付けられ、
   複数の前記各ノブ電極は、それぞれ、前記ノブ本体の外側面に露出するリング接触部と、前記リング接触部に電気接続し、底面部が前記ノブ本体の底部に配置される導電ピンとを有し、
   前記絶縁ノブ本体に取り付けられる全ての前記ノブ電極のリング接触部は、少なくともその一部が、操作ノブを掴む操作者の指が触れる前記ノブ本体の上端から所定の距離以内の外側面にリング状に露出し、
   前記ノブ本体は、上方から前記タッチパネルの検出面を目視する貫通孔が穿設されることにより筒状に形成され、
   いずれかの前記ノブ電極の前記導電ピンは、他の前記ノブ電極の前記リング接触部に対向する軸部の外径が、前記底面部の外径に比べて小径となっていることを特徴とする静電容量式タッチパネルの操作ノブ。
6. 前記所定の距離は、１０ｍｍ以内であることを特徴とする請求項５に記載の静電容量式タッチパネルの操作ノブ。
7. いずれかの前記ノブ電極の前記リング接触部は、細長帯状導電板から形成され、細長帯状導電板の表面が前記ノブ本体の外側面に沿って露出することを特徴とする請求項５又は請求項６のいずれか１項に記載の静電容量式タッチパネルの操作ノブ。
8. 前記ノブ本体に、操作者に応じた特定の数の前記ノブ電極が互いに絶縁して取り付けられることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか１項に記載の静電容量式タッチパネルの操作ノブ。

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