JP4648846B2 - 位置入力装置、および、リモコン装置 - Google Patents
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Description
この構成によれば、蓋を閉じた状態で操作子による操作が行われた場合に、操作子の位置が検出され、蓋を開いた状態で外部の位置指示器による操作が行われた場合には、その操作位置が検出される。このため、蓋を開閉することで、蓋に取り付けられた操作子による操作と、外部の位置指示器による操作とを切り替えて行うことが可能となる。これにより、ユーザは、自分が望む操作方法を選択し、或いは、所望の操作に適した方法を選択して操作を行うことができる。従って、位置入力操作を行うための位置入力装置の操作性を著しく高めることが可能となる。さらに、この位置入力装置を電子機器やコンピュータ等の各種機器における操作デバイスとして用いた場合には、これら各種機器に対する位置入力操作を手軽に行うことができ、複雑な機能を有する機器であっても簡単に操作できるので、操作性を大幅に向上させることができる。
また、本発明において、前記操作子は、前記検出面と略平行な平面を有する平板部と、この平板部に立設されて前記穴から突出する操作突起部とから構成されたものとしてもよい。この場合、操作突起部を移動させることで、より簡単に位置入力操作を行うことができる。
また、本発明において、前記位置検出手段は、前記蓋を開く操作および前記蓋を閉じる操作が行われる場合に、位置を検出する動作を所定時間停止するものとしてもよい。この場合、蓋を開閉する操作に伴って操作子が蓋とともに移動する際に、操作子の位置が検出されないので、ユーザが意図しない位置検出を行うことがなく、違和感を生じないという利点がある。
また、本発明において、前記センス部のコイルは、前記センス部の検出面に沿って輪をなす複数のループコイルとしてもよい。この場合、センス部の検出面を薄型化することが容易になる上、操作子の位置を確実かつ正確に検出できる。
図1は、本発明を適用した第1の実施の形態に係るリモコン装置2の構成を示す外観斜視図である。
この図1に示すリモコン装置2は、後述するようにテレビ受像器やパーソナルコンピュータを遠隔操作する用途に用いられ、ユーザが片手で持って操作する際に好適なサイズおよび形状を有する。
位置入力操作部22は、リモコン装置本体21の上面のほぼ中央に位置し、操作突起23(操作突起部)を有する。操作突起23は、例えば、ユーザがリモコン装置2を手に持った状態で、ユーザが親指で触れることが可能な位置にある。
位置入力操作部22において、リモコン装置本体21の上面を構成する表面板(蓋)211(図2)には略矩形の穴22Aが設けられ、この穴22Aから操作突起23が突出している。操作突起23は、穴22Aの内側でスライド移動させることが可能である。
キースイッチ部24は1または複数のスイッチを備える。電源スイッチ25は、リモコン装置2によって操作される対象の機器に対し、電源のON/OFFを指示するためのスイッチである。また、LED26は、リモコン装置2の動作状態を示すインジケータとして機能し、例えば、リモコン装置2の動作中に点灯し、一定時間リモコン装置2が操作されない状態が続くと消灯する。
また、平台座231は、センサ基板218と表面板211の裏面との間に挟まれるように位置する。表面板211に設けられた穴22Aはセンサ基板218よりも小さく、平台座231は、穴22Aより大きく、かつ、センサ基板218より小さいサイズとなっている。このため、平台座231は、センサ基板218の面に沿って任意の方向に移動させることが可能であり、かつ、穴22Aから脱落しない。
この平台座231とセンサ基板218との間には、支持板217が設けられる。支持板217は、上側板213Aと上側板213Bとに固定され、平台座231を裏板212側から、すなわち下方から支持する。支持板217は、後述するセンサ基板218による位置検出動作に支障を来さないものが望ましく、好ましい例としては合成樹脂等の絶縁体等が挙げられる。
このように、平台座231は、表面板211とセンサ基板218との間に配設され、支持板217によって、センサ基板218に平行な面に沿ってスライド移動可能に支持される。
ここで、センサ基板218および平台座231の平面的形状については任意であり、円形、楕円形、矩形等のいずれの形状であってもよいが、本第1の実施の形態では、センサ基板218を矩形とした例について図示および説明を行う。
図3に示すように、操作突起23の軸部232は中空となっており、この空間には、下から順に、タクトスイッチ240およびフェライトコア236が積み重ねて収容される。フェライトコア236の上端は、スペーサ239を介して当該空間の天面に接する。
ここで、軸部232を構成する材料が、所定の押圧力により屈曲する程度の弾性を有するものであれば、操作突起23を押圧することで確実にタクトスイッチ240がONとなるので、好ましい。
これらのコイル235、コンデンサ237およびIC238により、操作側回路234が構成される。この操作側回路234は、センサ基板218(図2)に設けられたループコイル群241、242(図5)との間で、後述するように電磁誘導作用を生じる。そして、この電磁誘導作用に基づいて、センサ基板218における操作側回路234の位置、すなわち、操作突起23の位置が検出される。
これにより、リモコン装置2を操作するユーザは、操作突起23を任意の位置にスライドさせることによって位置入力操作を行うことができる。
この構成により、下側板214Bから係止片216を外せば、ヒンジ215を中心として表面板211を回動させることができる。上述のように、支持板217は上側板213A、213Bに固定されているので、表面板211を回動させる際には、上側板213A、213B、操作突起23、平台座231、および支持板217が、表面板211と一体となって動く。
さらに、ヒンジ215の近傍において、上側板213Aと下側板214Aとの間にはスイッチ261Aが配設されている。このスイッチ261Aは上側板213Aと下側板214Aとが近接した状態でON、離隔するとOFFとなるスイッチであり、スイッチ261AのON/OFF状態に基づいて表面板211の開閉を検出できる。
この図4に示すように、ヒンジ215を中心として表面板211を回動させると、リモコン装置本体21の上面にセンサ基板218が露出する。この状態では、操作突起23がセンサ基板218から離れているため、操作突起23による位置入力操作は行えないが、露出したセンサ基板218に対して、入力ペン型の位置指示器27を用いて位置入力操作を行える。
この位置指示器27は、後述する指示器側回路275(図5)を本体に内蔵しており、指示器側回路275の機能により、芯271に加わる押圧力(筆圧)、および、スイッチ273、274の操作状態を検出する。
位置指示器27による操作は、ユーザがペンを持つように位置指示器27の本体を手に持って、芯271をセンサ基板218に接触させ、或いは押し付けることで行われる。この操作により、センサ基板218において芯271が接触した位置(操作位置)が検出される。
操作突起23が内蔵する操作側回路234は、上述したコイル235およびコンデンサ237が並列に接続され、さらにIC238が接続された構成を有する。また、位置指示器27が内蔵する指示器側回路275は、位置指示器27の本体の先端近傍に収容されたコイル276と、コンデンサ277とを並列に接続し、さらにIC278を接続した構成を有する。
そして、これらループコイル群241、242の各ループコイルは、位置検出回路20に接続される。
また、位置検出回路20は、位置検出回路20の各部を制御する制御回路251と、送受切替回路253から出力された信号を増幅する増幅回路254と、増幅回路254により増幅された信号について、所定周波数帯域の信号成分のみを通過させるBPF(帯域通過フィルタ)255と、BPF255を通過した信号成分を電圧値に変換する検波回路256と、この電圧値を所定時間保持するサンプルホールド回路257と、サンプルホールド回路257に保持された電圧値をデジタルデータに変換して制御回路251に出力するA/D変換回路258と、制御回路251の制御に従って所定周波数の発振信号を生成する信号発生回路259と、信号発生回路259により生成された発振信号を増幅して送受切替回路253に出力する増幅回路260と、を備える。
まず、制御回路251は、選択回路252を制御してループコイル群241、242から一のループコイルを選択させるとともに、送受切替回路253を制御して、動作モードを送信モードに切り替えさせる。
続いて、制御回路251は、信号発生回路259を制御して所定周波数の発振信号を生成させる。この発振信号は、増幅回路260により増幅されて送受切替回路253を介して選択回路252に入力され、選択回路252により選択されているループコイルから、操作側回路234、或いは指示器側回路275へ送信される。
また、位置指示器27による操作が行われている場合、指示器側回路275においては、センサ基板218のループコイルから送信された信号に基づいてコイル276に誘導電流が流れ、IC278が動作を開始する。IC278は、コイル276およびコンデンサ277に対して所定周波数の発振信号を生成し、この発振信号をコイル276からセンサ基板218へ送信させる。
上記受信モードにおいては、コイル235またはコイル276から送信された発振信号が、選択回路252により選択されているループコイルにより受信され、増幅回路254によって増幅された後、BPF255によって所定周波数帯域の成分のみが検波回路256に出力される。この信号成分は検波回路256によって電圧値に変換され、サンプルホールド回路257に保持される。サンプルホールド回路257に保持された電圧値は、所定時間毎にA/D変換回路258によってデジタルデータに変換されて制御回路251へ出力される。
そこで、位置検出回路20は、スイッチ261A(図2)の状態(ON/OFF)に基づいて表面板211の開閉状態を検出する開閉検出回路261を備えている。
また、位置検出回路20は、開閉検出回路261によって表面板211が閉じたことを検出すると、センサ基板218に対する操作が操作突起23による操作であると判別し、センサ基板218において操作を検出する領域(検出エリア)を、操作突起23の可動範囲に対応した領域に設定する。
さらに、表面板211の開閉操作時には、操作突起23がセンサ基板218から離隔され、或いは接近するように移動する。この操作突起23の移動中に、位置検出回路20によって操作突起23の位置を検出すると、ユーザが意図しない操作突起23の動きが検出されてしまう。そこで、位置検出回路20は、表面板211が開閉動作される間は操作突起23の位置検出動作を停止する。
この表面板211の開閉に伴う一連の位置検出回路20の動作を、図6に示す。
続いて、制御回路251は、表面板211が閉じられて、操作突起23による操作が行われることに対応して、センサ基板218上で位置検出を行う検出エリアを小さく設定する処理を行い(ステップS17)、位置検出動作を再開する(ステップS18)。
この遠隔操作システム1において、リモコン装置2は、テレビ受像器3、およびコンピュータ4に対する指示入力操作を行うために用いられ、図中符号Aで示したようにユーザの手に持って操作される。そして、リモコン装置2が操作されると、操作内容を示す信号がリモコン装置2からテレビ受像器3またはコンピュータ4へ無線送信される。
リモコン装置2は、キースイッチ部24のスイッチの操作を検出するキー操作検出部202と、位置検出回路20と、これらキー操作検出部202および位置検出回路20により検出された操作に対応する信号を生成して符号化し、符号化した信号を発光部203に出力して発光させる制御部201と、制御部201から入力される信号に従って発光する赤外LED等を備えた発光部(無線送信手段)203とを備える。
また、制御部31は、受光部33から入力される信号がメニュー画面の表示を指示する信号であった場合、映像信号生成部34に対してメニュー画面を表示するための表示情報を出力し、映像信号生成部34によって、表示画面35にメニュー項目(図示略)やアイコン(図示略)等を含むメニュー画面を表示させる。そして、表示画面35にメニュー画面が表示された状態で、位置検出回路20により検出された位置を示す信号が受光部33から入力された場合に、この操作情報と映像信号生成部34により出力された表示情報とに基づいて、位置入力操作による指示内容を判別し、判別した指示内容に対応する動作を行う。さらに、制御部31は、キースイッチ部24のスイッチの操作状態を示す信号が受光部33から入力された場合、その指示内容を判別し、判別した指示内容に対応する動作を行う。これにより、リモコン装置2によって、テレビ受像器3のメニュー画面に対する操作(メニュー画面中の項目の選択等)を行うことが可能となる。
また、コンピュータ4は、リモコン装置2が有する発光部203から発せられる赤外光を受光して復号し、リモコン装置2における操作内容を示す信号を生成する受光部(受信手段)46と、この受光部46により生成された信号を取得してCPU41に出力する入力部45と、コンピュータ4の外部の各種機器(図示略)や通信回線等に接続可能なI/F部47と、CPU41により生成された画面表示用データを解析して、画面を表示するための信号を生成してテレビ受像器3に出力する表示部(表示手段)48とを備える。上記の各部はバス49により相互に接続される。
また、CPU41は、リモコン装置2の位置検出回路20により検出された位置を示す信号が入力部45から入力された場合に、この操作情報と表示部48に出力した画面表示用データとに基づいて、位置入力操作による指示内容を判別し、判別した指示内容に対応する動作を行う。
さらに、CPU41は、リモコン装置2が有するキースイッチ部24のスイッチの操作状態を示す信号が入力部45から入力された場合に、キースイッチ部24の操作による指示内容を判別し、判別した指示内容に対応する動作を行う。
これにより、リモコン装置2によってコンピュータ4に対する位置入力操作を行うことが可能となる。
そして、このリモコン装置2によってテレビ受像器3およびコンピュータ4を操作すれば、例えば表示画面35に表示されたポインタ30Aを簡単な操作で自在に移動させて、メニュー画面の操作等を行うことができ、複雑な機能を有するテレビ受像器3およびコンピュータ4を簡単に操作することができる。
また、上記第1の実施の形態においては、表面板211がヒンジ215を中心として開閉可能な構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表面板211がほぼ水平にスライドしてセンサ基板218が露出するような構成とすることも可能である。この場合について第2の実施の形態として説明する。
図9は、本発明を適用した第2の実施の形態に係るリモコン装置2について、位置入力操作部28の構成を特に示す要部断面図である。
この第2の実施の形態に係るリモコン装置2は、上記第1の実施の形態に係るリモコン装置2と共通の構成部を有し、これら共通する構成部については同符号を付して図示および説明を省略する。
図10に示すように、表面板211は、その下方に配設された平台座231を含めた部分が、リモコン装置本体21の長手方向端部から突出するようにスライドする。図10に示す状態では、センサ基板218がリモコン装置本体21の上面に露出しており、このセンサ基板218に対して位置指示器27による位置入力操作を行うことが可能である。
図11は、本発明を適用した第3の実施の形態に係るリモコン装置が有する位置入力操作部25の構成を示す要部断面図であり、図12は要部平面図である。
この図11および図12に示す位置入力操作部25は、上述した第1および第2の実施の形態における位置入力操作部22に代わる構成を有する。
なお、本第3の実施の形態における位置入力操作部25は、ワイヤ221、スライド支持部材222、223を除く各部は、上記第1および第2の実施の形態における位置入力操作部22と共通である。これら共通の構成部については、同符号を付して説明を省略する。
さらに、二組のワイヤ221は、いずれも操作突起23の軸部232に穿設された貫通孔232Aを貫通する。貫通孔232Aとワイヤ221とは固定されておらず、摺動自在である。また、軸部232においては二組のワイヤ221が直交する。
また、操作突起23は、ワイヤ221により、センサ基板218の表面から所定の距離だけ浮いた位置で支持されているので、軸部232の下面とセンサ基板218の表面との間の摩擦が生じない。このため、操作突起23は、非常に小さな力で容易に任意の位置へ移動させることが可能である。
このように、本第3の実施の形態によれば、上述した第1および第2の実施形態と同様の効果が得られる。また、位置入力操作部25は、操作突起23がワイヤ221により懸架された単純な構成となっているので、低コストで容易に実現可能である。
さらに、上記各実施の形態においては、操作側回路234のコイル235、および、指示器側回路275のコイル276と、センサ基板218に配設されたループコイル群241、242との間の電磁的作用に基づいて、操作突起23或いは芯271の位置を検出する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、平台座231の特定の位置の下面または内部に導体片を設け、センサ基板218に互いに絶縁された複数の導線を敷設し、これら導線間の静電容量の変化を検出することで、操作突起23の位置を検出する静電容量方式を用いることも可能である。この場合、平台座231における導体片は、センサ基板213に対向する面に先細の突起として突出する構成とし、その突出した導体片がセンサ基板213に接するようにすれば、センサ基板213において導体片の位置が検出されるので、高い精度で位置入力操作を行うことができる。また、位置指示器27の芯271を導体により構成すれば、センサ基板218における芯271の位置を検出することが可能となる。なお、平台座231および芯271の導体片は露出する必要はなく、この導体片を樹脂等により覆った構成としてもよい。
また、押圧力に応じて電気抵抗値が変化する抵抗膜等をセンサ基板218に設けることにより、センサ基板218において押圧操作を検出するようにしてもよい。この場合、操作突起23を押圧する操作や、位置指示器27の芯271によってセンサ基板218を押圧する操作が行われたときに、この押圧操作が行われた位置を検出することができる。この場合、操作突起23の下面、すなわちセンサ基板213に対向する面に先細の突起を設けて、この突起の先端によりセンサ基板213を押圧するようにすれば、センサ基板213において当該突起の先端の位置が検出されるので、高い精度で位置入力操作を行うことができる。
これらのいずれも場合も、上記各実施の形態と同様の効果が得られる。
2 リモコン装置
3 テレビ受像器(操作対象機器)
4 コンピュータ(操作対象機器)
20 位置検出回路(位置検出手段)
21 リモコン装置本体
22、25 位置入力操作部(位置入力装置)
23 操作突起(操作突起部、操作子)
24 キースイッチ部
27 位置指示器
31 制御部(制御手段)
32 ROM
33 受光部(受信手段)
34 映像信号生成部(表示手段)
35 表示画面
36 チューナ部
41 CPU(制御手段)
42 ROM
43 RAM
44 記憶部
45 入力部
46 受光部(受信手段)
47 I/F部
48 表示部(表示手段)
201 制御部
202 キー操作検出部
203 発光部(無線送信手段)
211 表面板(蓋)
212 裏板
213A、213B 上側板
214A、214B 下側板
215 ヒンジ
216 係止片
217 支持板
218 センサ基板(センス部)
219 摩擦材
221 ワイヤ(支持機構)
222、223 スライド支持部材(支持機構)
231 平台座(平板部、操作子)
232 軸部
233 接触面
234 操作側回路
235 コイル
236 フェライトコア
237 コンデンサ
238 IC
239 スペーサ
240 タクトスイッチ
241、242 ループコイル群
261 開閉検出回路
261A スイッチ
271 芯
272、273 スイッチ
275 指示器側回路
276 コイル
277 コンデンサ
278 IC
281 操作位置表示(操作子)
Claims (10)
- 検出面を有するセンス部と、前記検出面に沿って移動可能に支持された操作子と、
前記検出面に対する前記操作子の位置を検出する位置検出手段と、
を備え、
前記操作子と前記検出面とを接離可能に支持するとともに、外部の位置指示器による前記検出面に対する操作を検出可能にしたこと、
を特徴とする位置入力装置。 - 前記検出面に対向自在に設けられた蓋を更に備え、
前記操作子は、前記蓋に設けられて前記検出面と接離可能に構成された、
ことを特徴とする請求項1記載の位置入力装置。 - 前記位置検出手段は、前記位置指示器による操作位置および前記操作子の位置を、前記検出面において予め設定した検出領域に対する絶対位置として検出するものであり、
前記蓋が前記検出面と対向した状態と前記蓋が対向していない状態とでは、前記検出面に対して異なる検出領域を設定すること、
を特徴とする請求項2記載の位置入力装置。 - 前記操作子は、前記検出面と略平行な平面を有する平板部と、この平板部に立設された操作突起部とから構成された、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の位置入力装置。 - 前記操作子は、前記平板部と前記操作突起部との間に、前記検出面に対し垂直方向に操作されて動作するスイッチ部を更に備えた、
ことを特徴とする請求項4記載の位置入力装置。 - 前記操作子を、前記検出面に沿って所定方向および当該所定方向に直交する方向にスライド可能に支持する支持機構を設けた、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の位置入力装置。 - 前記センス部と前記操作子との各々にコイルを設け、
前記位置検出手段は、前記センス部と前記操作子との各々が有するコイルの間に生じる電磁的結合に基づいて、前記操作子の位置を検出すること、
を特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の位置入力装置。 - 前記位置検出手段は、前記センス部と前記操作子との間における静電結合状態に基づいて、前記検出面に対する前記操作子の位置を検出する、
ことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の位置入力装置。 - 前記位置検出手段は、前記操作子から前記検出面に対して加わる押圧力を検出することにより、前記検出面に対する前記操作子の位置を検出する、
ことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の位置入力装置。 - 請求項1から9のいずれかに記載の位置入力装置と、
前記位置入力装置により検出された前記操作子の位置または前記位置指示器の操作位置を示す信号を無線送信する無線送信手段と、
を備えたことを特徴とするリモコン装置。
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