JP7323386B2 - 操作支援装置 - Google Patents

Description

本開示は、静電容量式座標入力装置の入力操作を支援する操作支援装置に関する。

特許文献１には、静電容量の変化又は接触領域の変化を検出するタッチパネル上に置かれ、タッチパネルからの入力操作を支援する操作ノブ（操作支援装置）が記載されている。

特開２０１６－２１８６８２号公報

特許文献１の操作ノブがタッチパネル上に搭載された状態で、タッチパネルの初期化処理が起動すると、操作ノブの接触部の静電容量が基準値として扱われ、操作ノブの接触部の初期位置がタッチパネルの検出から除外されてしまう。このため、特許文献１の操作ノブが回転したとしても、操作ノブの接触部の位置が不明なので、回転角度検出ができない。従って、特許文献１では、予めタッチパネルの初期化処理を起動した後で、操作ノブをタッチパネル上に搭載する必要があった。

本発明の目的は、座標入力装置の上に置かれたまま、座標入力装置の初期化処理を開始可能な搭載操作支援装置を提供することにある。

一態様に係る操作支援装置は、静電容量の変化を検出する座標入力装置への入力操作を支援する操作支援装置であって、操作部材と、前記操作部材と連動して上下する第１回転板と、前記第１回転板から前記座標入力装置に向けて突出する導電性の第１シャフト部と、前記導電性の第１端部と、を有する第１部材と、を備え、前記操作部材への第１段分の押し下げ操作に連動して、前記第１シャフト部と前記第１端部とが接触する。

図１は、本実施形態に係る入力システムの構成を説明するための説明図である。 図２は、本実施形態の操作支援装置の裏面を示す平面図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ’線の断面において、操作部材が押し下げられていない状態を説明するための断面図である。 図４は、図２のＩＶ－ＩＶ’線の断面において、操作部材が押し下げられていない状態を説明するための断面図である。 図５は、図２のＶ－Ｖ’線の断面において、操作部材が押し下げられていない状態を説明するための断面図である。 図６は、本実施形態に係る支持板の平面を示す平面図である。 図７は、本実施形態に係る第１回転板及び第２回転板を示す平面図である。 図８は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ’線の断面において、操作部材が第１段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。 図９は、図２のＩＶ－ＩＶ’線の断面において、操作部材が第１段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。 図１０は、図２のＶ－Ｖ’線の断面において、操作部材が第１段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。 図１１は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ’線の断面において、操作部材が第２段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。 図１２は、図２のＩＶ－ＩＶ’線の断面において、操作部材が第２段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。 図１３は、図２のＶ－Ｖ’線の断面において、操作部材が第２段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。 図１４は、操作支援装置が座標入力装置の上に置かれたまま、座標入力装置の初期化処理が開始された場合において、第２部材で検出される容量を模式的に説明する説明図である。 図１５は、操作支援装置が座標入力装置の上に置かれたまま、座標入力装置の初期化処理が開始された場合において、第１部材で検出される容量を模式的に説明する説明図である。 図１６Ａは、操作部材が押し下げられていない状態において、第１回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。 図１６Ｂは、操作部材が第１段階分押し下げられている状態において、第１回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。 図１６Ｃは、操作部材が第２段階分押し下げられている状態において、第１回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。 図１６Ｄは、操作部材が第２段階分押し下げられている状態において、第２回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。 図１６Ｅは、操作部材が第１段階分押し下げられている状態において、第２回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。 図１６Ｆは、操作部材が押し下げられていない状態において、第２回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。 図１６Ｇは、操作部材が第１段階分押し下げられている状態において、第３回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。 図１６Ｈは、操作部材が第２段階分押し下げられている状態において、第３回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。

本開示を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、開示の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

（入力システム）
図１は、本実施形態に係る入力システムの構成を説明するための説明図である。図１に示すように、入力システム１００は、表示装置Ｄ１と、制御装置１０１と、座標入力装置ＴＰと、操作支援装置である操作ノブ１と、を備えている。ここで、表示装置Ｄ１の平面の一方向がＤｘ方向とされ、Ｄｘ方向と直交する方向がＤｙ方向とされている。

表示装置Ｄ１において、例えば、表示領域ＭＳ、表示領域ＬＳ、表示領域ＲＳがある。表示装置Ｄ１には、ポインタＰＭが表示されている。

制御装置１０１は、いわゆるコンピュータであり、ＣＰＵ（中央演算処理装置：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０３と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）などの内部記憶装置１０５と、を備えている。座標入力装置ＴＰは、制御装置１０１の入力部として、制御装置１０１に接続されている。

ＲＯＭ１０４には、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などのプログラムが記憶されている。

ＲＡＭ１０３は、プログラム、データの書き込み及び読み出しができるメインメモリであり、作業エリアを提供する。内部記憶装置１０５には、表示装置Ｄ１、及び座標入力装置ＴＰを制御するための複数のプログラムが格納されている。

ＣＰＵ１０２は、内部記憶装置１０５又はＲＡＭ１０３に格納されたプログラムを読み出して実行する。ＣＰＵ１０２の演算結果に基づいて、制御装置１０１は、表示装置Ｄ１に表示する画像と、座標入力装置ＴＰの出力に基づいた画像を表示装置Ｄ１へ出力する。

ＣＰＵ１０２において、グラフィクスの表示に必要な演算処理が行われた画像が、表示装置Ｄ１で表示される。ＣＰＵ１０２において、グラフィクスの表示に必要な演算処理が行われた画像が、座標入力装置ＴＰで表示させることもできる。制御装置１０１は、座標入力装置ＴＰからの信号の捕捉と、タッチ位置の演算処理と、演算結果に基づいた画像処理はコンピュータで行われる。

座標入力装置ＴＰは、例えば、座標入力機能を備えるいわゆるタッチパネルである。座標入力装置ＴＰは、ＸＹ面内において、画像を表示するとともに、静電容量の変化を座標入力として受け付けることができる。座標入力装置ＴＰは、表示装置ＬＣＯＭと重ねあわされている。

操作ノブ１は、座標入力装置ＴＰの操作支援装置である。操作ノブ１のＸＹ平面の座標は、座標入力装置ＴＰで検出される。また、操作ノブ１の回転操作Ｒ_ＯＰは、座標入力装置ＴＰで検出される。そして、操作ノブ１の押し下げ操作Ｐ_ＯＰは、座標入力装置ＴＰで検出される。

入力システム１００において、例えば、操作ノブ１の回転操作Ｒ_ＯＰにより、ポインタＰＭが、表示領域ＭＳ、表示領域ＬＳ、表示領域ＲＳのいずれかに移動する。操作ノブ１に押し下げ操作Ｐ_ＯＰが加えられると、押し下げ操作Ｐ_ＯＰが加えられたときにポインタＰＭが存在する、例えば表示領域ＭＳが選択され、以後の処理の対象領域となる。

（操作支援装置）
操作ノブ１は、中空円筒形状をしており、操作者の掌に収まる大きさである。操作ノブ１の中空部分はなくてもよく、操作ノブ１の中空部分を押し下げ操作Ｐ_ＯＰ用ボタンとして用いてもよい。

図２は、本実施形態の操作支援装置の裏面を示す平面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ’線の断面において、操作部材が押し下げられていない状態を説明するための断面図である。図４は、図２のＩＶ－ＩＶ’線の断面において、操作部材が押し下げられていない状態を説明するための断面図である。図５は、図２のＶ－Ｖ’線の断面において、操作部材が押し下げられていない状態を説明するための断面図である。図６は、本実施形態に係る支持板の平面を示す平面図である。図７は、本実施形態に係る第１回転板及び第２回転板を示す平面図である。

図２に示すように、操作ノブ１は、主軸支持部材２と、支持板４と、第１回転板５と、第２回転板６と、３つの第１部材５３と、３つの第２部材６３と、端子保持板７１（図３参照）を備えている。図２では、端子保持板７１の図示を省略し、第１端部５２及び第２端部６２の位置のみを図示している。第１部材５３は、例えば、主軸支持部材２の中心軸Ａｘの周りに、それぞれ１２０°毎に配置されている。第２部材６３は、例えば、中心軸Ａｘの周りに、それぞれ１２０°毎に配置されている。

図３に示すように、主軸支持部材２は、中空円筒の部材である。主軸支持部材２は、座標入力装置ＴＰの上面ＴＰＦに載置される。例えば、主軸支持部材２、絶縁性の樹脂で形成されている。これにより、座標入力装置ＴＰの上面ＴＰＦに載置されていても、座標入力装置ＴＰは、主軸支持部材２を検出しない。主軸支持部材２は、下方の端部で、座標入力装置ＴＰと接している。主軸支持部材２は、上方の端部で、径方向外側に張り出している位置決め部２１を有する。

操作部材３は、主軸支持部材２、支持板４を覆う円環状の上面部３１と、第２回転板６を径方向の外側から覆う側面部３２とを有する。操作部材３は、導電性を有する材料である。

図２、図３及び図６に示すように、支持板４は、絶縁性の樹脂で形成された円環状の板状部材である。支持板４は、主軸支持部材２の外周にある円環状の部材である。支持板４の上面には、第１磁石８が埋め込まれている。第１磁石８は、周方向に並んで配置されている。図５に示すように、第１磁石８は、同一極性（例えばＮ極）が上方に向くように並べられている。第１磁石８は、小型成型が可能で、加工精度が高く、広温度範囲で使用可能な部材であり、例えば、ネオジム磁石である。

図２及び図７に示すように、第１回転板５及び第２回転板６は、円環状の板状部材である。図４、図５及び図７に示すように、第１回転板５及び第２回転板６の上面には、第２磁石９が埋め込まれている。第２磁石９は、小型成型が可能で、加工精度が高く、広温度範囲で使用可能な部材であり、例えば、ネオジム磁石である。第２磁石９は、周方向に並んで配置されている。図５に示すように、第１磁石８は、同一極性（例えばＮ極）が上方に向くように並べられている。第１磁石８と、第２磁石９とが、上下に重畳する位置になったとき、異なる極性が向かい合う。これにより、第１磁石８と第２磁石９とが引き合うので、支持板４と第１回転板５との間及び支持板４と第２回転板６との間には、引力が作用する。操作部材３が押し下げられていない状態においては、支持板４と第１回転板５とが接し、支持板４と第２回転板６とが接している。

第１磁石８と第２磁石９との間には、支持板４があるので、支持板４の厚みにより、第１磁石８と第２磁石９とが引き合う引力を調整することができる。更に、第１磁石８と第２磁石９のサイズ並びに装着個数の設定により、引力を調整することもできる。

第２回転板６は、透磁率が炭素鋼より小さい導電材料である。本実施形態では、第２回転板６は、銅亜鉛合金で形成されている。第２回転板６は、透磁率が炭素鋼以上の材料であると、第１磁石８と第２磁石９との間の引力を阻害する磁路が形成されてしまい、操作ノブ１の回転操作Ｒ_ＯＰに伴う回転トルク（戻り止めトルク）が消失してしまう可能性がある。第２回転板６は、絶縁材料であってもよいが、導電性の材料であると、座標入力装置ＴＰにおいて、第２部材６３の感度を高くすることができる。

図２に示すように、第１回転板５は、第２回転板６の径方向内側に配置され、円環状の板状部材である。第１回転板５は、絶縁材料であってもよいが、導電性の材料であると、座標入力装置ＴＰにおいて、第１部材５３の感度を高くすることができる。

図２に示すように、連結部材７は、周方向に複数設けられ、中心軸Ａｘに向かって延びる柱状部材である。例えば、連結部材７は、金属製のピンである。図２及び図３に示すように、連結部材７は、操作部材３の側面部と、第２回転板６とを貫通することで、操作部材３の側面部と、第２回転板６とを連結している。第２回転板６の径方向内側から突出した連結部材７の先端部は、第１回転板５の下面に設けられた溝５Ｇに挿入されている。これにより、連結部材７は、操作ノブ１の回転操作Ｒ_ＯＰに応じて、第２回転板６と、第１回転板５とを連結する。

図４に示すように、第２部材６３は、第２回転板６の座標入力装置ＴＰ側に取り付けられている。第２部材６３は、第２回転板６から座標入力装置ＴＰに向けて突出している。第２部材６３は、座標入力装置ＴＰの検出感度に影響を与えない円柱状の第２シャフト部６１と、座標入力装置ＴＰの検出感度に適したサイズの円盤状の第２端部６２とを有する。第２シャフト部６１及び第２端部６２は、導電性の部材であり、例えば、銅亜鉛合金で形成されている。

図５に示すように、第１部材５３は、第１回転板５の座標入力装置ＴＰ側に取り付けられている。第１部材５３は、第１回転板５から座標入力装置ＴＰに向けて突出している。第１部材５３は、円柱状の第１シャフト部５１と、円盤状の第１端部５２とを有する。第１シャフト部５１及び第１端部５２は、小型成型が可能で、加工精度が高く、広温度範囲で使用可能な部材であり、例えば、ネオジム磁石である。図５に示すように、第１シャフト部５１は、同一極性（例えばＮ極）が上方に向くように並べられている。第１端部５２は、同一極性（例えばＳ極）が上方に向くように並べられている。第１端部５２に対向する第１シャフト部５１の下部の極性は、第１端部５２の上面の極性と同極性である。

第１シャフト部５１と、第１端部５２との間には、反発力が生じている。操作部材３が押し下げられていない状態においては、第１シャフト部５１が、第１回転板５及び支持板４を上方へ押し上げ、支持板４の上面を主軸支持部材２の位置決め部２１に当接させる。

図２に示すように、第２部材６３は、中心軸Ａｘの周りに、第１部材５３から６０°ずれた位置に配置されている。第２部材６３は、第１部材５３と中心軸Ａｘの周りの周方向に同じ位置で配置してもよい。本実施形態では、主軸支持部材２の中心軸Ａｘと、各第１部材５３を結んだ線上を除いた位置に、第２部材６３がある。第２部材６３は、第１部材５３と中心軸Ａｘの周りの周方向に異なる位置に配置することにより、第２端部６２、第１端部５２の大きさを大きくしても干渉せずに、配置することができる。

また、操作ノブ１において、第２回転板６の一面の周方向には、第１磁石８と上下に重畳する位置で第１磁石８に対して引力を生じる複数の第２磁石９が配置されている。

これにより、操作ノブ１の回転操作Ｒ_ＯＰがなければ、第１磁石８と第２磁石９との引力により、第２回転板６と支持板４との相対的な回転位置は保持される。操作ノブ１の回転操作Ｒ_ＯＰにより、主軸支持部材２に対して、操作部材３が回動する。第１磁石８と上下に重畳する位置で第１磁石８に対して引力を生じる第２磁石９は、移動して、次の隣接する第１磁石８に対して引力を生じ、操作ノブ１の操作者に対し、操作ノブ１の回転操作Ｒ_ＯＰに伴うタクタイルフィードバック（ｔａｃｔｉｌｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ）が伝達される。つまり、操作ノブ１の回転操作Ｒ_ＯＰに伴って、いわゆるクリック感と呼ばれる感触が操作ノブ１の操作者に伝達される。

図３、図４及び図５に示すように、端子保持板７１は、座標入力装置ＴＰの上面ＴＰＦに載置され、主軸支持部材２の外周にある円環状の部材である。端子保持板７１は、絶縁性の樹脂で形成されている。これにより、座標入力装置ＴＰの上面ＴＰＦに載置されていても、座標入力装置ＴＰは、端子保持板７１を検出しない。操作部材３と、端子保持板７１とは、図４に示す連結部材７２で連結されている。例えば、連結部材７２は、金属製のピンである。連結部材７２は、端子保持板７１の外径寄りであって、操作部材３の側面部３２に対向する位置の端子保持板７１上に立設している。連結部材７２の上端は、操作部材３の側面部３２にあけられた挿入穴３Ｈに挿入されている。連結部材７２は、主軸支持部材２の中心軸Ａｘの周りに、それぞれ１２０°毎に配置されている。

図４及び図５に示すように、第１部材５３の第１端部５２と、第２部材６３の第２端部６２とは、端子保持板７１に埋め込まれ、上下の面が露出している。図４に示すように、第１部材５３第２部材６３の第２端部６２と第２シャフト部６１との間には、高さＨ１の空隙が生じている。このため、第２端部６２は、電気的にどの基準電位にも接続されていないフローティング状態である。図４に示すように、第１部材５３の第１端部５２と第１シャフト部５１との間には、高さＨ２の空隙が生じている。第１端部５２は、電気的にどの基準電位にも接続されていないフローティング状態である。空隙の高さＨ２は、空隙の高さＨ１よりも小さい。操作部材３が押し下げられていない状態においては、支持板４と第１回転板５とが接し、支持板４と第２回転板６とが接する。また、操作部材３が押し下げられていない状態において、座標入力装置ＴＰは、第１部材５３の第１端部５２及び第２部材６３の第２端部６２を検知しない感度設定としている。

図８は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ’線の断面において、操作部材が第１段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。図９は、図２のＩＶ－ＩＶ’線の断面において、操作部材が第１段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。図１０は、図２のＶ－Ｖ’線の断面において、操作部材が第１段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。図８、図９及び図１０では、操作部材３が第１段階分押し下げられた状態が示されている。

操作部材３に手が置かれ、手の重みで、操作部材３が第１段階分押し下げられる。図８に示すように、操作部材３が押し下げられると、第２回転板６が連結部材７を介して、押し下げられる。第１磁石８と第２磁石９とが引き合うので、支持板４と第２回転板６との間には、引力が作用する。第２回転板６の押し下げに伴って、支持板４も押し下げられる。支持板４が押し下げられると、第１回転板５も押し下げられる。第１回転板５が押し下げられると、第１シャフト部５１が押し下げられ、図１０に示すように、第１シャフト部５１と第１端部５２とが当接する。支持板４の上面と、主軸支持部材２の位置決め部２１とが離れ、高さＨ２の空隙が生じる。

図９に示すように、第１部材５３第２部材６３の第２端部６２と第２シャフト部６１との間には、高さＨ３の空隙が生じている。高さＨ３は、上述した高さＨ１から高さＨ２を引いた差分になる。

図１１は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ’線の断面において、操作部材が第２段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。図１２は、図２のＩＶ－ＩＶ’線の断面において、操作部材が第２段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。図１３は、図２のＶ－Ｖ’線の断面において、操作部材が第２段階分押し下げられた状態を説明するための断面図である。図８、図９及び図１０では、操作ノブ１の押し下げ操作Ｐ_ＯＰにより、操作部材３が第２段階分押し下げられた状態が示されている。図１１に示すように、支持板４と第２回転板６とが離れる。

図１１に示すように、支持板４と第２回転板６とが離れても、連結部材７の先端部は、第１回転板５の下面に設けられた溝５Ｇに挿入されている。これにより、操作部材３が押し下げられた状態で、操作部材３が回動しても、操作部材３の回動と第２回転板６及び第１回転板５が連動して回動する。

図１２に示すように、操作部材３が押し下げられていない状態から操作部材３が第２段階分押し下げられている状態になると、第２シャフト部６１と、第２端部６２とが当接する。図１３に示すように、第１回転板５の下面に設けられた溝５Ｇは、第１回転板５に対して連結部材７が相対的に下がる動作を阻害しないので、操作部材３の第２段階の押し下げに応じて、第２回転板６が押し下げられる。これに対して、操作部材３の第２段階の押し下げられても、第１シャフト部５１と第１端部５２とが当接しているので、第１回転板５は動かない。このため、支持板４及び第１回転板５の位置が変わらず、支持板４に対して第２回転板６が離れていくことになる。そして、第２シャフト部６１と、第２端部６２とが当接すると、支持板４と第２回転板６との間に、高さＨ３の空隙ができる。

上述したように、第１磁石８と第２磁石９とが引き合うので、支持板４と第２回転板６との間には、引力が作用する。そこで、操作ノブ１の押し下げ操作Ｐ_ＯＰが解除されると、支持板４に第２回転板６が吸着して、図３から図５に示す操作部材３が押し下げられていない状態に戻る。

図１４は、操作支援装置が座標入力装置の上に置かれたまま、座標入力装置の初期化処理が開始された場合において、第１部材で検出される容量を模式的に説明する説明図である。図１５は、操作支援装置が座標入力装置の上に置かれたまま、座標入力装置の初期化処理が開始された場合において、第１部材で検出される容量を模式的に説明する説明図である。図１６Ａは、操作部材が押し下げられていない状態において、第１回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。図１６Ｂは、操作部材が第１段階分押し下げられている状態において、第１回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。

図１４に示す例は、比較例である。図１４に示すように、操作ノブ１が座標入力装置ＴＰの上に置かれたまま、座標入力装置ＴＰの初期化処理が開始された場合（ステップＳＴ１）、座標入力装置ＴＰは、第１部材５３の容量も含めた容量値Ｒａｗ Ｄａｔａをベース容量値Ｂａｓｅ ｌｉｎｅとして記憶する。本実施形態において、座標入力装置ＴＰの初期化処理とは、容量値Ｒａｗ Ｄａｔａをベース容量値Ｂａｓｅ ｌｉｎｅとして記憶することをいう。座標入力装置ＴＰの初期化処理には、座標入力装置ＴＰの電源投入時のみならず、座標入力装置ＴＰの動作中に導体接触がない状態での容量値Ｒａｗ Ｄａｔａをベース容量値Ｂａｓｅ ｌｉｎｅとして記憶する処理を含む。

操作ノブ１が座標入力装置ＴＰの上で一方向に回転すると、第１部材５３の位置が変わる（ステップＳＴ２）。座標入力装置ＴＰは、第１部材５３の容量も含めた容量値Ｒａｗ Ｄａｔａから記憶しているベース容量値Ｂａｓｅ ｌｉｎｅを差し引いた検出容量値Ｓｉｇｎａｌ Ｄａｔａを出力し、第１部材５３の信号値Ｓｉｇｎａｌを出力する。

操作ノブ１が座標入力装置ＴＰの上で逆方向に回転し、座標入力装置ＴＰの初期化処理が開始された位置に第１部材５３を戻す場合（ステップＳＴ１）、第１部材５３の容量も含めた容量値Ｒａｗ Ｄａｔａから記憶しているベース容量値Ｂａｓｅ ｌｉｎｅを差し引いた検出容量値Ｓｉｇｎａｌ Ｄａｔａを出力すると、第１部材５３の容量値がベース容量値Ｂａｓｅ ｌｉｎｅで相殺され、第１部材５３の信号値Ｓｉｇｎａｌが出力されなくなる。

上述した比較例に対し、本実施形態の第１部材５３の第１端部５２は、座標入力装置ＴＰ上にあるが、第１部材５３の第１端部５２がフローティング状態である。図１５に示すように、操作ノブ１が座標入力装置ＴＰの上に置かれたまま、座標入力装置ＴＰの初期化処理が開始された場合（ステップＳＴ１）、座標入力装置ＴＰは、容量値Ｒａｗ Ｄａｔａをベース容量値Ｂａｓｅ ｌｉｎｅとして記憶する。このとき、第１部材５３の第１端部５２がフローティング状態であるので、第１部材５３の第１端部５２の容量値が容量値Ｒａｗ Ｄａｔａに影響を与えにくくなる。

例えば、図１６Ａに示すように、座標入力装置ＴＰの初期化処理が開始され、かつ操作部材３が押し下げられていない状態では、座標入力装置ＴＰには、３つの第１部材５３及び３つの第２部材６３は、いずれも検出されない。

図１０に示すように、操作部材３に手がのせられて、操作部材３が第１段階分押し下げられる（ステップＳＴ３）と、操作部材３に連動して、第１シャフト部５１と、第１端部５２とが当接する。第１シャフト部５１と、第１端部５２とが、導電性部材であるので、第１端部５２の容量よりも、第１シャフト部５１及び第１端部５２の合計容量となる第１部材５３の容量が大きくなる。座標入力装置ＴＰは、第１部材５３の容量値Ｒａｗ Ｄａｔａから記憶しているベース容量値Ｂａｓｅ ｌｉｎｅを差し引いた検出容量値Ｓｉｇｎａｌ Ｄａｔａを出力し、第１部材５３の信号値Ｓｉｇｎａｌを出力する。これにより、図１６Ｂに示すように、座標入力装置ＴＰには、３つの第１部材５３が検知される。３つの第１部材５３の各座標から、制御装置１０１は、中心軸Ａｘの座標が演算できる。例えば、操作ノブ１の座標が中心軸Ａｘの座標とすることで、制御装置１０１は、操作ノブ１のＸＹ平面内の位置を取得できる。

図１６Ｃは、操作部材が第２段階分押し下げられている状態において、第１回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。図１６Ｄは、操作部材が第２段階分押し下げられている状態において、第２回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。図１６Ｅは、操作部材が第１段階分押し下げられている状態において、第２回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。図１６Ｆは、操作部材が押し下げられていない状態において、第２回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。

図１６Ａから図１６Ｆに示すように、中心軸Ａｘから各第１部材５３がある方向が方位Ａ、方位Ｂ、方位Ｃとする。中心軸Ａｘから各第２部材６３がある方向が方位Ｄ、方位Ｅ、方位Ｆとする。第１部材５３は、中心軸Ａｘの周りに、第２部材６３から６０°ずれた位置に配置されている。図１６Ｂに示すように、座標入力装置ＴＰには、３つの第１部材５３が検知されるので、制御装置１０１は、第１部材５３がある方位Ａ、方位Ｂ、方位Ｃを演算できる。

図１６Ｃに示すように、座標入力装置ＴＰには、３つの第２部材６３が検知されるので、座標入力装置ＴＰは、操作ノブ１の回転操作Ｒ_ＯＰを検知することができる。

図１６Ｃに示す第１回転角度から図１６Ｄに示す第２回転角度へ操作ノブ１が左周りに回転した場合、制御装置１０１は、図１６Ｄの中心軸Ａｘから方位Ａの方向と、図１６Ｃの中心軸Ａｘから方位Ａの方向との角度差を演算することにより、操作ノブ１の回転角度を取得することができる。なお、方位Ａについて説明したが、方位Ａに基づく演算は、方位Ｂ、方位Ｃ、方位Ｄ、方位Ｅ及び方位Ｆに基づく演算に置き換えることができる。

次に、図１６Ｅに示す押し下げ操作Ｐ_ＯＰが加えられた状態から、操作部材３に手を置いたまま、操作ノブ１の押し下げ操作Ｐ_ＯＰが解除されると、図１６Ｅに示すように、座標入力装置ＴＰには、３つの第１部材５３が検知されるが、３つの第２部材６３が検知されなくなる。３つの第１部材５３が検知されるが、３つの第２部材６３が検知されなくなる場合、操作ノブ１の押し下げ操作Ｐ_ＯＰが解除されたとして、入力システム１００は、処理をする。

次に、図１６Ｅに示すように、操作部材３に手を置いたまま、操作ノブ１の押し下げ操作Ｐ_ＯＰが解除された状態から、操作部材３から手を放すと、図１６Ｆに示すように、座標入力装置ＴＰには、３つの第１部材５３及び３つの第２部材６３が検知されなくなる。操作部材３から手を放すと、図５に示すように、第１シャフト部５１と第１端部５２との間の反発力で、第１シャフト部５１が、第１回転板５及び支持板４を上方へ押し上げ、支持板４の上面を主軸支持部材２の位置決め部２１に当接させる。その結果、第１端部５２の容量値がベース容量値Ｂａｓｅ ｌｉｎｅで相殺され、第１部材５３の信号値Ｓｉｇｎａｌが出力されなくなる。

次に、別の操作が操作ノブ１に加えられる例を説明する。図１６Ｂに示す第１回転角度から図１６Ｅに示す第２回転角度へ操作ノブ１が左周りに回転した場合、制御装置１０１は、図１６Ｂの中心軸Ａｘから方位Ａの方向と、図１６Ｅの中心軸Ａｘから方位Ａの方向との角度差を演算することにより、操作ノブ１の回転角度を取得することができる。なお、方位Ａについて説明したが、方位Ａに基づく演算は、方位Ｂ又は方位Ｃに基づく演算に置き換えることができる。

座標入力装置ＴＰは、操作ノブ１が右周りに回転した場合も検知できる。図１６Ｇは、操作部材が第１段階分押し下げられている状態において、第３回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。図１６Ｂに示す第１回転角度から図１６Ｇに示す第３回転角度へ操作ノブ１が右周りに回転した場合、制御装置１０１は、図１６Ｂの中心軸Ａｘから方位Ａの方向と、図１６Ｇの中心軸Ａｘから方位Ａの方向との角度差を演算することにより、操作ノブ１の回転角度を取得することができる。なお、方位Ａについて説明したが、方位Ａに基づく演算は、方位Ｂ又は方位Ｃに基づく演算に置き換えることができる。

図１６Ｈは、操作部材が第２段階分押し下げられている状態において、第３回転角度を示す複数の部材位置を示す平面図である。図１６Ｇに示すように、座標入力装置ＴＰには、３つの第２部材６３が検知されるので、操作ノブ１の回転操作Ｒ_ＯＰを検知することができる。

図１６Ｃに示す第１回転角度から図１６Ｇに示す第３回転角度へ操作ノブ１が右周りに回転した場合、制御装置１０１は、図１６Ｃの中心軸Ａｘから方位Ａの方向と、図１６Ｇの中心軸Ａｘから方位Ａの方向との角度差を演算することにより、操作ノブ１の回転角度を取得することができる。なお、方位Ａについて説明したが、方位Ａに基づく演算は、方位Ｂ、方位Ｃ、方位Ｄ、方位Ｅ及び方位Ｆに基づく演算に置き換えることができる。

以上説明したように、操作ノブ１は、静電容量の変化を検出する座標入力装置ＴＰへの入力操作を支援する操作支援装置である。操作ノブ１は、座標入力装置ＴＰの方向へ押し下げ操作が可能な操作部材３と、操作部材と連動して上下する第１回転板５と、第１部材５３と、を備える。第１部材５３は、第１回転板５から座標入力装置ＴＰに向けて突出する第１シャフト部５１と、第１端部５２とを備える。操作部材３への第１段分の押し下げ操作に連動して、第１シャフト部５１と第１端部５２とが接触する。これによれば、座標入力装置ＴＰの上に操作ノブ１が搭載されたまま、座標入力装置ＴＰの初期化処理が開始されたとしても、操作部材３に押し下げ操作Ｐ_ＯＰがあれば、座標入力装置ＴＰの上の操作ノブ１の座標入力が可能になる。本実施形態の操作ノブ１は、予め座標入力装置ＴＰの初期化処理を起動した後で、操作ノブ１を座標入力装置ＴＰ上に搭載してもよいし、座標入力装置ＴＰの上に操作ノブ１が搭載されたまま、座標入力装置ＴＰの初期化処理を起動してもよい。

操作ノブ１は、第２回転板６と、第２部材６３と、を備える。第２回転板６は、操作部材３と連動して上下する。第２部材６３は、第２回転板６から座標入力装置ＴＰに向けて突出する導電性の第２シャフト部６１と、座標入力装置ＴＰに載置される導電性の第２端部６２と、を有する。操作部材３への押し下げ操作Ｐ_ＯＰに連動して、第２シャフト部６１と第２端部６２とが接触する。これにより、座標入力装置ＴＰには、３つの第２部材６３が検知される。

操作ノブ１は、座標入力装置ＴＰの上に置かれる主軸支持部材２と、支持板４と、操作部材３と第２回転板６とを連結する連結部材７と、を備える。支持板４は、主軸支持部材２の径方向外側に設けられ、第１回転板５及び第２回転板６よりも上側にある。これにより、操作部材３への第１段分の押し下げ操作と、操作部材３への第２段分の押し下げ操作により、支持板４、第１回転板５及び第２回転板６の相対的な位置関係を変えることができる。操作部材３への第１段分の押し下げ操作に連動して、支持板４、第１回転板５及び第２回転板６が一体として下方に移動する。操作部材３への第２段分の押し下げ操作に連動して、支持板４及び第１回転板５が移動せず、支持板４に対して第２回転板６が離れる。

第１部材５３は３つであり、主軸支持部材２の中心軸Ａｘの周りに、それぞれ１２０°毎に配置されている。第２部材６３は、主軸支持部材２の中心軸Ａｘと、各第１部材５３を結んだ線上を除いた位置であって、かつ主軸支持部材２の中心軸Ａｘの周りに、それぞれ１２０°毎に配置されている。座標入力装置ＴＰの上に操作ノブ１が搭載されたまま、座標入力装置ＴＰの初期化処理が開始されたとしても、図１に示すように、操作部材３に押し下げ操作Ｐ_ＯＰがされると、図１６Ｂに示すように第２部材６３の位置が出力できる。その結果、制御装置１０１は、第１部材５３の位置を推定でき、座標入力装置ＴＰが初期化処理された時点の第１部材５３の位置を内部記憶装置１０５に記憶できる。

なお、制御装置１０１は、操作部材３が傾いて押し下げられると、１つ又は２つの第２部材６３が検知されるので、操作ノブ１の押し下げ操作Ｐ_ＯＰとは認識しない。制御装置１０１は、操作部材３が押し下げられ、３つの第２部材６３が検知されると、操作ノブ１の押し下げ操作Ｐ_ＯＰがあったとして、操作ノブ１の押し下げ操作Ｐ_ＯＰに割り付けられた処理を実行するようにすれば、誤操作での処理実行を抑制することができる。

以上、好適な実施の形態を説明したが、本開示はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本開示の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本開示の技術的範囲に属する。

例えば、方向Ｘと方向Ｙとで規定される平面は、座標入力装置ＴＰの上面ＴＰＦであるが、座標入力装置ＴＰの上面ＴＰＦは、湾曲していてもよい。また、座標入力装置ＴＰは、タッチパネルとしたが、表示機能のないタッチパッドでもよい。

また、引力作用、反発作用に磁石を用いたが、ゴム、ばね等の部材を代用してもよい。

１ 操作ノブ
２ 主軸支持部材
３ 操作部材
４ 支持板
５ 第２回転板
６ 第１回転板
６Ｇ 溝
７ 連結部材
８ 第１磁石
９ 第２磁石
５１ 第１シャフト部
５２ 第１端部
５３ 第１部材
６１ 第２シャフト部
６２ 第２端部
６３ 第２部材
１００ 入力システム
１０１ 制御装置
Ａｘ 中心軸

Claims (4)

1. 静電容量の変化を検出する座標入力装置への入力操作を支援する操作支援装置であって、
   操作部材と、
   前記操作部材と連動して上下する第１回転板及び第２回転板と、
   前記座標入力装置の上に置かれる主軸支持部材と、
   前記主軸支持部材の径方向外側に設けられ、前記第１回転板及び前記第２回転板よりも上側にある支持板と、
   前記操作部材と、前記第２回転板とを連結する連結部材と、
   前記第１回転板から前記座標入力装置に向けて突出する導電性の第１シャフト部と、前記導電性の第１端部と、を有する第１部材と、
   前記第２回転板から前記座標入力装置に向けて突出する導電性の第２シャフト部と、第２端部と、を有する第２部材と、を備え、
   前記操作部材への第１段分の押し下げ操作に連動して、前記第１シャフト部と前記第１端部とが接触し、
   前記操作部材への第１段分の押し下げ操作よりも大きな前記操作部材への第２段分の押し下げ操作に連動して、前記第２シャフト部と前記第２端部とが接触する、
   操作支援装置。
2. 前記操作部材への第１段分の押し下げ操作に連動して、
   前記支持板、前記第１回転板及び前記第２回転板が一体として下方に移動する、請求項１に記載の操作支援装置。
3. 前記操作部材への第２段分の押し下げ操作に連動して、
   前記支持板及び前記第１回転板が移動せず、前記支持板に対して前記第２回転板が離れる、請求項１に記載の操作支援装置。
4. 前記第２部材は３つであり、前記主軸支持部材の中心軸の周りに、それぞれ１２０°毎に配置され
   前記第１部材は、３つであり、前記主軸支持部材の中心軸と、各前記第２部材を結んだ線上を除いた位置であって、かつ前記主軸支持部材の中心軸の周りに、それぞれ１２０°毎に配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の操作支援装置。

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