WO2016121205A1 - 入力装置 - Google Patents

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WO2016121205A1
WO2016121205A1 PCT/JP2015/082569 JP2015082569W WO2016121205A1 WO 2016121205 A1 WO2016121205 A1 WO 2016121205A1 JP 2015082569 W JP2015082569 W JP 2015082569W WO 2016121205 A1 WO2016121205 A1 WO 2016121205A1
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WO
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cover member
input device
operating body
unit
input
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/082569
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
萩原　康嗣
Original Assignee
アルプス電気株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アルプス電気株式会社 filed Critical アルプス電気株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0362—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 1D translations or rotations of an operating part of the device, e.g. scroll wheels, sliders, knobs, rollers or belts
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Definitions

  • the present invention relates to an input device used for a remote controller, a portable information terminal, an in-vehicle device, and the like.
  • Patent Document 1 discloses a remote control operation type electronic device control system including a remote control transmitter, a remote control receiver, a monitor television, a display control device, an electronic device, and a control signal transmission path that connects them in common. Disclosure.
  • a user operates a cursor key of a remote control transmitter as an input device to select a desired function, and determines a function with an enter key.
  • An object of the present invention is to provide an input device that can suppress the number of constituent members of the input device, that is easy for a user to operate, that can be reduced in size, and that can reduce costs.
  • an input device includes a substrate on which a plurality of first detection electrodes are arranged in an annular shape, a non-conductive cover member that covers the first detection electrodes, and a plurality of first detections.
  • the contact position detector Based on the output from the electrodes, the contact position detector detects the region where the operating body contacts the cover member, and the operating body follows the ring on the cover member based on the outputs from the plurality of first detection electrodes.
  • the function selection unit Based on the direction and distance detected by the movement detection unit, the function selection unit that selects the input function based on the contact area detected by the contact position detection unit, and the direction and distance detected by the movement detection unit. And a parameter control unit that changes a parameter of the input function selected by the function selection unit.
  • the relationship between the first detection electrode and the contact region it is possible to arbitrarily set the input function selection and parameter control according to the device to which the input device is applied. In addition, it is also possible to change settings for selecting an input function and controlling parameters according to the preference of the operator.
  • the function selection unit cancels the selection of the input function when the operating body is separated from the cover member.
  • the function selection unit maintains the selected input function while the operation body is stopped while being in contact with the cover member.
  • the parameter control unit switches parameters according to the direction detected by the movement detection unit.
  • the parameter can be changed by simply moving the operating body in any direction on the plurality of first detection electrodes arranged in an annular shape, so that the parameter can be changed by an intuitive operation.
  • the parameter control unit increase or decrease the numerical value of the parameter according to the distance detected by the movement detection unit.
  • the cover member preferably has a rotating part that rotates around the center of the ring.
  • the plurality of first detection electrodes output a capacitance that changes when the operating body comes into contact with the cover member.
  • the substrate preferably has a second detection electrode different from the plurality of first detection electrodes.
  • the number of components of the input device can be reduced, the operation by the user is simplified, the size can be reduced, and the cost can be reduced.
  • FIG. 4A is a plan view showing the configuration of the input device according to the first embodiment
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of the input device taken along line IB-IB ′ in FIG.
  • It is a block diagram which shows the structure of the input device which concerns on 1st Embodiment.
  • It is a flowchart which shows the flow of a process in case an operator inputs a finger
  • (A) is a plan view showing the moving direction of the operating tool when the operating tool is brought into contact with the first region
  • (B) is a plane showing the moving direction of the operating tool when the operating tool is brought into contact with the second region.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the input device according to the first embodiment
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of the input device taken along line IB-IB ′ in FIG.
  • It is a block diagram which shows the structure
  • FIG. 4C is a plan view showing the moving direction of the operating tool when the operating tool is brought into contact with the third region
  • FIG. 4D is the moving direction of the operating tool when the operating tool is brought into contact with the fourth area.
  • FIG. (A) is a plan view showing the configuration of the input device according to the second embodiment
  • (B) is an enlarged cross-sectional view of the input device taken along line VB-VB ′ of (A).
  • the input device of the present invention is applicable to, for example, a remote control of a television or other equipment, a portable information terminal, or an in-vehicle device.
  • FIG. 1A is a plan view showing the configuration of the input device 10 according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the input device 10 taken along the line IB-IB ′ in FIG.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the input device 10.
  • FIGS. 1A and 1B illustration of wiring from each electrode to the drive circuit is omitted
  • FIG. 1B illustration of the drive electrode 22a and the second detection electrode 22b is omitted. Omitted.
  • XYZ coordinates are shown as reference coordinates.
  • the Z1-Z2 direction is a direction perpendicular to the substrate 20, the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction are orthogonal to each other, and these directions are perpendicular to the Z1-Z2 direction.
  • the state viewed from the Z1-Z2 direction may be referred to as a plan view.
  • the input device 10 includes a substrate 20, a cover member 30, and a calculation unit 40.
  • the substrate 20 is made of, for example, polyethylene terephthalate (PET) or other plastic or glass as a non-conductive material.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the first detection electrodes 21 are twelve first electrodes 21a and 21b arranged in an annular shape at equiangular intervals around the center point 20c on the upper surface (surface in the Y1 direction) of the substrate 20 having a substantially square shape in plan view. , 21c, 21d, 21e, 21f, 21g, 21h, 21i, 21j, 21k, 21l (hereinafter sometimes referred to as first electrodes 21a to 21l). These first electrodes 21a to 21l are formed by sputtering or vapor-depositing a non-transparent conductive material film such as copper.
  • the first electrodes 21a to 21l are so-called self-capacitance type electrostatic sensors, and their outputs change according to the distance from the non-contact operating body.
  • the operation body is, for example, a finger or a hand used by the operator of the input device 10 for operation.
  • the first electrodes 21a to 21l each have a stray capacitance and are connected to a capacitor (not shown) as a self-capacitance type electrostatic sensor, and charge is stored in the capacitor from a drive circuit (not shown). This charge moves from the capacitor to the electrode, but the stored charge decays due to the change in the stray capacitance in each of the first electrodes 21a to 21l and the resistance value of a resistance element (not shown) connected to the capacitor. It is decided by.
  • the voltage acting on the resistance value of the resistance element changes according to the attenuation of the electric charge, and the change in the voltage is compared with the reference voltage in the capacitance measuring unit 41 to obtain an output signal.
  • the number, size, and shape of the first electrodes 21a to 21l constituting the first detection electrode 21 are arbitrarily set as long as the first electrodes 21a to 21l are annularly arranged around the center point 20c at equal angular intervals. be able to.
  • a drive electrode corresponding to each of the first electrodes 21a to 21l may be provided to detect the approach of the operating body as a mutual capacitance type electrostatic sensor.
  • the drive electrode 22a and the second detection electrode 22b are provided inside the first detection electrode 21, a plurality of drive electrodes 22a are arranged along the X1-X2 direction, and the second detection electrode 22b is arranged in the Y1-Y2 direction. A plurality are arranged so as to be along.
  • the drive electrode 22a and the second detection electrode 22b are both formed on the surface 20a of the substrate 20 by sputtering or vapor deposition with a non-transparent conductive material.
  • the drive electrode 22a and the second detection electrode 22b are insulated from each other at the intersection by providing an insulating layer.
  • the shapes of the drive electrode 22a and the second detection electrode 22b are simplified and shown in a linear shape, but a rectangular electrode pattern or the like is provided in a region other than the intersection. ing.
  • the cover member 30 has a circular shape in plan view, and is disposed so as to cover the first detection electrode 21 from the upper side in the Z1-Z2 direction. Further, the center point 20c of the substrate 20 and the center point 30c of the cover member 30 are arranged on the axis AX1 extending in the Z1-Z2 direction.
  • the cover member 30 is made of, for example, polyethylene terephthalate (PET) or other plastic or glass as a non-transparent non-conductive material, and is fixed to the substrate 20 by adhesion or the like.
  • areas 31, 32, 33, and 34 are set by dividing the annular area 30a around the center point 30c into four. These regions include a first region 31 (region on the X2 direction side) corresponding to the first electrodes 21a, 21b, and 21c, and a second region 32 (region on the Y1 direction side) corresponding to the first electrodes 21d, 21e, and 21f.
  • the cover member 30 may have a planar shape other than a circular shape, for example, the same planar shape as the substrate 20.
  • the calculation unit 40 includes a capacitance measurement unit 41, a contact position detection unit 42, a function selection unit 43, a movement detection unit 44, and a parameter control unit 45.
  • the capacitance measuring unit 41 calculates the capacitance based on the voltage value output from each of the electrodes 21a to 21l of the first detection electrode 21, and outputs the calculation result to the contact position detecting unit 42.
  • the contact position detection unit 42 the change in capacitance with respect to each of the electrodes 21a to 21l is compared, an electrode having a large change in time is specified, and a contact region (first area) on the cover member 30 corresponding to this electrode is identified. Any of the region 31 to the fourth region 34) is detected as contacting with the operating body.
  • This detection result is output to the function selection unit 43, and the function selection unit 43 selects an input function according to the area in which the operating body touches.
  • volume (volume) increase / decrease when the input device 10 is applied to a television remote controller, volume (volume) increase / decrease, channel selection, source (input source) selection, and input (various inputs) are provided. Can be mentioned.
  • volume (volume) increase / decrease when the input device 10 is applied to a television remote controller, volume (volume) increase / decrease, channel selection, source (input source) selection, and input (various inputs) are provided.
  • volume (volume) increase / decrease volume (volume)
  • selection of album selection of artist
  • selection of song can be mentioned.
  • the function selection result in the function selection unit 43 is output to the contact position detection unit 42 and the parameter control unit 45.
  • the contact position detector 42 sends an instruction signal to the movement detector 44 so as to detect movement.
  • the movement detection unit 44 determines which direction the operating body moves on the first electrodes 21a to 21l based on the time change of the capacitances of the first electrodes 21a to 21l calculated by the capacitance measurement unit 41. And how much it has moved.
  • the detection result is output to the parameter control unit 45.
  • the contact position detection unit 42 detects that the operating body has moved away from the first electrodes 21a to 21l after selecting the input function, the selected input function is reset.
  • the contact position detection unit 42 maintains the selected input function until the operating tool starts moving.
  • the apparatus waits without sending a movement detection instruction signal to the movement detection unit 44.
  • the parameter control unit 45 that has received the detection result in the movement detection unit 44 changes the parameter of the function selected by the function selection unit 43 in accordance with the movement direction and the movement amount detected by the movement detection unit 44.
  • the change of the parameter for example, in the case of increase / decrease of the volume (volume), when rotating counterclockwise (counterclockwise) in the arrangement shown in FIG. ) Increase the volume when rotated to.
  • the channel number is increased when rotated counterclockwise, and the channel number is decreased when rotated clockwise.
  • the position after movement is the first area 31, digital terrestrial television broadcasting, when it is the second area 32, satellite broadcasting, and when it is the third area 33, the first external input In the fourth area 34, the second external input is used.
  • the input content is switched depending on which of the first to fourth areas the position after the movement is in.
  • the capacitance measuring unit 41 calculates the capacitance based on the voltage value output from each of the plurality of second detection electrodes 22b, and outputs the calculation result to the contact position detecting unit 42.
  • the contact position detection unit 42 the time change of the capacitance corresponding to the second detection electrode 22b is compared, an electrode having a large time change is specified, and the operating body is positioned on the cover member 30 corresponding to this electrode. It is detected that the cover member 30 has been touched, and a predetermined operation is executed.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a flow of processing when an operator performs input by bringing a finger (operation body) into contact with the cover member 30 of the input device 10.
  • 4A is a plan view showing the moving direction of the operating body when the operating body is brought into contact with the first region 31, and FIG. 4B is an operating body when the operating body is brought into contact with the second region 32.
  • FIG. FIG. 4C is a plan view showing the moving direction of the operating body when the operating body is brought into contact with the third region 33, and
  • FIG. 4D is a plan view showing the operating body in the fourth region 34. It is a top view which shows the moving direction of the operating body when making it contact.
  • the capacitance measuring unit 41 sets the voltage value output from each of the electrodes 21a to 21l of the first detection electrode 21. Based on this, the capacitance is calculated, and the calculation result is output to the contact position detector 42 (step S1).
  • the contact position detection unit 42 compares the capacitance with time corresponding to the electrodes 21a to 21l, identifies an electrode with a large time variation, and places the operating body in any region on the cover member 30 corresponding to this electrode. Is detected as contacting the cover member 30.
  • the contact position detection unit 42 detects that the region touched by the operating body is the first region 31 (YES in step S11), the detection result is output to the function selection unit 43.
  • An instruction signal is output to the remote controller body so as to enter the volume mode as an input function corresponding to the first area 31 (step S12). Thereafter, when the operating body is separated from the cover member 30 (NO in step S13), the selected input function is reset, and the process returns to the calculation of the capacitance by the capacitance measuring unit 41 (step S1). On the other hand, after entering the volume mode (step S12), if the operating body continues to contact the cover member 30 without moving (YES in step S13), the volume mode is continued, Wait until the move begins. When the contact position detector 42 detects that the movement of the operating body has started, the contact position detector 42 instructs the movement detector 44 to detect the movement direction.
  • the parameter control unit 45 sets the volume according to the movement amount.
  • An instruction signal is output to the remote control main body so as to lower it (step S15).
  • the parameter The controller 45 outputs an instruction signal to the remote control body so as to increase the volume according to the movement amount (step S17).
  • the operating body does not move to the left or right and is kept in contact with the cover member 30 (NO in step S16)
  • step S11 it is detected that the area touched by the operating tool is not the first area 31 (NO in step S11), and the area touched by the operating tool is detected as the second area 32. If this is the case (YES in step S21), the detection result is output to the function selection unit 43, and the function selection unit 43 sends an instruction signal to the remote control unit so as to enter the input mode as an input function corresponding to the second area 32. Output (step S22). Thereafter, when the operating body is separated from the cover member 30 (NO in step S23), the selected input function is reset, and the process returns to the calculation of the capacitance by the capacitance measuring unit 41 (step S1).
  • step S22 when the operating body does not move and keeps contacting the cover member 30 (YES in step S23), the input mode is continued and the operating body is moved. Wait until the move begins.
  • the contact position detector 42 detects that the movement of the operating body has started, the contact position detector 42 instructs the movement detector 44 to detect the movement direction.
  • the parameter control unit 45 preliminarily stores the first to fourth parameters.
  • An instruction signal is output to the remote control main body so as to sequentially switch the setting assigned to each area in the counterclockwise direction (step S25).
  • the parameter The control unit 45 outputs an instruction signal to the remote control main body so as to sequentially switch the settings assigned to the first to fourth areas in order clockwise (step S27).
  • the operating body does not move to the left or right and is kept in contact with the cover member 30 (NO in step S26)
  • step S21 it is detected that the area touched by the operating tool is not the second area 32 (NO in step S21), and the area touched by the operating tool is detected as the third area 33. If this is the case (YES in step S31), the detection result is output to the function selection unit 43, and the function selection unit 43 sends an instruction signal to the remote control unit so as to enter the channel mode as an input function corresponding to the third area 33. Output (step S32). Thereafter, when the operating body is separated from the cover member 30 (NO in step S33), the selected input function is reset, and the process returns to the calculation of the capacitance by the capacitance measuring unit 41 (step S1).
  • step S32 when the operating body does not move and keeps contacting the cover member 30 (YES in step S33), the channel mode is continued and the operating body is moved. Wait until the move begins.
  • the contact position detector 42 detects that the movement of the operating body has started, the contact position detector 42 instructs the movement detector 44 to detect the movement direction.
  • the parameter control unit 45 determines the channel number according to the movement amount. An instruction signal is output to the remote control main body so as to increase (step S35). On the other hand, if it is detected that the operating body has not moved counterclockwise (NO in step S34) and has moved clockwise (direction A32 in FIG. 4C) (YES in step S36), the parameter The controller 45 outputs an instruction signal to the remote control body so as to reduce the channel number according to the movement amount (step S37). On the other hand, when the operation body does not move to the left or right and is kept in contact with the cover member 30 (NO in step S36), the operation body waits until the operation body starts moving while maintaining the channel mode. To do.
  • step S31 it is detected that the area touched by the operating tool is not the third area 33 (NO in step S31), and the area touched by the operating tool is detected as the fourth area 34. If this is the case (YES in step S41), the detection result is output to the function selection unit 43, and the function selection unit 43 instructs the remote control body to enter the source selection mode as an input function corresponding to the fourth area 34. Is output (step S42). Thereafter, when the operating body is separated from the cover member 30 (NO in step S43), the selected input function is reset, and the process returns to the calculation of the capacitance by the capacitance measuring unit 41 (step S1).
  • step S42 if the operating body does not move and keeps contacting the cover member 30 (YES in step S43), the source selection mode is continued and the operation is continued. Wait until the body begins to move.
  • the contact position detector 42 detects that the movement of the operating body has started, the contact position detector 42 instructs the movement detector 44 to detect the movement direction.
  • the parameter control unit 45 preliminarily stores the first to fourth parameters.
  • An instruction signal is output to the remote control main body so as to sequentially switch the input source assigned to each region in the counterclockwise direction (step S45).
  • the parameter control unit 45 outputs an instruction signal to the remote control main body so as to sequentially switch the input sources respectively assigned to the first to fourth areas in order clockwise (step S47).
  • the operating body does not move to the left or right and is kept in contact with the cover member 30 (NO in step S46), until the operating body starts moving while maintaining the source select mode. stand by.
  • the first embodiment has the following effects. (1) In the input device 10, based on the outputs from the plurality of first electrodes 21a to 21l arranged in an annular shape, an area where the operating body comes into contact with the cover member 30 is detected, and the operating body covers the cover. The direction and distance moved on the member 30 are detected. Further, the input function is selected based on the detected contact area, and the parameters of the input function are changed based on the detected movement direction and distance of the operating tool.
  • the device can be reduced in size and cost.
  • the input function can be selected and the parameters can be controlled simply by moving the operating body on the first electrodes 21a to 21l arranged in an annular shape, the operation becomes simple and the operator can intuitively select the desired function. The operation can be performed. Further, by adjusting the relationship between the first electrodes 21a to 21l and the contact area, the selection of the input function and the setting of the parameter control can be arbitrarily performed according to the device to which the input device 10 is applied. Furthermore, the settings for selecting an input function and controlling parameters can be changed according to the preference of the operator.
  • the position and movement of the operating body are detected by the electrostatic sensor, but instead of this, for example, a pressure-sensitive sensor or a pyroelectric sensor may be used.
  • the input function is selected when the operating body does not move while in contact with a certain area of the cover member 30, but when the operating body does not move for a predetermined time, the input is performed. It is also possible to reset the function.
  • the predetermined time in this case is preferably 10 seconds, for example. In this way, it is possible to prevent malfunctions in situations where an operator who does not intend to operate still holds the input device.
  • FIG. 5A is a plan view showing the configuration of the input device 110 according to the second embodiment
  • FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of the input device 110 taken along the line VB-VB ′ in FIG.
  • illustration of wiring from each electrode to the drive circuit is omitted
  • illustration of the drive electrode 122a and the second detection electrode 122b is omitted. Omitted.
  • description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted.
  • the substrate 120 is made of a non-conductive material similarly to the substrate 20 of the first embodiment, and has a circular shape in plan view.
  • a first detection electrode 121, a drive electrode 122a, and a second detection electrode 122b are provided on the substrate 120.
  • the bottom surface and the outer periphery of the substrate 120 are fixed to the case member 160.
  • the first detection electrodes 121 are twelve first electrodes arranged in an annular shape around the center point 120c at equal angular intervals on the upper surface of the substrate 120. 121a, 121b, 121c, 121d, 121e, 121f, 121g, 121h, 121i, 121j, 121k, 121l (hereinafter also referred to as electrodes 121a to 121l). Similar to the first electrodes 21a to 21l of the first embodiment, the first electrodes 121a to 121l are made of a non-transparent conductive material film, and as a so-called self-capacitance type electrostatic sensor, Each output changes according to the distance. The calculation processing of the outputs from the first electrodes 121a to 121l is performed by the calculation unit 40 as in the first embodiment.
  • the drive electrode 122a and the second detection electrode 122b have the same configuration as the drive electrode 22a and the second detection electrode 22b of the first embodiment, and an output signal from the second detection electrode 122b with which the finger approaches or contacts,
  • the position of the finger can be specified based on the output signal from the other second detection electrode 122b, and the movement of the user's hand can be detected by continuously measuring the position of the finger.
  • areas 151, 152, 153, and 154 are set by dividing the annular area 150a around the center point 120c into four. These regions include a first region 151 (region on the X2 direction side) corresponding to the first electrodes 121a, 121b, and 121c, and a second region 152 (region on the Y1 direction side) corresponding to the first electrodes 121d, 121e, and 121f. 4 of a third region 153 (region on the X1 direction side) corresponding to the first electrodes 121g, 121h, 121i and a fourth region 154 (region on the Y direction side) corresponding to the first electrodes 121j, 121k, 121l. It is an area. These areas 151, 152, 153, and 154 can be displayed in a form that is visible through the cover member 130 for convenience of operation by the operator, or can be displayed by printing or the like at a position outside the cover member 130. preferable.
  • the cover member 130 has a circular shape in plan view, and the substrate 120, the first detection electrode 121, the drive electrode 122a, and the second detection electrode 122b are connected to Z1-. It arrange
  • the cover member 130 is made of a non-transparent non-conductive material similar to the cover member 30.
  • the cover member 130 includes an annular movable portion 130a around a center point 130c, and a disk-shaped fixed portion 130b disposed inside the movable portion 130a.
  • the movable portion 130a is disposed so as to correspond to the annular region 150a set on the substrate 120. Furthermore, as shown in FIG. 5B, the outer peripheral position of the movable portion 130b is regulated by the case member 160.
  • the fixing part 130b is fixed to the substrate 120 by a non-conductive adhesive layer 135 that covers the drive electrode 122a and the second detection electrode 122b. In the cover member 130 having such a configuration, the movable portion 130a can rotate around the fixed portion 130b as a rotating portion.
  • the contact position detection unit 42 identifies an electrode having a large capacitance change over time based on the calculation result of the capacitance by the capacitance measurement unit 41. Then, a region corresponding to the electrode (any one of the first region 151 to the fourth region 154) is detected, and four regions (contacts) corresponding to the first region 151 to the fourth region 154 in the cover member 130, respectively. It is detected which of the area) the operating body touches.
  • These four contact regions on the cover member 130 are virtual regions obtained by projecting the first region 151 to the fourth region 154 onto the cover member 130 in the Z1-Z2 direction, and the movable portion 130a of the cover member 130 is provided. Regardless of the rotation of the XY plane, it occupies a certain area of the XY plane.
  • the movable portion 130a of the cover member 130 rotates according to the movement of the operator's finger, so that the operator can quickly and reliably grasp the rotation angle.
  • erroneous operations are less likely to occur.
  • Other operations, effects, and modifications are the same as those in the first embodiment.
  • the input device according to the present invention can be applied to a remote controller, a portable information terminal, an in-vehicle device, and the like used for a television and other devices.

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Abstract

【課題】入力装置の構成部材の数を抑えることができ、使用者による操作が簡便になり、小型化が可能であり、かつ、コストを抑えることのできる入力装置を提供する。 【解決手段】複数の第１検出電極が円環状に配列する基板と、前記第１の検出電極を覆う非導電性のカバー部材と、複数の第１検出電極からの出力に基づいて、操作体がカバー部材に接触した領域を検出する接触位置検出部と、複数の第１検出電極からの出力に基づいて、操作体がカバー部材上で円環に沿って移動した方向及び距離を検出する移動検出部と、接触位置検出部が検出した接触領域に基づいて、入力機能の選択を行う機能選択部と、移動検出部が検出した方向及び距離に基づいて、機能選択部が選択した入力機能のパラメータを変化させるパラメータ制御部とを備える。

Description

入力装置
　本発明は、リモコン、携帯情報端末、車載装置などに用いる入力装置に関する。
　特許文献１は、リモコン送信機と、リモコン受信器と、モニタテレビと、表示制御装置と、電子機器と、これらを共通に接続する制御信号伝送路とを備えたリモコン操作型電子機器制御システムを開示している。このシステムにおいて、使用者は、入力装置としてのリモコン送信機のカーソルキーを操作して所望の機能を選択し、エンターキーで機能を決定する。
特開平２－２５４８９４号公報
　しかしながら、特許文献１におけるリモコン送信機においては、カーソルキーによって選択した機能についてさらにパラメータの設定等を行ったり、また、新たな機能選択などを行うためには、さらに別のボタン等を操作する必要がある。このため、操作が煩雑となり、また、入力装置として、操作に応じた複数のキーやボタンを設けなければならないため、構成が複雑となって、小型化やコストの低減が難しかった。
　そこで本発明は、入力装置の構成部材の数を抑えることができ、使用者による操作が簡便になり、小型化が可能であり、かつ、コストを抑えることのできる入力装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の入力装置は、複数の第１検出電極が円環状に配列する基板と、第１の検出電極を覆う非導電性のカバー部材と、複数の第１検出電極からの出力に基づいて、操作体がカバー部材に接触した領域を検出する接触位置検出部と、複数の第１検出電極からの出力に基づいて、操作体がカバー部材上で円環に沿って移動した方向及び距離を検出する移動検出部と、接触位置検出部が検出した接触領域に基づいて、入力機能の選択を行う機能選択部と、移動検出部が検出した方向及び距離に基づいて、機能選択部が選択した入力機能のパラメータを変化させるパラメータ制御部とを備えることを特徴としている。
　この構成によれば、複数の第１検出電極からの出力に基づいて、操作体が接触した領域と、操作体の移動の方向及び距離とを検出することができ、さらに、操作体が接触した領域から機能を選択でき、操作体の移動の方向及び距離からパラメータを制御できる。したがって、入力機能の選択とパラメータの制御を第１検出電極上で行うことができるため、入力装置の構成部材の数を抑えることができ、これにより、装置の小型化とコストの低減が可能となる。また、円環状に配置された第１検出電極上で操作体を移動させるだけでよいため、操作が簡便になるとともに、操作者が直感的に所望の操作を行うことが可能となる。さらにまた、第１検出電極と接触領域の関係を調整することにより、入力装置を適用するデバイス等に応じて、入力機能の選択やパラメータの制御についての設定を任意に行うことができる。加えて、操作者の好みに合わせて、入力機能の選択やパラメータの制御についての設定を変更することもできる。
　本発明の入力装置において、機能選択部は、カバー部材から操作体が離れると、入力機能の選択を解除することが好ましい。
　これにより、操作者が特別な操作を行うことなく、入力機能の選択の取り消しを直ちに行うことができる。また、誤ってカバー部材に接触していた場合にパラメータが変動してしまうことを防ぐことができる。
　本発明の入力装置において、機能選択部は、カバー部材に対して操作体が接触したまま停止している間は、選択された入力機能を維持することが好ましい。
　これにより、操作者に操作や判断の時間を与えることができ、慌てて操作することによる誤動作を防止することができる。また、操作者によって異なる操作速度の違いの影響を抑えることができる。
　本発明の入力装置において、パラメータ制御部は、移動検出部が検出した方向によってパラメータを切り替えることが好ましい。
　これにより、円環状に配置された複数の第１検出電極上でいずれかの方向に操作体を移動させるだけでパラメータを変えることができることから、直感的な操作でパラメータを変更できる。
　本発明の入力装置において、パラメータ制御部は、移動検出部が検出した距離に応じてパラメータの数値を増減させることが好ましい。
　これにより、円環状に配置された複数の第１検出電極上で、直感的な操作でパラメータの数値を変更できる。
　本発明の入力装置において、カバー部材は、円環の中心の周りを回転する回転部を有することが好ましい。
　これにより、操作者が回転角度を迅速かつ確実に把握でき、また、誤操作が起きにくくなる。
　本発明の入力装置において、複数の第１検出電極は、カバー部材に操作体が接触することによって変化する静電容量を出力することが好ましい。
　これにより、特別な器具を使うことなく、かつ、大きな力をかけることなく、操作者が指でカバー部材に触れるだけで操作することできる。
　本発明の入力装置において、基板は、複数の第１検出電極とは別の第２検出電極を有することが好ましい。
　これにより、入力機能の選択とパラメータ制御だけでなく、これらに付随した制御や、これらに追加した制御を行うことが可能となる。
　本発明によると、入力装置の構成部材の数を抑えることができ、使用者による操作が簡便になり、小型化が可能であり、かつ、コストを抑えることができる。
（Ａ）は第１実施形態に係る入力装置の構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＢ－ＩＢ’線における入力装置の断面図である。 第１実施形態に係る入力装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る入力装置のカバー部材に対して、操作者が指を接触させて入力を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。 （Ａ）は第１領域に操作体を接触させたときの操作体の移動方向を示す平面図、（Ｂ）は第２領域に操作体を接触させたときの操作体の移動方向を示す平面図、（Ｃ）は第３領域に操作体を接触させたときの操作体の移動方向を示す平面図、（Ｄ）は第４領域に操作体を接触させたときの操作体の移動方向を示す平面図である。 （Ａ）は、第２実施形態に係る入力装置の構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＶＢ－ＶＢ’線における入力装置の拡大断面図である。
　以下、本発明の実施形態に係る入力装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。本発明の入力装置は、例えば、テレビその他の機器のリモコン、携帯情報端末、又は車載装置に適用可能である。
　図１（Ａ）は、第１実施形態に係る入力装置１０の構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＢ－ＩＢ’線における入力装置１０の断面図である。図２は、入力装置１０の構成を示すブロック図である。ここで、図１（Ａ）、（Ｂ）においては、各電極から駆動回路への配線の図示を省略しており、図１（Ｂ）においては駆動電極２２ａ、第２検出電極２２ｂの図示を省略している。図１には、基準座標としてＸ－Ｙ－Ｚ座標が示されている。Ｚ１－Ｚ２方向は基板２０に垂直な方向であって、Ｘ１－Ｘ２方向とＹ１－Ｙ２方向は互いに直交し、かつ、これらの方向はＺ１－Ｚ２方向に垂直である。以下の説明において、Ｚ１－Ｚ２方向から見た状態を平面視ということがある。
　図１（Ａ）、（Ｂ）、又は、図２に示すように、入力装置１０は、基板２０と、カバー部材３０と、演算部４０と、を備える。
　基板２０は、非導電性の材料として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）その他のプラスチックやガラスで構成される。基板２０上には、第１検出電極２１と、駆動電極２２ａと、第２検出電極２２ｂとが設けられている。
　第１検出電極２１は、平面視略正方形の基板２０の上面（Ｙ１方向の表面）において、中心点２０ｃの周りに等角度間隔で円環状に配置された、１２個の第１電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｉ、２１ｊ、２１ｋ、２１ｌ（以下、第１電極２１ａ～２１ｌと言うことがある）からなる。これらの第１電極２１ａ～２１ｌは、非透明導電性材料膜、例えば銅をスパッタリングや蒸着することによって形成される。第１電極２１ａ～２１ｌは、いわゆる自己容量型の静電センサであり、非接触の操作体との距離に応じてそれぞれの出力が変化する。ここで、操作体とは、例えば、入力装置１０の操作者が操作に用いる指や手である。
　第１電極２１ａ～２１ｌは、自己容量型の静電センサとして、それぞれ、浮遊容量を有するとともにコンデンサ（不図示）が接続されており、駆動回路（不図示）からコンデンサに電荷が蓄えられる。この電荷はコンデンサから電極へ移動するが、蓄えられていた電荷の減衰は、第１電極２１ａ～２１ｌのそれぞれにおける浮遊容量の変化と、コンデンサに接続された抵抗素子（不図示）の抵抗値とで決められる。この電荷の減衰に応じて抵抗素子の抵抗値に作用する電圧が変化し、この電圧の変化が静電容量測定部４１において、参照電圧と比較されて出力信号が得られる。人の手は導電体であるため、指と電極との距離によって浮遊容量に影響が生じ、指が電極に接近すると出力信号のレベルが高くなり、指が遠ざかるにしたがって出力信号のレベルが低下する。したがって、第１電極２１ａ～２１ｌのそれぞれからの出力によって、操作体が第１電極２１ａ～２１ｌのいずれに接近したかを知ることができる。さらに、第１電極２１ａ～２１ｌのそれぞれからの出力の時間変化によって、操作体が、円環状に配置された第１電極２１ａ～２１ｌ上を、どの方向に、どのくらいの量を移動したのかを知ることができる。なお、第１検出電極２１を構成する第１電極２１ａ～２１ｌは、中心点２０ｃの周りに等角度間隔で円環状に配置されていれば、その数、大きさ、及び形状は任意に設定することができる。また、第１電極２１ａ～２１ｌのそれぞれに対応する駆動電極を設け、相互容量型の静電センサとして操作体の接近を検出するようにしてもよい。
　駆動電極２２ａと第２検出電極２２ｂは、第１検出電極２１の内側に設けられ、駆動電極２２ａはＸ１－Ｘ２方向に沿うように複数本配置され、第２検出電極２２ｂはＹ１－Ｙ２方向に沿うように複数本配置されている。駆動電極２２ａと第２検出電極２２ｂは、いずれも基板２０の表面２０ａに非透明導電材料でスパッタリングや蒸着により成膜される。駆動電極２２ａと第２検出電極２２ｂは絶縁層を設けることにより交差部分で互いに絶縁されている。なお、図１（Ａ）においては、駆動電極２２ａと第２検出電極２２ｂの形状を簡略化して線状に示しているが、交差部分以外の領域において、矩形等の形状の電極パターンが設けられている。
　駆動電極２２ａに電圧を印加すると、駆動電極２２ａと第２検出電極２２ｂの間に電位差が発生し、駆動電極２２ａと第２検出電極２２ｂの間の静電容量（相互容量）に応じて第２検出電極２２ｂに電流が流れる。ここで、いずれかの第２検出電極２２ｂに指が接近すると、指と第２検出電極２２ｂの間が容量結合されるため、その分だけ駆動電極２２ａと第２検出電極２２ｂの間の静電容量が減少し、これにより電圧印加時に第２検出電極２２ｂに流れる電流も減少する。このため、指が接近又は接触した第２検出電極２２ｂからの出力信号と、それ以外の第２検出電極２２ｂからの出力信号とに基づいて、指の位置を特定することができ、指の位置を連続的に測定することによってユーザの手の動きを検出することができる。なお、入力装置１０の仕様に応じて、駆動電極２２ａと第２検出電極２２ｂの本数や電極パターンの数を増減してもよい。また、第１電極２１ａ～２１ｌと同様の自己容量型の静電センサとして構成してもよい。
　カバー部材３０は、平面視円形状であり、第１検出電極２１をＺ１－Ｚ２方向の上側から覆うように配置される。また、基板２０の中心点２０ｃとカバー部材３０の中心点３０ｃは、Ｚ１－Ｚ２方向に延びる軸線ＡＸ１上に配置されている。
　カバー部材３０は、非透明の非導電性材料として、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）その他のプラスチックやガラスで構成され、基板２０に対して接着等によって固定される。カバー部材３０においては、中心点３０ｃの周りの円環状の領域３０ａを４つに分割した領域３１、３２、３３、３４（接触領域）が設定されている。これらの領域は、第１電極２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応する第１領域３１（Ｘ２方向側の領域）、第１電極２１ｄ、２１ｅ、２１ｆに対応する第２領域３２（Ｙ１方向側の領域）、第１電極２１ｇ、２１ｈ、２１ｉに対応する第３領域３３（Ｘ１方向側の領域）、及び、第１電極２１ｊ、２１ｋ、２１ｌに対応する第４領域３４（Ｙ方向側の領域）の４領域である。これらの領域３１～３４は、操作者の操作の便宜のためにはカバー部材３０の表面に印刷等によって表示することが好ましい。なお、カバー部材３０は円形状以外の平面形状、例えば基板２０と同じ平面形状としてもよい。
　演算部４０は、図２に示すように、静電容量測定部４１と、接触位置検出部４２と、機能選択部４３と、移動検出部４４と、と、パラメータ制御部４５とを備える。
　静電容量測定部４１は、第１検出電極２１の電極２１ａ～２１ｌのそれぞれから出力される電圧値に基づいて静電容量を算出し、算出結果を接触位置検出部４２へ出力する。接触位置検出部４２においては、電極２１ａ～２１ｌのそれぞれについての静電容量の時間変化を比較し、時間変化の大きな電極を特定し、この電極に対応するカバー部材３０上の接触領域（第１領域３１～第４領域３４のいずれか）に操作体が接触したものと検出する。この検出結果は機能選択部４３に出力され、機能選択部４３では、操作体が接触した領域に応じて入力機能の選択が行われる。ここで、入力機能としては、例えば入力装置１０をテレビ用のリモコンに適用する場合には、ボリューム（音量）の増減、チャンネルの選択、ソース（入力源）の選択、インプット（各種の入力）が挙げられる。また、携帯情報端末や車載装置の音楽プレーヤの場合の入力機能としては、例えば、ボリューム（音量）の増減、アルバムの選択、アーティストの選択、曲の選択が挙げられる。
　機能選択部４３における機能選択結果は接触位置検出部４２とパラメータ制御部４５へ出力される。これに対して、接触位置検出部４２では、移動検出部４４に対して移動検出を行うように指示信号を送出する。移動検出部４４は、静電容量測定部４１が算出した、第１電極２１ａ～２１ｌのそれぞれにおける静電容量の時間変化に基づいて、操作体が、第１電極２１ａ～２１ｌ上を、どの方向に、どのくらいの量を移動したのかを検出する。この検出結果はパラメータ制御部４５へ出力される。ここで、入力機能の選択後に操作体が第１電極２１ａ～２１ｌから離れたことを接触位置検出部４２が検出した場合は、選択された入力機能をリセットする。また、入力機能の選択後に操作体が特定の第１電極に触れたまま移動しない状態にあった場合、接触位置検出部４２は、操作体の移動が始まるまで、選択された入力機能を維持したまま、移動検出部４４に対する移動検出の指示信号を送出せずに待機する。
　移動検出部４４における検出結果を受けたパラメータ制御部４５は、機能選択部４３において選択された機能について、移動検出部４４で検出された移動方向と移動量に対応して、パラメータを変化させる。パラメータの変化としては、例えば、ボリューム（音量）の増減の場合は、図１（Ａ）に示す配置において左回り（反時計回り）に回転させたときはボリュームを減少させ、右回り（時計回り）に回転させたときはボリュームを増加させる。また、チャンネルの選択の場合は、左回りに回転させたときはチャンネル番号を増加させ、右回りに回転させたときはチャンネル番号を減少させる。さらに、ソースの選択の場合は、移動後の位置が第１領域３１であるときは地上デジタルテレビ放送、第２領域３２であるときは衛星放送、第３領域３３であるときは第１外部入力、第４領域３４であるときは第２外部入力とする。また、インプットの場合は、移動後の位置が第１～第４領域のいずれにあるかによって入力内容を切り替える。
　一方、静電容量測定部４１は、複数の第２検出電極２２ｂのそれぞれから出力される電圧値に基づいて静電容量を算出し、算出結果を接触位置検出部４２へ出力する。接触位置検出部４２においては、第２検出電極２２ｂに対応する静電容量の時間変化を比較し、時間変化の大きな電極を特定し、この電極に対応するカバー部材３０上の位置に操作体がカバー部材３０に接触したものと検出し、予め定めた動作を実行させる。
　次に、第１実施形態の入力装置１０をテレビ用のリモコンに適用した場合の処理の一例について、図３と図４を参照しつつ説明する。図３は、入力装置１０のカバー部材３０に対して、操作者が指（操作体）を接触させて入力を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。図４（Ａ）は第１領域３１に操作体を接触させたときの操作体の移動方向を示す平面図、図４（Ｂ）は第２領域３２に操作体を接触させたときの操作体の移動方向を示す平面図、図４（Ｃ）は第３領域３３に操作体を接触させたときの操作体の移動方向を示す平面図、図４（Ｄ）は第４領域３４に操作体を接触させたときの操作体の移動方向を示す平面図である。
　入力装置１０が動作を開始し、操作者がカバー部材３０のいずれかの位置に触れると、静電容量測定部４１は第１検出電極２１の電極２１ａ～２１ｌのそれぞれから出力される電圧値に基づいて静電容量を算出し、算出結果を接触位置検出部４２へ出力する（ステップＳ１）。接触位置検出部４２は、電極２１ａ～２１ｌに対応する静電容量の時間変化を比較し、時間変化の大きな電極を特定し、この電極に対応するカバー部材３０上のいずれかの領域に操作体がカバー部材３０に接触したものと検出する。接触位置検出部４２において、操作体が接触した領域が第１領域３１であったと検出された場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、この検出結果は機能選択部４３に出力され、機能選択部４３は、第１領域３１に対応する入力機能としてボリュームモードに入るようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ１２）。その後、操作体がカバー部材３０から離れた場合（ステップＳ１３でＮＯ）は選択された入力機能をリセットして、静電容量測定部４１による静電容量の算出（ステップＳ１）へもどる。これに対して、ボリュームモードに入った（ステップＳ１２）後、操作体が移動せずにカバー部材３０に接触し続けている場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）は、ボリュームモードを継続し、操作体の移動が始まるまで待機する。操作体の移動が始まったことを接触位置検出部４２が検出すると、接触位置検出部４２は移動検出部４４に対して移動方向の検出を指示する。
　移動検出部４４によって操作体の移動方向が左回り（図４（Ａ）の方向Ａ１１）であることが検出された場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、パラメータ制御部４５は移動量に応じてボリュームを下げるようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ１５）。一方、操作体が左回りに移動しておらず（ステップＳ１４でＮＯ）、かつ、右回り（図４（Ａ）の方向Ａ１２）に移動したことを検出した場合（ステップＳ１６でＹＥＳ）、パラメータ制御部４５は移動量に応じてボリュームを上げるようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ１７）。これに対し、操作体が左右いずれにも移動せずにカバー部材３０に接触した状態を保持している場合は（ステップＳ１６でＮＯ）、ボリュームモードを維持したまま操作体の移動が始まるまで待機する。
　上記ステップＳ１１において、操作体の接触した領域が第１領域３１ではないと検出された場合（ステップＳ１１でＮＯ）であって、操作体が接触した領域が第２領域３２であったと検出された場合（ステップＳ２１でＹＥＳ）、この検出結果は機能選択部４３に出力され、機能選択部４３は、第２領域３２に対応する入力機能としてインプットモードに入るようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ２２）。その後、操作体がカバー部材３０から離れた場合（ステップＳ２３でＮＯ）は選択された入力機能をリセットして、静電容量測定部４１による静電容量の算出（ステップＳ１）へもどる。これに対して、インプットモードに入った（ステップＳ２２）後、操作体が移動せずにカバー部材３０に接触し続けている場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）は、インプットモードを継続し、操作体の移動が始まるまで待機する。操作体の移動が始まったことを接触位置検出部４２が検出すると、接触位置検出部４２は移動検出部４４に対して移動方向の検出を指示する。
　移動検出部４４によって操作体の移動方向が左回り（図４（Ｂ）の方向Ａ２１）であることが検出された場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）、パラメータ制御部４５は、あらかじめ第１～第４領域にそれぞれ割り当てられた設定を、左回りで順に切り替えるようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ２５）。一方、操作体が左回りに移動しておらず（ステップＳ２４でＮＯ）、かつ、右回り（図４（Ｂ）の方向Ａ２２）に移動したことを検出した場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）、パラメータ制御部４５は、あらかじめ第１～第４領域にそれぞれ割り当てられた設定を、右回りで順に切り替えるようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ２７）。これに対し、操作体が左右いずれにも移動せずにカバー部材３０に接触した状態を保持している場合は（ステップＳ２６でＮＯ）、インプットモードを維持したまま操作体の移動が始まるまで待機する。
　上記ステップＳ２１において、操作体の接触した領域が第２領域３２ではないと検出された場合（ステップＳ２１でＮＯ）であって、操作体が接触した領域が第３領域３３であったと検出された場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、この検出結果は機能選択部４３に出力され、機能選択部４３は、第３領域３３に対応する入力機能としてチャンネルモードに入るようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ３２）。その後、操作体がカバー部材３０から離れた場合（ステップＳ３３でＮＯ）は選択された入力機能をリセットして、静電容量測定部４１による静電容量の算出（ステップＳ１）へもどる。これに対して、チャンネルモードに入った（ステップＳ３２）後、操作体が移動せずにカバー部材３０に接触し続けている場合（ステップＳ３３でＹＥＳ）は、チャンネルモードを継続し、操作体の移動が始まるまで待機する。操作体の移動が始まったことを接触位置検出部４２が検出すると、接触位置検出部４２は移動検出部４４に対して移動方向の検出を指示する。
　移動検出部４４によって操作体の移動方向が左回り（図４（Ｃ）の方向Ａ３１）であることが検出された場合（ステップＳ３４でＹＥＳ）、パラメータ制御部４５は移動量に応じてチャンネル番号を増やすようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ３５）。一方、操作体が左回りに移動しておらず（ステップＳ３４でＮＯ）、かつ、右回り（図４（Ｃ）の方向Ａ３２）に移動したことを検出した場合（ステップＳ３６でＹＥＳ）、パラメータ制御部４５は移動量に応じてチャンネル番号を減らすようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ３７）。これに対し、操作体が左右いずれにも移動せずにカバー部材３０に接触した状態を保持している場合は（ステップＳ３６でＮＯ）、チャンネルモードを維持したまま操作体の移動が始まるまで待機する。
　上記ステップＳ３１において、操作体の接触した領域が第３領域３３ではないと検出された場合（ステップＳ３１でＮＯ）であって、操作体が接触した領域が第４領域３４であったと検出された場合（ステップＳ４１でＹＥＳ）、この検出結果は機能選択部４３に出力され、機能選択部４３は、第４領域３４に対応する入力機能としてソースセレクトモードに入るようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ４２）。その後、操作体がカバー部材３０から離れた場合（ステップＳ４３でＮＯ）は選択された入力機能をリセットして、静電容量測定部４１による静電容量の算出（ステップＳ１）へもどる。これに対して、ソースセレクトモードに入った（ステップＳ４２）後、操作体が移動せずにカバー部材３０に接触し続けている場合（ステップＳ４３でＹＥＳ）は、ソースセレクトモードを継続し、操作体の移動が始まるまで待機する。操作体の移動が始まったことを接触位置検出部４２が検出すると、接触位置検出部４２は移動検出部４４に対して移動方向の検出を指示する。
　移動検出部４４によって操作体の移動方向が左回り（図４（Ｄ）の方向Ａ４１）であることが検出された場合（ステップＳ４４でＹＥＳ）、パラメータ制御部４５は、予め第１～第４領域にそれぞれ割り当てられた入力ソースを、左回りで順に切り替えるようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ４５）。一方、操作体が左回りに移動しておらず（ステップＳ４４でＮＯ）、右回り（図４（Ｄ）の方向Ａ４２）に移動したことを検出した場合（ステップＳ４６でＹＥＳ）、パラメータ制御部４５は、予め第１～第４領域にそれぞれ割り当てられた入力ソースを、右回りで順に切り替えるようにリモコン本体に対して指示信号を出力する（ステップＳ４７）。これに対し、操作体が左右いずれにも移動せずにカバー部材３０に接触した状態を保持している場合は（ステップＳ４６でＮＯ）、ソースセレクトモードを維持したまま操作体の移動が始まるまで待機する。
　上記ステップＳ４１において、操作体の接触した領域が第４領域３４ではないと検出された場合（ステップＳ４１でＮＯ）、操作体がカバー部材に接触している限り（ステップＳ５２でＹＥＳ）、接触位置検出部４２は接触位置の検出は行わず（ＮＯＰ（ＮＯ　ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ））（ステップＳ５１）、操作体がカバー部材３０から離れた場合（ステップＳ５２でＮＯ）は、静電容量測定部４１による静電容量の算出（ステップＳ１）へもどる。
　以上のように構成されたことから、上記第１実施形態によれば、次の効果を奏する。
（１）入力装置１０においては、円環状に配置された、複数の第１電極２１ａ～２１ｌからの出力に基づいて、操作体がカバー部材３０に接触した領域を検出するとともに、操作体がカバー部材３０上で移動した方向及び距離を検出する。さらに、検出された接触領域に基づいて入力機能の選択を行い、検出された操作体の移動の方向及び距離に基づいて入力機能のパラメータを変化させている。
　これにより、入力装置１０の構成部材の数を抑えることができることから、装置の小型化とコストの低減が可能となる。また、円環状に配置された第１電極２１ａ～２１ｌ上で操作体を移動させるだけで入力機能の選択とパラメータの制御を行えるため、操作が簡便になるとともに、操作者が直感的に所望の操作を行うことが可能となる。また、第１電極２１ａ～２１ｌと接触領域の関係を調整することにより、入力装置１０を適用するデバイス等に応じて、入力機能の選択やパラメータの制御についての設定を任意に行うことができる。さらにまた、操作者の好みに合わせて、入力機能の選択やパラメータの制御についての設定を変更することもできる。
（２）カバー部材３０に接触していた操作体が離れると、入力機能の選択を解除するため、解除のための特別な操作を行うことなく、入力機能の選択の取り消しを直ちに行うことができる。また、誤ってカバー部材に接触していた場合にパラメータが変動してしまうことを防ぐことができる。
（３）カバー部材３０に対して操作体が接触したまま停止している間は、選択された入力機能を維持するため、操作者に操作や判断の時間を与えることができ、慌てて操作することによる誤動作を防止することができる。また、操作者によって異なる操作速度の影響を抑えることができる。
（４）操作体の移動方向によってパラメータやその数値を制御するため、直感的な操作でパラメータやその数値を扱うことができる。
　以下に変形例について説明する。
　第１実施形態では、静電センサによって操作体の位置や移動を検出していたが、これに代えて、例えば感圧センサ、焦電センサを用いてもよい。
　また、第１実施形態では、操作体がカバー部材３０のある領域に接触したまま移動しないときは入力機能の選択を維持していたが、所定時間に渡って操作体の移動がない場合は入力機能をリセットすることとしても良い。この場合の所定時間としては、例えば１０秒とするとよい。このようにすると、操作の意思のない操作者が入力装置を握ったままでいる状況などにおいて、誤動作を防止することができる。
　さらにまた、第１電極２１ａ～２１ｌ、駆動電極２２ａ、第２検出電極２２ｂ、基板２０、及び、カバー部材３０は、透明の材料で構成してもよい。この場合、第１電極２１ａ～２１ｌ、駆動電極２２ａ、及び、第２検出電極２２ｂは、例えばＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）のスパッタリングによって形成する。
　＜第２実施形態＞
　つづいて、本発明の第２実施形態について説明する。図５（Ａ）は、第２実施形態に係る入力装置１１０の構成を示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＶＢ－ＶＢ’線における入力装置１１０の拡大断面図である。ここで、図５（Ａ）、（Ｂ）においては、各電極から駆動回路への配線の図示を省略しており、図５（Ｂ）においては駆動電極１２２ａ、第２検出電極１２２ｂの図示を省略している。以下、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
　基板１２０は、第１実施形態の基板２０と同様に非導電性の材料で構成され、平面視で円形状である。基板１２０上には、第１検出電極１２１と、駆動電極１２２ａと、第２検出電極１２２ｂとが設けられている。基板１２０は、図５（Ｂ）に示すように、ケース部材１６０に対して、底面及び外周が固定されている。
　第１検出電極１２１は、基板１２０の上面において、第１実施形態の第１検出電極２１と同様に、中心点１２０ｃの周りに等角度間隔で円環状に配置された、１２個の第１電極１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆ、１２１ｇ、１２１ｈ、１２１ｉ、１２１ｊ、１２１ｋ、１２１ｌ（以下、電極１２１ａ～１２１ｌと言うことがある）からなる。第１電極１２１ａ～１２１ｌは、第１実施形態の第１電極２１ａ～２１ｌと同様に、非透明導電性材料膜で構成され、いわゆる自己容量型の静電センサとして、非接触の操作体との距離に応じてそれぞれの出力が変化する。第１電極１２１ａ～１２１ｌからの出力の演算処理は、第１実施形態と同様に演算部４０で行われる。
　駆動電極１２２ａと第２検出電極１２２ｂは、第１実施形態の駆動電極２２ａと第２検出電極２２ｂと同様の構成であり、指が接近又は接触した第２検出電極１２２ｂからの出力信号と、それ以外の第２検出電極１２２ｂからの出力信号とに基づいて、指の位置を特定することができ、指の位置を連続的に測定することによってユーザの手の動きを検出することができる。
　さらに、基板１２０においては、中心点１２０ｃの周りの円環状の領域１５０ａを４つに分割した領域１５１、１５２、１５３、１５４が設定されている。これらの領域は、第１電極１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃに対応する第１領域１５１（Ｘ２方向側の領域）、第１電極１２１ｄ、１２１ｅ、１２１ｆに対応する第２領域１５２（Ｙ１方向側の領域）、第１電極１２１ｇ、１２１ｈ、１２１ｉに対応する第３領域１５３（Ｘ１方向側の領域）、及び、第１電極１２１ｊ、１２１ｋ、１２１ｌに対応する第４領域１５４（Ｙ方向側の領域）の４領域である。これらの領域１５１、１５２、１５３、１５４は、操作者の操作の便宜のためにはカバー部材１３０を通して視認可能な形態で、又は、カバー部材１３０よりも外側の位置に印刷等によって表示することが好ましい。
　カバー部材１３０は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、平面視円形状であって、基板１２０、第１検出電極１２１、駆動電極１２２ａ、及び、第２検出電極１２２ｂをＺ１－Ｚ２方向の上側から覆うように配置される。また、基板１２０の中心点１２０ｃとカバー部材１３０の中心点１３０ｃは、Ｚ１－Ｚ２方向に延びる軸線ＡＸ２上に配置されている。カバー部材１３０は、カバー部材３０と同様の非透明の非導電性材料で構成される。
　カバー部材１３０は、中心点１３０ｃの周りの円環状の可動部１３０ａと、可動部１３０ａの内側に配置される円板状の固定部１３０ｂとからなる。可動部１３０ａは、基板１２０に設定された円環状の領域１５０ａに対応するように配置されている。さらに、可動部１３０ｂは、図５（Ｂ）に示すように、ケース部材１６０によって外周位置が規制されている。固定部１３０ｂは、駆動電極１２２ａと第２検出電極１２２ｂを覆う非導電性の接着層１３５によって基板１２０に固定されている。このような構成のカバー部材１３０において、可動部１３０ａは、回転部として固定部１３０ｂの周りを回転可能である。
　以上の構成において、操作体がカバー部材１３０に触れると、接触位置検出部４２は、静電容量測定部４１による静電容量の算出結果に基づいて、静電容量の時間変化の大きな電極を特定し、この電極に対応する領域（第１領域１５１～第４領域１５４のいずれか）を検出し、さらに、カバー部材１３０において第１領域１５１～第４領域１５４にそれぞれ対応する４つの領域（接触領域）のいずれに操作体が接触したのかを検出する。カバー部材１３０上のこれらの４つの接触領域は、Ｚ１－Ｚ２方向において、第１領域１５１～第４領域１５４をカバー部材１３０にそれぞれ投影した仮想の領域であって、カバー部材１３０の可動部１３０ａの回転に拘わらず、ＸＹ平面の一定の領域を占めている。
　このような構成により、第２実施形態の入力装置１１０においては、操作者の指の動きに応じてカバー部材１３０の可動部１３０ａが回転するため、操作者が回転角度を迅速かつ確実に把握でき、また、誤操作が起きにくくなる。
　なお、その他の作用、効果、変形例は第１実施形態と同様である。
　本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
　以上のように、本発明に係る入力装置は、テレビその他の機器に用いるリモコン、携帯情報端末、車載装置などに適用可能である。
　１０、１１０　入力装置
　２０　　基板
　２０ｃ　中心点
　２１　　第１検出電極
　２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ、２１ｈ、２１ｉ、２１ｊ、２１ｋ、２１ｌ　第１電極
　２２ａ　駆動電極
　２２ｂ　第２検出電極
　３０、１３０　カバー部材
　３０ｃ、１３０ｃ　中心点
　３１、１３１　　第１領域
　３２、１３２　　第２領域
　３３、１３３　　第３領域
　３４、１３４　　第４領域
　４０　　演算部
　４１　　静電容量測定部
　４２　　接触位置検出部
　４３　　機能選択部
　４４　　移動検出部
　４５　　パラメータ制御部
　１３０ａ　可動部（回転部）
　１３０ｂ　固定部
　１６０　　ケース部材

Claims (8)

  1. 　複数の第１検出電極が円環状に配列する基板と、
    　前記第１の検出電極を覆う非導電性のカバー部材と、
    　前記複数の第１検出電極からの出力に基づいて、操作体が前記カバー部材に接触した領域を検出する接触位置検出部と、
    　前記複数の第１検出電極からの出力に基づいて、前記操作体が前記カバー部材上で前記円環に沿って移動した方向及び距離を検出する移動検出部と、
    　前記接触位置検出部が検出した接触領域に基づいて、入力機能の選択を行う機能選択部と、
    　前記移動検出部が検出した方向及び距離に基づいて、前記機能選択部が選択した前記入力機能のパラメータを変化させるパラメータ制御部と
    を備えることを特徴とする入力装置。
  2. 　前記機能選択部は、前記カバー部材から前記操作体が離れると、前記入力機能の選択を解除することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
  3. 　前記機能選択部は、前記カバー部材に対して前記操作体が接触したまま停止している間は、選択された前記入力機能を維持することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の入力装置。
  4. 　前記パラメータ制御部は、前記移動検出部が検出した前記方向によって前記パラメータを切り替えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の入力装置。
  5. 　前記パラメータ制御部は、前記移動検出部が検出した前記距離に応じて前記パラメータの数値を増減させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の入力装置。
  6. 　前記カバー部材は、前記円環の中心の周りを回転する回転部を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の入力装置。
  7. 　前記複数の第１検出電極は、前記カバー部材に前記操作体が接触することによって変化する静電容量を出力することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の入力装置。
  8. 　前記基板は、前記複数の第１検出電極とは別の第２検出電極を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の入力装置。
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