WO2018173978A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2018173978A1
WO2018173978A1 PCT/JP2018/010626 JP2018010626W WO2018173978A1 WO 2018173978 A1 WO2018173978 A1 WO 2018173978A1 JP 2018010626 W JP2018010626 W JP 2018010626W WO 2018173978 A1 WO2018173978 A1 WO 2018173978A1
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signal
touch
electronic device
dial
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知洋 木村
藤原 晃史
福島 浩
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic device, and more particularly, to an electronic device including a touch panel and a dial.
  • Patent Document 1 describes a so-called wearable device of a wristwatch type in which a dial is arranged around a circular touch panel.
  • FIG. 8 is an exploded view showing an example of the configuration of the conventional touch device 9.
  • the touch device 9 includes a touch panel 910, a dial 920, a rotation amount detection unit 920A, and a display 930.
  • the touch panel 910 is an electrostatic touch panel.
  • the touch panel 910 detects a change in capacitance when a user's finger approaches the touch panel 910.
  • Touch panel 910 outputs a signal based on the detected change in capacitance.
  • the dial 920 has a ring shape and surrounds the periphery of the touch panel 910.
  • the dial 920 can be rotated around an axis perpendicular to the surface of the touch panel 910.
  • the rotation amount detection unit 920A detects the rotation amount of the dial 920 measured from the reference position.
  • the rotation amount detection unit 920A of the touch device 9 shown in Fig. 8 is realized by a mechanism such as a gear. Therefore, since the touch device 9 needs to have a space for installing the rotation amount detection unit 920A, it is difficult to reduce the size. Further, the touch device 9 needs to include a dedicated wiring and a control device (not shown) for transmitting information on the rotation amount detected by the rotation amount detection unit 920A.
  • An object of one embodiment of the present invention is to realize an electronic device that can detect the amount of rotation of a dial regardless of a mechanism.
  • an electronic device in order to solve the above-described problem, is an electronic device including an electrostatic touch panel and a ring-shaped dial that surrounds the periphery of the touch panel. And an indicator part formed of a conductive material on the inner surface facing the touch panel or on the surface adjacent to the inner surface.
  • the amount of rotation of the dial can be detected regardless of the mechanism.
  • FIG. 3 is an exploded view illustrating a configuration of the touch device according to the first embodiment.
  • (A)-(c) shows a signal generated by the touch panel of the touch device according to the first embodiment, (a) is a signal when the conductive pattern of the dial is at the reference position, (b) This is a signal when the dial conductive pattern is moved from the reference position by the dial operation, and (c) is a signal when the touch device receives the touch operation. It is a graph which shows the signal value which a touch panel generate
  • 1 is a block diagram of a touch device according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a sequence diagram illustrating a flow of operations of a touch panel control unit and a main control unit included in the touch device according to the first embodiment.
  • (A) shows a sensor line that is effective when the touch panel according to the second embodiment is in the normal mode
  • (b) shows a sensor line that is effective when the touch panel is in the low power consumption mode.
  • (A)-(e) show the modification of the conductive pattern applicable to the touch device which concerns on Embodiment 1 or 2, respectively. It is an exploded view which shows the structure of the conventional touch device.
  • Embodiment 1 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
  • FIG. 1 is an exploded view showing the configuration of the touch device 1 according to the first embodiment.
  • the touch device 1 includes a touch panel 10, a dial 20, a display 30, a touch panel control unit 40, a main control unit 50, and a display control unit 60.
  • a cover glass is disposed on the touch panel 10. The upper surface of the cover glass is a touch surface that contacts when the user performs a touch operation.
  • the touch panel 10 is an electrostatic touch panel for detecting a touch operation (see FIG. 2C).
  • the touch panel 10 includes a plurality of electrostatic sensors. These electrostatic sensors detect the amount of change in capacitance.
  • the touch panel 10 outputs changes in capacitance detected by a plurality of electrostatic sensors to the touch panel control unit 40 as signals.
  • the dial 20 can be rotated around an axis perpendicular to the surface of the touch panel 10.
  • the operation for rotating the dial 20 is referred to as a dial operation (see FIG. 2B).
  • the dial 20 has a ring shape and surrounds the periphery of the touch panel 10.
  • a conductive pattern 20 a (marking portion) indicating a reference position of the dial 20 is provided on a part of the inner surface of the dial 20.
  • the conductive pattern 20 a may be provided on the upper part or the lower part of the dial 20.
  • the conductive pattern 20a may be provided at one place or a plurality of places of the dial 20 (Embodiment 3).
  • the conductive pattern 20a is formed of a conductive material such as aluminum or copper.
  • portions other than the conductive pattern 20a of the dial 20 are formed of a nonconductive material.
  • portions other than the conductive pattern 20a of the dial 20 may be formed of a conductive material or a semiconductor material having a lower conductivity than the conductive pattern 20a.
  • the display 30 is a display device controlled by the display control unit 60.
  • the display 30 may be, for example, a liquid crystal display device or an organic EL (Electroluminescence) display device.
  • the display 30 and the display control unit 60 are not essential components for the touch device 1. That is, the touch device 1 may not include the display 30 and the display control unit 60.
  • the touch panel control unit 40 acquires a signal that is output when the touch panel 10 detects a change in capacitance. Then, the touch panel control unit 40 specifies the rotation amount (dial position) of the dial 20 measured from the reference position and the position (touch position) where the touch operation is performed based on the acquired signal. A method by which the touch panel control unit 40 specifies the dial position and the touch position from the signal will be described later.
  • the touch panel control unit 40 transmits information indicating the specified dial placement and touch position to the main control unit 50.
  • the main control unit 50 controls each unit of the touch device 1 based on the dial position information and the touch position information received from the touch panel control unit 40. For example, the main control unit 50 generates a command for changing the graphical interface displayed on the display 30 according to the touch position and the dial position. In this case, the main control unit 50 transmits the generated command to the display control unit 60.
  • the display control unit 60 controls display on the display 30 in accordance with a command from the main control unit 50.
  • FIG. 2A and 2B are top views of the touch device 1.
  • FIG. 2C is a cross-sectional view of the touch device 1.
  • the touch panel 10 includes a plurality of sensor lines 10 a and 10 b arranged vertically and horizontally on the entire top surface of the touch panel 10. Electrostatic sensors are formed at positions where the sensor line 10a and the sensor line 10b intersect each other.
  • 2A shows a signal generated by the touch panel 10 before the dial operation shown in FIG. 2B is performed.
  • the signal output from the touch panel 10 includes a dial signal A and background noise.
  • the dial signal is a signal generated by the touch panel 10 based on the capacitance between the conductive pattern 20 a and the touch panel 10.
  • Background noise is an unnecessary signal generated by the touch panel 10.
  • the touch panel 10 always outputs substantially constant background noise regardless of the presence or absence of a touch operation and the dial position.
  • FIG. 2B shows a signal generated by the touch panel 10 after the dial 20 is rotated by the rotation amount ⁇ by a dial operation.
  • the signal output from the touch panel 10 includes the dial signal B and background noise. Since the conductive pattern 20 a indicating the reference position of the dial 20 is moved by the dial operation, the dial signal B is generated at a position different from the dial signal A on the touch panel 10.
  • FIG. 2 shows a signal generated by the touch panel 10 when a touch operation is performed.
  • the touch panel 10 generates a touch operation signal based on the capacitance between the finger of the user who performs the touch operation and the touch panel 10.
  • the signal generated by the touch panel 10 includes a dial signal and background noise.
  • the touch operation signal and dial signal have different characteristics.
  • the touch operation signal is nearly circular in the surface of the touch panel 10 and has the strongest value at the center of the signal.
  • the dial signal is generated in the vicinity of the periphery of the touch panel 10, and the signal shape and value change with time are small.
  • FIG. 3 is a graph showing a distribution of signal intensity (signal value) generated by the touch panel 10 when a touch operation is performed.
  • the graph shown in FIG. 3 is obtained by cutting out the distribution of signal values on the touch panel 10 by a line passing through the peak of the touch operation signal.
  • the start point of the horizontal arrow in FIG. 3 corresponds to the center of the touch panel 10.
  • the direction of the arrow on the horizontal axis in FIG. 3 corresponds to the direction from the center of the touch panel 10 toward the periphery.
  • the signal generated by the touch panel 10 includes a touch operation signal, a dial signal, and background noise (see (c) of FIG. 2). However, in FIG. 3, illustration of background noise is omitted.
  • FIG. 3 shows a signal generated by the touch panel 10 by a solid line. Further, the touch operation signal and the dial signal included in the signal are indicated by broken lines, respectively. As shown in FIG. 3, the signal generated by the touch panel 10 has a shape in which a touch operation signal and a dial signal are overlapped. The peak position of the touch operation signal is closer to the center of the touch panel 10 than the peak position of the dial signal.
  • FIG. 4 is a block diagram of the touch device 1.
  • FIG. 5 is a sequence showing a flow of operations of each unit of the touch panel control unit 40 and the main control unit 50 provided in the touch device 1.
  • the touch panel control unit 40 includes a signal detection unit 41, a signal separation unit 42, a touch position specification unit 43, and a dial position specification unit 44.
  • the signal detection unit 41 detects a touch operation on the touch panel 10 based on a signal output from the touch panel 10 (S11).
  • the signal separation unit 42 acquires the signal output from the touch panel 10 from the signal detection unit 41 (S12).
  • the signal output from the touch panel 10 includes the dial signal and background noise described above in addition to the touch operation signal.
  • the signal separation unit 42 first removes background noise by subtracting the signal acquired before the dial operation from the signal acquired after the dial operation. Subsequently, the signal separation unit 42 separates the touch operation signal (first signal) and the dial signal (second signal) based on the difference between the characteristics of the touch operation signal and the characteristics of the dial signal. (S13).
  • the general characteristics of the touch operation signal and the general characteristics of the dial signal may be stored in advance in a storage unit (not shown) of the touch device 1.
  • the signal separation unit 42 refers to the storage unit, and from the signal acquired from the signal detection unit 41, the signal separation unit 42 converts a signal having characteristics similar to the general characteristics of the touch operation signal into a touch operation signal (first operation signal). 1 signal).
  • the signal separation unit 42 extracts a signal having characteristics similar to the general characteristics of the dial signal from the signal acquired from the signal detection unit 41 as a dial signal (second signal).
  • the signal features that the signal separation unit 42 pays attention to in order to separate the touch operation signal and the dial signal include, for example, the shape of the signal, the distribution of the signal, the time change of the signal, and the peak position of the signal value. included.
  • the signal separating unit 42 outputs a touch operation signal to the touch position specifying unit 43 and outputs a dial signal to the dial position specifying unit 44.
  • the touch position specifying unit 43 searches for the peak position of the touch operation signal acquired from the signal separating unit 42, and specifies the found peak position as the touch position, that is, the position where the touch operation is performed (S14). Then, the touch position specifying unit 43 transmits information on the specified touch position to the main control unit 50.
  • the dial position specifying unit 44 searches for the peak position of the dial signal separated by the signal separating unit 42, and specifies the dial position, that is, the rotation amount of the dial 20 measured from the reference position based on the found peak position (S14). ).
  • the touch position specifying unit 43 and the dial position specifying unit 44 transmit information on the specified touch position and dial position to the main control unit 50 (S15).
  • the main control unit 50 receives touch position information and dial position information from the touch panel control unit 40 (S21). Thereafter, the main control unit 50 executes a command corresponding to the touch position and the dial position based on the received dial position information and touch position information (S22). For example, the main control unit 50 generates a command for causing the display control unit 60 to change the graphical interface. In this case, the main control unit 50 transmits the generated command to the display control unit 60. The display control unit 60 controls the display 30 according to the command received from the main control unit 50.
  • the touch panel control unit 40 operates the touch panel 10 in two modes, that is, a normal mode (first mode) and a low power consumption mode (standby mode) (second mode). More specifically, when there is no change in the signal output from the touch panel 10 for a predetermined time, that is, when neither the touch operation nor the dial operation is performed for the predetermined time, the touch panel control unit 40 sets the touch panel 10 in the normal mode. To low power consumption mode. When the touch panel 10 is in the low power consumption mode and the signal output from the touch panel 10 changes, the touch panel control unit 40 switches the touch panel 10 from the low power consumption mode to the normal mode.
  • FIG. 6 (a) shows sensor lines 10a and 10b that are scanned when the touch panel 10 is in the normal mode.
  • the touch panel control unit 40 drives all the sensor lines 10 a and 10 b of the touch panel 10.
  • FIG. 6B shows sensor lines 10a and 10b that are scanned when the touch panel 10 is in the low power consumption mode.
  • the touch panel control unit 40 detects the dial signal among the sensor lines 10 a and 10 b of the touch panel 10. Only 10b is driven.
  • the touch panel control unit 40 switches the touch panel 10 from the low power consumption mode to the normal mode.
  • the touch panel control unit 40 may switch the touch panel 10 from the low power consumption mode to another mode in which the scanning range by the sensor lines 10a and 10b is different from the low power consumption mode.
  • all the sensor lines 10a and 10b scan, so that at least one of the sensor lines 10a and 10b detects the conductive pattern 20a wherever the conductive pattern 20a is. Can do.
  • the touch panel control unit 40 limits the sensor lines 10 a and 10 b that perform scanning, thereby greatly reducing the power consumption of the touch panel 10. Can be reduced.
  • (Construction of conductive pattern) 7A to 7E show conductive patterns 20a-1 to 20a-5 that can be applied to the touch device 1 according to the first embodiment and the touch device 2 according to the second embodiment, respectively. Indicates.
  • the conductive patterns 20a-1 to 20a-5 are provided on the inner surface of the dial 20.
  • the touch panel 10 is located on the left side of the conductive patterns 20a-1 to 20a-5.
  • the vertical direction in FIGS. 7A to 7E corresponds to the circumferential direction of the ring-shaped dial 20 shown in FIG.
  • FIG. 7A shows a configuration in which the conductive pattern 20a-1 is provided only at one place on the inner surface of the dial 20, like the touch device 1 according to the first embodiment (see FIG. 1).
  • FIG. 7B shows a configuration in which two conductive patterns 20 a-2 spaced apart in the circumferential direction of the dial 20 are provided at two locations on the inner surface of the dial 20.
  • FIG. 7C shows a configuration in which the entire dial 20 is formed of a conductive material, and the conductive pattern 20 a-3 is formed by the uneven structure of the dial 20.
  • the conductive pattern 20a-4 is grounded to the case or the human body of the touch devices 1 and 2.
  • FIG. 7E a voltage or signal is applied to the conductive pattern 20a-5.
  • the characteristics (for example, shape and distribution) of the dial signal in the touch panel 10 are clearly defined as the characteristics of the touch operation signal. Can be different. Thereby, the signal separation part 42 of the touch panel control part 40 becomes easy to isolate
  • the control blocks (particularly the touch panel control unit 40, the main control unit 50, and the display control unit 60) of the touch devices 1 and 2 may be realized by a logic circuit (hardware) formed on an integrated circuit (IC chip) or the like. Alternatively, it may be realized by software using a CPU (Central Processing Unit).
  • a logic circuit hardware
  • IC chip integrated circuit
  • CPU Central Processing Unit
  • the touch devices 1 and 2 include a CPU that executes instructions of a program that is software that realizes each function, and a ROM (Read Only Memory) in which the program and various data are recorded so as to be readable by the computer (or CPU). ) Or a storage device (these are referred to as “recording media”), a RAM (Random Access Memory) that expands the program, and the like.
  • recording media a “non-temporary tangible medium” such as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used.
  • the program may be supplied to the computer via an arbitrary transmission medium (such as a communication network or a broadcast wave) that can transmit the program.
  • an arbitrary transmission medium such as a communication network or a broadcast wave
  • one embodiment of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the program is embodied by electronic transmission.
  • An electronic device (touch devices 1 and 2) according to aspect 1 of the present invention is an electronic device including an electrostatic touch panel (10) and a ring-shaped dial (20) surrounding the periphery of the touch panel.
  • the dial has an indicator portion (conductive pattern 20a) formed of a conductive material on an inner surface facing the touch panel or on a surface adjacent to the inner surface.
  • the touch panel generates a signal based on the electrostatic capacity between the touch panel and the sign part.
  • the marker provided on the dial is also moved.
  • a signal based on the electrostatic capacitance between the touch panel and the labeling part also moves. Therefore, the amount of rotation of the dial can be calculated based on the amount of movement of the signal. Therefore, according to said structure, the rotation amount detection member implement
  • the touch panel may be circular. According to said structure, the user can perform touch operation on a circular touch panel.
  • the electronic device may further include a display (30) arranged on the side opposite to the touch surface of the touch panel in the above aspect 1 or 2.
  • the graphical interface for touch operation can be provided to a user by the display of a display.
  • a voltage may be applied to the marker portion.
  • marker part can be generated on a touch panel. Therefore, the characteristic signal can be easily identified from the signal generated by the touch panel.
  • the marker portion may be grounded. According to said structure, even if it is a case where a user's finger
  • the electronic device is the electronic device according to any one of Aspects 1 to 5, wherein the first signal based on the touch operation and the static signal between the touch panel and the marker are output from the signal output from the touch panel.
  • a signal separation unit (42) that separates the second signal based on the electric capacity may be further provided. According to said structure, the signal based on a touch operation and the signal based on the electrostatic capacitance between a touch panel and a label
  • the marker in any one of Aspects 1 to 6, the marker may be provided at two or more locations on the dial.
  • produces in two or more places of a touch panel. Therefore, the characteristic signal can be easily identified from the signal output from the touch panel, as compared with the configuration in which the indicator portion is provided at one place of the dial.
  • the sensor line (10a, 10b) provided in the touch panel Only the sensor line that detects the capacitance between the touch panel and the marker may scan. According to said structure, the power consumption of a touchscreen can be reduced significantly.
  • the first signal obtained by removing the second signal based on the capacitance between the touch panel and the marker from the signal output by the touch panel.
  • the touch position on the touch panel may be specified based on the signal. According to said structure, a touch position can be pinpointed correctly.
  • the electronic device according to aspect 10 of the present invention is the electronic device according to aspect 6 described above, in which the labeling unit is configured based on the second signal obtained by removing the first signal based on the touch operation from the signal output by the touch panel.
  • the position may be specified. According to said structure, the rotation amount of a dial can be calculated based on the position of the specified label
  • the indicator portion may be formed of a material having higher conductivity than other portions of the dial.
  • the marker in any one of the first to tenth aspects, may be realized by a concavo-convex structure formed on the inner side surface. According to said structure, the characteristic signal based on the electrostatic capacitance between a touch panel and a label
  • marker part can be generated on a touch panel. This makes it easy to separate the characteristic signal from the signal generated by the touch panel.
  • the scanning range of the touch panel may be changed according to the position of the marker portion.
  • the user can change the scanning range of a touch panel by performing dial operation and changing the position of a label
  • the electronic device includes a first mode that performs an operation based on a touch operation on the touch surface of the touch panel, and a first mode that does not perform the operation based on the touch operation.
  • the mode may transition to the first mode.
  • the user can change the mode of an electronic device by dialing and changing the position of a label
  • the second mode may be a low power consumption mode that reduces the power consumption of the electronic device as compared with the case where the electronic device is in the first mode.
  • the electronic apparatus may be realized by a computer.
  • the electronic apparatus is realized by a computer by operating the computer as a software element (for example) included in the electronic apparatus.
  • An electronic device control program to be recorded and a computer-readable recording medium on which the control program is recorded also fall within the scope of the present invention.

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Abstract

メカニズムによらずにダイヤルの回転量を検知可能な電子機器を実現する。静電式のタッチパネル(10)の周縁を、リング状のダイヤル(20)が囲んでおり、ダイヤル(20)は、タッチパネル(10)と対向する内側面上に、導電性材料で形成された導電パターン(20a)を有する。

Description

電子機器
 本発明は、電子機器に関し、特に、タッチパネルおよびダイヤルを備えた電子機器に関する。
 従来、タッチパネルおよびダイヤルを備えたタッチデバイス(電子機器)が開発されている。一例として、特許文献1には、円形のタッチパネルの周囲にダイヤルが配置された、腕時計型の、いわゆるウェアラブルデバイスが記載されている。
 図8は、従来のタッチデバイス9の構成の一例を示す分解図である。図8に示すように、タッチデバイス9は、タッチパネル910、ダイヤル920、回転量検知部920A、およびディスプレイ930を備えている。タッチパネル910は、静電式のタッチパネルである。タッチパネル910は、ユーザの指がタッチパネル910に近接したとき、静電容量の変化を検知する。タッチパネル910は、検知した静電容量の変化に基づくシグナルを出力する。ダイヤル920は、リング状を有しており、タッチパネル910の周囲を囲んでいる。ダイヤル920は、タッチパネル910の表面に垂直な軸の周りで、回動可能である。回転量検知部920Aは、基準位置から測ったダイヤル920の回転量を検知する。
米国公開公報「US2014/0139637号公報(2014年5月22日公開)」
 図8に示すタッチデバイス9の回転量検知部920Aは、歯車などのメカニズムによって実現される。そのため、タッチデバイス9は、回転量検知部920Aを設置するためのスペースを有する必要があるので、小型化することが難しい。また、タッチデバイス9は、回転量検知部920Aが検知した回転量の情報を伝送するための専用の配線および制御装置(図示せず)を備える必要がある。
 本発明の一態様は、メカニズムによらずにダイヤルの回転量を検知可能な電子機器を実現することを目的とする。
 上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る電子機器は、静電式のタッチパネルと、上記タッチパネルの周縁を囲むリング状のダイヤルとを備えた電子機器であって、上記ダイヤルは、上記タッチパネルと対向する内側面上、または、該内側面と隣接する面上に、導電性材料で形成された標識部を有する。
 本発明の一態様によれば、メカニズムによらずにダイヤルの回転量を検知できる。
実施形態1に係るタッチデバイスの構成を示す分解図である。 (a)~(c)は、実施形態1に係るタッチデバイスのタッチパネルが発生するシグナルを示し、(a)は、ダイヤルの導電パターンが基準位置にある場合のシグナルであり、(b)は、ダイヤル操作によってダイヤルの導電パターンが基準位置から移動した場合のシグナルであり、(c)は、タッチデバイスがタッチ操作を受けた場合のシグナルである。 実施形態1に係るタッチデバイスがタッチ操作を受けた場合にタッチパネルが発生するシグナル値を示すグラフである。 実施形態1に係るタッチデバイスのブロック図である。 実施形態1に係るタッチデバイスが備えたタッチパネル制御部およびメイン制御部の動作の流れを示すシーケンス図である。 (a)は、実施形態2に係るタッチパネルが通常モードである場合に有効であるセンサラインを示し、(b)は、タッチデパネルが低消費電力モードである場合に有効であるセンサラインを示す。 (a)~(e)は、それぞれ、実施形態1または2に係るタッチデバイスに適用可能な導電パターンの変形例を示す。 従来のタッチデバイスの構成を示す分解図である。
 〔実施形態1〕
 以下、本発明の実施の形態について、図1~図5を用いて詳細に説明する。
 (タッチデバイス1の構成)
 図1を参照して、実施形態1に係るタッチデバイス1(電子機器)に関して説明する。図1は、実施形態1に係るタッチデバイス1の構成を示す分解図である。図1に示すように、タッチデバイス1は、タッチパネル10、ダイヤル20、ディスプレイ30、タッチパネル制御部40、メイン制御部50、およびディスプレイ制御部60を備えている。図示しないが、タッチパネル10上にはカバーガラスが配置されている。カバーガラスの上面は、ユーザがタッチ操作を行う際に接触するタッチ面である。
 タッチパネル10は、タッチ操作(図2の(c)参照)を検知するための静電式のタッチパネルである。タッチパネル10は、複数の静電センサを備えている。これらの静電センサは、静電容量の変化量を検知する。タッチパネル10は、複数の静電センサが検知した静電容量の変化を、シグナルとして、タッチパネル制御部40に出力する。
 ダイヤル20は、タッチパネル10の表面に垂直な軸の周りで、回動可能である。ダイヤル20を回転させる操作をダイヤル操作(図2の(b)参照)と呼ぶ。ダイヤル20は、リング状を有しており、タッチパネル10の周囲を囲んでいる。ダイヤル20の内側面の一部には、ダイヤル20の基準位置を示す導電パターン20a(標識部)が設けられている。あるいは、導電パターン20aは、ダイヤル20の上部または下部に設けられていてもよい。導電パターン20aは、ダイヤル20の一か所または複数か所に設けられていてよい(実施形態3)。導電パターン20aは、アルミまたは銅などの導電性材料で形成されている。一方、ダイヤル20の導電パターン20a以外の部分は非導電性材料で形成されている。あるいは、ダイヤル20の導電パターン20a以外の部分は、導電パターン20aよりも導電性の低い導電性材料、もしくは半導体材料で形成されていてもよい。
 ディスプレイ30は、ディスプレイ制御部60によって制御される表示デバイスである。ディスプレイ30は、例えば、液晶表示デバイスまたは有機EL(Electro luminescence)表示デバイスであってよい。ディスプレイ30およびディスプレイ制御部60は、タッチデバイス1に必須の構成ではない。つまり、タッチデバイス1は、ディスプレイ30およびディスプレイ制御部60を備えていなくてもよい。
 タッチパネル制御部40は、タッチパネル10が静電容量の変化を検知した場合に出力するシグナルを取得する。そして、タッチパネル制御部40は、取得したシグナルに基づいて、基準位置から測ったダイヤル20の回転量(ダイヤル位置)、および、タッチ操作が行われた位置(タッチ位置)を特定する。タッチパネル制御部40がシグナルからダイヤル位置およびタッチ位置を特定する方法については後述する。タッチパネル制御部40は、特定したダイヤル置およびタッチ位置を示す情報を、メイン制御部50へ送信する。
 メイン制御部50は、タッチパネル制御部40から受信したダイヤル位置情報およびタッチ位置情報に基づいて、タッチデバイス1の各部を制御する。例えば、メイン制御部50は、タッチ位置およびダイヤル位置に応じて、ディスプレイ30に表示されるグラフィカルインターフェースを変化させるための命令を生成する。この場合、メイン制御部50は、生成した命令を、ディスプレイ制御部60へ送信する。ディスプレイ制御部60は、メイン制御部50からの命令にしたがって、ディスプレイ30の表示を制御する。
 (タッチパネル10が発生するシグナル)
 図2の(a)~(c)を用いて、タッチパネル10が発生するシグナルについて説明する。図2の(a)および図2の(b)は、タッチデバイス1の上面図である。図2の(c)は、タッチデバイス1の断面図である。
 図2の(a)および図2の(b)に示すように、タッチパネル10は、タッチパネル10の上面の全体に縦横に配設された複数のセンサライン10a,10bを備えている。センサライン10aとセンサライン10bとが交差する位置には、それぞれ、静電センサが形成されている。
 図2の(a)は、図2の(b)に示すダイヤル操作が行われる前に、タッチパネル10が発生するシグナルを示す。この場合、タッチパネル10が出力するシグナルには、ダイヤルシグナルAおよびバックグラウンドノイズが含まれる。ここで、ダイヤルシグナルは、導電パターン20aとタッチパネル10との間の静電容量に基づいて、タッチパネル10が発生するシグナルである。バックグラウンドノイズは、タッチパネル10が発生する不要なシグナルである。タッチパネル10は、タッチ操作の有無やダイヤル位置によらずに、常にほぼ一定のバックグラウンドノイズを出力している。
 図2の(b)は、ダイヤル操作によって、ダイヤル20が回転量αだけ回転した後に、タッチパネル10が発生するシグナルを示す。この場合、タッチパネル10が出力するシグナルには、ダイヤルシグナルBおよびバックグラウンドノイズが含まれる。ダイヤル操作によって、ダイヤル20の基準位置を示す導電パターン20aが移動するため、タッチパネル10において、ダイヤルシグナルBは、ダイヤルシグナルAとは異なる位置で発生する。
 図2の(c)は、タッチ操作が行われた場合にタッチパネル10が発生するシグナルを示す。この場合、タッチパネル10は、タッチ操作を行うユーザの指とタッチパネル10との間の静電容量に基づくタッチ操作シグナルを発生する。また、タッチパネル10が発生するシグナルには、ダイヤルシグナルおよびバックグラウンドノイズも含まれる。
 タッチ操作シグナルとダイヤルシグナルとは、異なる特徴を有する。一般的に、タッチ操作シグナルは、タッチパネル10の面内で円形に近く、かつシグナルの中心で値が最も強い。一方、ダイヤルシグナルは、タッチパネル10の周縁近傍で発生し、またシグナルの形状および値の時間変化が少ない。
 (シグナル値)
 図3は、タッチ操作が行われた場合にタッチパネル10が発生するシグナルの強度(シグナル値)の分布を示すグラフである。図3に示すグラフは、タッチパネル10上におけるシグナル値の分布を、タッチ操作シグナルのピークを通るラインで切り出すことによって得られる。図3における横軸の矢印の始点は、タッチパネル10の中心に対応する。図3の横軸の矢印の向きは、タッチパネル10の中心から周縁へ向かう方向に対応する。タッチパネル10が発生するシグナルは、タッチ操作シグナル、ダイヤルシグナル、およびバックグラウンドノイズを含む(図2の(c)参照)。しかしながら、図3では、バックグラウンドノイズの図示を省略している。
 図3には、タッチパネル10が発生するシグナルを実線で示す。また、シグナルに含まれるタッチ操作シグナルおよびダイヤルシグナルを、それぞれ破線で示す。図3に示すように、タッチパネル10が発生するシグナルは、タッチ操作シグナルとダイヤルシグナルとが重ね合わさった形状を有する。タッチ操作シグナルのピーク位置は、ダイヤルシグナルのピーク位置と比較して、タッチパネル10の中心寄りにある。
 (タッチデバイス1の動作)
 図4および図5を用いて、タッチデバイス1の動作を説明する。図4は、タッチデバイス1のブロック図である。図5は、タッチデバイス1が備えたタッチパネル制御部40およびメイン制御部50の各部の動作の流れを示すシーケンスである。図4に示すように、タッチパネル制御部40は、シグナル検出部41、シグナル分離部42、タッチ位置特定部43、およびダイヤル位置特定部44を含む。
 図5に示すように、シグナル検出部41は、タッチパネル10が出力するシグナルに基づいて、タッチパネル10に対するタッチ操作を検出する(S11)。シグナル分離部42は、シグナル検出部41から、タッチパネル10が出力したシグナルを取得する(S12)。このとき、タッチパネル10が出力するシグナルには、タッチ操作シグナルに加えて、前述したダイヤルシグナルおよびバックグラウンドノイズも含まれている。
 シグナル分離部42は、まず、ダイヤル操作後に取得したシグナルから、ダイヤル操作前に取得したシグナルを減算することによって、バックグラウンドノイズを除去する。続いて、シグナル分離部42は、タッチ操作シグナルの特徴と、ダイヤルシグナルの特徴との間の差異に基づいて、タッチ操作シグナル(第1のシグナル)とダイヤルシグナル(第2のシグナル)とを分離する(S13)。例えば、タッチ操作シグナルの一般的な特徴、および、ダイヤルシグナルの一般的な特徴が、タッチデバイス1の記憶部(図示せず)に予め記憶されていてもよい。この場合、シグナル分離部42は、上記記憶部を参照することによって、シグナル検出部41から取得したシグナルから、タッチ操作シグナルの一般的な特徴に類似する特徴を有するシグナルを、タッチ操作シグナル(第1のシグナル)として抽出する。また、シグナル分離部42は、シグナル検出部41から取得したシグナルから、ダイヤルシグナルの一般的な特徴に類似する特徴を有するシグナルを、ダイヤルシグナル(第2のシグナル)として抽出する。ここで、シグナル分離部42がタッチ操作シグナルとダイヤルシグナルとを分離するために着目するシグナルの特徴には、例えば、シグナルの形状、シグナルの分布、シグナルの時間変化、およびシグナル値のピーク位置が含まれる。シグナル分離部42は、タッチ操作シグナルをタッチ位置特定部43に出力するとともに、ダイヤルシグナルをダイヤル位置特定部44に出力する。
 タッチ位置特定部43は、シグナル分離部42から取得したタッチ操作シグナルのピーク位置を探索し、発見したピーク位置を、タッチ位置つまりタッチ操作が行われた位置として特定する(S14)。そして、タッチ位置特定部43は、特定したタッチ位置の情報を、メイン制御部50に送信する。ダイヤル位置特定部44は、シグナル分離部42が分離したダイヤルシグナルのピーク位置を探索し、発見したピーク位置に基づいて、ダイヤル位置、つまり基準位置から測ったダイヤル20の回転量を特定する(S14)。タッチ位置特定部43およびダイヤル位置特定部44は、特定したタッチ位置およびダイヤル位置の情報を、メイン制御部50へ送信する(S15)。
 メイン制御部50は、タッチパネル制御部40から、タッチ位置情報およびダイヤル位置情報を受信する(S21)。その後、メイン制御部50は、受信したダイヤル位置情報およびタッチ位置情報に基づいて、タッチ位置およびダイヤル位置に応じた命令を実行する(S22)。例えば、メイン制御部50は、ディスプレイ制御部60にグラフィカルインターフェースを変更させるための命令を生成する。この場合、メイン制御部50は、生成した命令をディスプレイ制御部60へ送信する。ディスプレイ制御部60は、メイン制御部50から受信した命令にしたがって、ディスプレイ30を制御する。
 〔実施形態2〕
 本発明の他の実施形態について、図6に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 実施形態2に係るタッチデバイス2(電子機器)の構成要素は、前記実施形態1に係るタッチデバイス1の構成要素(図1および図4参照)と同じである。実施形態2では、タッチパネル制御部40が、タッチパネル10を2通りのモード、すなわち通常モード(第1のモード)と低消費電力モード(待機モード)(第2のモード)で動作させる。より詳細には、所定時間、タッチパネル10が出力するシグナルに変化がない場合、すなわち、所定時間、タッチ操作およびダイヤル操作のどちらも行われていない場合、タッチパネル制御部40は、タッチパネル10を通常モードから低消費電力モードに切り替える。また、タッチパネル10が低消費電力モードであるときに、タッチパネル10が出力するシグナルに変化が生じた場合、タッチパネル制御部40は、タッチパネル10を低消費電力モードから通常モードに切り替える。
 図6の(a)は、タッチパネル10が通常モードである場合に走査するセンサライン10a,10bを示す。図6の(a)に示すように、タッチパネル10が通常モードである場合、タッチパネル制御部40は、タッチパネル10の全てのセンサライン10a,10bを駆動する。
 図6の(b)は、タッチパネル10が低消費電力モードである場合に走査するセンサライン10a,10bを示す。図6の(b)に示すように、タッチパネル10が低消費電力モードである場合、タッチパネル制御部40は、タッチパネル10のセンサライン10a,10bのうち、ダイヤルシグナルを検知しているセンサライン10a,10bのみを駆動する。
 タッチパネル10が低消費電力モードであるときに、ダイヤル操作が行われた場合、ダイヤル20の導電パターン20aの位置が移動する。そのため、走査中のセンサライン10a,10bは、導電パターン20aを検知しなくなる。シグナル検出部41は、タッチパネル10が出力するシグナルが変化したことを検出する。この場合、タッチパネル制御部40は、タッチパネル10を、低消費電力モードから通常モードに切り替える。あるいは、タッチパネル制御部40は、タッチパネル10を、低消費電力モードから、センサライン10a,10bによる走査範囲が低消費電力モードとは異なる他のモードに切り替えてもよい。タッチパネル10が通常モードである場合、全てのセンサライン10a,10bが走査するので、導電パターン20aがどこにある場合であっても、少なくとも1つのセンサライン10a,10bが、導電パターン20aを検知することができる。
 本実施形態の構成によれば、タッチパネル10から出力されるシグナルに変化がない場合に、タッチパネル制御部40が、走査を行うセンサライン10a,10bを制限するので、タッチパネル10の消費電力を大幅に削減することができる。
 〔実施形態3〕
 本発明の他の実施形態について、図7に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
 (導電パターンの構成)
 図7の(a)~(e)は、それぞれ、前記実施形態1に係るタッチデバイス1、および、前記実施形態2に係るタッチデバイス2に、それぞれ適用可能な導電パターン20a-1~20a-5を示す。導電パターン20a-1~20a-5は、ダイヤル20の内側面に設けられている。図7の(a)~(e)において、導電パターン20a-1~20a-5の左側に、タッチパネル10が位置している。図7の(a)~(e)における上下方向は、図1に示すリング状のダイヤル20の周方向に対応する。
 図7の(a)は、前記実施形態1に係るタッチデバイス1(図1参照)と同じように、ダイヤル20の内側面の1か所のみに、導電パターン20a-1が設けられた構成を示す。図7の(b)は、ダイヤル20の内側面の2か所に、ダイヤル20の周方向に離間した、2つの導電パターン20a-2が設けられた構成を示す。図7の(c)は、ダイヤル20の全体が導電性材料で形成されており、ダイヤル20の凹凸構造によって導電パターン20a-3が形成された構成を示す。図7の(d)では、導電パターン20a-4が、タッチデバイス1,2の筐体または人体などに接地されている。図7の(e)では、導電パターン20a-5に対し、電圧またはシグナルが印加されている。
 図7の(a)~(e)に示す導電パターン20a-1~20a-5の構成によれば、タッチパネル10におけるダイヤルシグナルの特徴(例えば、形状および分布)を、タッチ操作シグナルの特徴と明確に異ならせることができる。これにより、タッチパネル制御部40のシグナル分離部42は、シグナルの特徴に基づいて、ダイヤルシグナルとタッチ操作シグナルとを分離しやすくなる。
 〔実施形態4〕
 (ソフトウェアによる実現例)
 タッチデバイス1,2の制御ブロック(特にタッチパネル制御部40、メイン制御部50、およびディスプレイ制御部60)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
 後者の場合、タッチデバイス1,2は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ(またはCPU)で読み取り可能に記録されたROM(Read Only Memory)または記憶装置(これらを「記録媒体」と称する)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などを備えている。そして、コンピュータ(またはCPU)が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
 〔まとめ〕
 本発明の態様1に係る電子機器(タッチデバイス1,2)は、静電式のタッチパネル(10)と、上記タッチパネルの周縁を囲むリング状のダイヤル(20)とを備えた電子機器であって、上記ダイヤルは、上記タッチパネルと対向する内側面上、または、該内側面と隣接する面上に、導電性材料で形成された標識部(導電パターン20a)を有する。
 上記の構成によれば、タッチパネルは、タッチパネルと標識部との間の静電容量に基づくシグナルを発生する。ダイヤルが回動した場合、ダイヤルに設けられた標識部も移動する。また、これに伴って、タッチパネルと標識部との間の静電容量に基づくシグナルも移動する。そのため、上記シグナルの移動量に基づいて、ダイヤルの回転量を計算できる。したがって、上記の構成によれば、メカニズムによって実現された回転量検知部材が不要である。
 本発明の態様2に係る電子機器は、上記態様1において、上記タッチパネルは円形であってもよい。上記の構成によれば、ユーザは、円形のタッチパネル上でタッチ操作を行うことができる。
 本発明の態様3に係る電子機器は、上記態様1または2において、上記タッチパネルのタッチ面と反対側に配置されたディスプレイ(30)をさらに備えていてもよい。上記の構成によれば、ディスプレイの表示によって、タッチ操作のためのグラフィカルインターフェースをユーザに提供することができる。
 本発明の態様4に係る電子機器は、上記態様1~3のいずれかにおいて、上記標識部には電圧が印加されていてもよい。上記の構成によれば、タッチパネルと標識部との間の静電容量に基づく特徴的なシグナルを、タッチパネルに発生させることができる。そのため、タッチパネルが発生するシグナルから、上記特徴的なシグナルを識別しやすくなる。
 本発明の態様5に係る電子機器は、上記態様1~4のいずれかにおいて、上記標識部が接地されていてもよい。上記の構成によれば、ダイヤルにユーザの指が接触した場合であっても、タッチパネルと標識部との間の静電容量に基づくシグナルの特徴が変化しない。そのため、タッチパネルが発生するシグナルから、タッチパネルと標識部との間の静電容量に基づく特徴的なシグナルを識別しやすい。
 本発明の態様6に係る電子機器は、上記態様1~5のいずれかにおいて、上記タッチパネルが出力するシグナルから、タッチ操作に基づく第1のシグナルと、上記タッチパネルと上記標識部との間の静電容量に基づく第2のシグナルとを分離するシグナル分離部(42)をさらに備えていてもよい。上記の構成によれば、タッチ操作に基づくシグナルと、タッチパネルと標識部との間の静電容量に基づくシグナルとを分離することができる。
 本発明の態様7に係る電子機器は、上記態様1~6のいずれかにおいて、上記標識部は、上記ダイヤルの2か所以上に設けられていてもよい。上記の構成によれば、タッチパネルの2か所以上で、タッチパネルと標識部との間の静電容量に基づく特徴的なシグナルが発生する。そのため、標識部がダイヤルの1か所に設けられている構成と比較して、上記タッチパネルが出力するシグナルから、上記特徴的なシグナルを識別しやすい。
 本発明の態様8に係る電子機器は、上記態様1~7のいずれかにおいて、上記タッチパネルから出力されるシグナルが、所定時間変化しない場合、上記タッチパネルが備えたセンサライン(10a,10b)のうち、上記タッチパネルと上記標識部との間の静電容量を検知しているセンサラインのみが走査してもよい。上記の構成によれば、タッチパネルの消費電力を大幅に削減することができる。
 本発明の態様9に係る電子機器は、上記態様6において、上記タッチパネルが出力するシグナルから、上記タッチパネルと上記標識部との間の静電容量に基づく上記第2のシグナルを除いた上記第1のシグナルに基づいて、上記タッチパネルにおけるタッチ位置を特定してもよい。上記の構成によれば、タッチ位置を正確に特定することができる。
 本発明の態様10に係る電子機器は、上記態様6において、上記タッチパネルが出力するシグナルから、上記タッチ操作に基づく上記第1のシグナルを除いた上記第2のシグナルに基づいて、上記標識部の位置を特定してもよい。上記の構成によれば、特定した標識部の位置に基づいて、ダイヤルの回転量を計算できる。
 本発明の態様11に係る電子機器は、上記態様1~10のいずれかにおいて、上記標識部は、上記ダイヤルの他の部位よりも導電性の高い材料で形成されていてもよい。
 本発明の態様12に係る電子機器は、上記態様1~10のいずれかにおいて、上記標識部は、上記内側面に形成された凹凸構造によって実現されていてもよい。上記の構成によれば、タッチパネルと標識部との間の静電容量に基づく特徴的なシグナルをタッチパネルに発生させることができる。これにより、タッチパネルが発生するシグナルから、上記特徴的なシグナルを分離しやすくなる。
 本発明の態様13に係る電子機器は、上記態様1~12のいずれかにおいて、上記標識部の位置に応じて、上記タッチパネルの走査範囲が変化してもよい。上記の構成によれば、ユーザは、ダイヤル操作を行い、標識部の位置を変化させることによって、タッチパネルの走査範囲を変化させることができる。
 本発明の態様14に係る電子機器は、上記態様1~13のいずれかにおいて、上記タッチパネルのタッチ面に対するタッチ操作に基づく動作を行う第1のモードと、上記タッチ操作に基づく動作を行わない第2のモードとを有しており、上記第2のモードであるときに、上記標識部が移動した場合、上記第1のモードに遷移してもよい。上記の構成によれば、ユーザは、ダイヤル操作を行い、標識部の位置を変化させることによって、電子機器のモードを変化させることができる。例えば、第2のモードは、電子機器が第1のモードである場合よりも電子機器の消費電力を低減する低消費電力モードであってよい。
 本発明の各態様に係る電子機器は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記電子機器が備えるソフトウェア要素(例えば、)として動作させることにより上記電子機器をコンピュータにて実現させる電子機器の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
 1,2 タッチデバイス(電子機器)
  10 タッチパネル
  20 ダイヤル
 20a 導電パターン(標識部)
  30 ディスプレイ
  41 シグナル検出部
  42 シグナル分離部

Claims (14)

  1.  静電式のタッチパネルと、
     上記タッチパネルの周縁を囲むリング状のダイヤルとを備えた電子機器であって、
     上記ダイヤルは、上記タッチパネルと対向する内側面上、または、該内側面と隣接する面上に、導電性材料で形成された標識部を有する
    ことを特徴とする電子機器。
  2.  上記タッチパネルは円形であることを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3.  上記タッチパネルのタッチ面と反対側に配置されたディスプレイをさらに備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の電子機器。
  4.  上記標識部には電圧が印加されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の電子機器。
  5.  上記標識部が接地されていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の電子機器。
  6.  上記タッチパネルが出力するシグナルから、タッチ操作に基づく第1のシグナルと、上記タッチパネルと上記標識部との間の静電容量に基づく第2のシグナルとを分離するシグナル分離部をさらに備えたことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の電子機器。
  7.  上記標識部は、上記ダイヤルの2か所以上に設けられていることを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の電子機器。
  8.  上記タッチパネルから出力されるシグナルが、所定時間変化しない場合、上記タッチパネルが備えたセンサラインのうち、上記タッチパネルと上記標識部との間の静電容量を検知しているセンサラインのみが走査することを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の電子機器。
  9.  上記タッチパネルが出力するシグナルから、上記タッチパネルと上記標識部との間の静電容量に基づく上記第2のシグナルを除いた上記第1のシグナルに基づいて、上記タッチパネルにおけるタッチ位置を特定することを特徴とする請求項6に記載の電子機器。
  10.  上記タッチパネルが出力するシグナルから、上記タッチ操作に基づく上記第1のシグナルを除いた上記第2のシグナルに基づいて、上記標識部の位置を特定することを特徴とする請求項6に記載の電子機器。
  11.  上記標識部は、上記ダイヤルの他の部位よりも導電性の高い材料で形成されていることを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載の電子機器。
  12.  上記標識部は、上記内側面に形成された凹凸構造によって実現されていることを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載の電子機器。
  13.  上記標識部の位置に応じて、上記タッチパネルの走査範囲が変化することを特徴とする請求項1~12のいずれか1項に記載の電子機器。
  14.  上記タッチパネルのタッチ面に対するタッチ操作に基づく動作を行う第1のモードと、上記タッチ操作に基づく動作を行わない第2のモードとを有しており、
     上記第2のモードであるときに、上記標識部が移動した場合、上記第1のモードに遷移することを特徴とする請求項1~13のいずれか1項に記載の電子機器。
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