入力装置
【課題】 ひとつの操作体を指で操作することで、多様な入力操作ができる入力装置を提供する。
【解決手段】 支持台２から延びる支柱３に中心部が支持されたセンサー基板５が設けられ、その上に操作面１６を有する表面部材１５が取り付けられている。表面部材１５の下面に、指の移動位置を検知する静電センサー１０が設けられ、センサー基板５に形成された変形部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂに歪みセンサー２０が取り付けられている。操作面１６を指で操作することで、静電センサーによる座標データと歪みセンサー２０による移動データの双方を出力することができる。
【解決手段】 支持台２から延びる支柱３に中心部が支持されたセンサー基板５が設けられ、その上に操作面１６を有する表面部材１５が取り付けられている。表面部材１５の下面に、指の移動位置を検知する静電センサー１０が設けられ、センサー基板５に形成された変形部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂに歪みセンサー２０が取り付けられている。操作面１６を指で操作することで、静電センサーによる座標データと歪みセンサー２０による移動データの双方を出力することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電センサーと歪みセンサーとを組み合わせて、同じ操作体を指で操作したときに、複数段階の移動情報などの多様な入力信号を生成できる入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１には、ジョイスティックと称される歪みセンサーを使用した入力装置が開示されている。
【０００３】
この入力装置は、キーボード装置において上向きに突出するスティック状の操作体と、操作体を倒れる方向へ押したときに変形する変形部と、変形部の歪みを検知する歪みセンサーとが設けられている。操作体が倒れる向きに押圧されると、歪みセンサーの検知出力によって、操作体に対する押圧力の作用方向と押圧力の大きさの変化が検知される。
【０００４】
この入力装置は、操作体を押す押圧力の向きとその大きさを変化させることで、表示画面の表示内容を移動させるための移動方向の情報と移動量の情報の２種類の情報を与えることができる。しかし指の操作によって複数段階の移動情報を与えることはできない。
【０００５】
特許文献２には、キーボード装置を構成する複数のキーのうちのＦの文字を入力するキーに歪みセンサーが組み合わされて、前記キーがいわゆるジョイスティックとしての機能を発揮する入力装置が開示されている。
【０００６】
特許文献２に記載された入力装置は、Ｆの文字が表示されたキーを指で押して操作したときの検知動作が特許文献１に記載されたジョイスティックと同じであり、移動方向の情報と移動量の情報の２種類の情報しか与えることができない。
【０００７】
特許文献３には、キーボード装置を構成する複数のキートップのうちのいずれかのキートップにタッチパッドが搭載され、このキートップの表面に指を触れることで、表示画面に表示されたカーソルの移動情報などを与えることができる入力装置が開示されている。
【０００８】
しかし、この入力装置も、キートップの表面で指を動かすことで、１種類の位置情報を与えることができるのみであり、複数段階の移動情報を与えることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２５０７０４号公報
【特許文献２】米国特許明細書４，６８０，５７７号
【特許文献３】特表２００８−５３３５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、操作面を操作したときに、同じ指の操作によって複数段階の座標情報や移動情報を与えることができ、１つの操作体によって多様な入力操作を行うことができる入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の入力装置は、支持台と、前記支持台から延びる支柱に中心部が支持された操作体と、前記操作体の表面に形成された操作面と、前記操作体に設けられて前記操作面で指が触れた位置を検知する静電センサーと、前記操作面に与えられた押圧力の向きおよびその大きさを検知する歪みセンサーとを有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明は、前記操作面が円形、楕円形、または長円形であることが好ましい。この場合に、操作面の直径は３０ｍｍ以下が好ましく、２５ｍｍ以下がさらに好ましい。
【００１３】
本発明の入力装置は、操作面に指を触れて指を移動させると、静電センサーの検知出力から操作面での指の接触位置を示す座標情報が得られ、この座標情報から操作面で指を移動させたときの移動方向の情報および移動量の情報を生成することができる。さらに、操作面を指で押すと、押した方向とその大きさが歪みセンサーで検知されて、操作方向の情報と操作力の情報を得ることができ、操作力の情報を移動量の情報に変換することができる。このように、同じ操作面に触れた指の動作を変えることで、複数種類の情報を入力でき、特に位置情報および移動情報を複数段で変化する情報として与えることが可能になる。
【００１４】
本発明は、前記操作面は中央部に対して縁部が隆起した形状であるものが好ましい。さらに、前記操作面は凹曲面形状であることが好ましい。
【００１５】
上記のように、円形、楕円形または長円形の操作面の縁部を隆起させることで、操作面を指で押したときに押圧力を作用させやすくなる。
【００１６】
本発明は、前記操作体に、前記操作面に押圧力が与えられたときに変形する変形部が設けられ、複数の前記変形部に前記歪みセンサーが取り付けられているものとして構成できる。
【００１７】
操作体に静電センサーと歪みセンサーを搭載することで、それぞれのセンサーから外部に引き出す配線を集約化できる。また支持台と支柱には何らセンサーが取り付けられないため、支持台が小型で支柱が短くて済み、小型で薄型化しやすくなる。なお、本発明では、変形部と歪みセンサーが支持台に設けられていてもよいし、歪みセンサーが支柱に設けられてもよい。
【００１８】
本発明は、前記静電センサーからの検知出力に基づいて、前記操作面に指が触れた位置を示す座標データを生成する座標データ生成部と、前記歪みセンサーからの検知出力に基づいて、前記操作面に与えられた押圧力の向きおよび大小に応じた移動データを生成する移動データ生成部とが設けられているものである。
【００１９】
また、本発明は、前記座標データと前記移送データの少なくとも一方の情報を含んでフォーマットされたデータを生成するデータフォーマット変換部が設けられているものである。
【００２０】
上記構成では、フォーマットされた前記データによって、前記操作面上で指が移動したときと、前記操作面が押されたときとで、異なる操作情報を与えることができる。その結果、表示装置に表示される画面の動作を段階的に変化させることなどが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の入力装置は、操作面に指を触れて移動させ、さらに操作面を押すことで、静電センサーと歪みセンサーのそれぞれから検出出力を得ることができる。その結果、例えば操作面で指を移動させさらに指で操作面を押したときに、移動情報を複段の情報として与えることができ、表示画面の表示内容に異なる変化を与えるなど、多様な入力が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の入力装置を示す分解斜視図、
【図２】図１に示す入力装置の縦断面図、
【図３】静電センサーの構造を示す説明図、
【図４】歪みセンサーの構造を示す説明図、
【図５】歪みセンサーの動作説明図、
【図６】本発明の他の実施の形態の入力装置を示す縦断面図、
【図７】入力装置の回路ブロック図、
【図８】入力装置の動作の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１と図２に示す入力装置１は、支持台２と支柱３および操作体４とを有している。操作体４は、センサー基板５とその上に重ねられた表面部材１５とを有し、表面部材１５の下面に静電センサー１０が取り付けられている。センサー基板５と表面部材１５および静電センサー１０の平面形状は円形である。ただし、これらは長円形状や楕円形状であってもよい。
【００２４】
図３に示すように、静電センサー１０は、絶縁層となる円形の薄い樹脂シート１１を有している。樹脂シート１１の一方の表面に、複数のＸ電極１２が互いに一定の間隔を空けて平行に設けられ、他方の表面に、複数のＹ電極１３が互いに一定の間隔を空けて平行に設けられている。Ｘ電極１２とＹ電極１３は互いに直交する向きに配置されている。
【００２５】
支持台２と支柱３およびセンサー基板５は、合成樹脂材料で一体に形成されている。または、センサー基板５と支柱３が合成樹脂材料で一体に形成されており、支柱３の下端部が支持台２に固定されていてもよい。
【００２６】
図１、図２、図４に示すように、センサー基板５には、円形の周縁部から上向きの突出する枠部５ａと、枠部５ａで囲まれた領域でその表面が枠部５ａより一段低い位置にある薄肉部５ｂとが一体に形成されている。薄肉部５ｂの４箇所に上下に貫通する穴部６が形成されている。薄肉部５ｂには、穴部６，６で挟まれてＸ１側に位置するＸ１変形部７ａとＸ２側に位置するＸ２変形部７ｂとが形成されている。また、穴部６，６で挟まれてＹ１側に位置するＹ１変形部８ａとＹ２側に位置するＹ２変形部８ｂとが形成されている。
【００２７】
薄肉部５ｂに歪みセンサー２０が搭載されている。歪みセンサー２０は、Ｘ１変形部７ａに取り付けられたＸ１歪みセンサー２１ａと、Ｘ２変形部７ｂに取り付けられたＸ２歪みセンサー２１ｂ、およびＹ１変形部８ａに取り付けられたＹ１歪みセンサー２２ａと、Ｙ２変形部８ｂに取り付けられたＹ２歪みセンサー２２ｂとで構成されている。
【００２８】
それぞれの歪みセンサー２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、薄い抵抗体で形成されて、それぞれの変形部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの表面に伸び歪みが発生すると抵抗値が増加し、前記表面に圧縮歪みが発生すると抵抗値が低下する。なお、歪みセンサー２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂとして、圧電素子やその他の外力を電気信号に変換できる素子を使用してもよい。
【００２９】
操作体４を構成している前記表面部材１５は、その下面に静電センサー１０が固定されて、センサー基板５の枠部５ａの表面に固定されている。表面部材１５と静電センサー１０および枠部５ａは、接着剤により互いに固定されている。
【００３０】
表面部材１５の表面が操作面１６となっている。図１と図２に示すように、操作面１６は、円形の縁部１６ａが上方に向けて隆起し、中央部１６ｂが窪んだ形状であり、操作面１６は凹曲面形状である。
【００３１】
操作面１６の平面形状は、円形、楕円形、または長円形であり、その直径の最大値は３０ｍｍ程度以下または２５ｍｍ程度以下である。
【００３２】
図１と図２に示すように、操作面１６は縁部１６ａが隆起した形状であるため、操作面１６に触れている指をＸ方向やＹ方向へ移動させたときに、指が縁部１６ａに近づいていることを認識しやすく、また指で縁部１６ａを押したときに、その押圧力によってセンサー基板５を図５に示す状態に変形させやすい。特に、操作面１６が凹球面であると、指を操作面の中央部１６ｂから縁部１６ａに向けて移動させるにしたがって、凹球面の傾斜によって、センサー基板５に傾き力を作用させやすくなる。
【００３３】
ただし、図６に示す他の実施の形態の操作装置１Ａのように、表面部材１５Ａの操作面１６Ａの縁部１６ａを上方に向けて隆起させ、中央部１６ｂを平坦な形状としたものであってもよい。この場合も、操作面１６Ａの中央部１６ｂに触れた指を縁部１６ａに向けて動かすと、指が縁部１６ａに至ったことを感触で理解しやすくなり、さらに、縁部１６ａを押すことで、センサー基板５を傾く状態に変形させやすくなる。
【００３４】
入力装置１は、操作体４に静電センサー１０と歪みセンサー２０が搭載されているので、ＩＣも操作体４に搭載して、静電センサー１０と歪みセンサー２０を前記ＩＣに接続することが好ましい。この構成にすると、静電センサー１０と歪みセンサー２０の双方から支持台２に向けて配線を延ばすことが不要になり、配線はＩＣからのみ引き出せばよくなる。
【００３５】
図７は、前記ＩＣの内部に構成される回路の概略構成を示している。
図７に示すように、ＩＣの内部に静電センサー１０を駆動する駆動回路３１と、静電センサー１０から検知出力を得る静電検知部３２が設けられている。
【００３６】
静電センサー１０が駆動されるときは、駆動回路３１によって、複数のＸ電極１２に矩形波の電圧が順番に印加され、このとき複数のＹ電極１３の全てが検知電極とされて、その出力が静電検知部３２で検知される。複数のＸ電極１２に電圧が印加された後に、複数のＹ電極１３に矩形波の電圧が順番に与えられ、このとき複数のＸ電極１２の全てが検知電極とされて、その出力が静電検知部３２で検知される。
【００３７】
それぞれのＸ電極１２とそれぞれのＹ電極１３との間に、電極間の対向面積と樹脂シート１１の誘電率とで決まる静電容量が形成されている。いずれかのＸ電極１２に矩形波の電圧が印加されると、その立ち上がりと立ち下がりのタイミングで、Ｙ電極１３に瞬時に電流が流れる。操作面１６に指が接近していないときは、どのＸ電極１２に電圧が印加されても、複数のＹ電極１３に流れる電流の合計値は変化せずほぼ一定である。
【００３８】
操作面１６に指が触れると、その指に接近しているＸ電極１２に電圧が印加されたときに、ほぼ接地電位である指に多くの電流が流れるために、Ｙ電極１３に流れる電流値の合計値が低下して、静電検知部３２で得られる検知出力が低下する。静電検知部３２の検知出力は座標データ生成部３３に送られ、座標データ生成部３３では、どのＸ電極１２に電圧が印加されているかの情報とそのときにＹ電極１３から検知された電流値とから、操作面１６において指の中心が接触している位置のＸ方向の座標位置が検知される。
【００３９】
同様にして、Ｙ電極１３に順番に電圧が与えられているときに、どのＹ電極１３に電圧が印加されているかの情報と、静電検知部３２で検知される複数のＸ電極１２に流れる電流の合計値に基づき、座標データ生成部３３において、操作面１６において指の中心が接触している位置のＹ方向の座標位置が検知される。
【００４０】
座標データ生成部３３では、検知されたＸ方向の座標位置とＹ方向の座標位置に基づいて、操作面１６に触れている指の接触中心位置を示すＸ−Ｙ座標データが生成される。
【００４１】
図７に示すように、歪みセンサー２０は、Ｘ１歪みセンサー２１ａとＸ２歪みセンサー２１ｂとが直列に接続されて、この直列回路の一方の端部に電源電圧Ｖｃｃが印加され、他方の端部が接地されている。同様に、Ｙ１歪みセンサー２２ａとＹ２歪みセンサー２２ｂとが直列に接続されて、この直列回路の一方の端部に電源電圧Ｖｃｃが印加され、他方の端部が接地されている。
【００４２】
そして、Ｘ１歪みセンサー２１ａとＸ２歪みセンサー２１ｂの中点の電位と、Ｙ１歪みセンサ２２ａとＹ２歪みセンサ２２ｂの中点の電位が、歪み検知部３４で検知される。
【００４３】
表面部材１５の操作面１６に触れている指の中心をＸ１方向へ移動させ、さらに支持台２に向けて押し込むと、表面部材１５の下に接合されているセンサー基板５が、図５において模式的に示す状態に変形する。
【００４４】
このとき、センサー基板５のＸ１変形部７ａの表面に伸び歪みが発生し、Ｘ２変形部７ｂの表面に圧縮歪みが発生する。よって、Ｘ１歪みセンサー２１ａの抵抗値が上がり、Ｘ２歪みセンサー２１ｂの抵抗値が下がり、Ｘ１歪みセンサー２１ａとＸ２歪みセンサー２１ｂの中点の電位が降下する。その降下量は、センサー基板５に作用する押圧力Ｆの大きさに関係する。同様に、操作面１６がＹ１方向またはＹ２方向へ押されると、Ｙ１歪みセンサ２２ａとＹ２歪みセンサ２２ｂの中点の電位が変化する。
【００４５】
歪み検知部３４において、それぞれの中点の電位を検知することで、操作面１６がどの向きに押されたかを検知でき、そのときの押圧力Ｆの大きさの変化も検知することができる。歪み検知部３４で検知される押圧力Ｆの向きおよびその大きさに基づいて、移動データ生成部３５において移動データが生成される。この移動データには、指で押されている方向の情報と、押圧力Ｆの大小の変化を移動量に変換した情報とが含まれる。
【００４６】
図１と図２に示すように、操作面１６は縁部１６ａが隆起した形状であるため、操作面１６に触れている指をＸ１方向へ移動させたときに、指が縁部１６ａに近づいていることを認識しやすく、また指で縁部１６ａを押したときに、その押圧力によってセンサー基板５を図５に示す向きに変形させやすい。特に、操作面１６が凹球面であると、指を操作面の中央部１６ｂから縁部１６ａに向けて移動させるにしたがって、凹球面の傾斜によって、センサー基板５に傾き力を作用させやすくなる。
【００４７】
図７に示すように、座標データ生成部３３で生成された座標データと、移動データ生成部３５で生成された移動データは、切替え部３６で一定の時間周期で交互に切り替えられて、データフォーマット変換部３７に与えられる。データフォーマット変換部３７では、座標データと移動データの少なくとも一方を含む所定のフォーマットの入力データが生成され、インターフェース３８を介して、オペレーティングシステム（ＯＳ）３９に与えられる。
【００４８】
座標データ生成部３３から得られる座標データは、操作面１６に触れた指の中心をＸ−Ｙ座標上の位置として示す絶対座標データである。データフォーマット変換部３７において、前記絶対座標データを含むフォーマットの入力データに変換されてもよいし、前記絶対座標データに基づいて、操作面１６に触れた指の移動方向と移動量（移動距離）を示す相対座標データが生成され、この相対座標データを含むフォーマットの入力データに変換されてもよい。
【００４９】
移動データ生成部３５から得られる移動データは、操作面１６が押された向きである移動方向の情報と、操作面１６に作用する押圧力Ｆの大小に対応した移動量（移動距離）の情報を示す相対座標データであり、データフォーマット変換部３７では、この相対座標データを含むフォーマットの入力データが変換される。
【００５０】
座標データ生成部３３、移動データ生成部３５、切替え部３６およびデータフォーマット変換部３７は、ソフトウエアによって実行させることが可能である。例えば、パーソナルコンピュータにインストールされるドライバーソフトの一部において、前記各部の制御動作が実行される。なお、図７に示す制御回路によって、パーソナルコンピュータ以外の、例えばＴＶ受像機や携帯用機器などが制御されてもよい。
【００５１】
図７に示すように、この入力装置１が搭載されるパーソナルコンピュータやその他の機器には、オペレーティングシステム（ＯＳ）３９で制御される表示装置４０が設けられており、表示装置４０の画面の表示内容が、入力装置１の入力操作に応じて動作させられる。
【００５２】
この入力装置１は、その操作内容の種別に応じて、データフォーマット変換部３７において以下のように入力データが変換される。
【００５３】
第１の操作は、入力装置の操作面１６に軽く接触させた指を動かして入力操作を行い、操作面１６にほとんど押圧力を作用させない使用方法である。第１の操作が行われているとき、データフォーマット変換部３７では、移動データ生成部３５からのデータが無視され、座標データ生成部３３から得られる座標データに基づいて、絶対座標データまたは相対座標データを含むフォーマットの入力データが変換される。
【００５４】
第２の操作は、操作面１６の縁部１６ａ付近に指の中心をおいて、操作面１６をいずれかの方向へ押圧する使用方法である。第２の操作が行われているとき、データフォーマット変換部３７では、座標データ生成部３３からのデータが無視され、移動データ生成部３５から得られる移動データに基づいて、相対座標データを含むフォーマットの入力データが変換される。
【００５５】
第３の操作は、操作面１６に触れた指をいずれかの方向へ移動させ、操作面１６の縁部１６ａ付近に指の中心が至った後に、操作面１６の縁部１６ａを押圧する使用方法である。第３の操作が行われているとき、データフォーマット変換部３７では、座標データ生成部３３から得られる座標データと、移動データ生成部３５から得られる移動データの双方を使用して入力データが変換される。
【００５６】
図８のフローチャートは、データフォーマット変換部３７において入力データの変換を行う際の動作の流れを示している。
【００５７】
ＳＴ１（ステップ１）では、切替え部３６で交互に切替えられる座標データ生成部３３と移動データ生成部３５からのデータを監視する。座標データ生成部３３と移動データ生成部３５の少なくとも一方からデータが得られたときは、ＳＴ２に移行し、ＳＴ２において、座標データ生成部３３と移動データ生成部３５の双方からのデータが変化しているか否かを判断する。いずれか一方からのデータのみが変化していると判断したときはＳＴ３に移行する。
【００５８】
ＳＴ３において、座標データ生成部３３から得られる座標データの変化量が所定値を超えているときは、前記第１の操作が行われていると判断してＳＴ４に移行し、データフォーマット変換部３７において、静電センサー１０からの座標データを含む入力データが生成される。ＳＴ３において、移動データ生成部３５から得られる移動データが所定量以上の変化を示しているときは、前記第２の操作が行われていると判断し、ＳＴ５に移行して、データフォーマット変換部３７において、歪みセンサー２０からの移動データを含む入力データに変換される。
【００５９】
ＳＴ２において、座標データ生成部３３から得られる座標データと、移動データ生成部３５から得られる移動データの双方が所定量以上の変化を示しているときは、前記第３の操作が行われていると判断し、ＳＴ６に移行し、データフォーマット変換部３７において、静電センサー１０からの座標データと歪みセンサー２０からの移動データの双方を含む入力データに変換される。
【００６０】
なお、オペレーティングシステム（ＯＳ）からの指令、あるいはそのときに起動しているソフトウエアの要求によって、座標データ生成部３３のみからの座標データを取り出し、または移動データ生成部３５のみからの移動データを取り出し、あるいは座標データ生成部３３と移動データ生成部３５の双方からのデータを取り出すように切り替えることもできる。
【００６１】
第１の操作、第２の操作、第３の操作に基づいて変換される入力データは、いずれの場合も、データフォーマット変換部３７から共通のラインを通じてオペレーティングシステム（ＯＳ）３９に与えられる。前記いずれかの使用方法により入力データがオペレーティングシステム（ＯＳ）３９に与えられると、そのときに起動しているソフトウエアのプログラムに応じて、表示装置４０の画面表示が変化させられる。
【００６２】
第１の操作が行われるときは、静電センサー１０から得られる座標データがオペレーティングシステム（ＯＳ）３９に与えられる。このときの、表示装置４０の画面表示の変化は、画面に表示されているカーソルが、操作面１６に触れた指の移動方向に対応する方向へ移動させられる。
【００６３】
第２の操作が行われるときは、歪みセンサー２０の移動データがオペレーティングシステム（ＯＳ）３９に与えられる。このときの、表示装置４０の画面表示の変化は、第１の使用方法と同じであり、画面に表示されているカーソルが、操作面１６を押している方向に対応する向きに移動させられる。
【００６４】
第１の操作または第２の操作が行われるときは、単純な座標の移動データによって、表示画面に表示されているカーソルがいずれかの方向へ移動させられるだけである。これに対し、第３の操作では、静電センサー１０と歪みセンサー２０の双方から得られる２種類の座標データや移動データが使用されるため、表示画面の表示内容を複数段階に多様に変化させることが可能になる。
【００６５】
例えば、操作面１６上に触れた指を動かしたときに、座標データ生成部３３で得られる座標データが相対座標データに変換され、この相対座標データを含む入力データに基づいて、表示画面のカーソル表示（ポインタ表示）が指の移動方向へ向けて微小距離だけ移動する。さらに、指で操作面１６が押されると、移動データ生成部３５から得られる相対座標データである移動データを含む入力データに基づいて、カーソルが長い距離移動させられ、このときの移動距離が、操作面１６に与えられた押圧力Ｆの大きさに比例して変化させられる。
【００６６】
上記動作を組み合わせると、操作面１６を押してカーソル表示を長い距離移動させ、その後に操作面１６に軽く触れた指を動かすことで、長く移動した後のカーソル表示を短い距離だけ微細に動かすことができる。
【００６７】
または、操作面１６に軽く触れた指を動かしたときは、座標データ生成部３３で得られる座標データが相対座標データに変換されて、表示画面のカーソル表示が指の移動方向に向けて移動する。操作面１６が指で押されると、移動データ生成部３５で得られる移動データに基づいて、指を押している方向へ画面全体が移動する。あるいは画面の表示内容が指による押圧方向へ向けてスクロールする。または画面に表示されているページが指による押圧方向へ向けて次々に移動する。操作面１６を押す押圧力Ｆを変化させることで、これらの表示の移動速度が変化する。
【００６８】
あるいは、操作面１６に軽く触れた指を動かしたときは、座標データ生成部３３で得られる座標データが相対座標データに変換されて、表示画面に表示されている図形などが移動する。操作面１６上で指を止めてそのまま操作面１６を押すと、移動データ生成部３５で得られる移動データに基づいて、前記図形などが画面の奥方向へ移動する。操作面１６を押す押圧力Ｆを変化させることで、図形などの奥方向への移動速度が変化する。
【００６９】
または、操作面１６に軽く触れた指を動かしたときは、座標データ生成部３３で得られる座標データが相対座標データに変換されて、表示画面に表示されている図形などが移動する。操作面１６上で指を止めてそのまま操作面１６を押すと、移動データ生成部３５で得られる移動データに基づいて、前記図形などの表示が指で押している方向に向けて回転する。操作面１６を押す押圧力Ｆを変化させることで、図形などの回転速度が変化する。
【符号の説明】
【００７０】
１ 入力装置
２ 支持台
３ 支柱
４ 操作体
５ センサー基板
５ａ 枠部
７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ 変形部
１０ 静電センサー
１１ 樹脂シート
１２ Ｘ電極
１３ Ｙ電極
１５ 表面部材
１６ 操作面
１６ａ 縁部
１６ｂ 中央部
２０ 歪みセンサー
３１ 駆動回路
３２ 静電検知部
３３ 座標データ生成部
３４ 歪み検知部
３５ 移動データ生成部
３６ 切替え部
３７ データフォーマット変換部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電センサーと歪みセンサーとを組み合わせて、同じ操作体を指で操作したときに、複数段階の移動情報などの多様な入力信号を生成できる入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１には、ジョイスティックと称される歪みセンサーを使用した入力装置が開示されている。
【０００３】
この入力装置は、キーボード装置において上向きに突出するスティック状の操作体と、操作体を倒れる方向へ押したときに変形する変形部と、変形部の歪みを検知する歪みセンサーとが設けられている。操作体が倒れる向きに押圧されると、歪みセンサーの検知出力によって、操作体に対する押圧力の作用方向と押圧力の大きさの変化が検知される。
【０００４】
この入力装置は、操作体を押す押圧力の向きとその大きさを変化させることで、表示画面の表示内容を移動させるための移動方向の情報と移動量の情報の２種類の情報を与えることができる。しかし指の操作によって複数段階の移動情報を与えることはできない。
【０００５】
特許文献２には、キーボード装置を構成する複数のキーのうちのＦの文字を入力するキーに歪みセンサーが組み合わされて、前記キーがいわゆるジョイスティックとしての機能を発揮する入力装置が開示されている。
【０００６】
特許文献２に記載された入力装置は、Ｆの文字が表示されたキーを指で押して操作したときの検知動作が特許文献１に記載されたジョイスティックと同じであり、移動方向の情報と移動量の情報の２種類の情報しか与えることができない。
【０００７】
特許文献３には、キーボード装置を構成する複数のキートップのうちのいずれかのキートップにタッチパッドが搭載され、このキートップの表面に指を触れることで、表示画面に表示されたカーソルの移動情報などを与えることができる入力装置が開示されている。
【０００８】
しかし、この入力装置も、キートップの表面で指を動かすことで、１種類の位置情報を与えることができるのみであり、複数段階の移動情報を与えることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２５０７０４号公報
【特許文献２】米国特許明細書４，６８０，５７７号
【特許文献３】特表２００８−５３３５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、操作面を操作したときに、同じ指の操作によって複数段階の座標情報や移動情報を与えることができ、１つの操作体によって多様な入力操作を行うことができる入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の入力装置は、支持台と、前記支持台から延びる支柱に中心部が支持された操作体と、前記操作体の表面に形成された操作面と、前記操作体に設けられて前記操作面で指が触れた位置を検知する静電センサーと、前記操作面に与えられた押圧力の向きおよびその大きさを検知する歪みセンサーとを有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明は、前記操作面が円形、楕円形、または長円形であることが好ましい。この場合に、操作面の直径は３０ｍｍ以下が好ましく、２５ｍｍ以下がさらに好ましい。
【００１３】
本発明の入力装置は、操作面に指を触れて指を移動させると、静電センサーの検知出力から操作面での指の接触位置を示す座標情報が得られ、この座標情報から操作面で指を移動させたときの移動方向の情報および移動量の情報を生成することができる。さらに、操作面を指で押すと、押した方向とその大きさが歪みセンサーで検知されて、操作方向の情報と操作力の情報を得ることができ、操作力の情報を移動量の情報に変換することができる。このように、同じ操作面に触れた指の動作を変えることで、複数種類の情報を入力でき、特に位置情報および移動情報を複数段で変化する情報として与えることが可能になる。
【００１４】
本発明は、前記操作面は中央部に対して縁部が隆起した形状であるものが好ましい。さらに、前記操作面は凹曲面形状であることが好ましい。
【００１５】
上記のように、円形、楕円形または長円形の操作面の縁部を隆起させることで、操作面を指で押したときに押圧力を作用させやすくなる。
【００１６】
本発明は、前記操作体に、前記操作面に押圧力が与えられたときに変形する変形部が設けられ、複数の前記変形部に前記歪みセンサーが取り付けられているものとして構成できる。
【００１７】
操作体に静電センサーと歪みセンサーを搭載することで、それぞれのセンサーから外部に引き出す配線を集約化できる。また支持台と支柱には何らセンサーが取り付けられないため、支持台が小型で支柱が短くて済み、小型で薄型化しやすくなる。なお、本発明では、変形部と歪みセンサーが支持台に設けられていてもよいし、歪みセンサーが支柱に設けられてもよい。
【００１８】
本発明は、前記静電センサーからの検知出力に基づいて、前記操作面に指が触れた位置を示す座標データを生成する座標データ生成部と、前記歪みセンサーからの検知出力に基づいて、前記操作面に与えられた押圧力の向きおよび大小に応じた移動データを生成する移動データ生成部とが設けられているものである。
【００１９】
また、本発明は、前記座標データと前記移送データの少なくとも一方の情報を含んでフォーマットされたデータを生成するデータフォーマット変換部が設けられているものである。
【００２０】
上記構成では、フォーマットされた前記データによって、前記操作面上で指が移動したときと、前記操作面が押されたときとで、異なる操作情報を与えることができる。その結果、表示装置に表示される画面の動作を段階的に変化させることなどが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の入力装置は、操作面に指を触れて移動させ、さらに操作面を押すことで、静電センサーと歪みセンサーのそれぞれから検出出力を得ることができる。その結果、例えば操作面で指を移動させさらに指で操作面を押したときに、移動情報を複段の情報として与えることができ、表示画面の表示内容に異なる変化を与えるなど、多様な入力が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態の入力装置を示す分解斜視図、
【図２】図１に示す入力装置の縦断面図、
【図３】静電センサーの構造を示す説明図、
【図４】歪みセンサーの構造を示す説明図、
【図５】歪みセンサーの動作説明図、
【図６】本発明の他の実施の形態の入力装置を示す縦断面図、
【図７】入力装置の回路ブロック図、
【図８】入力装置の動作の一例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１と図２に示す入力装置１は、支持台２と支柱３および操作体４とを有している。操作体４は、センサー基板５とその上に重ねられた表面部材１５とを有し、表面部材１５の下面に静電センサー１０が取り付けられている。センサー基板５と表面部材１５および静電センサー１０の平面形状は円形である。ただし、これらは長円形状や楕円形状であってもよい。
【００２４】
図３に示すように、静電センサー１０は、絶縁層となる円形の薄い樹脂シート１１を有している。樹脂シート１１の一方の表面に、複数のＸ電極１２が互いに一定の間隔を空けて平行に設けられ、他方の表面に、複数のＹ電極１３が互いに一定の間隔を空けて平行に設けられている。Ｘ電極１２とＹ電極１３は互いに直交する向きに配置されている。
【００２５】
支持台２と支柱３およびセンサー基板５は、合成樹脂材料で一体に形成されている。または、センサー基板５と支柱３が合成樹脂材料で一体に形成されており、支柱３の下端部が支持台２に固定されていてもよい。
【００２６】
図１、図２、図４に示すように、センサー基板５には、円形の周縁部から上向きの突出する枠部５ａと、枠部５ａで囲まれた領域でその表面が枠部５ａより一段低い位置にある薄肉部５ｂとが一体に形成されている。薄肉部５ｂの４箇所に上下に貫通する穴部６が形成されている。薄肉部５ｂには、穴部６，６で挟まれてＸ１側に位置するＸ１変形部７ａとＸ２側に位置するＸ２変形部７ｂとが形成されている。また、穴部６，６で挟まれてＹ１側に位置するＹ１変形部８ａとＹ２側に位置するＹ２変形部８ｂとが形成されている。
【００２７】
薄肉部５ｂに歪みセンサー２０が搭載されている。歪みセンサー２０は、Ｘ１変形部７ａに取り付けられたＸ１歪みセンサー２１ａと、Ｘ２変形部７ｂに取り付けられたＸ２歪みセンサー２１ｂ、およびＹ１変形部８ａに取り付けられたＹ１歪みセンサー２２ａと、Ｙ２変形部８ｂに取り付けられたＹ２歪みセンサー２２ｂとで構成されている。
【００２８】
それぞれの歪みセンサー２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、薄い抵抗体で形成されて、それぞれの変形部７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂの表面に伸び歪みが発生すると抵抗値が増加し、前記表面に圧縮歪みが発生すると抵抗値が低下する。なお、歪みセンサー２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂとして、圧電素子やその他の外力を電気信号に変換できる素子を使用してもよい。
【００２９】
操作体４を構成している前記表面部材１５は、その下面に静電センサー１０が固定されて、センサー基板５の枠部５ａの表面に固定されている。表面部材１５と静電センサー１０および枠部５ａは、接着剤により互いに固定されている。
【００３０】
表面部材１５の表面が操作面１６となっている。図１と図２に示すように、操作面１６は、円形の縁部１６ａが上方に向けて隆起し、中央部１６ｂが窪んだ形状であり、操作面１６は凹曲面形状である。
【００３１】
操作面１６の平面形状は、円形、楕円形、または長円形であり、その直径の最大値は３０ｍｍ程度以下または２５ｍｍ程度以下である。
【００３２】
図１と図２に示すように、操作面１６は縁部１６ａが隆起した形状であるため、操作面１６に触れている指をＸ方向やＹ方向へ移動させたときに、指が縁部１６ａに近づいていることを認識しやすく、また指で縁部１６ａを押したときに、その押圧力によってセンサー基板５を図５に示す状態に変形させやすい。特に、操作面１６が凹球面であると、指を操作面の中央部１６ｂから縁部１６ａに向けて移動させるにしたがって、凹球面の傾斜によって、センサー基板５に傾き力を作用させやすくなる。
【００３３】
ただし、図６に示す他の実施の形態の操作装置１Ａのように、表面部材１５Ａの操作面１６Ａの縁部１６ａを上方に向けて隆起させ、中央部１６ｂを平坦な形状としたものであってもよい。この場合も、操作面１６Ａの中央部１６ｂに触れた指を縁部１６ａに向けて動かすと、指が縁部１６ａに至ったことを感触で理解しやすくなり、さらに、縁部１６ａを押すことで、センサー基板５を傾く状態に変形させやすくなる。
【００３４】
入力装置１は、操作体４に静電センサー１０と歪みセンサー２０が搭載されているので、ＩＣも操作体４に搭載して、静電センサー１０と歪みセンサー２０を前記ＩＣに接続することが好ましい。この構成にすると、静電センサー１０と歪みセンサー２０の双方から支持台２に向けて配線を延ばすことが不要になり、配線はＩＣからのみ引き出せばよくなる。
【００３５】
図７は、前記ＩＣの内部に構成される回路の概略構成を示している。
図７に示すように、ＩＣの内部に静電センサー１０を駆動する駆動回路３１と、静電センサー１０から検知出力を得る静電検知部３２が設けられている。
【００３６】
静電センサー１０が駆動されるときは、駆動回路３１によって、複数のＸ電極１２に矩形波の電圧が順番に印加され、このとき複数のＹ電極１３の全てが検知電極とされて、その出力が静電検知部３２で検知される。複数のＸ電極１２に電圧が印加された後に、複数のＹ電極１３に矩形波の電圧が順番に与えられ、このとき複数のＸ電極１２の全てが検知電極とされて、その出力が静電検知部３２で検知される。
【００３７】
それぞれのＸ電極１２とそれぞれのＹ電極１３との間に、電極間の対向面積と樹脂シート１１の誘電率とで決まる静電容量が形成されている。いずれかのＸ電極１２に矩形波の電圧が印加されると、その立ち上がりと立ち下がりのタイミングで、Ｙ電極１３に瞬時に電流が流れる。操作面１６に指が接近していないときは、どのＸ電極１２に電圧が印加されても、複数のＹ電極１３に流れる電流の合計値は変化せずほぼ一定である。
【００３８】
操作面１６に指が触れると、その指に接近しているＸ電極１２に電圧が印加されたときに、ほぼ接地電位である指に多くの電流が流れるために、Ｙ電極１３に流れる電流値の合計値が低下して、静電検知部３２で得られる検知出力が低下する。静電検知部３２の検知出力は座標データ生成部３３に送られ、座標データ生成部３３では、どのＸ電極１２に電圧が印加されているかの情報とそのときにＹ電極１３から検知された電流値とから、操作面１６において指の中心が接触している位置のＸ方向の座標位置が検知される。
【００３９】
同様にして、Ｙ電極１３に順番に電圧が与えられているときに、どのＹ電極１３に電圧が印加されているかの情報と、静電検知部３２で検知される複数のＸ電極１２に流れる電流の合計値に基づき、座標データ生成部３３において、操作面１６において指の中心が接触している位置のＹ方向の座標位置が検知される。
【００４０】
座標データ生成部３３では、検知されたＸ方向の座標位置とＹ方向の座標位置に基づいて、操作面１６に触れている指の接触中心位置を示すＸ−Ｙ座標データが生成される。
【００４１】
図７に示すように、歪みセンサー２０は、Ｘ１歪みセンサー２１ａとＸ２歪みセンサー２１ｂとが直列に接続されて、この直列回路の一方の端部に電源電圧Ｖｃｃが印加され、他方の端部が接地されている。同様に、Ｙ１歪みセンサー２２ａとＹ２歪みセンサー２２ｂとが直列に接続されて、この直列回路の一方の端部に電源電圧Ｖｃｃが印加され、他方の端部が接地されている。
【００４２】
そして、Ｘ１歪みセンサー２１ａとＸ２歪みセンサー２１ｂの中点の電位と、Ｙ１歪みセンサ２２ａとＹ２歪みセンサ２２ｂの中点の電位が、歪み検知部３４で検知される。
【００４３】
表面部材１５の操作面１６に触れている指の中心をＸ１方向へ移動させ、さらに支持台２に向けて押し込むと、表面部材１５の下に接合されているセンサー基板５が、図５において模式的に示す状態に変形する。
【００４４】
このとき、センサー基板５のＸ１変形部７ａの表面に伸び歪みが発生し、Ｘ２変形部７ｂの表面に圧縮歪みが発生する。よって、Ｘ１歪みセンサー２１ａの抵抗値が上がり、Ｘ２歪みセンサー２１ｂの抵抗値が下がり、Ｘ１歪みセンサー２１ａとＸ２歪みセンサー２１ｂの中点の電位が降下する。その降下量は、センサー基板５に作用する押圧力Ｆの大きさに関係する。同様に、操作面１６がＹ１方向またはＹ２方向へ押されると、Ｙ１歪みセンサ２２ａとＹ２歪みセンサ２２ｂの中点の電位が変化する。
【００４５】
歪み検知部３４において、それぞれの中点の電位を検知することで、操作面１６がどの向きに押されたかを検知でき、そのときの押圧力Ｆの大きさの変化も検知することができる。歪み検知部３４で検知される押圧力Ｆの向きおよびその大きさに基づいて、移動データ生成部３５において移動データが生成される。この移動データには、指で押されている方向の情報と、押圧力Ｆの大小の変化を移動量に変換した情報とが含まれる。
【００４６】
図１と図２に示すように、操作面１６は縁部１６ａが隆起した形状であるため、操作面１６に触れている指をＸ１方向へ移動させたときに、指が縁部１６ａに近づいていることを認識しやすく、また指で縁部１６ａを押したときに、その押圧力によってセンサー基板５を図５に示す向きに変形させやすい。特に、操作面１６が凹球面であると、指を操作面の中央部１６ｂから縁部１６ａに向けて移動させるにしたがって、凹球面の傾斜によって、センサー基板５に傾き力を作用させやすくなる。
【００４７】
図７に示すように、座標データ生成部３３で生成された座標データと、移動データ生成部３５で生成された移動データは、切替え部３６で一定の時間周期で交互に切り替えられて、データフォーマット変換部３７に与えられる。データフォーマット変換部３７では、座標データと移動データの少なくとも一方を含む所定のフォーマットの入力データが生成され、インターフェース３８を介して、オペレーティングシステム（ＯＳ）３９に与えられる。
【００４８】
座標データ生成部３３から得られる座標データは、操作面１６に触れた指の中心をＸ−Ｙ座標上の位置として示す絶対座標データである。データフォーマット変換部３７において、前記絶対座標データを含むフォーマットの入力データに変換されてもよいし、前記絶対座標データに基づいて、操作面１６に触れた指の移動方向と移動量（移動距離）を示す相対座標データが生成され、この相対座標データを含むフォーマットの入力データに変換されてもよい。
【００４９】
移動データ生成部３５から得られる移動データは、操作面１６が押された向きである移動方向の情報と、操作面１６に作用する押圧力Ｆの大小に対応した移動量（移動距離）の情報を示す相対座標データであり、データフォーマット変換部３７では、この相対座標データを含むフォーマットの入力データが変換される。
【００５０】
座標データ生成部３３、移動データ生成部３５、切替え部３６およびデータフォーマット変換部３７は、ソフトウエアによって実行させることが可能である。例えば、パーソナルコンピュータにインストールされるドライバーソフトの一部において、前記各部の制御動作が実行される。なお、図７に示す制御回路によって、パーソナルコンピュータ以外の、例えばＴＶ受像機や携帯用機器などが制御されてもよい。
【００５１】
図７に示すように、この入力装置１が搭載されるパーソナルコンピュータやその他の機器には、オペレーティングシステム（ＯＳ）３９で制御される表示装置４０が設けられており、表示装置４０の画面の表示内容が、入力装置１の入力操作に応じて動作させられる。
【００５２】
この入力装置１は、その操作内容の種別に応じて、データフォーマット変換部３７において以下のように入力データが変換される。
【００５３】
第１の操作は、入力装置の操作面１６に軽く接触させた指を動かして入力操作を行い、操作面１６にほとんど押圧力を作用させない使用方法である。第１の操作が行われているとき、データフォーマット変換部３７では、移動データ生成部３５からのデータが無視され、座標データ生成部３３から得られる座標データに基づいて、絶対座標データまたは相対座標データを含むフォーマットの入力データが変換される。
【００５４】
第２の操作は、操作面１６の縁部１６ａ付近に指の中心をおいて、操作面１６をいずれかの方向へ押圧する使用方法である。第２の操作が行われているとき、データフォーマット変換部３７では、座標データ生成部３３からのデータが無視され、移動データ生成部３５から得られる移動データに基づいて、相対座標データを含むフォーマットの入力データが変換される。
【００５５】
第３の操作は、操作面１６に触れた指をいずれかの方向へ移動させ、操作面１６の縁部１６ａ付近に指の中心が至った後に、操作面１６の縁部１６ａを押圧する使用方法である。第３の操作が行われているとき、データフォーマット変換部３７では、座標データ生成部３３から得られる座標データと、移動データ生成部３５から得られる移動データの双方を使用して入力データが変換される。
【００５６】
図８のフローチャートは、データフォーマット変換部３７において入力データの変換を行う際の動作の流れを示している。
【００５７】
ＳＴ１（ステップ１）では、切替え部３６で交互に切替えられる座標データ生成部３３と移動データ生成部３５からのデータを監視する。座標データ生成部３３と移動データ生成部３５の少なくとも一方からデータが得られたときは、ＳＴ２に移行し、ＳＴ２において、座標データ生成部３３と移動データ生成部３５の双方からのデータが変化しているか否かを判断する。いずれか一方からのデータのみが変化していると判断したときはＳＴ３に移行する。
【００５８】
ＳＴ３において、座標データ生成部３３から得られる座標データの変化量が所定値を超えているときは、前記第１の操作が行われていると判断してＳＴ４に移行し、データフォーマット変換部３７において、静電センサー１０からの座標データを含む入力データが生成される。ＳＴ３において、移動データ生成部３５から得られる移動データが所定量以上の変化を示しているときは、前記第２の操作が行われていると判断し、ＳＴ５に移行して、データフォーマット変換部３７において、歪みセンサー２０からの移動データを含む入力データに変換される。
【００５９】
ＳＴ２において、座標データ生成部３３から得られる座標データと、移動データ生成部３５から得られる移動データの双方が所定量以上の変化を示しているときは、前記第３の操作が行われていると判断し、ＳＴ６に移行し、データフォーマット変換部３７において、静電センサー１０からの座標データと歪みセンサー２０からの移動データの双方を含む入力データに変換される。
【００６０】
なお、オペレーティングシステム（ＯＳ）からの指令、あるいはそのときに起動しているソフトウエアの要求によって、座標データ生成部３３のみからの座標データを取り出し、または移動データ生成部３５のみからの移動データを取り出し、あるいは座標データ生成部３３と移動データ生成部３５の双方からのデータを取り出すように切り替えることもできる。
【００６１】
第１の操作、第２の操作、第３の操作に基づいて変換される入力データは、いずれの場合も、データフォーマット変換部３７から共通のラインを通じてオペレーティングシステム（ＯＳ）３９に与えられる。前記いずれかの使用方法により入力データがオペレーティングシステム（ＯＳ）３９に与えられると、そのときに起動しているソフトウエアのプログラムに応じて、表示装置４０の画面表示が変化させられる。
【００６２】
第１の操作が行われるときは、静電センサー１０から得られる座標データがオペレーティングシステム（ＯＳ）３９に与えられる。このときの、表示装置４０の画面表示の変化は、画面に表示されているカーソルが、操作面１６に触れた指の移動方向に対応する方向へ移動させられる。
【００６３】
第２の操作が行われるときは、歪みセンサー２０の移動データがオペレーティングシステム（ＯＳ）３９に与えられる。このときの、表示装置４０の画面表示の変化は、第１の使用方法と同じであり、画面に表示されているカーソルが、操作面１６を押している方向に対応する向きに移動させられる。
【００６４】
第１の操作または第２の操作が行われるときは、単純な座標の移動データによって、表示画面に表示されているカーソルがいずれかの方向へ移動させられるだけである。これに対し、第３の操作では、静電センサー１０と歪みセンサー２０の双方から得られる２種類の座標データや移動データが使用されるため、表示画面の表示内容を複数段階に多様に変化させることが可能になる。
【００６５】
例えば、操作面１６上に触れた指を動かしたときに、座標データ生成部３３で得られる座標データが相対座標データに変換され、この相対座標データを含む入力データに基づいて、表示画面のカーソル表示（ポインタ表示）が指の移動方向へ向けて微小距離だけ移動する。さらに、指で操作面１６が押されると、移動データ生成部３５から得られる相対座標データである移動データを含む入力データに基づいて、カーソルが長い距離移動させられ、このときの移動距離が、操作面１６に与えられた押圧力Ｆの大きさに比例して変化させられる。
【００６６】
上記動作を組み合わせると、操作面１６を押してカーソル表示を長い距離移動させ、その後に操作面１６に軽く触れた指を動かすことで、長く移動した後のカーソル表示を短い距離だけ微細に動かすことができる。
【００６７】
または、操作面１６に軽く触れた指を動かしたときは、座標データ生成部３３で得られる座標データが相対座標データに変換されて、表示画面のカーソル表示が指の移動方向に向けて移動する。操作面１６が指で押されると、移動データ生成部３５で得られる移動データに基づいて、指を押している方向へ画面全体が移動する。あるいは画面の表示内容が指による押圧方向へ向けてスクロールする。または画面に表示されているページが指による押圧方向へ向けて次々に移動する。操作面１６を押す押圧力Ｆを変化させることで、これらの表示の移動速度が変化する。
【００６８】
あるいは、操作面１６に軽く触れた指を動かしたときは、座標データ生成部３３で得られる座標データが相対座標データに変換されて、表示画面に表示されている図形などが移動する。操作面１６上で指を止めてそのまま操作面１６を押すと、移動データ生成部３５で得られる移動データに基づいて、前記図形などが画面の奥方向へ移動する。操作面１６を押す押圧力Ｆを変化させることで、図形などの奥方向への移動速度が変化する。
【００６９】
または、操作面１６に軽く触れた指を動かしたときは、座標データ生成部３３で得られる座標データが相対座標データに変換されて、表示画面に表示されている図形などが移動する。操作面１６上で指を止めてそのまま操作面１６を押すと、移動データ生成部３５で得られる移動データに基づいて、前記図形などの表示が指で押している方向に向けて回転する。操作面１６を押す押圧力Ｆを変化させることで、図形などの回転速度が変化する。
【符号の説明】
【００７０】
１ 入力装置
２ 支持台
３ 支柱
４ 操作体
５ センサー基板
５ａ 枠部
７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ 変形部
１０ 静電センサー
１１ 樹脂シート
１２ Ｘ電極
１３ Ｙ電極
１５ 表面部材
１６ 操作面
１６ａ 縁部
１６ｂ 中央部
２０ 歪みセンサー
３１ 駆動回路
３２ 静電検知部
３３ 座標データ生成部
３４ 歪み検知部
３５ 移動データ生成部
３６ 切替え部
３７ データフォーマット変換部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持台と、前記支持台から延びる支柱に中心部が支持された操作体と、前記操作体の表面に形成された操作面と、前記操作体に設けられて前記操作面で指が触れた位置を検知する静電センサーと、前記操作面に与えられた押圧力の向きおよびその大きさを検知する歪みセンサーとを有することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記操作面は円形、楕円形、または長円形である請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記操作面は中央部に対して縁部が隆起した形状である請求項２記載の入力装置。
【請求項４】
前記操作面は凹曲面形状である請求項３記載の入力装置。
【請求項５】
前記操作体に、前記操作面に押圧力が与えられたときに変形する変形部が設けられ、複数の前記変形部に前記歪みセンサーが取り付けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項６】
前記静電センサーからの検知出力に基づいて、前記操作面に指が触れた位置を示す座標データを生成する座標データ生成部と、前記歪みセンサーからの検知出力に基づいて、前記操作面に与えられた押圧力の向きおよび大小に応じた移動データを生成する移動データ生成部とが設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の入力装置。
【請求項７】
前記座標データと前記移送データの少なくとも一方の情報を含んでフォーマットされたデータを生成するデータフォーマット変換部が設けられている請求項６記載の入力装置。
【請求項８】
フォーマットされた前記データによって、前記操作面上で指が移動したときと、前記操作面が押されたときとで、異なる操作情報を与える請求項７記載の入力装置。
【請求項１】
支持台と、前記支持台から延びる支柱に中心部が支持された操作体と、前記操作体の表面に形成された操作面と、前記操作体に設けられて前記操作面で指が触れた位置を検知する静電センサーと、前記操作面に与えられた押圧力の向きおよびその大きさを検知する歪みセンサーとを有することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記操作面は円形、楕円形、または長円形である請求項１記載の入力装置。
【請求項３】
前記操作面は中央部に対して縁部が隆起した形状である請求項２記載の入力装置。
【請求項４】
前記操作面は凹曲面形状である請求項３記載の入力装置。
【請求項５】
前記操作体に、前記操作面に押圧力が与えられたときに変形する変形部が設けられ、複数の前記変形部に前記歪みセンサーが取り付けられている請求項１ないし４のいずれかに記載の入力装置。
【請求項６】
前記静電センサーからの検知出力に基づいて、前記操作面に指が触れた位置を示す座標データを生成する座標データ生成部と、前記歪みセンサーからの検知出力に基づいて、前記操作面に与えられた押圧力の向きおよび大小に応じた移動データを生成する移動データ生成部とが設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の入力装置。
【請求項７】
前記座標データと前記移送データの少なくとも一方の情報を含んでフォーマットされたデータを生成するデータフォーマット変換部が設けられている請求項６記載の入力装置。
【請求項８】
フォーマットされた前記データによって、前記操作面上で指が移動したときと、前記操作面が押されたときとで、異なる操作情報を与える請求項７記載の入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１３３６０５（Ｐ２０１２−１３３６０５Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８５２８９（Ｐ２０１０−２８５２８９）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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