JP2016177647A - Rotary input device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 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.
静電容量の変化を利用して指先等の近接を検出し、種々の入力操作を識別するタッチセンサ等の入力装置が広く普及している。下記の特許文献には、複数の操作領域を備えたタッチセンサに関する技術が記載されている。 An input device such as a touch sensor that detects a proximity of a fingertip or the like by using a change in capacitance and identifies various input operations is widely used. The following patent document describes a technique related to a touch sensor having a plurality of operation areas.
平面上の操作領域に指先を触れさせることによって入力操作を行うタッチセンサは、指先に触れる物体の操作感が乏しいため、別途設けられた画面に表示された情報を参照しなければ、適切な操作ができない。そのため、タッチセンサにおいて画面を見ながら行う入力操作と、実際に物体を回転させて行うような操作感が伴う入力操作を併用できるようにすることが望まれている。しかしながら、静電容量式のタッチセンサにおいては一般に電極の駆動に伴うノイズが発生するため、静電容量の変化により回転を検出する入力装置(エンコーダ等)の近くにタッチセンサを設けた場合、ノイズの影響によって回転の検出エラーを生じ易くなるという問題がある。 A touch sensor that performs input operations by touching the operation area on the plane with a fingertip has a poor operational feeling of the object touching the fingertip. I can't. Therefore, it is desired to be able to use both an input operation performed while looking at the screen with a touch sensor and an input operation accompanied by an operational feeling that is actually performed by rotating an object. However, since a capacitive touch sensor generally generates noise due to electrode driving, when a touch sensor is provided near an input device (such as an encoder) that detects rotation due to a change in capacitance, the noise There is a problem that a rotation detection error is likely to occur due to the influence of.
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、タッチセンサの電極の駆動に伴うノイズの影響を抑えて回転を正確に検出できる回転式入力装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a rotary input device capable of accurately detecting rotation while suppressing the influence of noise associated with driving of electrodes of a touch sensor.
本発明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た複数の可動電極と、前記基台部に設けられ、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、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する信号処理部と、前記基準値を記憶する記憶部と、タッチセンサとを具備する。
前記タッチセンサは、前記基台部の表面に設けられた操作領域の複数の位置において物体の近接状態に応じて静電容量が変化するキャパシタにパルス電圧を伝達するための複数の駆動電極と、前記複数の駆動電極から順番に一部の駆動電極を選択し、当該選択した駆動電極に前記パルス電圧を供給するタッチセンサ駆動部とを備える。
前記パルス電圧供給部は、前記タッチセンサ駆動部による前記駆動電極の選択と同期したタイミングで前記パルス電圧の供給を行う。前記記憶部は、前記複数の駆動電極の各々に対応する前記基準値を記憶する。前記信号処理部は、前記駆動電極の選択のタイミングと同期したタイミングで行われた前記パルス電圧の供給により生成された前記検出信号を入力した場合、当該選択された駆動電極に対応する基準値を前記記憶部から取得し、当該取得した基準値を用いて前記変化のパターンを判別する。
A rotary input device according to the present invention is provided on a base part, an operation part rotatably supported on the base part, a plurality of movable electrodes provided on the operation part, and the base part. A plurality of variable capacitance elements whose capacitance changes according to a positional relationship with the movable electrode, a pulse voltage supply unit for supplying a pulse voltage to each of the plurality of variable capacitance elements, and the supply of the pulse voltage to A detection signal generation unit that generates a detection signal according to charges accumulated in a plurality of variable capacitance elements, and a change pattern of the detection signal is determined based on a difference between a reference value and the detection signal. A signal processing unit that determines a rotation direction of the operation unit based on a change pattern; a storage unit that stores the reference value; and a touch sensor.
The touch sensor includes a plurality of drive electrodes for transmitting a pulse voltage to a capacitor whose capacitance changes in accordance with the proximity state of an object at a plurality of positions in an operation region provided on the surface of the base portion; A touch sensor drive unit that selects a part of the drive electrodes in order from the plurality of drive electrodes and supplies the pulse voltage to the selected drive electrodes;
The pulse voltage supply unit supplies the pulse voltage at a timing synchronized with the selection of the drive electrode by the touch sensor drive unit. The storage unit stores the reference value corresponding to each of the plurality of drive electrodes. When the signal processing unit inputs the detection signal generated by supplying the pulse voltage performed at a timing synchronized with the selection timing of the drive electrode, a reference value corresponding to the selected drive electrode is input. The change pattern is acquired from the storage unit, and the change pattern is determined using the acquired reference value.
上記の構成によれば、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に前記パルス電圧供給部からそれぞれパルス電圧が供給され、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が前記検出信号生成部において生成される。前記信号処理部では、前記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が判別され、当該判別されたた変化のパターンに基づいて前記操作部の回転方向が判定される。また、前記パルス電圧供給部は、前記タッチセンサ駆動部による前記駆動電極の選択と同期したタイミングで、前記パルス電圧の供給が行われる。そして、前記駆動電極の選択のタイミングと同期したタイミングで行われた前記パルス電圧の供給により生成された前記検出信号が前記信号処理部に入力されると、前記信号処理部では、当該選択された駆動電極に対応する基準値が前記記憶部から取得され、当該取得された基準値を用いて前記変化のパターンが判別される。
従って、前記タッチセンサにおける前記駆動電極へのパルス電圧の供給によって前記基準値が変動する場合でも、その変動に応じた適切な基準値を用いて前記変化のパターンの判別が行われるため、前記操作部の回転方向を正確に判定することが可能となる。
According to said structure, a pulse voltage is each supplied from the said pulse voltage supply part to the some variable capacitance element from which an electrostatic capacitance changes according to the positional relationship with the said movable electrode, and the said some by supply of the said pulse voltage A detection signal corresponding to the charge accumulated in the variable capacitance element is generated in the detection signal generation unit. The signal processing unit determines a change pattern of the detection signal based on a difference between the reference value and the detection signal, and determines a rotation direction of the operation unit based on the determined change pattern. The The pulse voltage supply unit supplies the pulse voltage at a timing synchronized with the selection of the drive electrode by the touch sensor drive unit. Then, when the detection signal generated by the supply of the pulse voltage performed at a timing synchronized with the selection timing of the drive electrode is input to the signal processing unit, the signal processing unit selects the selected A reference value corresponding to the drive electrode is acquired from the storage unit, and the change pattern is determined using the acquired reference value.
Therefore, even when the reference value fluctuates due to supply of a pulse voltage to the drive electrode in the touch sensor, the change pattern is determined using an appropriate reference value corresponding to the fluctuation. It is possible to accurately determine the rotation direction of the part.
好適に、前記タッチセンサは、前記パルス電圧の供給によって前記複数の位置の前記キャパシタに蓄積される電荷を伝送するための複数のセンス電極と、前記パルス電圧の供給を行う前記駆動電極の選択と並行して前記複数のセンス電極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前記キャパシタの電荷に応じたタッチ検出信号を生成するタッチセンサ検出部とを備えてよい。
前記記憶部は、前記駆動電極と前記センス電極との組み合わせごとに前記基準値を記憶してよい。
前記信号処理部は、前記駆動電極及び前記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行われた前記パルス電圧の供給により生成された前記検出信号を入力した場合、当該選択された駆動電極及びセンス電極の組み合わせに対応する基準値を前記記憶部から取得し、当該取得した基準値を用いて前記変化のパターンを判別してよい。
Preferably, the touch sensor includes a plurality of sense electrodes for transmitting charges accumulated in the capacitors at the plurality of positions by the supply of the pulse voltage, and selection of the drive electrode for supplying the pulse voltage. A touch sensor detection unit configured to select a part of the sense electrodes from the plurality of sense electrodes in parallel and generate a touch detection signal corresponding to the charge of the capacitor transmitted through the selected sense electrodes; Good.
The storage unit may store the reference value for each combination of the drive electrode and the sense electrode.
When the detection signal generated by supplying the pulse voltage performed at a timing synchronized with the timing at which the drive electrode and the sense electrode are selected is input to the signal processing unit, the selected drive electrode and A reference value corresponding to a combination of sense electrodes may be acquired from the storage unit, and the change pattern may be determined using the acquired reference value.
好適に、前記パルス電圧供給部は、前記複数の可変容量素子に供給する前記パルス電圧のパターンが異なるM個の動作モードを順番に繰り返し実行してよい。
前記記憶部は、前記駆動電極と前記センス電極との組み合わせごとに、1つ又は複数の前記動作モードに対応した1つ又は複数の前記基準値を記憶してよい。
前記信号処理部は、前記駆動電極及び前記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一の前記動作モードにより生成された前記検出信号を入力した場合、当該選択された駆動電極及びセンス電極の組み合わせに対応し、かつ、当該実行された動作モードに対応する基準値を前記記憶部から取得し、当該取得した基準値を用いて前記変化のパターンを判別してよい。また、前記信号処理部は、前記M個の動作モードの検出信号について判別したM個の前記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てよい。
Preferably, the pulse voltage supply unit may sequentially execute M operation modes having different pulse voltage patterns supplied to the plurality of variable capacitance elements in order.
The storage unit may store one or more reference values corresponding to one or more operation modes for each combination of the drive electrode and the sense electrode.
When the signal processing unit inputs the detection signal generated by one operation mode executed at a timing synchronized with the timing at which the drive electrode and the sense electrode are selected, the selected drive electrode and A reference value corresponding to the combination of the sense electrodes and corresponding to the executed operation mode may be acquired from the storage unit, and the change pattern may be determined using the acquired reference value. The signal processing unit may determine the rotation direction of the operation unit based on the M number of change patterns determined for the detection signals of the M operation modes.
好適に、前記パルス電圧供給部は、前記駆動電極及び前記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る前記動作モードが、当該選択された駆動電極及びセンス電極の組み合わせごとに決められた特定の動作モードとなるように、前記タッチセンサ駆動部による前記駆動電極の選択と同期したタイミングでの前記動作モードの実行を周期的に休止してよい。 Preferably, the pulse voltage supply unit determines, for each combination of the selected drive electrode and sense electrode, the operation mode executed at a timing synchronized with the timing at which the drive electrode and the sense electrode are selected. In addition, the execution of the operation mode at a timing synchronized with the selection of the drive electrode by the touch sensor drive unit may be periodically paused so as to be in a specific operation mode.
好適に、前記信号処理部は、前記変化のパターンの判別結果から前記検出信号に変化が生じたと判定した場合、前記記憶部から一の前記基準値を取得する度に、当該一の基準値を用いて前記変化のパターンの判別を行うべき前記検出信号についての前記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の基準値と関連付けて前記記憶部に格納し、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、前記基準値に関連付けて前記記憶部に記憶される前記平均値に基づいて当該基準値を更新してよい。 Preferably, when the signal processing unit determines that a change has occurred in the detection signal from the determination result of the change pattern, the signal processing unit obtains the one reference value each time the one reference value is acquired from the storage unit. Calculating an average value after the occurrence of the change for the detection signal to be used to discriminate the change pattern, storing the calculated average value in association with the one reference value in the storage unit, and detecting the detection When the signal change does not continuously occur for a predetermined time, the reference value may be updated based on the average value stored in the storage unit in association with the reference value.
好適に、前記複数の可動電極は、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てよい。
複数の可変容量素子は、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てよい。
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。)した角度である前記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を具備してよい。
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、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Nステップ回転させる場合におけるN個の停止位置の中で、現在の停止位置が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値に基づいて前記基準値の更新を行ってよい。
Preferably, the plurality of movable electrodes may be arranged at equal intervals on the circumference of the first virtual circle having the same distance from the rotation axis of the operation unit.
The plurality of variable capacitance elements may be arranged on a circumference of a second virtual circle that is moved in parallel with the first virtual circle with respect to the rotation axis.
The unit rotation which is an angle obtained by dividing a central angle corresponding to an arc sandwiched between the positions of two adjacent movable electrodes on the circumference of the first virtual circle into N equal parts (N represents an integer of 3 or more). You may provide the moderation mechanism which suppresses rotation of the said operation part in the stop position set for every corner | angular.
Based on a series of determination results of the rotation direction, the signal processing unit includes N stop positions when the operation unit is rotated N steps from the predetermined stop position to the predetermined direction by the unit rotation angle. Determining the current stop position, and when the current stop position is equal to the stop position when the reference value is updated, based on the detection value generated at the current stop position, The reference value may be updated.
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、当該検出信号を前記平均値の算出対象から除外してよい。 Preferably, 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, the detection signal may be excluded from the average value calculation target.
本発明によれば、タッチセンサの電極の駆動に伴うノイズの影響を抑えて回転を正確に検出できる回転式入力装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rotary input device capable of accurately detecting rotation while suppressing the influence of noise accompanying driving of electrodes of a touch sensor.
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。 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.
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。 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG. 1. 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.
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。 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) to be described later is provided on the edge 11 of the operation unit 10.
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。
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.
On the back surface of the operation unit 10, 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 sector region of the unit rotation angle θ when viewed from the center P of the first virtual circle IM1. Specifically, the movable electrode EM forms a unit rotation angle θ 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 θ is a rotation angle from one stop position to the next stop position by the moderation mechanism 15 described below.
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。 The rotary input device according to the present embodiment 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 θ. For example, as shown in FIG. 2, 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.
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。 The unit rotation angle θ is obtained by equally dividing the central angle φ 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 θ. In the example of FIG. 3, since the number of movable electrodes is 8 and N is 3, the unit rotation angle θ is 15 °.
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。 Since 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).
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。
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 portion 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).
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、こられのキャパシタ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。 The drive electrodes ED1 to ED23 and the sense electrodes ES1 to ES32 are arranged in a lattice shape as shown in FIG. 4, and a capacitor CS is formed at each intersection of the drive electrode and the sense electrode. When an object such as a finger comes close to the operation region 1 of the base unit 5, the capacitance of the capacitor CS formed near the position where the finger is close changes. The drive electrodes ED1 to ED23 transmit a pulse voltage generated by a pulse voltage supply unit 100 described later to the capacitor CS. The sense electrodes ES <b> 1 to ES <b> 32 transmit the charge QS accumulated in the capacitor CS at each intersection by supplying a pulse voltage to the detection signal generation unit 110 described later.
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。 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 part 5 with respect to the rotation axis AX, and are arranged side by side in the example of FIG. Has been. These 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 capacitances change 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.
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。 FIG. 5 is a diagram illustrating a 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) 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. When the electrostatic capacity of the variable capacitance element VC is compared at the three stop positions when the operation unit 10 is rotated by three unit rotation angles θ from the stop position in a certain direction, 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.
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。 In the example of FIG. 5, 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. In view of this, 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. It is formed at a position rotated on the circumference of the second virtual circle IM2 by half of the rotation angle θ (θ / 2). Since the pair of fixed electrodes EF overlaps with a common movable electrode EM, the amount of change in capacitance is larger than when the overlapping areas of the two are different.
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。 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.
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。
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.
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。 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.
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。 In the following description, 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”, and 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”. In this case, when the operation unit 10 is rotated from the stop position SP3 to the right in FIG. 5 by 3 unit steps by the unit rotation angle θ, the stop position of the first step becomes “SP1”, and the stop position of the second step becomes “SP2”. The stop position of the third step is “SP3”.
(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。
(First operation mode / Pattern A)
In the first operation mode, 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. In the example of FIG. 5, 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. -V "pulse voltage is supplied, and a ground potential is applied to the common fixed electrode EF2 of the first variable capacitance element VC1 and the second variable capacitance element 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.
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。 In the example of FIG. 5, 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.
(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。
(Second operation mode / Pattern B)
In the second operation mode, 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. In the example of FIG. 5, 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. -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.
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。 In the example of FIG. 5, 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.
(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。
(Third operation mode / pattern C)
In the third operation mode, 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. In the example of FIG. 5, 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 EF4 of the third variable capacitor VC3. −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.
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。 The pulse voltage supply unit 100 is synchronized 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.
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。
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.
(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。
(First operation mode / Pattern A)
In the first operation mode, 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.
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との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。 When the operation unit 10 is at the stop position SP3, the amount of change in capacitance in the first variable capacitance element VC1 and the second variable capacitance element VC2 (capacitance change due to the movable electrode EM overlapping the pair of fixed electrodes EF) is small. For this reason, charges corresponding to the amount of change in capacitance are not input to the detection signal generation unit 110. In this case, 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. And a first detection signal Ds1 having an intermediate value between the first detection signal Ds1 at the stop position SP2. For example, when 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.
(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。
(Second operation mode / Pattern B)
In the second operation mode, 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.
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との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。 When the operation unit 10 is at the stop position SP1, the amount of change in capacitance in the second variable capacitance element VC2 and the third variable capacitance element VC3 is small, so that the charge corresponding to the amount of change in capacitance is detected signal generation unit. 110 is not input. In this case, 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 an intermediate value between the second detection signal Ds2 at the stop position SP3. For example, when 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.
(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。
(Third operation mode / pattern C)
In the third operation mode, 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.
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との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。 When the operation unit 10 is at the stop position SP2, the amount of change in capacitance in the first variable capacitance element VC1 and the third variable capacitance element VC3 is small, so that the charge corresponding to the amount of change in capacitance is detected signal generation unit. 110 is not input. In this case, 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 the third detection signal Ds3 having an intermediate value between the third detection signal Ds3 at the stop position SP3. For example, when 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.
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。 Based on the detection signal Ds generated by the detection signal generation unit 110, the signal processing unit 120 determines whether or not the operation unit 10 is rotated and the rotation direction. That is, 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 (change in capacitance caused by the movable electrode EM overlapping 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. Specifically, 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. .
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。 Further, 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. For example, 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. These differences are regarded as the first detection signal Ds1, the second detection signal Ds2, and the third detection signal Ds3, and the detection signal (Ds1-Ds2), the detection signal (Ds2 + Ds3), and the detection signal (Ds1 + Ds3) described above are used. calculate. Then, 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).
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。
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. Then, when the change in the detection signal does not continuously occur for a certain time, 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.
As a result, 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.
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。 Further, 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 ED <b> 1 to ED <b> 23 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.
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。 For example, 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). When the signal processing unit 120 receives detection signals (Ds1 to Ds3) generated in 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.
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。 Note that 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.
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。 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. For example, it is configured using a volatile memory such as a DRAM or SRAM, a nonvolatile memory such as a flash memory, a hard disk, or the like.
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。
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. Have.
タッチセンサ駆動部210は、駆動電極ED1〜ED23から順番に一部の駆動電極を選択し、当該選択した駆動電極にパルス電圧を供給する。 The touch sensor drive unit 210 sequentially selects some drive electrodes from the drive electrodes ED1 to ED23, and supplies a pulse voltage to the selected drive electrodes.
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。 The touch sensor detection unit 220 sequentially selects a part 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. As shown in FIG. 4, 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.
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。 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.
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。 The storage unit 250 stores constant data and variable data used for processing in the control unit 230. When the control unit 230 includes a computer, 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.
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。 Next, the operation of the rotary input device according to this embodiment having the above-described configuration will be described.
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。
First, the operation of determining the rotation direction of the operation unit 10 will be described.
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.
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。
The pulse voltage supply unit 100 supplies a pulse voltage to four fixed electrodes (FE1 to FE4) arranged adjacent to each other by using three patterns (pattern A, pattern B, and pattern C).
In the first operation mode (pattern A), 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. A pulse voltage of “−V” is supplied. In the first operation mode, 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.
In the second operation mode (pattern B), 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. A pulse voltage of negative voltage “−V” is supplied. 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.
In the third operation mode (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 electrodes FE2 and FE3, and applies a negative voltage to the fixed electrode FE4. A pulse voltage of “−V” is supplied. 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.
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。 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. In FIG. 9, the numbers surrounded by circles indicate the numbers of the three stop positions SP1, SP2 and SP3 shown in FIG. Further, alphabets A to C indicate pulse voltage supply patterns, respectively.
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。 FIG. 9A 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). “P” indicates a pulse voltage with a positive voltage “+ V”, “N” indicates a pulse voltage with a negative voltage “−V”, and “0” indicates that no pulse voltage is applied.
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。 According to FIG. 9A, when the operation unit 10 rotates from the stop position SP1 to the stop position SP2, the first detection signal Ds1 generated in the pattern A (first operation mode) includes the first variable capacitance element VC1. A level change corresponding to a change from a charge due to a pulse voltage of positive voltage “+ V” to a charge due to a pulse voltage of negative voltage “−V” of the second variable capacitance element VC2 occurs. If the change from “P” to “N” is represented by a numerical value “2”, the numerical value indicating the change from “N” to “P” can be represented by “−2”. Further, 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”.
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。 9B to 9D show the changes in the detection signals (Ds1 to Ds3) when rotating from the reference stop position to another stop position, respectively, as described above in “2”, “1”, “−1”, “ -2 ". However, 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 for 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.
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。 Therefore, in the rotary input device according to the present embodiment, in order to reduce the number of levels and increase the amplitude of change in the detection signal, 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.
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。 FIG. 10 is a diagram illustrating a change in signal level due to a change in the stop position of a new detection signal generated by performing addition / subtraction on the three detection signals (Ds1 to Ds3). When adding and subtracting “Ds1−Ds2 (A−B)”, “Ds2 + Ds3 (B + C)”, and “Ds1 + Ds3 (A + C)” with respect to 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 increases 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.
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。 FIG. 11 is a diagram showing 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 (“A−B”, “B + C”, and “A + C”) in a radix-3. When the numerical values of the three detection signals shown in FIG. 10 are represented by the symbols [AB], [B + C], and [A + C], the state ST is represented by the following equation.
[数1]
ST=[A−B]+[B+C]×3+[A+C]×9 …(1)
[Equation 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。 In FIG. 11, the state ST that can occur during the rotation from the reference stop position to the adjacent stop position is also expressed in numerical form. As can be seen from FIG. 11, the transition of the state ST is “α”, “β”, or “γ” depending on which of the “SP1”, “SP2”, and “SP3” is the reference stop position. Divided into patterns. When the reference stop position is “SP1”, the state transition is “α”, when the reference stop position is “SP2”, the state transition is “β”, and the reference stop position is “SP3”. In this case, the state transition is “γ”.
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。
FIG. 12 is a diagram illustrating transition of the state ST at each stop position illustrated in FIG. 11.
In the state transition pattern shown in FIG. 12, the numerical values of the state ST at each stop position are all different. In addition, 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 (“A−B”, “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.
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。
Next, reference value updating will be described with reference to the flowchart of FIG.
When 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 respective 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.
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)。 The signal processing unit 120 determines a change pattern of the detection signal based on the difference between the detection signal and the reference value, and always repeatedly performs a process of determining the rotation direction of the operation unit 10 based on the determined change pattern. When the detection signal changes due to the rotation of the operation unit 10 (ST100), the signal processing unit 120 starts calculating the average value of the detection signals generated by the detection signal generation unit 110 (ST110). Each time the signal processing unit 120 acquires one reference value from the storage unit 130, 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. For example, when the reference value R1 corresponding to the first detection signal Ds1 generated in the first operation mode (pattern A) is read from the storage unit 130, the first detection signal Ds1 input after a change due to rotation occurs. Is calculated, and the calculated average value is stored in the storage unit 130 in association with the reference value R1. In addition, when the calculation of the average value of the detection signals is started, the signal processing unit 120 starts counting with a timer in order to measure the elapsed time from the start time (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。 Further, 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.
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。 When the measured value of the timer started in step ST120 reaches a predetermined time (ST150), 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). Each time the signal processing unit 120 performs capacitance detection and rotation direction determination processing, the signal processing unit 120 executes the processing of steps ST100 to ST170 described above.
図14は、記憶部130に記憶される基準値の一例を示す図である。
記憶部130には、図14において示すように、タッチセンサ2で選択される駆動電極及びセンス電極の組み合わせごとに、動作モードに対応した基準値が記憶される。タッチセンサ2では、23本の駆動電極EDと2組のセンス電極群(ES_A,ES_B)との組み合わせが46通り存在しており、46回の選択・駆動動作によって操作領域1の全面のスキャンが完了する。図14における「TP_1」〜「TP_46」は、駆動電極EDとセンス電極群の46通りの組み合わせを示す。他方、信号処理部120における1回の停止位置の状態判定には、3つの動作モードの検出信号(Ds1〜Ds3)を生成する必要があり、そのため3つの動作モード(第1動作モード〜第3動作モード)が順番に繰り返し実行される。従って、46通りの組み合わせの全てに3つの動作モードを割り当てると、図14において示すように、46×3通りの基準値を記憶部130に保持することになる。信号処理部120は、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一の動作モード(第1動作モード〜第3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、当該実行された動作モードに対応する基準値を記憶部130から取得し、当該取得した基準値を用いて検出信号(Ds1〜Ds3)の変化のパターンを判別する。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a reference value stored in the storage unit 130.
As shown in FIG. 14, the storage unit 130 stores a reference value corresponding to the operation mode for each combination of the drive electrode and the sense electrode selected by the touch sensor 2. In the touch sensor 2, there are 46 combinations of 23 drive electrodes ED and 2 sets of sense electrode groups (ES_A, ES_B), and the entire scanning of the operation region 1 is performed by 46 selection / drive operations. Complete. “TP_1” to “TP_46” in FIG. 14 indicate 46 combinations of the drive electrode ED and the sense electrode group. On the other hand, it is necessary to generate detection signals (Ds1 to Ds3) for three operation modes in order to determine the state of one stop position in the signal processing unit 120. Therefore, three operation modes (first operation mode to third operation mode) are required. Operation mode) is repeatedly executed in order. Accordingly, when three operation modes are assigned to all 46 combinations, 46 × 3 reference values are held in the storage unit 130 as shown in FIG. The signal processing unit 120 detects detection signals (Ds1 to Ds3) generated in one operation mode (first operation mode to third operation mode) executed at a timing synchronized with the timing at which the drive electrode and the sense electrode are selected. , The reference value corresponding to the selected combination of the drive electrode and the sense electrode and corresponding to the executed operation mode is acquired from the storage unit 130 and detected using the acquired reference value. A change pattern of the signals (Ds1 to Ds3) is determined.
図15は、記憶部130に記憶される基準値の他の例を示す図である。
上述した図14の例では、タッチセンサ2における46回の選択・駆動動作の全てに3つの動作モードを割り当てており、46が3で割り切れない数値であるため、46回の選択・駆動動作の度に、第1番目の選択・駆動動作「TP_1」に対応するパルス電圧供給部100の動作モードが1ずつずれてしまう。そこで、パルス電圧供給部100は、タッチセンサ2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る動作モードが、当該選択された駆動電極及びセンス電極の組み合わせごとに決められた特定の動作モードとなるように、タッチセンサ駆動部210による駆動電極EDの選択と同期したタイミングでの動作モードの実行を周期的に休止するようにしてもよい。図15の例では、46回の選択・駆動動作のうち第46番目の選択・駆動動作「TP_46」において、パルス電圧供給部100がパルス電圧の供給動作を休止する。これにより、タッチセンサ2における46回の選択・駆動動作が反復されても、46回の選択・駆動動作にはそれぞれ毎回決まったパルス電圧供給部100の動作モードが実行される。従って、図15において示すように、信号処理部120が記憶部130に保持すべき基準値の数を45個に減らすことができる。
FIG. 15 is a diagram illustrating another example of the reference value stored in the storage unit 130.
In the example of FIG. 14 described above, three operation modes are assigned to all 46 selection / drive operations in the touch sensor 2, and 46 is a value that cannot be divided by 3, so 46 selection / drive operations are performed. Each time, the operation mode of the pulse voltage supply unit 100 corresponding to the first selection / drive operation “TP_1” is shifted by one. Therefore, the pulse voltage supply unit 100 determines an operation mode to be executed at a timing synchronized with the timing at which the drive electrode and the sense electrode of the touch sensor 2 are selected for each combination of the selected drive electrode and the sense electrode. Alternatively, the execution of the operation mode at a timing synchronized with the selection of the drive electrode ED by the touch sensor drive unit 210 may be periodically paused so as to be in a specific operation mode. In the example of FIG. 15, the pulse voltage supply unit 100 pauses the pulse voltage supply operation in the 46th selection / drive operation “TP_46” among the 46 selection / drive operations. As a result, even when the 46 selection / drive operations in the touch sensor 2 are repeated, the operation mode of the pulse voltage supply unit 100 determined every time is performed for the 46 selection / drive operations. Therefore, as shown in FIG. 15, the number of reference values that the signal processing unit 120 should hold in the storage unit 130 can be reduced to 45.
以上説明したように、本実施形態に係る回転式入力装置によれば、タッチセンサ駆動部210による駆動電極EDの選択と同期したタイミングで、パルス電圧供給部100によるパルス電圧の供給が行われる。そして、駆動電極EDが選択されたタイミングと同期したタイミングで行われたパルス電圧供給部100のパルス電圧の供給により生成された検出信号が信号処理部120に入力されると、信号処理部120では、当該選択された駆動電極EDに対応する基準値が記憶部130から取得され、当該取得された基準値を用いて前記変化のパターンが判別される。
従って、タッチセンサ2における駆動電極EDへのパルス電圧の供給によって基準値が大きく変動する場合でも、その変動に応じた適切な基準値を用いて検出信号の変化のパターンの判別が行われるため、操作部10の回転方向を正確に判定することできる。
As described above, according to the rotary input device according to the present embodiment, the pulse voltage supply unit 100 supplies the pulse voltage at the timing synchronized with the selection of the drive electrode ED by the touch sensor drive unit 210. When the detection signal generated by supplying the pulse voltage of the pulse voltage supply unit 100 performed at a timing synchronized with the timing at which the drive electrode ED is selected is input to the signal processing unit 120, the signal processing unit 120 A reference value corresponding to the selected drive electrode ED is acquired from the storage unit 130, and the change pattern is determined using the acquired reference value.
Therefore, even when the reference value largely fluctuates due to the supply of the pulse voltage to the drive electrode ED in the touch sensor 2, the change pattern of the detection signal is determined using an appropriate reference value according to the fluctuation. The rotation direction of the operation unit 10 can be accurately determined.
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。
例えば、上述した実施形態では、タッチセンサ2として相互容量方式のタッチセンサを例として挙げているが、本発明の他の実施形態では、センス電極を持たない自己容量方式のタッチセンサを用いてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications obvious to those skilled in the art are possible.
For example, in the above-described embodiment, a mutual capacitive touch sensor is used as the touch sensor 2 as an example. However, in another embodiment of the present invention, a self-capacitive touch sensor having no sense electrode may be used. Good.
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Operation area 2 Touch sensor 5 Base part 7 Support member 71 Flange part 10 Operation part 11 Edge part 15 Moderation mechanism 18 Bearing 100 Pulse voltage supply part 110 Detection signal generation part 120 Signal processing part 130 Storage part 200 Sensor part 210 Touch sensor Drive unit 220 Touch sensor detection unit 230 Control unit 250 Storage units EF1 to EF4 Fixed electrodes EM1 to EM8 Movable electrodes VC1 to VC3 Variable capacitance elements
Claims (7)
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た複数の可動電極と、
前記基台部に設けられ、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、
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する信号処理部と、
前記基準値を記憶する記憶部と、
タッチセンサとを具備し、
前記タッチセンサは、
前記基台部の表面に設けられた操作領域の複数の位置において物体の近接状態に応じて静電容量が変化するキャパシタにパルス電圧を伝達するための複数の駆動電極と、
前記複数の駆動電極から順番に一部の駆動電極を選択し、当該選択した駆動電極に前記パルス電圧を供給するタッチセンサ駆動部と
を備えており、
前記パルス電圧供給部は、前記タッチセンサ駆動部による前記駆動電極の選択と同期したタイミングで前記パルス電圧の供給を行い、
前記記憶部は、前記複数の駆動電極の各々に対応する前記基準値を記憶しており、
前記信号処理部は、前記駆動電極の選択のタイミングと同期したタイミングで行われた前記パルス電圧の供給により生成された前記検出信号を入力した場合、当該選択された駆動電極に対応する基準値を前記記憶部から取得し、当該取得した基準値を用いて前記変化のパターンを判別する
ことを特徴とする回転式入力装置。 A base,
An operation unit rotatably supported by the base unit;
A plurality of movable electrodes provided in the operation unit;
A plurality of variable capacitance elements that are provided on the base, and whose capacitance changes according to a positional relationship with the movable electrode;
A pulse voltage supply unit for supplying a pulse voltage to each of the plurality of variable capacitance elements;
A detection signal generation unit that generates a detection signal according to charges accumulated in the plurality of variable capacitance elements by supplying the pulse voltage;
A signal processing unit that determines a change pattern of the detection signal based on a difference between a reference value and the detection signal, and that determines a rotation direction of the operation unit based on the determined change pattern;
A storage unit for storing the reference value;
A touch sensor,
The touch sensor is
A plurality of drive electrodes for transmitting a pulse voltage to a capacitor whose capacitance changes in accordance with the proximity state of an object at a plurality of positions in an operation region provided on the surface of the base;
A touch sensor drive unit that selects a part of the drive electrodes in order from the plurality of drive electrodes, and supplies the pulse voltage to the selected drive electrode; and
The pulse voltage supply unit supplies the pulse voltage at a timing synchronized with the selection of the drive electrode by the touch sensor drive unit,
The storage unit stores the reference value corresponding to each of the plurality of drive electrodes,
When the signal processing unit inputs the detection signal generated by supplying the pulse voltage performed at a timing synchronized with the selection timing of the drive electrode, a reference value corresponding to the selected drive electrode is input. The rotary input device characterized in that the change pattern is acquired from the storage unit and the change pattern is determined using the acquired reference value.
前記パルス電圧の供給によって前記複数の位置の前記キャパシタに蓄積される電荷を伝送するための複数のセンス電極と、
前記パルス電圧の供給を行う前記駆動電極の選択と並行して前記複数のセンス電極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前記キャパシタの電荷に応じたタッチ検出信号を生成するタッチセンサ検出部と
を備えており、
前記記憶部は、前記駆動電極と前記センス電極との組み合わせごとに前記基準値を記憶しており、
前記信号処理部は、前記駆動電極及び前記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行われた前記パルス電圧の供給により生成された前記検出信号を入力した場合、当該選択された駆動電極及びセンス電極の組み合わせに対応する基準値を前記記憶部から取得し、当該取得した基準値を用いて前記変化のパターンを判別する
ことを特徴とする請求項1に記載の回転式入力装置。 The touch sensor is
A plurality of sense electrodes for transmitting charges accumulated in the capacitors at the plurality of positions by the supply of the pulse voltage;
In parallel with the selection of the drive electrode for supplying the pulse voltage, a part of the plurality of sense electrodes is selected in order, and a touch corresponding to the charge of the capacitor transmitted through the selected sense electrode is selected. A touch sensor detection unit that generates a detection signal, and
The storage unit stores the reference value for each combination of the drive electrode and the sense electrode,
When the detection signal generated by supplying the pulse voltage performed at a timing synchronized with the timing at which the drive electrode and the sense electrode are selected is input to the signal processing unit, the selected drive electrode and The rotary input device according to claim 1, wherein a reference value corresponding to a combination of sense electrodes is acquired from the storage unit, and the change pattern is determined using the acquired reference value.
前記記憶部は、前記駆動電極と前記センス電極との組み合わせごとに、1つ又は複数の前記動作モードに対応した1つ又は複数の前記基準値を記憶しており、
前記信号処理部は、
前記駆動電極及び前記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一の前記動作モードにより生成された前記検出信号を入力した場合、当該選択された駆動電極及びセンス電極の組み合わせに対応し、かつ、当該実行された動作モードに対応する基準値を前記記憶部から取得し、当該取得した基準値を用いて前記変化のパターンを判別し、
前記M個の動作モードの検出信号について判別したM個の前記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する
ことを特徴とする請求項2に記載の回転式入力装置。 The pulse voltage supply unit sequentially executes M operation modes having different pulse voltage patterns supplied to the plurality of variable capacitance elements in order,
The storage unit stores one or more reference values corresponding to one or more of the operation modes for each combination of the drive electrode and the sense electrode,
The signal processing unit
Corresponds to the combination of the selected drive electrode and sense electrode when the detection signal generated by the one operation mode executed at the timing synchronized with the timing at which the drive electrode and the sense electrode are selected is input. And acquiring a reference value corresponding to the executed operation mode from the storage unit, and determining the pattern of the change using the acquired reference value,
The rotary input device according to claim 2, wherein the rotational direction of the operation unit is determined based on the M patterns of change determined for the detection signals of the M operation modes.
ことを特徴とする請求項3に記載の回転式入力装置。 The pulse voltage supply unit has a specific mode in which the operation mode executed at a timing synchronized with a timing at which the drive electrode and the sense electrode are selected is determined for each combination of the selected drive electrode and the sense electrode. The rotary input device according to claim 3, wherein execution of the operation mode is periodically paused at a timing synchronized with selection of the drive electrode by the touch sensor drive unit so as to be in an operation mode. .
前記変化のパターンの判別結果から前記検出信号に変化が生じたと判定した場合、前記記憶部から一の前記基準値を取得する度に、当該一の基準値を用いて前記変化のパターンの判別を行うべき前記検出信号についての前記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の基準値と関連付けて前記記憶部に格納し、
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、前記基準値に関連付けて前記記憶部に記憶される前記平均値に基づいて当該基準値を更新する
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の回転式入力装置。 The signal processing unit
When it is determined from the change pattern determination result that the detection signal has changed, each time the reference value is obtained from the storage unit, the change pattern is determined using the one reference value. Calculating an average value after occurrence of the change for the detection signal to be performed, and storing the calculated average value in the storage unit in association with the one reference value;
The reference value is updated based on the average value stored in the storage unit in association with the reference value when the change of the detection signal does not continuously occur for a certain period of time. The rotary input device according to any one of 4.
複数の可変容量素子は、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。)した角度である前記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を具備し、
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、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Nステップ回転させる場合におけるN個の停止位置の中で、現在の停止位置が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値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5に記載の回転式入力装置。 The plurality of movable electrodes are arranged at equal intervals on the circumference of the first virtual circle having the same distance from the rotation axis of the operation unit.
The plurality of variable capacitance elements are arranged on a circumference of a second virtual circle that moves in parallel with the first virtual circle with respect to the rotation axis, and are adjacent to the two movable electrodes on the circumference of the first virtual circle. The rotation of the operation unit is suppressed at the stop position set for each unit rotation angle, which is an angle obtained by dividing the central angle corresponding to the circular arc sandwiched between the positions by N (N is an integer of 3 or more). It has a moderation mechanism that
The signal processing unit
Based on a series of determination results of the rotation direction, the current stop position is the N stop positions when the operation unit is rotated N steps from the predetermined stop position in the predetermined direction by the unit rotation angle. Determine which is,
The reference value is updated based on the detection value generated at the current stop position when the current stop position is equal to the stop position when the reference value is updated. The rotary input device described in 1.
ことを特徴とする請求項6に記載の回転式入力装置。
The signal processing unit has a difference between 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. The rotary input device according to claim 6, wherein the detection signal is excluded from the calculation target of the average value if it is larger than a predetermined threshold value.
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
WO2018131292A1 (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Input device |
CN111164547A (en) * | 2017-10-11 | 2020-05-15 | 三菱电机株式会社 | Operation input device |
JP2020109547A (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-16 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Operation assisting device |
CN113885737A (en) * | 2020-07-03 | 2022-01-04 | 双叶电子工业株式会社 | Touch panel device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61105421A (en) * | 1984-10-29 | 1986-05-23 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Electrostatic capacity type encoder |
JP2008191843A (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Tokai Rika Co Ltd | Moderation changeover type switch device |
WO2014024230A1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | 三菱電機株式会社 | Operation interface device and operation interface method |
JP2014044715A (en) * | 2012-08-02 | 2014-03-13 | Kyotaka Kawanishi | Pointing device using sliding mechanism |
US20140168132A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | Panasonic Automotive Systems Company Of America, Division Of Panasonic Corpation Of North America | Capacitive rotary encoder |
JP2014229468A (en) * | 2013-05-22 | 2014-12-08 | キヤノン株式会社 | Information input device and electronic apparatus |
-
2015
- 2015-03-20 JP JP2015058429A patent/JP6417251B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61105421A (en) * | 1984-10-29 | 1986-05-23 | Mitsutoyo Mfg Co Ltd | Electrostatic capacity type encoder |
JP2008191843A (en) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Tokai Rika Co Ltd | Moderation changeover type switch device |
JP2014044715A (en) * | 2012-08-02 | 2014-03-13 | Kyotaka Kawanishi | Pointing device using sliding mechanism |
WO2014024230A1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | 三菱電機株式会社 | Operation interface device and operation interface method |
US20140168132A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | Panasonic Automotive Systems Company Of America, Division Of Panasonic Corpation Of North America | Capacitive rotary encoder |
JP2014229468A (en) * | 2013-05-22 | 2014-12-08 | キヤノン株式会社 | Information input device and electronic apparatus |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018131292A1 (en) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Input device |
CN111164547A (en) * | 2017-10-11 | 2020-05-15 | 三菱电机株式会社 | Operation input device |
CN111164547B (en) * | 2017-10-11 | 2023-05-16 | 三菱电机株式会社 | Operation input device |
JP2020109547A (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-16 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Operation assisting device |
JP7173865B2 (en) | 2018-12-28 | 2022-11-16 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Operation support device |
CN113885737A (en) * | 2020-07-03 | 2022-01-04 | 双叶电子工业株式会社 | Touch panel device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP6417251B2 (en) | 2018-11-07 |
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