特許 6610813 静電容量式タッチパネルの補助入力具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6610813

(24)【登録日】2019年11月8日

(45)【発行日】2019年11月27日

(54)【発明の名称】静電容量式タッチパネルの補助入力具

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20191118BHJP

   G06F 3/03 20060101ALI20191118BHJP

   G06F 3/0362 20130101ALI20191118BHJP

   G06F 3/044 20060101ALI20191118BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041

   G06F3/03 400F

   G06F3/0362 461

   G06F3/044 Z

   G06F3/041 590

【請求項の数】12

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2019-17626(P2019-17626)

(22)【出願日】2019年2月4日

【審査請求日】2019年6月10日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000102500

【氏名又は名称】ＳＭＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095636

【弁理士】

【氏名又は名称】早崎 修

(72)【発明者】

【氏名】岡村 量

【審査官】 滝谷 亮一

(56)【参考文献】

【文献】 特許第６３９１８９３（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１３−１７８６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１６６７９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１７４０９２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−３５７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１８／１０９８３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／１７０９０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／００２２０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１８／０２８４９７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００４２００４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０３

Ｇ０６Ｆ ３／０３６２

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

静電容量式タッチパネルの検出面上に移動自在に配置される絶縁性ノブと、
前記ノブに取り付けられる入力操作電極とを備え、
前記入力操作電極に対向する前記検出面の位置で静電容量が変化することから、前記静電容量式タッチパネルが、検出面上を移動させる前記ノブの入力操作を検出する静電容量式タッチパネルの補助入力具であって、
前記入力操作電極は、静電容量式タッチパネルにより検出可能なスリットで隔てられた第１分電極と第２分電極を有し、
第１分電極と第２分電極の中心位置間の距離は、前記検出面にマルチタッチする２本以上の入力操作体の各中心位置間の距離より充分に短いことを特徴とする静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【請求項2】

前記入力操作電極は、静電容量式タッチパネルにより検出可能な１又は２以上の前記スリットにより隔てられた複数の分電極を有し、
複数の補助入力具の各補助入力具の前記入力操作電極に形成される前記スリットの数が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【請求項3】

複数の補助入力具の各補助入力具の第１分電極と第２分電極をそれぞれ前記検出面へ投影した投影面積若しくは投影形状の組み合わせが互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【請求項4】

複数の補助入力具の各補助入力具の第１分電極と第２分電極を隔てる前記スリットの幅が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【請求項5】

前記入力操作電極に電気接続するタッチ電極が、前記ノブの外周面に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【請求項6】

前記ノブに取り付けられる１又は２以上のノブ位置電極を更に備え、
複数の補助入力具の各補助入力具の前記入力操作電極と前記１又は２以上のノブ位置電極の前記ノブに取り付けられる相対取付位置の組み合わせが互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【請求項7】

前記１又は２以上のノブ位置電極は、前記入力操作電極と前記１又は２以上のノブ位置電極の相対取付位置から、前記静電容量式タッチパネルが前記ノブの中心位置を検出可能とする前記ノブの位置に取り付けられていることを特徴とする請求項６に記載の静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【請求項8】

前記ノブ位置電極に電気接続するタッチ電極が、前記ノブの外周面に取り付けられていることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【請求項9】

前記ノブは、前記静電容量式タッチパネルに積層された表示手段の表示を目視可能な円筒形であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【請求項10】

静電容量式タッチパネルの検出面上に配置され、前記ノブを前記検出面に直交する回転軸周りに回転自在に収容するホルダーを更に備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【請求項11】

前記静電容量式タッチパネルで前記ノブの前記回転軸を検出可能とする２以上のホルダー位置電極が前記ホルダーに取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【請求項12】

前記ノブと前記ホルダーの間に、回転軸周りに回転する前記ノブを所定回転角度毎に位置決めする節度機構が設けられていることを特徴とする請求項１０又は請求項１１のいずれか１項に記載の静電容量式タッチパネルの補助入力具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静電容量式タッチパネルの検出面上に配置され、検出面に沿ってノブを移動操作することにより静電容量式タッチパネルへ入力操作を行う静電容量式タッチパネルの補助入力具に関し、更に詳しくは、指等の入力操作体による入力操作とノブによる入力操作を判別する静電容量式タッチパネルの補助入力具に関する。

【背景技術】

【0002】

静電容量式タッチパネルは、スタイラスペン、指などの入力操作体が接近する検出電極の浮遊容量（入力操作体と検出電極間の静電容量）が増大することに着目し、静電容量が変化した検出電極の配線位置から静電容量式タッチパネルの検出面上の入力位置を検出するもので、例えば、多数のＸ側検出電極とＹ側検出電極を相互が絶縁して交差するように格子状に配線し、入力操作体を接近させた付近で静電容量が変化するＸ側検出電極とＹ側検出電極の配置位置から入力操作体の検出面上の入力位置（ｘ、ｙ）を検出している。

【0003】

一方、スタイラスペン、指などの入力操作体では、特定の回転軸周りでの回転入力操作を行うことができず、また、入力操作体では得られない入力操作性を得るため、入力操作体に代えて補助入力具を静電容量式タッチパネルの検出面に沿って移動操作する入力操作が特許文献１乃至特許文献４で知られている。

【0004】

補助入力具を用いた場合には、静電容量式タッチパネルにおいて、入力操作体による入力操作と補助入力具による入力操作のいずれも検出可能であるので、補助入力具を入力操作する指や手の一部が静電容量式タッチパネルの検出面に接近しても入力操作体による入力操作と誤検出する場合があり、両者の入力操作を判別する必要が生じた。そこで、特許文献１に記載の補助入力具は、補助入力具を、静電容量式タッチパネルにおいて３点以上のタッチ位置を頂点とする特有の検出パターンが検出される構造とし、入力操作体による入力操作と補助入力具による入力操作とを判別可能としている。

【0005】

以下、この従来の静電容量式タッチパネルの補助入力具１００を、図１４と図１５を用いて説明する。図１４（ａ）は、補助入力具に相当する操作デバイス１００の斜視図であり、導電性の側板部１０１ａと絶縁樹脂製の底板部１０１ｂとからなる円筒枡形のケース１０１と、底板部１０１ｂ上に立設された３本の導体支柱１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃとから構成されている。３本の導体支柱１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃは、円形の底板部１０１ｂの中心周りの同心円上に１２０度間隔で底板部１０１ｂに取り付けられているので、同図（ｂ）に示すように、３本の導体支柱１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ間の間隔は等しく、各体支柱１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの位置を頂点とする正三角形が形成される。

【0006】

操作デバイス１００は、底板部１０１ｂを静電容量式タッチパネル（以下、単にタッチパネルという）１１０の検出面１１０ａ上に配置され、検出面１１０ａの平面上を移動操作してタッチパネル１１０への入力操作を行うもので、検出面１１０ａと導体支柱１０２の間に介在するケース１０１の底板部１０１ｂは、図１４（ｃ）に示すように、タッチパネル１１０において導体支柱１０２による静電容量の変化を検出可能な程度に充分に薄い構造となっている。

【0007】

操作者の電位は、一般に接地電位であるので、操作デバイス１００で入力操作する際に、操作者の指が３本の導体支柱１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに触れると、検出面１１０ａの導体支柱１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃが配置された位置での静電容量が変化し、図１５に示すように、タッチパネル１１０は、検出面１１０ａの各導体支柱１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの位置をそれぞれタッチ点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３として検出する。また、操作デバイス１００を用いずに、操作者が指（入力操作体）を直接、検出面１１０ａに接近させて入力操作すると、同様にその２本の指の各位置での静電容量が変化するので、タッチパネル１１０は、検出面１１０ａの２本の指が接近する位置をタッチ点Ｔ４、Ｔ５として検出する。

【0008】

操作デバイス１００を用いた入力操作において、タッチパネル１１０で検出される３点のタッチ点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を頂点とする形状は、操作デバイス１００に特有の正三角形となるので、３点の各タッチ点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３間の距離が等間隔である場合に、そのタッチ点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の位置を操作デバイス１００の入力位置として検出する。一方、少なくとも２点の他のタッチ点Ｔとの距離が等距離とならないタッチ点Ｔ４やタッチ点Ｔ５は、正三角形の頂点となり得ないので、操作デバイス１００以外の指（入力操作体）の入力位置として検出する。これにより、タッチパネル１１０で検出される全てのタッチ点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５間の距離を比較して、指（入力操作体）による入力操作を判別し、操作デバイス１００による入力操作を検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特許第６３９１８９３号公報

【特許文献2】特許第５７０５７６７号公報

【特許文献3】再公表特許ＷＯ２０１６／１６６７９３号公報

【特許文献4】特許第６４０３９２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

上述の通り、従来の静電容量式タッチパネルの補助入力具１００は、補助入力具１００に特有な形状の各頂点となる３点以上のタッチ点Ｔを検出して補助入力具１００の入力操作を判別するので、静電容量式タッチパネル１１０で検出する少なくとも３点以上の複数のタッチ位置の各タッチ点Ｔ間の距離を算出し、算出した距離をそれぞれ比較して指等の入力操作体と判別する必要があり、補助入力具１００の入力位置の検出が遅れるという問題がある。

【0011】

特に、補助入力具１００の検出面１１０ａ上の移動軌跡から補助入力具１００の入力操作を検出する際には、上述の全てのタッチ点Ｔ間の距離の比較と、補助入力具１００によるものと判別した３点のタッチ点Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の位置から補助入力具１００の入力位置を算定する必要があり、入力位置を検出する一周期の検出時間が長くなるので、各周期毎に検出する補助入力具１００の入力位置の検出精度が粗くなるという問題があった。

【0012】

補助入力具１００を入力操作した新たな移動位置を、検出したタッチ点の位置の近傍と予測すれば、タッチ点Ｔ間の距離の比較を省略して入力位置検出時間を短縮できるが、タッチ点の近傍に補助入力具１００以外の入力操作体によるタッチ点が検出された場合には、これを補助入力具１００のタッチ点と誤認し、補助入力具１００の入力操作と誤検出する。

【0013】

更に、補助入力具１００の入力操作を、指等の入力操作体の入力操作と識別するために、補助入力具１００に、操作者が触れ、かつ底面側に配置される少なくとも３本の導体支柱１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃをケース１０１に取り付ける必要があるので、補助入力具１００の全体の構造が複雑化するものとなっていた。

【0014】

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、静電容量式タッチパネルで検出するタッチ点Ｔ間の距離を比較することなく、短時間に入力操作体と識別して補助入力具の入力操作を検出可能な静電容量式タッチパネルの補助入力具を提供することを目的とする。

【0015】

また、一組の分電極からなる入力操作電極を取り付けるだけの簡単な構成で、静電容量式タッチパネルにおいて入力操作体と識別可能な静電容量式タッチパネルの補助入力具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

上述の目的を達成するため、請求項１の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、静電容量式タッチパネルの検出面上に移動自在に配置される絶縁性ノブと、ノブに取り付けられる入力操作電極とを備え、入力操作電極に対向する検出面の位置で静電容量が変化することから、静電容量式タッチパネルが、検出面上を移動させるノブの入力操作を検出する静電容量式タッチパネルの補助入力具であって、
入力操作電極が、静電容量式タッチパネルにより検出可能なスリットで隔てられた第１分電極と第２分電極を有し、第１分電極と第２分電極の中心位置間の距離は、検出面にマルチタッチする２本以上の入力操作体の各中心位置間の距離より充分に短いことを特徴とする。

【0017】

第１分電極と第２分電極の各中心位置に対向する検出面の位置では、その周辺に比べて静電容量が最も大きく変化し、スリットと対向する検出面の位置では、相対的に静電容量が変化しないので、静電容量式タッチパネルが、静電容量の変化量が少ない検出面上の位置からスリットを検出した場合には、その検出面の位置の両側で、周囲に比べて静電容量が最も大きく変化する検出面上の位置は、第１分電極と第２分電極の各中心位置を表す。

【0018】

静電容量式タッチパネルは、検出した第１分電極と第２分電極の各中心位置間の距離が、マルチタッチする入力操作体の各中心位置間の距離より充分に短い場合には、入力操作体と判別した補助入力具のノブの入力操作を検出する。

【0019】

請求項２の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、静電容量式タッチパネルにより検出可能な１又は２以上のスリットにより隔てられた複数の分電極を有し、複数の補助入力具の各補助入力具の入力操作電極に形成されるスリットの数が互いに異なることを特徴とする。

【0020】

静電容量式タッチパネルは、入力操作電極に対向する検出面上の位置で、静電容量の変化量が少ない位置をもとに検出するスリットの数から、補助入力具を特定できる。

【0021】

請求項３の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、複数の補助入力具の各補助入力具の第１分電極と第２分電極をそれぞれ検出面へ投影した投影面積若しくは投影形状の組み合わせが互いに異なることを特徴とする。

【0022】

第１分電極と第２分電極が対向する検出面の位置では、静電容量が変化するので、静電容量式タッチパネルは、静電容量が変化する検出面上の位置から、第１分電極と第２分電極をそれぞれ検出面へ投影した投影面積若しくは投影形状を検出することができ、第１分電極と第２分電極の検出面に対向する面積若しくは形状の組み合わせから、補助入力具を特定できる。

【0023】

請求項４の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、複数の補助入力具の各補助入力具の第１分電極と第２分電極を隔てるスリットの幅が互いに異なることを特徴とする。

【0024】

第１分電極と第２分電極とを隔てるスリットに対向する検出面の位置では、その周囲の位置に比べて静電容量が変化しないので、静電容量式タッチパネルは、静電容量が相対的に変化しない検出面上の領域から、スリットを検出面へ投影した投影形状を検出することができ、スリットの投影形状の幅から、補助入力具を特定できる。

【0025】

請求項５の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、入力操作電極に電気接続するタッチ電極が、ノブの外周面に取り付けられていることを特徴とする。

【0026】

ノブを摘んで入力操作する操作者の指がタッチ電極に触れ、入力操作電極は操作者の電位となるので、入力操作電極に対向する検出面の位置で静電容量がより大きく変化し、検出面上の入力操作電極の位置を精度よく検出できる。

【0027】

請求項６の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、ノブに取り付けられる１又は２以上のノブ位置電極を更に備え、複数の補助入力具の各補助入力具の入力操作電極と１又は２以上のノブ位置電極のノブに取り付けられる相対取付位置の組み合わせが互いに異なることを特徴とする。

【0028】

静電容量式タッチパネルは、入力操作電極と１又は２以上のノブ位置電極が対向する検出面上の位置で静電容量が変化することから、これらの電極が対向する検出面上の領域を表す電極対向領域を検出し、各電極対向領域の検出面上の相対位置の組み合わせから、補助入力具を特定する。

【0029】

請求項７の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、１又は２以上のノブ位置電極が、入力操作電極と１又は２以上のノブ位置電極の相対取付位置から、静電容量式タッチパネルがノブの中心位置を検出可能とするノブの位置に取り付けられていることを特徴とする。

【0030】

静電容量式タッチパネルは、検出した入力操作電極と１又は２以上のノブ位置電極が対向する検出面上の領域をそれぞれ表す各電極対向領域の位置から、ノブの中心位置を検出できる。

【0031】

請求項８の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、ノブ位置電極に電気接続するタッチ電極が、ノブの外周面に取り付けられていることを特徴とする。

【0032】

ノブを摘んで入力操作する操作者の指がタッチ電極に触れ、ノブ位置電極は操作者の電位となるので、ノブ位置電極に対向する検出面の位置で静電容量がより大きく変化し、検出面上のノブ位置電極の位置を精度よく検出できる。

【0033】

請求項９の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、ノブが、静電容量式タッチパネルに積層された表示手段の表示を目視可能な円筒形であることを特徴とする。

【0034】

静電容量式タッチパネルの検出面上で移動操作する円筒形のノブの内側から表示手段の表示を目視できる。

【0035】

請求項１０の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、静電容量式タッチパネルの検出面上に配置され、ノブを検出面に直交する回転軸周りに回転自在に収容するホルダーを更に備えていることを特徴とする。

【0036】

ノブは、ホルダーによって、検出面に直交する回転軸周りに回転自在に案内される。

【0037】

請求項１１の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、静電容量式タッチパネルでノブの回転軸を検出可能とする２以上のホルダー位置電極がホルダーに取り付けられていることを特徴とする。

【0038】

静電容量式タッチパネルは、２以上のホルダー位置電極の検出面上の領域を表す各電極対向領域の位置から、回転自在に案内するノブの回転軸の位置を検出できる。

【0039】

請求項１２の静電容量式タッチパネルの補助入力具は、ノブとホルダーの間に、回転軸周りに回転するノブを所定回転角度毎に位置決めする節度機構が設けられていることを特徴とする。

【0040】

ノブは、節度機構によって所定回転角度毎に回転方向に仮止めされる。

【発明の効果】

【0041】

請求項１の発明によれば、静電容量式タッチパネルが検出する第１分電極と第２分電極の各中心位置間の距離は、マルチタッチする２本以上の入力操作体の各中心位置間の距離より充分に短いので、静電容量式タッチパネルが静電容量の変化から電極が対向する位置として検出する３カ所以上のタッチ点間の距離を比較することなく、第１分電極と第２分電極の各中心位置間の距離から、入力操作体の入力操作と判別して補助入力具のノブの入力操作を検出できる。その結果、高速に補助入力具の入力位置を検出できる。

【0042】

また、マルチタッチする２本以上の入力操作体の各中心位置間の間隔より充分に狭い間隔のスリットで第１分電極と第２分電極を隔てた入力検出電極をノブに取り付けるだけの簡単な構成で、既存の静電容量式タッチパネルの構造を変えずに、静電容量式タッチパネルにおいて補助入力具の入力操作を判別できる。

【0043】

請求項２の発明によれば、補助入力具毎に入力操作電極に形成するスリットの数を異ならせるだけで、静電容量式タッチパネルは、いずれの補助入力具による入力操作であるかを判別できる。

【0044】

請求項３の発明によれば、補助入力具毎に第１分電極と第２分電極をそれぞれ検出面へ投影した投影面積若しくは投影形状の組み合わせを変えるだけで、静電容量式タッチパネルは、いずれの補助入力具による入力操作であるかを判別できる。

【0045】

請求項４の発明によれば、補助入力具毎に第１分電極と第２分電極を隔てるスリットの幅を変えるだけで、静電容量式タッチパネルは、いずれの補助入力具による入力操作であるかを判別できる。

【0046】

請求項５の発明によれば、入力操作電極を操作者の入力操作で自然に接地電位とすることができ、入力操作電極の検出面の位置で静電容量を大きく変化させ、入力操作電極の位置を精度よく検出できる。

【0047】

請求項６の発明によれば、ノブに取り付けられる補助入力具毎に入力操作電極と１又は２以上のノブ位置電極の相対取付位置の組み合わせを変えるだけで、静電容量式タッチパネルは、いずれの補助入力具による入力操作であるかを判別できる。

【0048】

請求項７の発明によれば、静電容量式タッチパネルは、入力操作電極と１又は２以上のノブ位置電極が対向する検出面上の領域をそれぞれ表す各電極対向領域の相対位置から、入力操作するノブの中心位置を入力位置とすることができる。

【0049】

請求項８の発明によれば、ノブ位置電極を操作者を介して接地電位とすることができ、ノブ位置電極の検出面の位置で静電容量が大きく変化させ、ノブ位置電極の位置を精度よく検出できる。

【0050】

請求項９の発明によれば、円筒形のノブの内側に表示する入力制御の内容を見ながら、操作者はノブを摘まんで検出面上を移動させる入力操作を行うことができる。

【0051】

請求項１０の発明によれば、ノブを検出面上の特定の中心位置周りに回転操作することができ、静電容量式タッチパネルへ回転操作方向や回転操作角度を入力操作できる。

【0052】

請求項１１の発明によれば、静電容量式タッチパネルは、２以上のホルダー位置電極が対向する検出面上の位置を表す各電極対向領域の位置から、ノブの回転中心を検出できるので、ノブの回転中心周りの回転入力操作や、補助入力具を検出面上で移動操作する入力操作を検出できる。

【0053】

請求項１２の発明によれば、回転入力操作したノブの回転位置が外力によって移動しにくい。

【0054】

また、ノブは、節度機構によって所定回転角度毎に位置決めされるので、ノブを回転入力操作する回転操作量を節度機構からノブに伝達される振動の感触から得られる。

【図面の簡単な説明】

【0055】

【図1】本発明の第１実施の形態に係る静電容量式タッチパネルの補助入力具１と、静電容量式タッチパネル５０の検出面５０Ａ上の入力位置の関係を示し、（ａ）は、静電容量式タッチパネル５０の検出面５０Ａ上を移動操作する３種類の補助入力具１Ａ、１Ｂ、１Ｃを、（ｂ）は、３種類の補助入力具１Ａ、１Ｂ、１Ｃについて静電容量式タッチパネル５０が検出した電極対向領域５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃを、それぞれ示す説明図である。

【図2】静電容量式タッチパネルの補助入力具１Ａの（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、底面図、である。

【図3】静電容量式タッチパネルの補助入力具１Ｂの（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、底面図、である。

【図4】静電容量式タッチパネルの補助入力具１Ｃの（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、底面図、である。

【図5】静電容量式タッチパネル５０の検出面５０Ａ上を入力操作する補助入力具１Ａと、マルチタッチする２本の指Ｔ１、Ｔ２を示す説明図である。

【図6】検出面５０Ａ上を補助入力具１Ａで入力操作した場合に、検出面５０Ａ上の検出電極の交点Ｓ（ｍ，ｎ）について静電容量式タッチパネル５０が検出した検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）を示す説明図である。

【図7】検出面５０Ａ上を２本の指Ｔ１、Ｔ２で入力操作した場合に、検出面５０Ａ上の検出電極の交点Ｓ（ｍ，ｎ）について静電容量式タッチパネル５０が検出した検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）を示す説明図である。

【図8】検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）の極大値が検出された検出面５０Ａ上の位置に沿った各位置（ｘ，ｙ）における検出信号レベルＶＳ（ｘ，ｙ）変化を模式的に説明する説明図である。

【図9】本発明の第２実施の形態にかかる静電容量式タッチパネルの補助入力具２０を示す分解斜視図である。

【図10】静電容量式タッチパネル５０上に配置される補助入力具２０の縦断面図である。

【図11】補助入力具２０の底面図である。

【図12】入力操作前の補助入力具２０について静電容量式タッチパネル５０が検出した電極対向領域５１Ａ、５１Ｄ、５１Ｅ１、５１Ｅ２、５１Ｅ３を示す説明図である。

【図13】回転角度θで回転入力操作した補助入力具２０について静電容量式タッチパネル５０が検出した電極対向領域５１Ａ、５１Ｄ、５１Ｅ１、５１Ｅ２、５１Ｅ３を示す説明図である。

【図14】従来の静電容量式タッチパネルの補助入力具１００を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は、底面図、（ｃ）は、縦断面図である。

【図15】静電容量式タッチパネルで従来の補助入力具１００の入力操作とマルチタッチする入力操作体の入力操作を判別する方法を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0056】

以下、本発明の第１実施の形態に係る静電容量式タッチパネルの補助入力具（以下、補助入力具という）１を、図１乃至図８を用いて説明する。図１乃至図４に示すように、補助入力具１は、絶縁性の合成樹脂で円柱形に形成されたノブ２と、第１分電極３と第２分電極４の一組の分電極からなる入力操作電極５と、ノブ２の上端面に取り付けられる導電性金属板からなる円板状のタッチ電極７と、ナット型の第１分電極３と第２分電極４にそれぞれ螺合し、ノブ２とタッチ電極７を共締めして一体化する２本の連結ネジ８，９とから構成されている。しかしながら、ノブ２とタッチ電極７を電気接続する手段として必ずしも連結ネジ８，９を用いなくてもよい。

【0057】

ノブ２の底面には、第１分電極３と第２分電極４を収容する取付凹部が凹設され、従って、連結ネジ８，９が螺合する第１分電極３と第２分電極４は、取付凹部の内方からノブ２の底面側に露出している。入力操作電極５の第１分電極３と第２分電極４の各中心位置間の距離Ｌ_１は、複数の指等の入力操作体を静電容量式タッチパネル（以下、タッチパネルという）５０の検出面５０Ａに同時に触れるマルチタッチにおいて、複数の入力操作体の各中心位置間の想定される最小距離より充分に短い距離とする。ここでは、２本の指を同時に検出面５０Ａに触れるマルチタッチの入力操作において、２本の指の中心位置間の最小距離を１５ｍｍと想定し、図２乃至図４に示す第１分電極３と第２分電極４の各中心位置間の距離Ｌ_１を１０ｍｍとしている。

【0058】

３種類の補助入力具１Ａ、１Ｂ、１Ｃの各第１分電極３と第２分電極４のノブ２の底面に露出する形状の組み合わせは、それぞれ異なり、図２に示す補助入力具１Ａの第１分電極３Ａと第２分電極４Ａは、いずれも小円形と、図３に示す補助入力具１Ｂの第１分電極３Ｂは大円形、第２分電極４Ｂは小円形と、図４に示す補助入力具１Ｃの第１分電極３Ｃは大円形、第２分電極４Ｃは四角形となっている。補助入力具１Ａ、１Ｂ、１Ｃの各第１分電極３と第２分電極４の中心位置間の距離はＬ１と等しいので、第１分電極３と第２分電極４を隔てる入力操作電極５に形成されるスリット１０の幅は、それぞれδ_Ａ、δ_Ｂ、δ_Ｃと互いに異なる幅となっている。

【0059】

導電性の連結ネジ８，９で ノブ２とタッチ電極７を共締めすることによって、入力操作電極５の第１分電極３と第２分電極４は、タッチ電極７に電気接続している。一方、操作者は一般に接地電位にあるので、図１に示すように、補助入力具１Ａ、１Ｂ、１Ｃのノブ２をタッチパネル５０の検出面５０Ａに沿って移動操作する際には、タッチ電極７にノブ２を摘まむ操作者の指が触れ、タッチ電極７に電気接続する第１分電極３と第２分電極４も接地電位となる。その結果、第１分電極３と第２分電極４が接近する検出面５０Ａの位置では、絶縁された第１分電極３と第２分電極４が接近する場合に比べて、より大きく静電容量が変化し、タッチパネル５０においてこれらの電極３、４の位置の検出精度をあげることができる。

【0060】

入力操作電極５の検出面５０Ａ上の位置から補助入力具１の入力位置を検出するタッチパネル５０は、いわゆる相互容量方式で入力操作電極５の位置を検出する静電容量式タッチパネルであり、図５に示すように、絶縁パネルの表面のＸ、Ｙ方向を輪郭とする長方形の検出面５０Ａに沿って、Ｙ方向に６ｍｍの等ピッチでそれぞれＸ方向に配線される１３本の駆動電極ＴＹｎ（ｎは、０〜１２）と、Ｘ方向に６ｍｍの等ピッチでそれぞれＹ方向に配線される１５本の検出電極ＲＸｍ（ｎは、０〜１４）とが、各交点Ｓ（ｍ，ｎ）において互いに絶縁して格子状に配線されている。尚、検出面５０Ａ上のＸ、Ｙ方向の位置（ｘ，ｙ）は、説明の便宜上、検出電極ＲＸｍと駆動電極ＴＹｎの配線位置で表すものとし、例えば交点Ｓ（ｍ，ｎ）は、Ｘ方向にｍ、Ｙ方向にｎの検出面５０Ａ上の位置にあるものとして説明する。

【0061】

各駆動電極ＴＹｎ０〜１２は、各駆動電極ＴＹｎ０〜１２毎に駆動走査され、図示しない検出信号発生回路から、それぞれ異なるタイミングで順次所定電圧の矩形波の信号である駆動信号が出力され、いずれかの駆動電極ＴＹｎから駆動信号が出力されている間に、交差する各検出電極ＲＸ０〜ＲＸ１４が互いに独立して図示しない信号電圧検出回路に接続し、各検出電極ＲＸ０〜ＲＸ１４毎に異なるタイミングで順次検出信号の検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）が検出される。

【0062】

ここで、指等の入力操作体Ｔ１、Ｔ２や補助入力具１の入力操作電極５がタッチパネル５０の検出面５０Ａに触れ、若しくは近接すると、その近傍の駆動電極ＴＹｎと検出電極ＲＸｍの交点Ｓ（ｍ，ｎ）での静電容量（浮遊容量）が増加し、その交点Ｓ（ｍ，ｎ）で交差する駆動電極ＴＹｎから検出電極ＲＸｍに流れる駆動信号の一部が、入力操作体Ｔ１、Ｔ２や補助入力具１の入力操作電極５に流れ、その交点Ｓ（ｍ，ｎ）の検出電極ＲＸｍから検出される検出信号の信号電圧が低下する。

【0063】

本実施の形態では、各交点Ｓ（ｍ，ｎ）について検出される検出信号の検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）を、交点Ｓ（ｍ，ｎ）の近傍に入力操作体や補助入力具１の入力操作電極５が存在していない状態から、交点Ｓ（ｍ，ｎ）に入力操作体や入力操作電極５が接近して検出信号の信号電圧が低下する電圧降下分とし、その電圧降下分である差電圧を数値化して符号を逆転させた数値で表す。説明の便宜上、図６と図７の各交点について検出された検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）は、その交点Ｓ（ｍ，ｎ）の近傍に入力操作体Ｔ１、Ｔ２や補助入力具１の入力操作電極５が存在していない場合に「０」と、交点Ｓ（ｍ，ｎ）上に入力操作体Ｔ１、Ｔ２や入力操作電極５が触れた場合の最大値を「１００」として表している。

【0064】

以下、このタッチパネル５０で補助入力具１のノブ２の入力操作を検出する方法を、タッチパネル５０の検出面５０Ａ上の位置を補助入力具１Ａのノブ２が入力操作した図５に示す場合で説明する。タッチパネル５０は、検出面５０Ａの各交点Ｓ（ｍ，ｎ）で補助入力具１Ａの第１分電極３Ａと第２分電極４Ａが接近することにより変化する検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）を検出する。

【0065】

補助入力具１Ａのノブ２の入力操作であれば、検出面５０Ａの各交点Ｓ（ｍ，ｎ）で検出される検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）は、例えば図６に示す数値となり、この各交点Ｓ（ｍ，ｎ）で検出された検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）の分布から算定する検出面５０Ａ上の各位置（ｘ，ｙ）の検出信号レベルＶＳ（ｘ，ｙ）は、図８に示すように、第１分電極３Ａと第２分電極４Ａの中心位置の近傍でそれぞれ極大値となり、その間の第１分電極３Ａと第２分電極４Ａを隔てるスリット１０の位置で谷となった全体で上向き山なりの曲線で変化する。

【0066】

また、２本の指の入力操作体Ｔ１、Ｔ２によるマルチタッチ入力操作では、検出面５０Ａの各交点Ｓ（ｍ，ｎ）で検出される検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）は、例えば図７に示す数値となり、この各交点Ｓ（ｍ，ｎ）で検出された検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）の分布から算定する検出面５０Ａ上の各位置（ｘ，ｙ）の検出信号レベルＶＳ（ｘ，ｙ）は、図８に示すように、１本目の指Ｔ１と２本目の指Ｔ２の中心位置の近傍でそれぞれ極大値となり、指Ｔ１、Ｔ２の間の位置で谷となった全体で上向き山なりの曲線で変化する。

【0067】

従って、両者の曲線は類似し、タッチパネル５０では、全ての交点Ｓ（ｍ，ｎ）について検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）を検出した時点で、入力操作体Ｔ１、Ｔ２か補助入力具１のノブ２による入力操作かを判別できないので、始めに、全ての交点Ｓ（ｍ，ｎ）について検出される検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）からＸ，Ｙ方向のいずれについても検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）が極大値となる全ての交点Ｓ（ｍ，ｎ）を検出し、各極大値が検出された位置の間で検出される極小値がノイズや検出誤差によるものであるか否かを判定する。すなわち、ノイズや検出誤差による変化分の最大値をノイズ判定閾値Ｔ_Ｎとし、２つの極大値のいずれかとその間の極小値との差分がノイズ判定閾値Ｔ_Ｎ（例えば、図６において「５」）未満であれば、極小値はノイズや検出誤差により検出されたものとして、２つの極大値は、単一の第１分電極３、第２分電極４若しくは入力操作体Ｔ１、Ｔ２から検出されたものと推定し、検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）が低い方の極大値は、極大値としない。一方、ノイズ判定閾値Ｔ_Ｎ以上であれば、２つの極大値の間の極小値は、入力操作電極５のスリット１０若しくはマルチタッチする入力操作体Ｔ１、Ｔ２間の隙間により検出されたものとみなす。

【0068】

例えば、図６に示すように、２つの極大値「６０」「６２」が検出された交点（４，２）、交点（６，２）の間の交点（５，２）で検出された極小値「４５」は、低い側の極大値「６０」とノイズ判定閾値Ｔ_Ｎ「５」以上の差があるので、２つの極大値「６０」「６２」は、独立した第１分電極３と第２分電極４又は入力操作体Ｔ１、Ｔ２が近接することにより検出されたものとみなす。この段階では、２つの極大値「６０」「６２」が、補助入力具１の第１分電極３と第２分電極４により検出されたものなのか、他のマルチタッチする複数の入力操作体Ｔ１、Ｔ２により検出されたものなのかは不明であり、次に、２つの極大値「６０」「６２」が検出された交点（４，２）、交点（６，２）の位置から、それぞれ入力操作の検出面５０Ａ上の中心位置（ｘ，ｙ）を算出して求め、中心位置間の距離からいずれであるかを判定する。

【0069】

第１分電極３と第２分電極４若しくは入力操作体Ｔ１、Ｔ２の各中心位置（ｘ，ｙ）の算出は、極大値が検出された交点（ｍ，ｎ）とその交点（ｍ，ｎ）に隣接する周囲の交点（ｍ，ｎ）から検出された検出電圧レベルＲ（ｍ、ｎ）の加重平均から算出する。例えば、図６の極大値「６０」が検出された交点（４，２）については、その周囲の交点（３−５、１−３）の検出電圧レベルＶＳ（３−５、１−３）の加重平均から極大値「６０」が検出された入力操作の中心位置（ｘ，ｙ）を求める。

【0070】

入力操作のＸ方向の中心位置ｘの検出は、検出電圧レベルＶＳ（３−５、１−３）のＸ方向の加重平均値から求める。すなわち、検出電圧レベルＶＳ（３−５、１−３）の検出電極ＲＸ３〜ＲＸ５毎のＹ方向の検出電圧レベルＶＳ（３−５、１−３）のＳｕｍ（ｘ＝３）「６５」、Ｓｕｍ（ｘ＝４）「１５０」、Ｓｕｍ（ｘ＝５）「１１８」を求め、その総和「３３３」を算出するとともに、各Ｓｕｍ（ｘ＝３−５）に検出電極ＲＸ３〜ＲＸ５の配線位置毎に、Ｘ方向の位置「３−５」を割り当てた重み付けを乗じて、その総和「１３８５」を算出する。この加重平均から算出するＸ方向の中心位置ｘは、「１３８５」／「３３３」の約４．１６となる。

【0071】

また、Ｙ方向の中心位置ｙは、検出電圧レベルＶＳ（３−５、１−３）の駆動電極ＴＹ１〜ＴＹ３毎のＸ方向の検出電圧レベルＶＳ（３−５、１−３）のＳｕｍ（ｙ＝１）「１０４」、Ｓｕｍ（ｙ＝２）「１２７」、Ｓｕｍ（ｙ＝３）「１０２」の総和「３３３」と、各Ｓｕｍ（ｙ＝１−３）に駆動電極ＴＹ１〜ＴＹ３の配線位置毎に、Ｙ方向の位置「１−３」を割り当てた重み付けを乗じて、その総和「６６４」を算出し、加重平均からＹ方向の中心位置ｙは、「６６４」／「３３３」の約２．００となる。従って、図６の極大値「６０」が検出された入力操作の中心位置（ｘ、ｙ）は、（４．１６、２．００）と算定される。

【0072】

同様に、図６の極大値「６２」が検出された入力操作の中心位置（ｘ、ｙ）は、（５．９６、２．０２）と算定され、両者の中心位置間の距離は、約１．８となり、駆動電極ＴＹｎと検出電極ＲＸｍのＸＹ方向の配線ピッチ６ｍｍを考慮すれば、検出面５０Ａ上の実間隔は約１０．８ｍｍであり、２本の指の中心位置間の最小距離１５ｍｍより充分に短いので、２本以上の入力操作体によるマルチタップ入力操作と識別して、補助入力具１のノブ２による入力操作と判定でき、第１分電極３の中心位置（４．１６、２．００）と第２分電極４の中心位置（５．９６、２．０２）から補助入力具１の入力位置（ｘ、ｙ）が検出される。

【0073】

尚、２つの極大値「６０」「６２」が検出された入力操作の中心位置間の検出面５０Ａ上の実間隔は約１０．８ｍｍであり、補助入力具１について設定した第１分電極３と第２分電極４の各中心位置間の距離Ｌ１の１０ｍｍにほぼ一致することから補助入力具１のノブ２による入力操作と判定してもよい。

【0074】

一方、図７に示す２つの極大値「７０」「７５」がそれぞれ検出された交点（６，６）、交点（９，１０）の間の交点（７，８）で検出された極小値「１５」は、極大値とノイズ判定閾値Ｔ_Ｎ「５」以上の差があるので、２つの極大値「７０」「７５」は、独立した第１分電極３と第２分電極４又は入力操作体Ｔ１、Ｔ２が近接することにより検出されたものであり、同様に、２つの極大値「７０」「７５」が検出された交点（６，６）、交点（９，１０）の位置から、それぞれ入力操作の検出面５０Ａ上の中心位置（ｘ，ｙ）を算出し、中心位置間の距離を求める。

【0075】

図７の極大値「７０」が検出された交点（６，６）についての入力操作の中心位置（ｘ，ｙ）は、その周囲の交点（５−７、５−７）の検出電圧レベルＶＳ（５−７、５−７）の同様の方法で重み付けした加重平均から、検出面５０Ａ上の中心位置（ｘ，ｙ）は、（５．８６、６．００）と算定される。また、図７の極大値「７５」が検出された交点（９，１０）についての入力操作の中心位置（ｘ，ｙ）は、その周囲の交点（８−１０、９−１１）の検出電圧レベルＶＳ（８−１０、９−１１）の同様の方法で重み付けした加重平均から、検出面５０Ａ上の中心位置（ｘ，ｙ）は、（８．９２、９．８８）と算定される。その結果、図７に示す極大値「７０」「７５」が検出される２つの入力操作の中心位置間の距離は、約４．９４となり、駆動電極ＴＹｎと検出電極ＲＸｍのＸＹ方向の配線ピッチ６ｍｍを考慮すれば、検出面５０Ａ上の実間隔は約２９．６４ｍｍであり、マルチタップする２本の入力操作体の中心位置間の最小距離１５ｍｍより長いので、２本以上の指等の入力操作体Ｔ１、Ｔ２による入力操作と判定する。

【0076】

また、図２に示すように、各補助入力具１Ａ、１Ｂ、１Ｃの各第１分電極３と第２分電極４の中心位置間の距離はＬ１と等しいが、各第１分電極３と第２分電極４のノブ２の底面に露出する形状の組み合わせがそれぞれ異なるので、電極が対向して近接することにより検出信号レベルＶＳ（ｘ，ｙ）が一定値（例えば、「３５」）以上となる検出面５０Ａ上の領域（以下、電極対向領域という）６は、３種類の異なる形状と面積の組み合わせからなる電極対向領域５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃとなっている。

【0077】

すなわち、図１（ｂ）に示すように、補助入力具１Ａの第１分電極３Ａと第２分電極４Ａは、いずれも小円形であるので、補助入力具１Ａの配置位置で検出される電極対向領域５１Ａは、２つの小円形の輪郭の形状と、補助入力具１Ｂの第１分電極３Ｂは大円形、第２分電極４Ｂは小円形であるので、補助入力具１Ｂの配置位置で検出される電極対向領域５１Ｂは、大円形と小円形の組み合わせからなる輪郭の形状と、補助入力具１Ｃの第１分電極３Ｃは大円形、第２分電極４Ｃは四角形であるので、補助入力具１Ｃの配置位置で検出される電極対向領域５１Ｃは、大円形と四角形の組み合わせからなる輪郭の形状となっている。

【0078】

タッチパネル５０は、２つの極大値が検出される各交点Ｓ（ｍ，ｎ）の近傍に第１分電極３Ａと第２分電極４Ａの中心位置があるものと仮定し、その交点Ｓ（ｍ，ｎ）を含み、検出信号レベルＶＳ（ｍ，ｎ）が例えば「３５」以上となると周囲の交点Ｓ（ｍ，ｎ）の位置から電極対向領域５１の輪郭形状や面積を推定し、電極対向領域５１Ａであれば補助入力具１Ａの入力操作と、電極対向領域５１Ｂであれば補助入力具１Ｂの入力操作と、電極対向領域５１Ｃであれば補助入力具１Ｃの入力操作と判定する。

【0079】

次に、静電容量式タッチパネル５０の検出面５０Ａ上で回転入力操作が可能な本発明の第２実施の形態にかかる静電容量式タッチパネルの補助入力具２０を、図９乃至図１３を用いて説明する。この第２実施の形態の説明において、上述した第１実施の形態と同一若しくは同様に作用する構成については同一の番号を付してその説明を省略する。

【0080】

図９乃至図１１に示すように、補助入力具２０は、ノブ操作体２１と、ノブ操作体２１を上方から遊嵌し、ノブ２２の中心軸Ｃ周りにノブ操作体２１を回転自在に収容する円筒枡形の絶縁性のホルダー３０と、ホルダー３０の円筒内壁面に沿って貼り付けられた環状体３２と、ホルダー３０の外周に１２０度間隔で取り付けられた３本のホルダー位置電極３３とから構成されている。

【0081】

ノブ操作体２１は、絶縁性の合成樹脂で円筒形に形成されたノブ２２と、第１分電極３Ａと第２分電極４Ａの一組の分電極からなる入力操作電極５と、小円形のノブ位置電極２３と、ノブ２２の上端面に取り付けられる導電性金属板からなるリング状のタッチ電極２４とを有し、３本の連結ネジ８，９、２５を、ノブ２２を鉛直方向に貫通し、底面側に配置されるナット型の第１分電極３Ａ、第２分電極４Ａ及びノブ位置電極２３にそれぞれ螺合し、ノブ２２とタッチ電極２４を共締めして一体に形成される。

【0082】

第１分電極３Ａと第２分電極４Ａからなる入力操作電極５とノブ位置電極２３とは、ノブ２２の底面の中心軸Ｃについて対称となる位置に凹設された取付凹部にそれぞれ収容され、取付凹部の内方からノブ２２の底面に沿って露出している。第１分電極３Ａと第２分電極４Ａの検出面５０Ａに沿った中心位置間の距離Ｌ_１は、補助入力具１と同様に、その間のスリット１０をタッチパネル５０で検出可能で、検出面５０Ａにマルチタッチ入力操作する２本の指の中心位置間の最小距離の１５ｍｍより充分に短い１０ｍｍとしている。

【0083】

ホルダー３０の外周に取り付けられた３本のホルダー位置電極３３は、それぞれ導電性金属板を細長帯状にプレス加工して形成され、図１１に示すように、ノブ２２の底面では中心軸Ｃから放射状に長方形の輪郭で露出し、ノブ２２の平面側では中心軸Ｃに向かって斜め上方に傾斜する状態で突出している。一方、ノブ２２の平面に取り付けられるリング状のタッチ電極２４の直径は、ノブ２２の直径より長く、円筒枡形のホルダー３０の直径にほぼ等しいので、図１０に示すように、ノブ操作体２１をホルダー３０内に収容すると、３本のホルダー位置電極３３の傾斜した上端がタッチ電極２４に弾性接触する。

【0084】

ホルダー３０の円筒内壁面とホルダー３０に収容されるノブ２２との間に配置された環状体３２には、円筒の軸周りの一カ所の位置にボス３２ａが突設されている。また、ボス３２ａが対向するノブ２２の外側面には、中心軸Ｃ周りに等角度間隔で多数のノッチ２５が凹設され、ボス３２ａと多数のノッチ２５で、ホルダー３０に対して中心軸Ｃ周りで回転操作するノブ操作体２１を所定角度間隔で仮止めする節度機構が構成される。

【0085】

ここでは、ホルダー３０は、ホルダー３０の底面とタッチパネル５０の検出面５０Ａとの間に介在される図示しない粘着シートで検出面５０Ａ上の所定位置に固定されている。従って、ホルダ−３０に回転自在に収容されるノブ操作体２１のノブ２２は、検出面５０Ａ上の固定位置を通る中心軸Ｃ周りに回転操作される。

【0086】

タッチパネル５０の検出面５０Ａの領域の全体は透明材料で形成され、図１０に示すように、タッチパネル５０の下方に液晶表示パネル４０が積層配置されているので、補助入力具２０のノブ２２を入力操作する操作者は、円筒形のノブ２２の上方から液晶表示パネル４０の表示を目視できる。

【0087】

以下、このタッチパネル５０で補助入力具２０のノブ２２の回転入力操作を検出する方法を、図１２と図１３を用いて説明する。回転入力操作前にノブ操作体２１がホルダー３０内に収容された状態で、図１２に示すように、タッチパネル５０は、第１分電極３Ａと第２分電極４Ａからなる入力操作電極５、ノブ位置電極２３及び３本のホルダー位置電極３３が対向する検出面５０Ａ上の位置（ｘ，ｙ）で、それぞれ検出信号レベルＶＳ（ｘ，ｙ）が「３５」以上となる電極対向領域５１Ａ、５１Ｄ、５１Ｅ１、５１Ｅ２、５１Ｅ３を検出する。

【0088】

このうち、２つの小円形の輪郭の電極対向領域５１Ａの２つの小円形の中心位置間の距離Ｄ_１は、マルチタッチ入力操作の最小距離１５ｍｍより充分に短く、第１分電極３Ａと第２分電極４Ａの中心位置間の距離Ｌ１にほぼ等しくなるので、マルチタッチ入力操作と識別して、補助入力具２０のノブ２２の入力操作と判定する。更に、電極対向領域５１Ａが２つの小円形の輪郭の形状であることから、第１分電極３Ａと第２分電極４Ａからなる入力操作電極５が取り付けられたノブ２２による入力操作と判定する。

【0089】

補助入力具２０の回転入力操作は、検出面５０Ａ上の固定された中心軸Ｃ周りに回転移動するノブ操作体２１に取り付けられた入力操作電極５の検出面５０Ａ上の位置（ｘｎ，ｙｎ）から検出し、この入力操作電極５の位置（ｘｎ，ｙｎ）は、電極対向領域５１Ａの２つの小円形の中心位置の中点から得る。

【0090】

検出面５０Ａ上の固定された中心軸Ｃの位置（ｘｃ，ｙｃ）は、種々の方法から得られるが、ここでは、単独に小円形の輪郭の電極対向領域５１Ｄが検出された領域をノブ位置電極２３が対向する領域と推定し、電極対向領域５１Ｄの中心からノブ位置電極２３の中心位置（ｘｎｆ，ｙｎｆ）を得て、入力操作電極５の位置（ｘｎ，ｙｎ）とノブ位置電極２３の位置（ｘｎｆ，ｙｎｆ）の中点を中心軸Ｃの位置（ｘｃ，ｙｃ）とする。ホルダー３０を検出面５０Ａ上に固定し、中心軸Ｃの位置（ｘｃ，ｙｃ）を、入力操作電極５の位置（ｘｎ，ｙｎ）とノブ位置電極２３の位置（ｘｎｆ，ｙｎｆ）の中点から求める場合には、ホルダー３０に必ずしもホルダー位置電極３３を取り付ける必要はない。

【0091】

中心軸Ｃの位置（ｘｃ，ｙｃ）は、予め検出面５０Ａ上の既知の位置（ｘ、ｙ）がホルダー３０の中心位置となるようにホルダー３０を検出面５０Ａ上に固定し、その既知の位置（ｘ、ｙ）を中心軸Ｃの位置（ｘｃ，ｙｃ）としたり、後述するように、３本のホルダー位置電極３３の対向位置を表す電極対向領域５１Ｅ１、５１Ｅ２、５１Ｅ３の各位置（ｘｈ１，ｙｈ１）、（ｘｈ２，ｙｈ２）、（ｘｈ３，ｙｈ３）の中点から求めてもよい。これらの方法で中心軸Ｃの位置（ｘｃ，ｙｃ）を得る場合には、必ずしもノブ位置電極２３をノブ２２に取り付けなくてもよい。

【0092】

なお、検出面５０Ａ上の電極対向領域５１Ｅ１、５１Ｅ２、５１Ｅ３の検出は、３本のホルダー位置電極３３の検出面５０Ａ上に投影させる形状が、中心軸Ｃの位置（ｘｃ，ｙｃ）を中心とする同心円上にあり、その中心から径方向に長方形の輪郭であることから、３カ所で検出した電極対向領域５１が、それぞれ同心円上にあり、その中心から径方向に長方形の形状である場合に電極対向領域５１Ｅ１、５１Ｅ２、５１Ｅ３と判定する。

【0093】

補助入力具２０の回転入力操作は、タッチパネル５０の検出面５０Ａに固定されたホルダー３０に対してノブ操作体２１を中心軸Ｃ周りに回転させることにより行われ、入力操作の前後でタッチパネル５０で検出される電極対向領域５１Ａ、５１Ｄ、５１Ｅ１、５１Ｅ２、５１Ｅ３が図１２から図１３に示す位置に変化したとすると、入力操作電極５の中心位置を表す電極対向領域５１Ａの位置が、（ｘｎ１，ｙｎ１）から（ｘｎ２，ｙｎ２）に変化し、この中心軸Ｃ周りの位置の変化から、補助入力具２０のノブ２２の回転操作方向（図中時計回りの方向）と回転操作角度が検出される。

【0094】

タッチパネル５０が検出した回転入力操作方向と回転入力操作角度に応じてその回転入力操作によって被制御機器を制御する制御内容を、円筒形のノブ２２の内方の液晶表示パネル４０で表示させれば、補助入力具２０の入力操作者は、制御内容を見ながら、補助入力具２０を回転入力操作することができる。

【0095】

尚、ノブ位置電極２３もノブ操作体２１を中心軸Ｃ周りに回転させる際に中心軸Ｃ周りに移動するので、ノブ位置電極２３が対向する領域を表す電極対向領域５１Ｄの位置（ｘｎｆ，ｙｎｆ）の中心軸Ｃ周りの相対移動位置から補助入力具２０のノブ２２の回転操作方向と回転操作角度を検出してもよい。

【0096】

上述の実施の形態では、補助入力具２０のホルダー３０を検出面５０Ａ上に固定させて、補助入力具２０のノブ２２の回転入力操作のみを行うようにしているが、ホルダー３０を検出面５０Ａ上の任意の位置に移動させて、補助入力具２０のノブ２２の入力操作を行うものであってもよい。

【0097】

この補助入力具２０のノブ２２の入力操作は、始めに、タッチパネル５０が、入力操作電極５の対向位置を表す電極対向領域５１に含まれる２つの中心位置間の距離Ｄ１がマルチタッチ入力操作の最小距離１５ｍｍより充分に短いことから、補助入力具２０による入力操作と判定する。続いて、電極対向領域５１Ａの２つの小円形の中心位置の中点から入力操作電極５の位置（ｘｎ，ｙｎ）を得るとともに、ノブ２２に取り付けられる入力操作電極５とノブ位置電極２３間の距離、及び単独に小円形の輪郭で表れる電極対向領域５１から、ノブ位置電極２３が対向する領域を表す電極対向領域５１Ｄを検出し、その中心位置から検出面５０Ａ上のノブ位置電極２３の位置（ｘｎｆ，ｙｎｆ）を得る。

【0098】

補助入力具２０の中心位置は、入力操作電極５とノブ位置電極２３の中間の位置であるので、タッチパネル５０では、補助入力具２０の検出面５０Ａ上の位置を、（ｘｎ，ｙｎ）と（ｘｎｆ，ｙｎｆ）の中点から求め、検出周期毎に検出する補助入力具２０の検出面５０Ａ上の位置の相対変化から補助入力具２０のノブ２２の入力操作を検出する。

【0099】

また、補助入力具２０の位置は、前述の方法で検出する３本のホルダー位置電極３３が対向する領域を表す電極対向領域５１Ｅ１、５１Ｅ２、５１Ｅ３の各位置（ｘｈ１，ｙｈ１）、（ｘｈ２，ｙｈ２）、（ｘｈ３，ｙｈ３）の中点から求め、その位置の相対変化から補助入力具２０のノブ２２の入力操作を検出してもよい。

【0100】

この補助入力具２０は、共通するホルダー３０に対して複数の異なるノブ操作体２１を収容して入力操作や回転入力操作が可能であるので、複数のノブ操作体２１の各ノブ２２に取り付ける入力操作電極５（第１分電極３と第２分電極４）のノブ２の底面に露出する形状の組み合わせを異ならせれば、その電極対向領域５１の形状、大きさから、いずれのノブ操作体２１を用いた入力操作や回転入力操作であるかを判別できる。

【0101】

上述の第１実施の形態では、第１分電極３と第２分電極４のノブ２の底面に露出する形状の組み合わせを異ならせて、タッチパネル５０において複数の補助入力具１Ａ、１Ｂ、１Ｃから特定の補助入力具１を判別しているが、入力操作電極５を複数のスリット１０で第１分電極３と第２分電極４を含む複数の分電極に分割し、複数の補助入力具１について各入力操作電極５に形成されるスリット１０の数やスリット１０の幅を互いに異ならせて、タッチパネル５０で検出するスリット１０の数や幅から特定の補助入力具１を判別してもよい。

【0102】

また、ノブ位置電極２３は、ノブ２の中心軸Ｃについて入力操作電極５と対称となる位置に取り付けられているが、ノブ２への取付位置はこれに限らない。複数の補助入力具１についてノブ２に取り付けられるノブ位置電極２３の数や入力操作電極５との相対位置を互いに異ならせて、タッチパネル５０で、ノブ位置電極２３の対向領域を表す電極対向領域５１Ｄの数や、入力操作電極５の対向領域を表す電極対向領域５１との相対位置から特定の補助入力具１を判別することもできる。

【0103】

また、上述の実施の形態では、ノブ２、２２に取り付けられる全ての電極５、７、２３、３３をタッチ電極７、２４に電気接続し、これらの電極５、７、２３、３３を操作者の電位としているが、電極５、７、２３、３３が接近することによる静電容量の変化をタッチパネル５０で検出可能であれば、必ずしもタッチ電極７、２４に電気接続する必要はない。

【0104】

また、タッチ電極７、２４は、入力操作者が入力操作する際に触れる位置であれば、ノブ２、２２のいずれの位置に取り付けてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0105】

本発明は、静電容量式タッチパネルにおいて、指等の入力操作体の入力操作と容易に判別可能な静電容量式タッチパネルの補助入力具に適している。

【符号の説明】

【0106】

１、２０ 補助入力具
２ ノブ
３ 第１分電極
４ 第２分電極
５ 入力操作電極
７、２４ タッチ電極
１０ スリット
２５、３２ａ 節度機構
３０ ホルダー
３３ ホルダー位置電極
４０ 表示手段（液晶表示パネル）
５０ 静電容量式タッチパネル
５０Ａ 検出面
５１ 電極対向領域
Ｔ１ 入力操作体（指）
Ｔ２ 入力操作体（指）

【要約】

【課題】静電容量式タッチパネルで短時間に入力操作体と識別して補助入力具のノブの入力操作を検出可能な静電容量式タッチパネルの補助入力具を提供する。
【解決手段】静電容量式タッチパネルにより検出可能なスリットで隔てられた第１分電極と第２分電極を有する入力操作電極を絶縁性ノブに取り付け、第１分電極と第２分電極の中心位置間の距離を、前記検出面にマルチタッチする２本以上の入力操作体の各中心位置間の距離より充分に短い距離Ｌ_１とする。第１分電極と第２分電極の各中心位置に対向する静電容量式タッチパネルの検出面の位置では、その周辺に比べて静電容量が最も大きく変化するので、その周囲の位置に比べて静電容量が最も変化する位置から第１分電極と第２分電極の各中心位置を検出し、その間の距離Ｄ_１がマルチタッチする２本以上の入力操作体の各中心位置間の距離より充分に短い場合に、入力操作体と識別したノブによる入力操作を検出する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】