WO2016152504A1 - 回転式入力装置 - Google Patents

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WO2016152504A1
WO2016152504A1 PCT/JP2016/057172 JP2016057172W WO2016152504A1 WO 2016152504 A1 WO2016152504 A1 WO 2016152504A1 JP 2016057172 W JP2016057172 W JP 2016057172W WO 2016152504 A1 WO2016152504 A1 WO 2016152504A1
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WO
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detection signal
stop position
variable capacitance
unit
capacitance element
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/057172
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English (en)
French (fr)
Inventor
正史 田端
真一 樋口
Original Assignee
アルプス電気株式会社
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Publication date
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a rotary input device such as a rotary encoder, and more particularly to a rotary input device that detects rotation using a change in capacitance.
  • Patent Document 1 a device that detects the rotation of an operating body using a change in capacitance is known.
  • Patent Document 1 a plurality of fixed electrodes arranged on a fixed plate, a rotating plate arranged to be rotatable so as to face the fixed plate, and arranged on the rotating plate so as to face the fixed electrode
  • a rotary electrostatic encoder having a rotary electrode formed thereon is described.
  • the detection sensitivity of the capacitance decreases, and the fluctuation of the offset component due to temperature changes and the signal component due to the change in capacitance approach each other, so the level of the signal component (high level) / Low level, etc.) cannot be determined by comparison with a fixed threshold value.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to accurately detect a change in capacitance and detect the direction of rotation even when a signal component indicating a change in capacitance is close to a change in an offset component. It is to provide a rotary input device that can determine the above.
  • a rotary input device includes a base part, an operation part rotatably supported by the base part, and provided in the operation part, from a rotation shaft of the operation part.
  • a moderation mechanism that suppresses rotation of the operation unit at a stop position set for each unit rotation angle that is an angle divided into N (N is an integer of 3 or more), and is provided in the base unit
  • N is an integer of 3 or more
  • variable capacitance element has a capacitance at one stop position other than the N stop positions when the operation unit is rotated N steps from the stop position in a certain direction by the unit rotation angle. There is a large difference in capacitance with respect to the electrostatic capacity.
  • the plurality of variable capacitance elements has at least one first capacitance that causes an increase in the capacitance difference at the stop position of the first step when the operation unit is rotated by three unit rotation angles from the predetermined stop position in a predetermined direction.
  • 1 variable capacitance element and at least 1 2nd variable capacitance element which produces the increase in the said capacitance difference in the stop position of a 2nd step.
  • the pulse voltage supply unit reverses the charge accumulated in the first variable capacitance element at the stop position of the first step and the charge accumulated in the second variable capacitance element at the stop position of the second step.
  • the pulse voltage is supplied so as to have the same polarity or the same polarity and different magnitudes.
  • the detection signal generation unit generates the detection signal according to a sum of charges accumulated in the first variable capacitance element and the second variable capacitance element by supplying the pulse voltage, and performs the three-step rotation.
  • the detection signal having an intermediate value between the detection signal at the stop position of the first step and the detection signal at the stop position of the second step is generated.
  • the signal processing unit determines a rotation direction of the operation unit based on a change in the detection signal corresponding to a change in capacitance of the variable capacitance element.
  • the rotation direction of the operation unit can be determined based on a change in the detection signal without comparing the detection signal with a fixed threshold value.
  • the plurality of variable capacitance elements increase the capacitance difference at a stop position of a third step when the operation unit is rotated by three unit rotation angles from the predetermined stop position in the predetermined direction by the unit rotation angle.
  • the resulting at least one third variable capacitance element may be included.
  • the pulse voltage supply unit reverses the charge accumulated in the first variable capacitance element at the stop position of the first step and the charge accumulated in the second variable capacitance element at the stop position of the second step. In the first operation mode in which the pulse voltage is supplied so as to have the same polarity or different sizes, and in the stop position of the second step, the second variable capacitance element is accumulated.
  • the pulse voltage is supplied so that the electric charge and the electric charge accumulated in the third variable capacitance element at the stop position of the third step have opposite polarities or have the same polarity and different magnitudes.
  • the second operation mode may be repeated alternately.
  • the detection signal generation unit In the first operation mode, the detection signal generation unit generates a first detection signal corresponding to a sum of charges accumulated in the first variable capacitance element and the second variable capacitance element by supplying the pulse voltage.
  • the first value having an intermediate value between the first detection signal at the stop position of the first step and the first detection signal at the stop position of the second step.
  • a detection signal is generated, and in the second operation mode, a second detection signal corresponding to a sum of charges accumulated in the second variable capacitance element and the third variable capacitance element is generated by supplying the pulse voltage.
  • the stop position of the first step has an intermediate value between the second detection signal at the stop position of the second step and the second detection signal at the stop position of the third step. It may generate a second detection signal.
  • the signal processing unit may determine a rotation direction of the operation unit based on changes in the first detection signal and the second detection signal corresponding to a change in capacitance of the variable capacitance element.
  • the change in the first detection signal and the second detection signal corresponding to the change in the capacitance of the variable capacitance element is referred to as compared with the case where only one detection signal is referred to.
  • the rotation direction and stop position of the operation unit are more accurately determined.
  • the plurality of variable capacitance elements increase the capacitance difference at a stop position of a third step when the operation unit is rotated by three unit rotation angles from the predetermined stop position in the predetermined direction by the unit rotation angle.
  • the resulting at least one third variable capacitance element may be included.
  • the pulse voltage supply unit includes a first charge accumulated in the first variable capacitance element at the stop position of the first step and a second charge accumulated in the second variable capacitance element at the stop position of the second step.
  • the second variable capacitance element is applied to the second variable capacitance element at the stop position of the second step.
  • a second operation mode in which the pulse voltage is supplied so that the first charge is accumulated and the second charge is accumulated in the third variable capacitance element at the stop position of the third step; and the first step The first charge is accumulated in the first variable capacitance element at a stop position, and the second charge is accumulated in the third variable capacitance element at the stop position in the third step.
  • the third mode of operation to supply the scan voltage may be repeated sequentially.
  • the detection signal generator is In the first operation mode, a first detection signal corresponding to a sum of charges accumulated in the first variable capacitance element and the second variable capacitance element is generated by supplying the pulse voltage, and the third step At the stop position, the first detection signal having an intermediate value between the first detection signal at the stop position of the first step and the first detection signal at the stop position of the second step is generated.
  • a second detection signal corresponding to a sum of charges accumulated in the second variable capacitance element and the third variable capacitance element by generating the pulse voltage is generated, and the first step At the stop position, the second detection signal having an intermediate value between the second detection signal at the stop position of the second step and the second detection signal at the stop position of the third step is generated.
  • a third detection signal corresponding to a sum of charges accumulated in the first variable capacitance element and the third variable capacitance element is generated by supplying the pulse voltage, and the second step At the stop position, the third detection signal having an intermediate value between the third detection signal at the stop position of the first step and the third detection signal at the stop position of the third step may be generated.
  • the signal processing unit determines a rotation direction of the operation unit based on changes in the first detection signal, the second detection signal, and the third detection signal corresponding to a change in capacitance of the variable capacitance element. You can do it.
  • the rotation direction and stop position of the operation unit can be more accurately determined by referring to changes in the three detection signals.
  • the signal processing unit is a detection signal obtained by subtracting the second detection signal from the first detection signal, a detection signal obtained by adding the second detection signal and the third detection signal
  • the rotation direction of the operation unit may be determined based on a change in the detection signal obtained by adding the first detection signal and the third detection signal. According to said structure, since the change of the signal used for determination of a rotation direction becomes large, more accurate determination is attained.
  • a rotary input device includes a base part, an operation part rotatably supported by the base part, and provided in the operation part, from the rotation shaft of the operation part.
  • a moderation mechanism that suppresses rotation of the operation unit at a stop position set for each unit rotation angle that is an angle divided into N (N is an integer of 3 or more), and is provided in the base unit
  • N is an integer of 3 or more
  • variable capacitance element has a capacitance at one stop position among N stop positions when the operation unit is rotated N steps from the one stop position in a certain direction by the unit rotation angle. Large capacitance difference with respect to the capacitance at the stop position.
  • the pulse voltage supply unit includes three detection signals generated by the detection signal generation unit at three stop positions when the operation unit is rotated by three unit rotation angles from a predetermined stop position in a predetermined direction. A pulse voltage is supplied to each of the plurality of variable capacitance elements so that the signals have different levels.
  • the signal processing unit determines a rotation direction of the operation unit based on a change in the detection signal corresponding to a change in capacitance of the variable capacitance element.
  • the rotary input device may include a plurality of fixed electrodes provided on the base portion and disposed on a circumference of the second virtual circle.
  • a pair of the fixed electrodes adjacent on the circumference of the second virtual circle may constitute one variable capacitance element.
  • Each fixed electrode forming the pair of fixed electrodes is provided at a position where it can overlap with the common movable electrode when viewed from a direction parallel to the rotation axis when the operation unit is at the stop position. It's okay.
  • the signal processing unit determines a change pattern of the detection signal based on a difference between a reference value and the detection signal, and determines a rotation direction of the operation unit based on the determined change pattern.
  • the previous reference value is updated to a new reference value based on the average value of the detection signal after the last change in the detection signal has occurred. You can do it.
  • the signal processing unit rotates the operation unit from the predetermined stop position to the predetermined direction by the unit rotation angle by three steps based on a series of determination results of the rotation direction.
  • the detection signal generated at the current stop position is determined. Based on this, the reference value may be updated.
  • the old reference value is updated to the latest appropriate reference value.
  • the signal processing unit includes the detection signal generated at the current stop position and the reference value even when the current stop position is equal to the stop position when the reference value is updated. If the difference is larger than a predetermined threshold value, updating of the reference value using the detection signal may be stopped.
  • the rotation direction can be determined by accurately detecting the change in capacitance.
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of a structure of the rotary input device which concerns on embodiment of this invention. It is sectional drawing of a rotary input device. It is the figure which looked at the operation part of the rotary input device from the back side. It is a figure which shows an example of the electrode pattern provided in the back surface of the base part. It is a figure which shows the positional relationship of a movable electrode and a fixed electrode. It is a figure which shows an example of the structure in connection with the detection of rotation in the rotary input device which concerns on this embodiment. It is a figure which shows an example of a structure of a touch sensor.
  • FIG. 15 is a diagram showing the state of a stop position represented by a combination of two detection signals corresponding to the two pulse voltage patterns shown in FIG. 14 in numerical form. It is the figure showing the transition of the state ST of each stop position shown in FIG. It is a figure for demonstrating the drive method of the variable capacitance element (pair of fixed electrode) in the rotary input device which concerns on 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a rotary input device according to an embodiment of the present invention.
  • the rotary input device according to the present embodiment is a device that detects a user's rotation operation using a change in capacitance between electrodes, and also has a function as a capacitive touch sensor.
  • the rotary input device shown in FIG. 1 includes a base 5 having an operation area 1 of a touch sensor and an operation unit 10 that is rotatably supported by the base 5.
  • the base 5 is a plate-like member such as glass, for example, and electrode patterns for rotation detection and touch sensor are formed on the surface opposite to the surface on which the operation unit 10 is attached.
  • the front side plane corresponding to the area where the electrode pattern for the touch sensor is formed is used as the operation area 1 of the touch sensor.
  • FIG. 2 is a view showing a cross section taken along line A-A ′ in FIG.
  • a columnar support member 7 is fixed to the flat portion 51 on the front side of the base portion 5.
  • the operation unit 10 is rotatably supported by the base unit 5 by the support member 7.
  • the support member 7 has a flange portion 71 protruding perpendicularly to the rotation axis AX. Between the flange portion 71 and the flat portion 51 of the base portion 5, the ring-shaped edge portion 11 of the operation portion 10 is fitted.
  • a plurality of bearings 18 are provided between the support member 7 and the operation unit 10.
  • the support member 7 is made of a conductive material and is connected to the ground potential. Accordingly, the ring-shaped edge portion 11 of the operation unit 10 is covered with the flange portion 71 having the ground potential as viewed from the front side of the operation unit 10.
  • a movable electrode (EM1 to EM8), which will be described later, is provided on the edge 11 of the operation unit 10.
  • FIG. 3 is a view of the operation unit 10 as viewed from the back side, and shows the back surface of the operation unit 10 facing the flat surface part 51 of the base unit 5.
  • eight movable electrodes EM1 to EM8 arranged at equal intervals on the circumference of the first virtual circle IM1 having the same distance from the rotation axis AX of the operation unit 10 are provided.
  • the movable electrodes EM1 to EM8 (hereinafter, any one movable electrode is referred to as “EM”) are included in the range of the fan-shaped region having the unit rotation angle ⁇ as viewed from the center P of the first virtual circle IM1.
  • the movable electrode EM forms a unit rotation angle ⁇ from two arcs Ar1 and Ar2 on the circumference of two circles CY1 and CY2 having the same center P and different diameters from the first virtual circle IM1 and the center P. And has a planar shape surrounded by two line segments Se1 and Se2 on the two straight lines L1 and L2 extending in the radial direction. Fixed electrodes EF1 to EF4 to be described later have the same shape as the movable electrodes EM1 to EM8.
  • the unit rotation angle ⁇ is a rotation angle from one stop position to the next stop position by the moderation mechanism 15 described below.
  • the rotary input device includes a moderation mechanism 15 that suppresses the rotation of the operation unit 10 at a predetermined stop position set for each unit rotation angle ⁇ .
  • the moderation mechanism 15 includes a magnet 15 a provided on the outer periphery of the support member 7 and a magnet 15 b provided on the inner periphery of the operation unit 10.
  • the magnets 15a and 15b have the same number of gear-shaped irregularities, respectively, and suppress the rotation of the operation unit 10 so as to maintain the state in which both convex portions face each other.
  • the unit rotation angle ⁇ is obtained by equally dividing the central angle ⁇ corresponding to the arc sandwiched between the positions of two adjacent movable electrodes on the circumference of the first virtual circle IM1 (N is an integer of 3 or more). Set to an angle. That is, an angle obtained by dividing the rotation angle of one round (360 °) by N times the number of movable electrodes EM is the unit rotation angle ⁇ . In the example of FIG. 3, since the number of movable electrodes is 8 and N is 3, the unit rotation angle ⁇ is 15 °.
  • the eight movable electrodes EM provided in the operation unit 10 have the same shape and are arranged at equal intervals on the circumference of the first virtual circle IM1, the arrangement of the movable electrodes EM viewed from the base unit 5 side. Returns to the same state each time the stop position by the moderation mechanism 15 is rotated in a fixed direction by N steps (3 steps in the example of FIG. 3).
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an electrode pattern provided on the back surface of the base unit 5.
  • Drive electrodes ED1 to ED23 and sense electrodes ES1 to ES32 are formed on the back surface of the base 5 as touch sensor electrodes, and fixed electrodes EF1 to EF4 are formed as rotation detection electrodes.
  • These electrodes have, for example, a two-layer structure in which sense electrodes ES1 to ES32 and fixed electrodes EF1 to EF4 are formed on the first layer, and drive electrodes ED1 to ED23 are formed on the second layer above the first layer.
  • the film formation layer 52 is formed.
  • the drive electrodes ED1 to ED23 and the sense electrodes ES1 to ES32 are transparent conductive films such as ITO, and transmit light from a liquid crystal panel (not shown).
  • the drive electrodes ED1 to ED23 and the sense electrodes ES1 to ES32 are arranged in a grid as shown in FIG. 4, and a capacitor CS is formed at each intersection of the drive electrode and the sense electrode.
  • a capacitor CS is formed at each intersection of the drive electrode and the sense electrode.
  • the fixed electrodes EF1 to EF4 are arranged on the circumference of the second virtual circle IM2 obtained by moving the first virtual circle IM2 parallel to the base portion 5 with respect to the rotation axis AX, and are arranged side by side in the example of FIG. Has been.
  • the four fixed electrodes EF1 to EF4 (hereinafter, any one fixed electrode is referred to as “EF”) have three variable capacitance elements VC1 to VC1 whose capacitance changes according to the positional relationship with the movable electrode EM.
  • VC3 is formed (hereinafter, an arbitrary variable capacitance element is referred to as “VC”).
  • the first variable capacitance element VC1 is formed of a pair of adjacent fixed electrodes EF1 and EF2 on the circumference of the second virtual circle IM2.
  • the second variable capacitance element VC2 is formed by a pair of fixed electrodes EF2 and EF3 adjacent on the circumference of the second virtual circle IM2.
  • the third variable capacitor VC3 is formed of a pair of adjacent fixed electrodes EF3 and EF4 on the circumference of the second virtual circle IM2. Therefore, the fixed electrode EF2 is shared by the first variable capacitance element VC1 and the second variable capacitance element VC2, and the fixed electrode EF3 is shared by the second variable capacitance element VC2 and the third variable capacitance element VC3.
  • the fixed electrodes EF2 and EF3 shared by the two variable capacitance elements are connected to a detection signal generation unit 110 described later.
  • FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the movable electrode EM and the fixed electrode EF.
  • Each fixed electrode in the pair of fixed electrodes EF forming the variable capacitance element VC (the pair of EF1 and EF2, the pair of EF2 and EF3, and the pair of EF3 and EF4 in the example of FIGS. 4 and 5)
  • the moderation mechanism 15 When the moderation mechanism 15 is in the stop position, it is provided at a position where it can overlap with one common movable electrode EM when viewed from the direction parallel to the rotation axis AX.
  • the fixed electrode EF forming the variable capacitance element VC is compared.
  • the capacitance at one stop position where the pair overlaps the movable electrode EM has a large capacitance difference from the capacitance at the other two stop positions where no overlap occurs. Therefore, it is possible to determine whether or not the movable electrode EM exists at a position where it overlaps with the pair of the fixed electrodes EF forming the variable capacitance element VC by examining the change in the capacitance of the variable capacitance element VC. It becomes possible.
  • each fixed electrode in the pair of fixed electrodes EF forming the variable capacitance element VC is parallel to the rotation axis AX when the operation unit 10 is at the stop position of the moderation mechanism 15 described above.
  • the common movable electrode EM is provided at a position where it can overlap with the same area. That is, the fixed electrode EF has the same shape as that of the movable electrode EM, and the unit of the fixed electrode EF is exactly the same as the position of the movable electrode EM when the operation unit 10 is at the stop position when viewed from the direction parallel to the rotation axis AX.
  • a ground electrode EG is formed on the film forming layer 52 on the back surface of the base portion 5 so as to cover the fixed electrode EF (FIG. 2). That is, the fixed electrode EF and the movable electrode EM are sandwiched between the edge 11 of the operation unit 10 having the ground potential and the ground electrode EG. Thereby, it is possible to reduce the influence of noise from an object such as a fingertip approaching from the front side of the base unit 5 or a liquid crystal panel positioned on the back side of the base unit 5.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration relating to rotation detection in the rotary input device according to the present embodiment.
  • the rotary input device includes a pulse voltage supply unit 100, a detection signal generation unit 110, a signal processing unit 120, and a storage unit 130 as a configuration related to rotation detection.
  • the pulse voltage supply unit 100 is a circuit that supplies pulse voltages to the three variable capacitance elements (VC1 to VC3) of the base unit 5, and the pulse voltage supply patterns (pattern A, pattern B, pattern C) are different.
  • the three operation modes (first operation mode, second operation mode, and third operation mode) are repeatedly executed while being switched in a time-sharing manner in order.
  • the stop position (stop position where the pair of fixed electrodes EF1 and EF2 overlaps the movable electrode EM) where the capacitance difference of the capacitance of the first variable capacitance element VC1 increases is “SP1”
  • the second The stop position (stop position where the pair of fixed electrodes EF2, EF3 and the movable electrode EM overlap) where the capacitance difference of the capacitance of the variable capacitor VC2 increases is “SP2”
  • the electrostatic capacity of the third variable capacitor VC3 A stop position (a stop position where the pair of fixed electrodes EF3 and EF4 and the movable electrode EM overlap each other) where the capacitance difference between the capacitors increases is referred to as “SP3”.
  • the stop position of the first step becomes “SP1”
  • the stop position of the second step becomes “SP2”.
  • the stop position of the third step is “SP3”.
  • the pulse voltage supply unit 100 includes the first charge Q1 accumulated in the first variable capacitance element VC1 when the operation unit 10 is at the stop position SP1, and the first voltage Q1 accumulated when the operation unit 10 is at the stop position SP2.
  • the pulse voltage is supplied to the first variable capacitance element VC1 and the second variable capacitance element VC2 so that the second charge Q2 stored in the two variable capacitance element VC2 has a reverse polarity.
  • the pulse voltage supply unit 100 supplies a pulse voltage of a positive voltage “+ V” to the fixed electrode EF1 of the first variable capacitor VC1 and a negative voltage “+” to the fixed electrode EF3 of the second variable capacitor VC2.
  • the pulse voltage supply unit 100 supplies the pulse voltage to the first variable capacitance element VC1 and the second variable capacitance element VC2 so that the first charge Q1 and the second charge Q2 have the same polarity and different sizes. May be. Also in this case, in the detection signal generation unit 110 described later, the detection signal Ds at each stop position can have a different level.
  • the pulse voltage supply unit 100 applies a positive voltage “+ V” to the fixed electrode EF4 of the third variable capacitance element VC3 that does not supply the pulse voltage.
  • the pulse voltage supply unit 100 stores the first charge Q1 in the second variable capacitance element VC2 when the operation unit 10 is at the stop position SP2, and the third when the operation unit 10 is at the stop position SP3.
  • a pulse voltage is supplied to the second variable capacitor VC2 and the third variable capacitor VC3 so that the second charge Q2 is accumulated in the variable capacitor VC3.
  • the pulse voltage supply unit 100 supplies a pulse voltage of a positive voltage “+ V” to the fixed electrode EF2 of the second variable capacitance element VC2, and a negative voltage “to the fixed electrode EF4 of the third variable capacitance element VC3.
  • the ⁇ V ”pulse voltage is supplied, and a ground potential is applied to the common fixed electrode EF3 of the second variable capacitor VC2 and the third variable capacitor VC3.
  • the pulse voltage supply unit 100 applies a positive voltage “+ V” to the fixed electrode EF1 of the first variable capacitance element VC1 that does not supply the pulse voltage.
  • the pulse voltage supply unit 100 stores the first charge Q1 in the first variable capacitance element VC1 when the operation unit 10 is at the stop position SP1, and the third when the operation unit 10 is at the stop position SP3.
  • the pulse voltage is supplied to the first variable capacitor VC1 and the third variable capacitor VC3 so that the second charge Q2 is accumulated in the variable capacitor VC3.
  • the pulse voltage supply unit 100 supplies a pulse voltage of a positive voltage “+ V” to the fixed electrode EF1 of the first variable capacitance element VC1, and a negative voltage “ The ⁇ V ”pulse voltage is supplied, and a ground potential is applied to the fixed electrode EF2 of the first variable capacitor VC1 and the fixed electrode EF3 of the third variable capacitor VC3, respectively.
  • the pulse voltage supply unit 100 synchronizes with the timing when one of the drive electrodes ED1 to ED23 is selected and driven by the touch sensor drive unit 210 in the touch sensor 2 described later, and the pulse voltage in each operation mode described above. Supply.
  • the detection signal generation unit 110 is a circuit that generates a detection signal Ds corresponding to charges accumulated in the three variable capacitance elements (VC1 to VC3) by supplying a pulse voltage.
  • the detection signal generation unit 110 includes, for example, a charge amplifier that inputs charge and converts it into a voltage, and an AD converter that samples the voltage and converts it into a digital signal.
  • the detection signal generation unit 110 operates as follows according to the operation mode of the pulse voltage supply unit 100.
  • the detection signal generation unit 110 detects the detection signal Ds (first detection signal Ds1) corresponding to the sum of charges accumulated in the first variable capacitance element VC1 and the second variable capacitance element VC2 by supplying the pulse voltage. ) Is generated. That is, the detection signal generation unit 110 inputs a charge corresponding to the sum of charges accumulated in the fixed electrode EF2 shared by the first variable capacitance element VC1 and the second variable capacitance element VC2, and inputs the input charge. The first detection signal Ds1 corresponding to is generated.
  • the detection signal generation unit 110 distinguishes between the case where the operation unit 10 is at the stop position SP1 or the stop position SP2 and the case where the operation unit 10 is at the stop position SP3, so that the first detection signal Ds1 at the stop position SP1.
  • the detection signal generator 110 sets the first detection signal Ds1 at the stop position SP3 to zero, one of the first detection signals Ds1 at the stop position SP1 and the stop position SP2 is positive and the other is negative.
  • First detection signal Ds1 is generated.
  • the detection signal generation unit 110 detects the detection signal Ds (second detection signal Ds2) corresponding to the sum of charges accumulated in the second variable capacitance element VC2 and the third variable capacitance element VC3 by supplying the pulse voltage. ) Is generated. That is, the detection signal generation unit 110 inputs a charge corresponding to the sum of the charges accumulated in the fixed electrode EF3 shared by the second variable capacitance element VC2 and the third variable capacitance element VC3. A second detection signal Ds2 corresponding to the above is generated.
  • the detection signal generation unit 110 makes a distinction between when the operation unit 10 is at the stop position SP2 or the stop position SP3 and when it is at the stop position SP1, so that the second detection signal Ds2 at the stop position SP2 is obtained. And a second detection signal Ds2 having a different value (for example, an intermediate value) from the second detection signal Ds2 at the stop position SP3.
  • the detection signal generation unit 110 sets the second detection signal Ds2 at the stop position SP1 to zero, one of the second detection signals Ds2 at the stop position SP2 and the stop position SP3 becomes positive and the other becomes negative.
  • the second detection signal Ds2 is generated.
  • the detection signal generation unit 110 detects the detection signal Ds (third detection signal Ds3) corresponding to the sum of charges accumulated in the first variable capacitance element VC1 and the third variable capacitance element VC3 by supplying the pulse voltage. ) Is generated. That is, the detection signal generation unit 110 inputs and inputs charges corresponding to the sum of charges accumulated in the fixed electrode EF2 of the first variable capacitance element VC1 and the fixed electrode EF3 of the third variable capacitance element VC3. A third detection signal Ds3 corresponding to the charge is generated.
  • the detection signal generation unit 110 distinguishes between the case where the operation unit 10 is at the stop position SP1 or the stop position SP3 and the case where the operation unit 10 is at the stop position SP2, so that the third detection signal Ds3 at the stop position SP1 is obtained. And a third detection signal Ds3 having a different value (for example, an intermediate value) from the third detection signal Ds3 at the stop position SP3.
  • the detection signal generation unit 110 sets the third detection signal Ds3 at the stop position SP2 to zero, one of the third detection signals Ds3 at the stop position SP1 and the stop position SP3 becomes positive and the other becomes negative.
  • the third detection signal Ds3 is generated.
  • the signal processing unit 120 determines the presence / absence of rotation of the operation unit 10 and the rotation direction based on the detection signal Ds generated by the detection signal generation unit 110.
  • the signal processing unit 120 includes the first detection signal Ds1, the second detection signal Ds2, and the second detection signal Ds2 corresponding to the change in capacitance of the variable capacitance element VC (capacitance change caused when the movable electrode EM overlaps the pair of fixed electrodes EF). Based on the change of the third detection signal Ds3, the rotation direction of the operation unit 10 is determined.
  • the signal processing unit 120 adds a detection signal (Ds1-Ds2) generated by subtracting the second detection signal Ds2 from the first detection signal Ds1, and adds the second detection signal Ds2 and the third detection signal Ds3.
  • the rotation direction of the operation unit 10 is determined based on the detection signal (Ds2 + Ds3) generated in this way and the change in the detection signal (Ds1 + Ds3) generated by adding the first detection signal Ds1 and the third detection signal Ds3. .
  • the combination of these three signals represents the state of the stop position of the operation unit 10 as will be described later.
  • the signal processing unit 120 identifies the change from one stop position to the adjacent stop position by tracking the state of the stop position specified from the combination of the three signals, and determines the rotation direction of the operation unit 10. .
  • the signal processing unit 120 evaluates a change in detection signal corresponding to a change in capacitance of the variable capacitance element VC (capacitance change caused when the movable electrode EM overlaps the pair of fixed electrodes EF).
  • the change pattern of the detection signal is determined based on the difference between the detection signal and the detection signal, and the rotation direction of the operation unit 10 is determined based on the determined change pattern.
  • the signal processing unit 120 calculates a difference between the first detection signal Ds1 and the reference value R1, a difference between the second detection signal Ds2 and the reference value R2, and a difference between the third detection signal Ds3 and the reference value R3, respectively.
  • the signal processing unit 120 compares each of the calculated detection signals with two predetermined threshold values to determine which of the three levels each detection signal corresponds to.
  • the combination of the ternary levels determined for each detection signal represents the state of the stop position of the operation unit 10 as will be described later. Therefore, the signal processing unit 120 can determine the rotation direction of the operation unit 10 based on the determined level (detection signal change pattern).
  • the signal processing unit 120 updates the above-described reference value R used for determining the change pattern of the detection signal under a predetermined condition. That is, if the change in the detection signal does not continuously occur for a certain time, the signal processing unit 120 sets the previous reference value as a new reference based on the average value of the detection signal after the last change in the detection signal occurs. Update to value. Specifically, when the signal processing unit 120 determines that a change has occurred in the detection signal from the determination result of the change pattern, each time the reference value R is acquired from the storage unit 130, the one reference value R Is used to calculate an average value after occurrence of a change for the detection signal to be subjected to the change pattern determination, and the calculated average value is stored in the storage unit 130 in association with the one reference value R.
  • the signal processing unit 120 newly sets the previous reference value R based on the average value stored in the storage unit 130 in association with the reference value R. To a new reference value R.
  • the reference value R is updated based on the average value of the stable detection signal when no change in the detection signal occurs for a certain period of time. Therefore, the reference value R varies greatly due to drift caused by a temperature change or the like. Even in this case, an appropriate reference value R can be obtained following this variation.
  • the signal processing unit 120 changes the reference value R for each drive state of the touch sensor 2 in order to compensate for variations in the reference value R due to the influence of the drive pulse voltage of the drive electrodes ED1 to ED23 in the touch sensor 2. That is, the signal processing unit 120 acquires the reference value R prepared for each driving state of the touch sensor 2 from the storage unit 130 and uses the reference value R to determine the change pattern of the detection signal.
  • the storage unit 130 includes drive electrodes (ED1 to ED3) that are selected and driven by the touch sensor 2, sense electrodes (ES1 to ES32) that are selected for detecting capacitance, and the pulse voltage supply unit 100.
  • the reference value R of the detection signal is stored in association with the operation modes (first operation mode to third operation mode).
  • the signal processing unit 120 receives detection signals (Ds1 to Ds3) generated by a specific operation mode executed at a timing synchronized with the timing at which the specific drive electrode and the sense electrode are selected in the touch sensor 2, A reference value R corresponding to the selected combination of the specific drive electrode and the sense electrode and corresponding to the executed specific operation mode is acquired from the storage unit 130, and the acquired reference value R is used.
  • a change pattern of the detection signal is determined.
  • the processing of the signal processing unit 120 may be executed using, for example, a computer that executes processing based on a program stored in the storage unit 130, or at least part of the processing is performed by a dedicated logic circuit (ASIC). Etc.). Or you may perform at least one part process using the same computer as the control part 230 of the touch sensor 2 mentioned later.
  • ASIC dedicated logic circuit
  • the storage unit 130 stores a computer program for executing the processing of the signal processing unit 120, constant data used for the processing (reference value R, etc.), variable data temporarily used in the process, and the like.
  • a volatile memory such as a DRAM or SRAM
  • a nonvolatile memory such as a flash memory, a hard disk, or the like.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the touch sensor 2.
  • the touch sensor 2 shown in FIG. 7 includes a sensor unit 200 including drive electrodes ED1 to ED23 and sense electrodes ES1 to ES32, a touch sensor drive unit 210, a touch sensor detection unit 220, a control unit 230, and a storage unit 250.
  • a sensor unit 200 including drive electrodes ED1 to ED23 and sense electrodes ES1 to ES32
  • a touch sensor drive unit 210 including drive electrodes ED1 to ED23 and sense electrodes ES1 to ES32
  • a touch sensor drive unit 210 including a touch sensor drive unit 210, a touch sensor detection unit 220, a control unit 230, and a storage unit 250.
  • the touch sensor driving unit 210 sequentially selects driving electrodes from the driving electrodes ED1 to ED23, and supplies a pulse voltage to the selected driving electrodes.
  • the touch sensor detection unit 220 sequentially selects some of the sense electrodes from the sense electrodes ES1 to ES32 in parallel with the selection of the drive electrodes that the touch sensor drive unit 210 performs to supply the pulse voltage, and performs the selection.
  • the touch detection signal corresponding to the charge QS of the capacitor CS transmitted through the sense electrode is generated.
  • the sense electrodes ES1 to ES32 are divided into two 16 sense electrode groups ES_A and ES_B, and the touch sensor detection unit 220 alternately selects the two sense electrode groups ES_A and ES_B. , 16 touch detection signals corresponding to the 16 sense electrodes are generated in parallel.
  • the control unit 230 is a circuit that controls the overall operation of the touch sensor 2, for example, a computer that performs processing according to an instruction code of a program stored in the storage unit 250, or a logic circuit (ASIC that implements a specific function). Etc.).
  • the control unit 230 controls the drive electrode selection in the touch sensor drive unit 210, the sense electrode selection in the touch sensor detection unit 220, the generation timing of the touch detection signal, and the like. Further, the control unit 230 performs a process of calculating the contact position of the object in the operation region 1 based on the touch detection signal input from the touch sensor detection unit 220.
  • the storage unit 250 stores constant data and variable data used for processing in the control unit 230.
  • the storage unit 230 may store a program executed on the computer.
  • the storage unit 250 is configured using, for example, a volatile memory such as DRAM or SRAM, a nonvolatile memory such as flash memory, a hard disk, or the like.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a driving method of the variable capacitance element VC (a pair of fixed electrodes) in the rotary input device according to the present embodiment.
  • the pulse voltage supply unit 100 supplies a pulse voltage to three fixed electrodes (FE1 to FE4) arranged adjacent to each other by three patterns (pattern A, pattern B, pattern C).
  • the pulse voltage supply unit 100 supplies a pulse voltage of a positive voltage “+ V” to the fixed electrode FE1, applies a ground potential to the fixed electrode FE2, and applies a negative voltage to the fixed electrodes FE3 and FE4.
  • the detection signal generation unit 110 generates the first detection signal Ds1 corresponding to the sum of the charges of the first variable capacitance element VC1 and the second variable capacitance element VC2 transmitted from the fixed electrode FE2.
  • the pulse voltage supply unit 100 supplies a pulse voltage of a positive voltage “+ V” to the fixed electrodes FE1 and FE2, applies a ground potential to the fixed electrode FE3, and supplies the fixed electrodes FE3 and FE4 with a ground potential.
  • the detection signal generation unit 110 generates a second detection signal Ds2 corresponding to the sum of charges of the second variable capacitance element VC2 and the third variable capacitance element VC3 transmitted from the fixed electrode FE3.
  • the pulse voltage supply unit 100 supplies a pulse voltage of a positive voltage “+ V” to the fixed electrode FE1, applies a ground potential to the fixed electrodes FE2 and FE3, and applies a negative voltage to the fixed electrode FE4. Supply a pulse voltage of “ ⁇ V”.
  • the detection signal generation unit 110 generates a second detection signal Ds2 corresponding to the sum of charges of the first variable capacitance element VC1 and the third variable capacitance element VC3 transmitted from the fixed electrodes FE2 and FE3.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a pulse voltage supply pattern and a change in the detection signal due to a change in the stop position.
  • the numbers surrounded by circles indicate the numbers of the three stop positions SP1, SP2 and SP3 shown in FIG.
  • alphabets A to C respectively indicate pulse voltage supply patterns.
  • FIG. 9A shows polarities of pulse voltages applied to three variable capacitance elements (VC1, VC2, VC3) corresponding to three stop positions (SP1, SP2, SP3).
  • P indicates a pulse voltage with a positive voltage “+ V”
  • N indicates a pulse voltage with a negative voltage “ ⁇ V”
  • 0 indicates that no pulse voltage is applied.
  • the first detection signal Ds1 generated in the pattern A includes the first variable capacitance element VC1.
  • a level change corresponding to a change from a charge due to the pulse voltage of the positive voltage “+ V” to a charge due to the pulse voltage of the negative voltage “ ⁇ V” of the second variable capacitance element VC2 occurs. If the change from “P” to “N” is expressed by a numerical value “2”, the numerical value indicating the change from “N” to “P” can be expressed by “ ⁇ 2”.
  • the change from “P” to “0” and the change from “0” to “N” correspond to half of the change from “P” to “N”, and therefore can be represented by the numerical value “1”.
  • the change from “N” to “0” and the change from “0” to “P” correspond to half of the change from “N” to “P”, and therefore can be represented by a numerical value “ ⁇ 1”.
  • FIG. 9B to FIG. 9D show the changes in the detection signals (Ds1 to Ds3) when rotating from the reference stop position to another stop position, respectively, “2”, “1”, “ ⁇ 1”, “ -2 ".
  • the reference stop position is represented by a numerical value “0”.
  • This numerical value represents the magnitude of the relative change of the detection signals (Ds1 to Ds3) in five levels. In order to discriminate this level with respect to the actual detection signals (Ds1 to Ds3), it is independent. It is necessary to use these four threshold values. Assuming that the change in capacitance is small, it is desirable that the number of levels to be determined is as small as possible.
  • the three detection signals (Ds1 to Ds3) generated by the three patterns are used. Add and subtract. That is, the signal processing unit 120 generates a detection signal (Ds1-Ds2) generated by subtracting the second detection signal Ds2 from the first detection signal Ds1, and adds the second detection signal Ds2 and the third detection signal Ds3.
  • the detected signal (Ds2 + Ds3) and the detection signal (Ds1 + Ds3) generated by adding the first detection signal Ds1 and the third detection signal Ds3 are calculated.
  • FIG. 10 is a diagram showing a change in signal level due to a change in the stop position of a new detection signal generated by performing addition / subtraction on three detection signals (Ds1 to Ds3).
  • Ds1 ⁇ Ds2 (AB)”, “Ds2 + Ds3 (B + C)”, and “Ds1 + Ds3 (A + C)” is performed on the numerical values in FIGS. 9B to 9D, as shown in FIG. Are aggregated into three levels of “3”, [0], and “ ⁇ 3”. Further, the maximum amplitude of the signal to be determined is increased from 2 to 3 by addition / subtraction with respect to the three detection signals (Ds1 to Ds3). Therefore, the level of the minute detection signal can be accurately determined.
  • FIG. 11 is a diagram quantifying the state of the stop position represented by the combination of the three detection signals (“A ⁇ B”, “B + C”, “A + C”) after addition and subtraction shown in FIG. “ST” in FIG. 11 is obtained by quantifying three detection signals (“AB”, “B + C”, and “A + C”) in a radix-3.
  • the state ST is represented by the following equation.
  • the state ST that can occur during the rotation from the reference stop position to the adjacent stop position is also expressed numerically.
  • the transition of the state ST is “ ⁇ ”, “ ⁇ ”, or “ ⁇ ” depending on which of the “SP1”, “SP2”, and “SP3” is the reference stop position. Divided into patterns.
  • the state transition is “ ⁇ ”
  • the state transition is “ ⁇ ”
  • the reference stop position is “SP2”
  • the state transition is “ ⁇ ”
  • the reference stop position is “SP3”. In this case, the state transition is “ ⁇ ”.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating transition of the state ST at each stop position illustrated in FIG. 11.
  • the numerical values of the state ST at each stop position are all different.
  • the numerical value of the state ST that may occur during the rotation from one stop position to another stop position does not overlap with the numerical value of the state ST at each stop position. Therefore, even when the reference stop position is unknown, when the first stop position changes, the three detection signals ("AB", "B + C", By obtaining the state ST of the expression (1) from “A + C”), the signal processing unit 120 can immediately determine the state transition pattern and the current stop position. Therefore, the signal processing unit 120 can accurately determine the rotation direction by comparing the previous stop position with the current stop position.
  • the signal processing unit 120 receives three patterns of detection signals (Ds1 to Ds3) from the detection signal generation unit 110, the signal processing unit 120 acquires reference values (R1 to R3) corresponding to the detection signals from the storage unit 130, and detects the detection signals. The difference between (Ds1 to Ds3) and the reference value (R1 to R3) is calculated. The signal processing unit 120 regards this calculation result as a normal detection signal (Ds1 to Ds3), performs subsequent addition / subtraction processing (FIG. 10) and state ST calculation (equation (1)) to determine the rotation direction. I do. Therefore, if the reference value fluctuates due to the influence of drift such as temperature, the rotational direction cannot be correctly determined. Therefore, the signal processing unit 120 performs a process of updating the reference value based on the average value of the detection signals (Ds1 to Ds3) input from the detection signal generation unit 110.
  • the signal processing unit 120 determines the change pattern of the detection signal based on the difference between the detection signal and the reference value, and always repeats the process of determining the rotation direction of the operation unit 10 based on the determined change pattern.
  • the signal processing unit 120 starts calculating the average value of the detection signals generated by the detection signal generation unit 110 (ST110).
  • the signal processing unit 120 calculates an average value after occurrence of a change for the detection signal to be used to determine the change pattern using the one reference value, The calculated average value is stored in the storage unit 130 in association with the one reference value.
  • the signal processing unit 120 starts counting with a timer in order to measure the elapsed time from the start time (ST120).
  • the signal processing unit 120 is set to a position where the current stop position is a reference (the stop position where the state ST is zero in FIG. 11 and the same as the stop position where the reference value was updated in step ST160 described later). If it becomes (ST130), the current reference value is updated based on the latest detection signal obtained in the detection signal generation unit 110 (ST140). For example, the signal processing unit 120 stores the result obtained by adding a predetermined weight to the latest detection signal and the current reference value in the storage unit 130 as a new reference value. As a result, the reference value can be updated even during the rotation of the operation unit 10.
  • the signal processing unit 120 converts the previous reference value to a new reference value based on the average value started to be calculated in step ST110. Update to For example, the average value calculated in step ST110 is directly stored in the storage unit 130 as a new reference value (ST160). When the update of the reference value is completed, the signal processing unit 120 stops the timer started in step ST120, resets the time measurement value, and ends the average value calculation process (ST170). The signal processing unit 120 executes the above-described processes of steps ST100 to ST170 each time the capacitance is detected and the rotation direction is determined.
  • the level of the detection signal after addition / subtraction is increased to three by performing addition / subtraction operations on the three detection signals (Ds1 to Ds3) obtained by the three types of pulse voltage supply patterns.
  • the signal amplitude is increased.
  • the pulse voltage supply pattern is reduced from 3 to 2.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a driving method of a variable capacitance element (a pair of fixed electrodes) in the rotary input device according to the second embodiment.
  • the two operation modes (first operation mode and second operation mode) of the variable capacitance element in the rotary input device according to the second embodiment are the first operation mode and the first operation mode shown in FIG. It is the same as 2 operation modes.
  • FIG. 15 is a diagram showing pulse voltage supply patterns in the two operation modes shown in FIG. 14 and detection signal changes due to changes in the stop position.
  • FIG. 16 is a diagram quantifying the state of the stop position represented by the combination of two detection signals corresponding to the two pulse voltage patterns (pattern A, pattern B) shown in FIG.
  • the state ST is represented by the following equation.
  • a third embodiment of the present invention will be described.
  • a plurality of detection signals Ds are generated by a plurality of pulse voltage supply patterns for the three variable capacitance elements (VC1 to VC3).
  • the state of the stop position is determined from the combination of the change patterns generated in the plurality of detection signals Ds.
  • the determination of the rotation direction of the operation unit 10 is determined based on one detection signal Ds obtained from a single pulse voltage supply pattern.
  • the pulse voltage supply unit 100 has three stop positions (SP1 to SP3) when the operation unit 10 is rotated by three unit rotation angles from a predetermined stop position in a predetermined direction. , Pulse voltages are respectively supplied to the first variable capacitance element VC1 and the second variable capacitance element VC2 so that the three detection signals Ds generated by the detection signal generation unit 110 have different levels.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining a driving method of a variable capacitance element (a pair of fixed electrodes) in the rotary input device according to the third embodiment.
  • the pulse voltage supply pattern (pattern A) shown in FIG. 18 is the same as the pulse voltage supply pattern in the first operation mode in FIGS.
  • the pulse voltage supply unit 100 repeatedly executes the supply of the pulse voltage of the pattern A shown in FIG.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a pulse voltage supply pattern in the driving method illustrated in FIG. 18 and changes in the detection signal Ds due to a change in the stop position.
  • FIG. 19A shows the polarities of the pulse voltages applied to the three variable capacitance elements (VC1, VC2, VC3) corresponding to the three stop positions (SP1, SP2, SP3).
  • FIG. 19B shows the change of the detection signal when the operation unit 10 rotates from the stop position to another stop position for each reference stop position as “2”, “1”, “0”, “ ⁇ 1”. , “ ⁇ 2”.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a relative change in the level of the detection signal due to the change of the stop position, and shows a numerical value (FIG. 19B) of the level of the detection signal Ds.
  • the numerical value on the vertical axis of the graph is a value when the reference stop position is “SP3”, but even when the reference stop position is “SP1” or “SP2”, the change in the numerical value represented by the graph is
  • the level change of the detection signal Ds when the rotation in the left direction occurs is “+1” or “ ⁇ 2”, and the detection signal Ds when the rotation in the right direction occurs.
  • the level change is “ ⁇ 1” or “+2”. That is, the level change pattern of the detection signal Ds is different between the rotation to the left and the rotation to the right.
  • the three variable capacitance elements VC1 to VC3 are arranged so that the level of the detection signal Ds changes in a fixed direction (upward or downward) when the operation unit 10 is rotated in a fixed direction from a predetermined stop position. ) Is supplied with a pulse voltage.
  • the level of the detection signal Ds decreases by “1”, and when the left rotation from the stop position SP1 to the stop position SP2 is performed.
  • the level of the detection signal Ds increases by “1”.
  • the signal processing unit 120 determines the rotation direction of the operation unit 10 based on the change in the detection signal Ds corresponding to the change in the capacitance of the first variable capacitance element VC1 and the second variable capacitance element VC2. Specifically, the signal processing unit 120 compares the detection signal Ds (subtraction of the reference value R from the initial detection signal Ds generated by the detection signal generation unit 110) with four predetermined threshold values. Then, it is determined whether the level of the detection signal Ds is “2”, “1”, “0”, “ ⁇ 1”, or “ ⁇ 2”.
  • the signal processing unit 120 determines that the rotation is in the right direction if the level change is “ ⁇ 1” or “+2”, and the level change is If “+1” or “ ⁇ 2”, it is determined that the rotation is in the left direction.
  • the rotation direction of the operation unit 10 can be determined by a single pulse voltage supply pattern, the time required for determining the rotation direction can be shortened. Note that, in the rotary input device according to the present embodiment, as in the rotary input devices according to the first and second embodiments described above, immediately after the stop position is unknown, it is immediately changed by one stop position. Although the stop position cannot be specified, the current stop position can be specified by referring to a plurality of stop position change histories.
  • one variable capacitance element VC showing a large change in capacitance is provided at each of the three stop positions (SP1 to SP3), but the present invention is not limited to this example.
  • a plurality of variable capacitance elements that exhibit a large change in capacitance at one stop position may be provided. By adding signals (charges) obtained from a plurality of variable capacitance elements, the level of the detection signal is increased, so that the detection sensitivity can be increased.

Abstract

静電容量の変化を示す信号成分がオフセット成分の変動に近い場合でも、静電容量の変化を正確に検出して回転方向を判定できる回転式入力装置を提供することにある。検出信号生成部１１０は、パルス電圧の供給によって第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を生成する。また、操作部１０において３ステップの回転を行う場合において、可変容量素子を持たない第３ステップの停止位置においては第１可変容量素子ＶＣ１の停止位置における検出信号と第２可変容量素子ＶＣ２の停止位置における検出信号との中間の値を持った検出信号を生成する。信号処理部１２０は、可変容量素子ＶＣの静電容量の変化に対応する検出信号の変化に基づいて、操作部１０の回転方向を判定する。

Description

回転式入力装置
　本発明は、ロータリエンコーダ等の回転式入力装置に係り、特に静電容量の変化を利用して回転を検出する回転式入力装置に関するものである。
　従来より、静電容量の変化を利用して操作体の回転を検出する装置が知られている。例えば下記の特許文献１には、固定プレート上に配置された複数の固定電極と、固定プレートに対向して回転自在に配置された回転プレートと、固定電極と対向するように回転プレート上に配置された回転電極とを備えた回転式静電型エンコーダが記載されている。回転プレートの回転に従って変化する固定電極と回転電極との間の静電容量を検出することにより、回転方向と回転角が検出される。
特許第５２６３８２２号明細書
　対向する電極間の静電容量の変化を利用して回転を検出する場合、静電容量の検出感度を高めるためには、電極の間隔を十分に狭くする必要がある。しかしながら、例えばタッチパネルの表側の面に回転操作のつまみを設ける場合、強度や耐久性、耐水性などを確保するため、タッチパネルの裏側の面に固定電極を設けることが望ましい。その場合、回転電極と固定電極とがタッチセンサの表側と裏側に配置されることとなり、両者の間隔を狭くすることが難しくなる。電極の間隔が広がると、静電容量の検出感度が低下し、温度変化等によるオフセット成分の変動と静電容量の変化による信号成分とが近づいてくるため、信号成分のレベルの大小（ハイレベル／ローレベル等）を固定のしきい値との比較では判定できなくなるという問題が生じる。
　本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、静電容量の変化を示す信号成分がオフセット成分の変動に近い場合でも、静電容量の変化を正確に検出して回転方向を判定できる回転式入力装置を提供することにある。
　本発明の第１の観点に係る回転式入力装置は、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する。
　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。
　上記の構成によれば、前記操作部の前記停止位置が前記所定の方向へ回転する場合と、前記所定の方向と逆の方向へ回転する場合とで、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の変化が異なるため、前記検出信号の変化が異なる。従って、前記検出信号を固定のしきい値と比較せずとも、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が可能となる。
　好適に、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。
　上記の構成によれば、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検出信号の変化を参照することによって、１つの検出信号のみを参照する場合に比べて、前記操作部の回転方向と停止位置がより正確に判定される。
　好適に、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、３つの検出信号の変化を参照することによって、前記操作部の回転方向と停止位置がより正確に判定される。
　好適に、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。
　本発明の第２の観点に係る回転式入力装置は、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する。
　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。
　好適に、上記第１の観点及び第２の観点に係る回転式入力装置は、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てよく、この場合、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一つの前記可変容量素子を構成してよい。
　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。
　上記の構成によれば、前記固定電極と前記可動電極との間の静電容量が大きくなるため、静電容量の検出感度が向上する。
　好適に、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してよい。
　上記の構成によれば、前記検出信号の変化が小さい場合、すなわち前記操作部が回転していない場合に前記基準値の更新が行われるため、古い基準値が最新の適切な基準値に更新される。
　好適に、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ってよい。
　上記の構成によれば、前記操作部が回転中であっても、古い基準値が最新の適切な基準値に更新される。
　好適に、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してよい。
　本発明によれば、静電容量の変化を示す信号成分がオフセット成分の変動に近い場合でも、静電容量の変化を正確に検出して回転方向を判定できる。
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。 回転式入力装置の断面図である。 回転式入力装置の操作部を裏面側から見た図である。 基台部の裏面に設けられた電極パターンの一例を示す図である。 可動電極と固定電極の位置関係を示す図である。 本実施形態に係る回転式入力装置において回転の検出に関わる構成の一例を示す図である。 タッチセンサの構成の一例を示す図である。 第１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（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。 パルス電圧の供給パターン、並びに、停止位置の変更による検出信号の変化を示す図である。 ３つの検出信号に加減算を施して生成された新たな検出信号について、停止位置の変更による信号レベルの変化を表した図である。 図１０に示す加減算後の３つの検出信号の組み合わせが表す停止位置の状態を数値化して示した図である。 図１１に示す各停止位置の状態ＳＴの遷移を表した図である。 基準値の更新について説明するためのフローチャートである。 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（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。 図１４に示す２つの動作モードにおけるパルス電圧の供給パターン、並びに、停止位置の変更による検出信号の変化を示す図である。 図１４に示す２つのパルス電圧のパターンに対応した２つの検出信号の組み合わせが表す停止位置の状態を数値化して示した図である。 図１６に示す各停止位置の状態ＳＴの遷移を表した図である。 第３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（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。 図１８に示す駆動方法におけるパルス電圧の供給パターン、並びに、停止位置の変更による検出信号の変化を示す図である。 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る。
＜第１の実施形態＞
　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。
　図２は、図１におけるＡ－Ａ’線の断面を示す図である。基台部５の表側の平面部５１に、円柱状の支持部材７が固定される。操作部１０は、この支持部材７によって基台部５に回転自在に支持される。支持部材７は、回転軸ＡＸに対して垂直に突出したフランジ部７１を有する。このフランジ部７１と基台部５の平面部５１との間に、操作部１０のリング状の縁部１１が嵌入する。支持部材７と操作部１０の間には、複数のベアリング１８が設けられている。
　支持部材７は、導電性を有する材料によって形成されており、グランド電位に接続される。従って、操作部１０のリング状の縁部１１は、操作部１０の表側からみて、グランド電位を有するフランジ部７１により覆われた状態となっている。この操作部１０の縁部１１には、後述する可動電極（ＥＭ１～ＥＭ８）が設けられている。
　図３は、操作部１０を裏面側から見た図であり、基台部５の平面部５１に対向する操作部１０の裏面を示す。
　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。
　本実施形態に係る回転式入力装置は、単位回転角θごとに設定された所定の停止位置において操作部１０の回転を抑制する節度機構１５を有する。節度機構１５は、例えば、図２に示すように、支持部材７の外周に設けられた磁石１５ａと、操作部１０の内周に設けられた磁石１５ｂを有する。磁石１５ａ，１５ｂは、それぞれ歯車状の凹凸を同数ずつ有しており、両者の凸部同士が向き合う状態を保つように操作部１０の回転を抑制する。
　単位回転角θは、第１仮想円ＩＭ１の周上において隣接する２つの可動電極の位置に挟まれた円弧に対応する中心角φをＮ等分（Ｎは３以上の整数を示す。）した角度に設定される。すなわち、１周の回転角（３６０°）を可動電極ＥＭの個数のＮ倍で割った角度が単位回転角θとなる。図３の例において、可動電極数は８であり、Ｎは３であるため、単位回転角θは１５°となる。
　操作部１０に設けられた８つの可動電極ＥＭは同一の形状を持っており、第１仮想円ＩＭ１の周上において等間隔に配置されるため、基台部５側からみた可動電極ＥＭの配置は、節度機構１５による停止位置をＮステップ（図３の例では３ステップ）だけ一定の方向に回転させる度に同じ状態へ戻る。
　図４は、基台部５の裏面に設けられた電極パターンの一例を示す図である。
　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。
　駆動電極ＥＤ１～ＥＤ２３及びセンス電極ＥＳ１～ＥＳ３２は、図４において示すように格子状に配置されており、駆動電極とセンス電極との交差点にはそれぞれキャパシタＣＳが形成される。基台部５の操作領域１に指などの物体が近接すると、指が近接した位置の近くに形成されるキャパシタＣＳの静電容量が変化する。駆動電極ＥＤ１～ＥＤ２３は、これらのキャパシタＣＳに対して、後述のパルス電圧供給部１００により生成されたパルス電圧を伝達する。センス電極ＥＳ１～ＥＳ３２は、パルス電圧の供給によって各交差点のキャパシタＣＳに蓄積される電荷ＱＳを後述の検出信号生成部１１０に伝送する。
　固定電極ＥＦ１～ＥＦ４は、回転軸ＡＸに対して第１仮想円ＩＭ２を基台部５へ平行に移動した第２仮想円ＩＭ２の周上に配置されており、図４の例では並んで配置されている。この４つの固定電極ＥＦ１～ＥＦ４（以下、任意の１つの固定電極を「ＥＦ」と記す。）は、可動電極ＥＭとの位置関係に応じて静電容量が変化する３つの可変容量素子ＶＣ１～ＶＣ３を形成する（以下、任意の１つの可変容量素子を「ＶＣ」と記す。）。第１可変容量素子ＶＣ１は、第２仮想円ＩＭ２の周上において隣接する固定電極ＥＦ１，ＥＦ２のペアにより形成される。第２可変容量素子ＶＣ２は、第２仮想円ＩＭ２の周上において隣接する固定電極ＥＦ２，ＥＦ３のペアにより形成される。第３可変容量素子ＶＣ３は、第２仮想円ＩＭ２の周上において隣接する固定電極ＥＦ３，ＥＦ４のペアにより形成される。従って、固定電極ＥＦ２は第１可変容量素子ＶＣ１と第２可変容量素子ＶＣ２に共有され、固定電極ＥＦ３は第２可変容量素子ＶＣ２と第３可変容量素子ＶＣ３に共有される。２つの可変容量素子によって共有された固定電極ＥＦ２，ＥＦ３は、後述する検出信号生成部１１０に接続される。
　図５は、可動電極ＥＭと固定電極ＥＦの位置関係を示す図である。可変容量素子ＶＣを形成する固定電極ＥＦのペア（図４，図５の例ではＥＦ１とＥＦ２のペア，ＥＦ２とＥＦ３のペア，ＥＦ３とＥＦ４のペア）における各固定電極は、操作部１０が上述した節度機構１５の停止位置にある場合に、回転軸ＡＸと平行な方向からみて、共通の一つの可動電極ＥＭと重なりを生じ得る位置に設けられている。操作部１０を停止位置から一定方向へ単位回転角θずつ３ステップ回転させる場合における３個の停止位置について可変容量素子ＶＣの静電容量を比較すると、当該可変容量素子ＶＣを形成する固定電極ＥＦのペアが可動電極ＥＭと重なりを生じる１つの停止位置における静電容量が、重なりを生じない他の２つ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。従って、可変容量素子ＶＣの静電容量の変化を調べることにより、その可変容量素子ＶＣを形成する固定電極ＥＦのペアと重なりを生じる位置に可動電極ＥＭが存在するか否かを判定することが可能となる。
　また、図５の例において、可変容量素子ＶＣを形成する固定電極ＥＦのペアにおける各固定電極は、操作部１０が上述した節度機構１５の停止位置にある場合に、回転軸ＡＸと平行な方向からみて、共通の一つの可動電極ＥＭと同じ面積で重なりを生じ得る位置に設けられている。すなわち、固定電極ＥＦは可動電極ＥＭと同様な形状を有しており、回転軸ＡＸと平行な方向からみて、操作部１０が停止位置にある場合の可動電極ＥＭとぴったり重なる位置に対し、単位回転角θの半分（θ／２）だけ第２仮想円ＩＭ２の周上を回転した位置に形成される。固定電極ＥＦのペアが共通の一つの可動電極ＥＭと同じ面積で重なることにより、両者の重なりの面積が異なる場合に比べて、静電容量の変化量が大きくなる。
　なお、基台部５の裏面の成膜層５２には、固定電極ＥＦを覆うようにグランド電極ＥＧが形成される（図２）。すなわち、固定電極ＥＦと可動電極ＥＭは、グランド電位を有する操作部１０の縁部１１とグランド電極ＥＧとの間に挟まれる。これにより、基台部５の表側から接近する指先等の物体や、基台部５の裏側に位置する液晶パネル等からのノイズの影響を低減することができる。
　図６は、本実施形態に係る回転式入力装置において回転の検出に関わる構成の一例を示す図である。
　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。
　パルス電圧供給部１００は、基台部５の３つの可変容量素子（ＶＣ１～ＶＣ３）にそれぞれパルス電圧を供給する回路であり、パルス電圧の供給パターン（パターンＡ，パターンＢ，パターンＣ）が異なる３つの動作モード（第１動作モード，第２動作モード，第３動作モード）を順番に時分割で切り替えながら繰り返し実行する。
　以下の説明では、第１可変容量素子ＶＣ１の静電容量の容量差が増大する停止位置（固定電極ＥＦ１，ＥＦ２のペアと可動電極ＥＭとが重なりを生じる停止位置）を「ＳＰ１」、第２可変容量素子ＶＣ２の静電容量の容量差が増大する停止位置（固定電極ＥＦ２，ＥＦ３のペアと可動電極ＥＭとが重なりを生じる停止位置）を「ＳＰ２」、第３可変容量素子ＶＣ３の静電容量の容量差が増大する停止位置（固定電極ＥＦ３，ＥＦ４のペアと可動電極ＥＭとが重なりを生じる停止位置）を「ＳＰ３」と記す。この場合、停止位置ＳＰ３から図５の右方向へ単位回転角θずつ３ステップだけ操作部１０を回転させると、第１ステップの停止位置が「ＳＰ１」となり、第２ステップの停止位置が「ＳＰ２」となり、第３ステップの停止位置が「ＳＰ３」となる。
（第１動作モード／パターンＡ）
　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。
　また、図５の例において、パルス電圧供給部１００は、パルス電圧の供給を行わない第３可変容量素子ＶＣ３の固定電極ＥＦ４に正電圧「＋Ｖ」を印加する。
（第２動作モード／パターンＢ）
　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。
　また、図５の例において、パルス電圧供給部１００は、パルス電圧の供給を行わない第１可変容量素子ＶＣ１の固定電極ＥＦ１に正電圧「＋Ｖ」を印加する。
（第３動作モード／パターンＣ）
　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。
　なお、パルス電圧供給部１００は、後述するタッチセンサ２において駆動電極ＥＤ１～ＥＤ２３の一つがタッチセンサ駆動部２１０により選択されて駆動されるタイミングと同期したタイミングで、上述した各動作モードにおけるパルス電圧の供給を行う。
　検出信号生成部１１０は、パルス電圧の供給によって３つの可変容量素子（ＶＣ１～ＶＣ３）に蓄積される電荷に応じた検出信号Ｄｓを生成する回路である。検出信号生成部１１０は、例えば、電荷を入力して電圧に変換するチャージアンプと、その電圧をサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤ変換器を含んで構成される。
　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／パターンＡ）
　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。
　操作部１０が停止位置ＳＰ３にある場合、第１可変容量素子ＶＣ１及び第２可変容量素子ＶＣ２における静電容量の変化量（可動電極ＥＭが固定電極ＥＦのペアに重なることによる容量変化）が小さいため、静電容量の変化量に応じた電荷が検出信号生成部１１０に入力されない。この場合、検出信号生成部１１０は、操作部１０が停止位置ＳＰ１や停止位置ＳＰ２にある場合と停止位置ＳＰ３にある場合との区別が付くようにするため、停止位置ＳＰ１における第１検出信号Ｄｓ１と停止位置ＳＰ２における第１検出信号Ｄｓ１とから異なる値（例えば中間の値）を持った第１検出信号Ｄｓ１を生成する。例えば、検出信号生成部１１０は、停止位置ＳＰ３における第１検出信号Ｄｓ１をゼロとした場合に、停止位置ＳＰ１及び停止位置ＳＰ２における第１検出信号Ｄｓ１の一方が正となり、他方が負となるように第１検出信号Ｄｓ１を生成する。
（第２動作モード／パターンＢ）
　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。
　操作部１０が停止位置ＳＰ１にある場合、第２可変容量素子ＶＣ２及び第３可変容量素子ＶＣ３における静電容量の変化量が小さいため、静電容量の変化量に応じた電荷が検出信号生成部１１０に入力されない。この場合、検出信号生成部１１０は、操作部１０が停止位置ＳＰ２や停止位置ＳＰ３にある場合と停止位置ＳＰ１にある場合との区別が付くようにするため、停止位置ＳＰ２における第２検出信号Ｄｓ２と停止位置ＳＰ３における第２検出信号Ｄｓ２とから異なる値（例えば中間の値）を持った第２検出信号Ｄｓ２を生成する。例えば、検出信号生成部１１０は、停止位置ＳＰ１における第２検出信号Ｄｓ２をゼロとした場合に、停止位置ＳＰ２及び停止位置ＳＰ３における第２検出信号Ｄｓ２の一方が正となり、他方が負となるように第２検出信号Ｄｓ２を生成する。
（第３動作モード／パターンＣ）
　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。
　操作部１０が停止位置ＳＰ２にある場合、第１可変容量素子ＶＣ１及び第３可変容量素子ＶＣ３における静電容量の変化量が小さいため、静電容量の変化量に応じた電荷が検出信号生成部１１０に入力されない。この場合、検出信号生成部１１０は、操作部１０が停止位置ＳＰ１や停止位置ＳＰ３にある場合と停止位置ＳＰ２にある場合との区別が付くようにするため、停止位置ＳＰ１における第３検出信号Ｄｓ３と停止位置ＳＰ３における第３検出信号Ｄｓ３とから異なる値（例えば中間の値）を持った第３検出信号Ｄｓ３を生成する。例えば、検出信号生成部１１０は、停止位置ＳＰ２における第３検出信号Ｄｓ３をゼロとした場合に、停止位置ＳＰ１及び停止位置ＳＰ３における第３検出信号Ｄｓ３の一方が正となり、他方が負となるように第３検出信号Ｄｓ３を生成する。
　信号処理部１２０は、検出信号生成部１１０によって生成される検出信号Ｄｓに基づいて、操作部１０の回転の有無や回転方向を判定する。すなわち、信号処理部１２０は、可変容量素子ＶＣの静電容量の変化（可動電極ＥＭが固定電極ＥＦのペアに重なることによる容量変化）に対応する第１検出信号Ｄｓ１，第２検出信号Ｄｓ２及び第３検出信号Ｄｓ３の変化に基づいて、操作部１０の回転方向を判定する。具体的には、信号処理部１２０は、第１検出信号Ｄｓ１から第２検出信号Ｄｓ２を減算して生成した検出信号（Ｄｓ１－Ｄｓ２）、第２検出信号Ｄｓ２と第３検出信号Ｄｓ３とを加算して生成した検出信号（Ｄｓ２＋Ｄｓ３）、並びに、第１検出信号Ｄｓ１と第３検出信号Ｄｓ３とを加算して生成した検出信号（Ｄｓ１＋Ｄｓ３）の変化に基づいて、操作部１０の回転方向を判定する。これら３つの信号の組み合わせは、後述するように操作部１０の停止位置の状態を表す。信号処理部１２０は、３つの信号の組み合わせから特定される停止位置の状態を追跡することにより、一つの停止位置から隣の停止位置への変化を特定し、操作部１０の回転方向を判定する。
　また、信号処理部１２０は、可変容量素子ＶＣの静電容量の変化（可動電極ＥＭが固定電極ＥＦのペアに重なることによる容量変化）に対応する検出信号の変化を評価するため、基準値Ｒと検出信号との差に基づいて検出信号の変化のパターンを判別し、判別した変化のパターンに基づいて操作部１０の回転方向を判定する。例えば信号処理部１２０は、第１検出信号Ｄｓ１と基準値Ｒ１との差、第２検出信号Ｄｓ２と基準値Ｒ２との差、第３検出信号Ｄｓ３と基準値Ｒ３との差をそれぞれ算出し、それらの差を改めて第１検出信号Ｄｓ１，第２検出信号Ｄｓ２，第３検出信号Ｄｓ３と見なして、上述した検出信号（Ｄｓ１－Ｄｓ２）、検出信号（Ｄｓ２＋Ｄｓ３）、並びに、検出信号（Ｄｓ１＋Ｄｓ３）を算出する。そして、信号処理部１２０は、算出したこれらの検出信号をそれぞれ所定の２つのしきい値と比較することにより、各検出信号が３値のレベルの何れに対応するかを判別する。各検出信号について判別された３値のレベルの組み合わせは、後述するように操作部１０の停止位置の状態を表す。そのため、信号処理部１２０は、この判別したレベル（検出信号の変化のパターン）に基づいて、操作部１０の回転方向を判定することができる。
　信号処理部１２０は、検出信号の変化のパターンを判別するために用いる上述した基準値Ｒを、所定の条件で更新する。すなわち、信号処理部１２０は、検出信号の変化が一定時間継続して発生しない場合、最後の検出信号の変化が発生した後における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。具体的には、信号処理部１２０は、変化のパターンの判別結果から検出信号に変化が生じたと判定した場合、記憶部１３０から一つの基準値Ｒを取得する度に、当該一つの基準値Ｒを用いて変化のパターンの判別を行うべき検出信号についての変化発生後における平均値を算出し、当該算出した平均値を当該一つの基準値Ｒと関連付けて記憶部１３０に格納する。そして、信号処理部１２０は、検出信号の変化が一定時間継続して発生しない場合には、基準値Ｒに関連付けて記憶部１３０に記憶される平均値に基づいて、従前の基準値Ｒを新たな基準値Ｒに更新する。
　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。
　更に、信号処理部１２０は、タッチセンサ２における駆動電極ＥＤ１～ＥＤ２３の駆動パルス電圧の影響による基準値Ｒのばらつきを補償するため、タッチセンサ２の駆動状態ごとに基準値Ｒを変更する。すなわち、信号処理部１２０は、タッチセンサ２の駆動状態毎に準備された基準値Ｒを記憶部１３０から取得して、検出信号の変化のパターンを判別するために使用する。
　例えば記憶部１３０は、タッチセンサ２において選択されて駆動される駆動電極（ＥＤ１～ＥＤ３）と、静電容量の検出のために選択されるセンス電極（ＥＳ１～ＥＳ３２）と、パルス電圧供給部１００の動作モード（第１動作モード～第３動作モード）とに対応付けて、検出信号の基準値Ｒを記憶する。信号処理部１２０は、タッチセンサ２において特定の駆動電極及びセンス電極が選択されたタイミングと同期したタイミングで実行された特定の動作モードにより生成された検出信号（Ｄｓ１～Ｄｓ３）を入力した場合、当該選択された特定の駆動電極及びセンス電極の組み合わせに対応し、かつ、当該実行された特定の動作モードに対応する基準値Ｒを記憶部１３０から取得し、当該取得した基準値Ｒを用いて検出信号の変化のパターンを判別する。
　なお、信号処理部１２０の処理は、例えば、記憶部１３０に記憶されるプログラムに基づいて処理を実行するコンピュータを用いて実行してもよいし、少なくとも一部の処理を専用のロジック回路（ＡＳＩＣ等）において実行してもよい。あるいは、少なくとも一部の処理を後述するタッチセンサ２の制御部２３０と同一のコンピュータを用いて実行してもよい。
　記憶部１３０は、信号処理部１２０の処理を実行するコンピュータのプログラムや、処理に利用される定数データ（基準値Ｒなど）、処理の過程で一時的に利用される変数データなどを記憶する装置であり、例えばＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性メモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ハードディスク等を用いて構成される。
　図７は、タッチセンサ２の構成の一例を示す図である。
　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。
　タッチセンサ駆動部２１０は、駆動電極ＥＤ１～ＥＤ２３から順番に駆動電極を選択し、当該選択した駆動電極にパルス電圧を供給する。
　タッチセンサ検出部２２０は、タッチセンサ駆動部２１０がパルス電圧の供給を行うために行う駆動電極の選択と並行して、センス電極ＥＳ１～ＥＳ３２から一部のセンス電極を順番に選択し、当該選択したセンス電極において伝送されるキャパシタＣＳの電荷ＱＳに応じたタッチ検出信号を生成する。図４において示すように、センス電極ＥＳ１～ＥＳ３２は１６本ずつの２つのセンス電極群ＥＳ＿Ａ，ＥＳ＿Ｂに分かれており、タッチセンサ検出部２２０は、２つのセンス電極群ＥＳ＿Ａ，ＥＳ＿Ｂを交互に選択し、１６本のセンス電極に対応した１６のタッチ検出信号を並列に生成する。
　制御部２３０は、タッチセンサ２の全体的な動作を制御する回路であり、例えば、記憶部２５０に格納されるプログラムの命令コードに従って処理を行うコンピュータや、特定の機能を実現するロジック回路（ＡＳＩＣ等）を含んで構成される。制御部２３０は、タッチセンサ駆動部２１０における駆動電極の選択や、タッチセンサ検出部２２０におけるセンス電極の選択、タッチ検出信号の生成のタイミングなどを制御する。また、制御部２３０は、タッチセンサ検出部２２０から入力されるタッチ検出信号に基づいて、操作領域１における物体の接触位置などを算出する処理を行う。
　記憶部２５０は、制御部２３０において処理に使用される定数データや変数データを記憶する。制御部２３０がコンピュータを含む場合、記憶部２３０は、そのコンピュータにおいて実行されるプログラムを記憶してもよい。記憶部２５０は、例えば、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの揮発性メモリ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリ、ハードディスク等を用いて構成される。
　次に、上述した構成を有する本実施形態に係る回転式入力装置の動作を説明する。
　まず、操作部１０の回転方向の判定動作について説明する。
　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。
　パルス電圧供給部１００は、隣接して並んだ４つの固定電極（ＦＥ１～ＦＥ４）に対して、３つのパターン（パターンＡ，パターンＢ，パターンＣ）によりパルス電圧を供給する。
　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。
　図９は、パルス電圧の供給パターン、並びに、停止位置の変更による検出信号の変化を示す図である。図９において丸印で囲った番号は、図８に示す３つの停止位置ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３の番号を示す。また、アルファベットＡ～Ｃは、それぞれパルス電圧の供給パターンを示す。
　図９Ａは、３つの停止位置（ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３）に対応する３つの可変容量素子（ＶＣ１，ＶＣ２，ＶＣ３）に印加されるパルス電圧の極性を示す。「Ｐ」は正電圧「＋Ｖ」のパルス電圧を示し、「Ｎ」は負電圧「－Ｖ」のパルス電圧を示し、「０」はパルス電圧が印加されないことを示す。
　この図９Ａによれば、操作部１０が停止位置ＳＰ１から停止位置ＳＰ２へ回転した場合、パターンＡ（第１動作モード）において生成される第１検出信号Ｄｓ１には、第１可変容量素子ＶＣ１の正電圧「＋Ｖ」のパルス電圧による電荷から、第２可変容量素子ＶＣ２の負電圧「－Ｖ」のパルス電圧による電荷への変化に相当するレベルの変化が生じる。この「Ｐ」から「Ｎ」への変化を仮に数値「２」で表すと、「Ｎ」から「Ｐ」への変化を示す数値は「－２」で表すことができる。また、「Ｐ」から「０」への変化と「０」から「Ｎ」への変化は、「Ｐ」から「Ｎ」への変化の半分に相当するため数値「１」で表すことができる。「Ｎ」から「０」への変化と「０」から「Ｐ」への変化は、「Ｎ」から「Ｐ」への変化の半分に相当するため数値「－１」で表すことができる。
　図９Ｂ～図９Ｄは、それぞれ基準となる停止位置から他の停止位置へ回転した場合における検出信号（Ｄｓ１～Ｄｓ３）の変化を、上述した「２」，「１」，「－１」，「－２」の数値で表したものである。ただし、基準となる停止位置については数値「０」で表している。この数値は、検出信号（Ｄｓ１～Ｄｓ３）の相対的な変化の大きさを５つのレベルで表したものであり、実際の検出信号（Ｄｓ１～Ｄｓ３）についてこのレベルを判別するためには、独立した４つのしきい値を用いる必要がある。静電容量の変化が小さい場合を想定すると、判別すべきレベル数はなるべく少ないことが望ましい。
　そこで、本実施形態に係る回転式入力装置では、このレベル数を削減するとともに、検出信号の変化の振幅を大きくするため、３つのパターンにより生成された３つの検出信号（Ｄｓ１～Ｄｓ３）に対して加減算を行う。すなわち、信号処理部１２０は、第１検出信号Ｄｓ１から第２検出信号Ｄｓ２を減算して生成した検出信号（Ｄｓ１－Ｄｓ２）、第２検出信号Ｄｓ２と第３検出信号Ｄｓ３とを加算して生成した検出信号（Ｄｓ２＋Ｄｓ３）、並びに、第１検出信号Ｄｓ１と第３検出信号Ｄｓ３とを加算して生成した検出信号（Ｄｓ１＋Ｄｓ３）を算出する。
　図１０は、３つの検出信号（Ｄｓ１～Ｄｓ３）に加減算を施して生成された新たな検出信号について、停止位置の変更による信号レベルの変化を表した図である。図９Ｂ～図９Ｄの数値について、「Ｄｓ１－Ｄｓ２（Ａ－Ｂ）」、「Ｄｓ２＋Ｄｓ３（Ｂ＋Ｃ）」、「Ｄｓ１＋Ｄｓ３（Ａ＋Ｃ）」の加減算を施すと、図１０において示すように、演算結果の数値は、何れも「３」，［０］，「－３」の３レベルに集約される。また、３つの検出信号（Ｄｓ１～Ｄｓ３）に対する加減算によって、判定対象となる信号の最大振幅が２から３へ大きくなる。従って、微小な検出信号のレベルを正確に判定することができる。
　図１１は、図１０に示す加減算後の３つの検出信号（「Ａ－Ｂ」，「Ｂ＋Ｃ」，「Ａ＋Ｃ」）の組み合わせが表す停止位置の状態を数値化して示した図である。図１１における「ＳＴ」は、３つの検出信号（「Ａ－Ｂ」，「Ｂ＋Ｃ」，「Ａ＋Ｃ」）を基数３で数値化したものである。図１０に示す３つの検出信号の数値をそれぞれ［Ａ－Ｂ］，［Ｂ＋Ｃ］，［Ａ＋Ｃ］の符号で表すと、状態ＳＴは次の式で表される。
［数１］
　ＳＴ＝［Ａ－Ｂ］＋［Ｂ＋Ｃ］×３＋［Ａ＋Ｃ］×９　…（１）
　また図１１では、基準となる停止位置から隣の停止位置へ回転する途中に生じ得る状態ＳＴも数値化して表している。この図１１から分かるように、基準となる停止位置が「ＳＰ１」「ＳＰ２」「ＳＰ３」の何れであるかに応じて、状態ＳＴの遷移は「α」，「β」，「γ」の３パターンに分かれる。基準となる停止位置が「ＳＰ１」の場合に状態遷移は「α」となり、基準となる停止位置が「ＳＰ２」の場合に状態遷移は「β」となり、基準となる停止位置が「ＳＰ３」の場合に状態遷移は「γ」となる。
　図１２は、図１１に示す各停止位置の状態ＳＴの遷移を表す図である。
　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。
　次に、基準値の更新について、図１３のフローチャートを参照して説明する。
　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。
　信号処理部１２０は、検出信号と基準値との差に基づいて検出信号の変化のパターンを判別し、判別した変化のパターンに基づいて操作部１０の回転方向を判定する処理を常時繰り返し行う。操作部１０の回転に伴う検出信号の変化が生じた場合（ＳＴ１００）、信号処理部１２０は、検出信号生成部１１０が生成する検出信号の平均値の算出を開始する（ＳＴ１１０）。信号処理部１２０は、記憶部１３０から一つの基準値を取得する度に、当該一つの基準値を用いて変化のパターンの判別を行うべき検出信号についての変化発生後における平均値を算出し、当該算出した平均値を当該一つの基準値と関連付けて記憶部１３０に格納する。例えば、第１動作モード（パターンＡ）において生成される第１検出信号Ｄｓ１に対応する基準値Ｒ１を記憶部１３０から読みだした場合、回転による変化が発生した後に入力された第１検出信号Ｄｓ１の平均値を算出し、算出した平均値を基準値Ｒ１と関連付けて記憶部１３０に格納する。また、信号処理部１２０は、検出信号の平均値の算出を開始した場合、その開始時点からの経過時間を計るため、タイマーによる計時を開始する（ＳＴ１２０）。
　また、信号処理部１２０は、現在の停止位置が基準となる位置（図１１において状態ＳＴがゼロとなる停止位置であり、後述するステップＳＴ１６０の基準値更新が行われた停止位置と同じ）になった場合（ＳＴ１３０）、検出信号生成部１１０において得られた最新の検出信号に基づいて、現在の基準値を更新する（ＳＴ１４０）。例えば、信号処理部１２０は、最新の検出信号と現在の基準値にそれぞれ所定の重み付けを与えて加算した結果を、新たな基準値として記憶部１３０に格納する。これにより、操作部１０の回転途中であっても基準値の更新を行うことが可能となる。
　信号処理部１２０は、ステップＳＴ１２０においてスタートさせたタイマーの計時値が所定の時間に達した場合（ＳＴ１５０）、ステップＳＴ１１０において算出を開始した平均値に基づいて、従前の基準値を新たな基準値に更新する。例えば、ステップＳＴ１１０において算出した平均値を、そのまま新たな基準値として記憶部１３０に格納する（ＳＴ１６０）。基準値の更新が完了すると、信号処理部１２０は、ステップＳＴ１２０においてスタートさせたタイマーを停止させて、計時値をリセットするとともに、平均値の算出処理を終了する（ＳＴ１７０）。信号処理部１２０は、静電容量の検出と回転方向の判定処理を行う度に、上述したステップＳＴ１００～ＳＴ１７０の処理を実行する。
＜第２の実施形態＞
　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は、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（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。
　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。
　図１５は、図１４に示す２つの動作モードにおけるパルス電圧の供給パターン、並びに、停止位置の変更による検出信号の変化を示す図である。また図１６は、図１４に示す２つのパルス電圧のパターン（パターンＡ，パターンＢ）に対応した２つの検出信号の組み合わせが表す停止位置の状態を数値化して示した図である。パターンＡ，Ｂの数値をそれぞれ符号［Ａ］，［Ｂ］で表すと、状態ＳＴは次の式で表される。
［数２］
　ＳＴ＝［Ａ］＋［Ｂ］×５　…（２）
　ただし、図１５の数値「０」，「１」，「２」は、それぞれ［Ａ］又は［Ｂ］の値としてそのまま使用し、数値「－１」，「－２」については、それぞれ「３」，「４」に置き換えて計算している。各停止位置の状態ＳＴは、図１７の状態遷移において示すように重複を生じていないため、第１の実施形態と同様に、状態ＳＴから１つの停止位置を確定することができる。
＜第３の実施形態＞
　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。
　本実施形態に係る回転式入力装置において、パルス電圧供給部１００は、操作部１０を所定の停止位置から所定の方向へ単位回転角ずつ３ステップ回転させる場合における３つの停止位置（ＳＰ１～ＳＰ３）において検出信号生成部１１０により生成される３つの検出信号Ｄｓが異なるレベルを有するように、第１可変容量素子ＶＣ１及び第２可変容量素子ＶＣ２にそれぞれパルス電圧を供給する。
　図１８は、第３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（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。図１８において示すパルス電圧の供給パターン（パターンＡ）は、既に説明した図８，図１４における第１動作モードのパルス電圧の供給パターンと同じである。本実施形態に係る回転式入力装置において、パルス電圧供給部１００は、図１８に示すパターンＡのパルス電圧の供給を繰り返し実行する。
　図１９は、図１８に示す駆動方法におけるパルス電圧の供給パターン、並びに、停止位置の変更による検出信号Ｄｓの変化を示す図である。図１９Ａは、３つの停止位置（ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３）に対応する３つの可変容量素子（ＶＣ１，ＶＣ２，ＶＣ３）に印加されるパルス電圧の極性を示す。図１９Ｂは、基準となる停止位置ごとに、その停止位置から他の停止位置へ操作部１０が回転した場合における検出信号の変化を「２」，「１」，「０」，「－１」，「－２」の数値で表したものである。
　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。
　図２０のグラフから分かるように、左方向への回転が生じた場合の検出信号Ｄｓのレベル変化は「＋１」又は「－２」であり、右方向への回転が生じた場合の検出信号Ｄｓのレベル変化は「－１」又は「＋２」である。すなわち、左方向への回転と右方向への回転とでは、検出信号Ｄｓのレベル変化のパターンが異なる。これは、所定の停止位置から操作部１０を一定方向へ回転させた場合、検出信号Ｄｓのレベルが一定方向（上昇方向又は下降方向）へ変化するように、３つの可変容量素子（ＶＣ１～ＶＣ３）にパルス電圧が供給されていることによる。図２０の例では、停止位置ＳＰ２から停止位置ＳＰ１へ右方向の回転を行うと、検出信号Ｄｓのレベルは「１」ずつ下降し、停止位置ＳＰ１から停止位置ＳＰ２へ左方向の回転を行うと、検出信号Ｄｓのレベルは「１」ずつ上昇する。
　信号処理部１２０は、第１可変容量素子ＶＣ１及び第２可変容量素子ＶＣ２の静電容量の変化に対応した検出信号Ｄｓの変化に基づいて、操作部１０の回転方向を判定する。
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。
　本実施形態に係る回転式入力装置によれば、単一のパルス電圧の供給パターンによって操作部１０の回転方向を判定できるため、回転方向の判定に要する時間を短くすることができる。
　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。
　なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、当業者に自明な種々の改変が可能である。
　上述した実施形態では、３つの停止位置（ＳＰ１～ＳＰ３）において大きな静電容量の変化を示す可変容量素子ＶＣがそれぞれ１つずつ設けられているが、本発明はこの例に限定されない。本発明の他の実施形態では、１つの停止位置において大きな静電容量の変化を示す可変容量素子を複数設けてもよい。複数の可変容量素子から得られる信号（電荷）を足し合わせることにより、検出信号のレベルが大きくなるため、検出感度を高めることができる。
１            操作領域
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)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
  9. 　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。
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