情報入力装置

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【発明の名称】	情報入力装置
【発明者】	【氏名】横尾泰男【氏名】藤掛宏
【要約】	【課題】操作性が良く、耐久性が高く、低コストであり、簡単な構造の情報入力装置を提供する。【解決手段】本発明のマウス（情報入力装置）は、ケーシング本体と蓋体とで構成されたケーシングと、このケーシング内に設置されたスクロール情報入力部２とを有している。スクロール情報入力部２は、第１の電極（第１の容量センサ）４１、第１の発信回路２２、第１のバンドパスフィルター２３、第１の検波回路２４、第２の電極（第２の容量センサ）４２、第２の発信回路２５、第２のバンドパスフィルター２６、第２の検波回路２７、差動増幅器２８、Ａ／Ｄ変換器２９および制御手段２１で構成されている。電極４１および４２は、前後方向に沿って並設されており、これらの電極４１および４２により、指の接触の有無および接触位置を検出する検出部４０が構成される。

【特許請求の範囲】
【請求項１】指の接触の有無および接触位置を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した情報を電気信号に変換する変換手段と、前記変換手段からの電気信号に基づいて指の接触の有無および接触位置を判定する判定手段と、前記判定手段からの情報を指示情報として電子機器へ出力する出力手段とを有する情報入力装置であって、前記検出手段は、複数の容量センサを有していることを特徴とする情報入力装置。
【請求項２】指の接触の有無および接触位置を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した情報を電気信号に変換する変換手段と、前記変換手段からの電気信号に基づいて指の接触の有無および接触位置を判定する判定手段と、前記判定手段からの情報を指示情報として電子機器へ出力する出力手段とを有する情報入力装置であって、前記検出手段は、第１の容量センサおよび第２の容量センサを有していることを特徴とする情報入力装置。
【請求項３】前記第１の容量センサおよび前記第２の容量センサは、前記情報入力装置の前後方向に沿って並設されている請求項２に記載の情報入力装置。
【請求項４】複数の容量センサを備え、指の接触の有無および接触位置を検出する検出手段と、前記容量センサの出力状態のサンプリングを行ない、所定の電気信号に変換する変換手段と、前記変換手段からの電気信号に基づいて指の接触の有無および接触位置を判定する判定手段と、前記判定手段からの情報を指示情報として電子機器へ出力する出力手段とを有することを特徴とする情報入力装置。
【請求項５】第１の容量センサおよび第２の容量センサを備え、指の接触の有無および接触位置を検出する検出手段と、前記第１の容量センサおよび前記第２の容量センサの出力状態のサンプリングを行ない、所定の電気信号に変換する変換手段と、前記変換手段からの電気信号に基づいて指の接触の有無および接触位置を判定する判定手段と、前記判定手段からの情報を指示情報として電子機器へ出力する出力手段とを有することを特徴とする情報入力装置。
【請求項６】前記第１の容量センサおよび前記第２の容量センサは、前記情報入力装置の前後方向に沿って並設されている請求項５に記載の情報入力装置。
【請求項７】前記変換手段は、前記第１の容量センサの出力状態に応じたレベルの信号を生成する第１の信号生成回路と、前記第２の容量センサの出力状態に応じたレベルの信号を生成する第２の信号生成回路と、前記第１の信号生成回路からの信号および前記第２の信号生成回路からの信号に基づいて、前記第１の信号生成回路からの信号のレベルと前記第２の信号生成回路からの信号のレベルとの差に応じたレベルの信号を生成する比較回路とを有する請求項５または６に記載の情報入力装置。
【請求項８】前記第１の信号生成回路は、前記第１の容量センサの出力状態に応じた周波数で発振する第１の発振回路と、前記第１の発振回路からの信号を該信号の周波数に応じたレベルの信号に変換する第１の変換回路とで構成され、前記第２の信号生成回路は、前記第２の容量センサの出力状態に応じた周波数で発振する第２の発振回路と、前記第２の発振回路からの信号を該信号の周波数に応じたレベルの信号に変換する第２の変換回路とで構成されている請求項７に記載の情報入力装置。
【請求項９】前記電子機器はコンピュータであり、前記情報入力装置はマウス、トラックボール、トラックパッド、キーボードを含む情報入力装置のグループのうちのいずれかであって、前記容量センサは、該情報入力装置の表面の近傍に設けられている請求項１ないし８のいずれかに記載の情報入力装置。
【請求項１０】前記容量センサは、前記情報入力装置の表面下に設けられている請求項１ないし９のいずれかに記載の情報入力装置。
【請求項１１】前記容量センサは、前記情報入力装置に埋設された状態で設けられており、該情報入力装置の前記容量センサに対応する部分の表面は平滑な面となっている請求項１０に記載の情報入力装置。
【請求項１２】前記容量センサは、前記情報入力装置の上部表面の裏側に設けられており、該情報入力装置の前記容量センサに対応する部分の表面は平滑な面となっている請求項１０に記載の情報入力装置。
【請求項１３】前記指示情報は、表示装置に表示される電子画像の所定の方向のスクロールに使用される請求項１ないし１２のいずれかに記載の情報入力装置。
【請求項１４】前記判定手段により判定された指の接触位置に応じて、前記スクロールの方向が設定される請求項１３に記載の情報入力装置。
【請求項１５】前記判定手段により判定された指の接触位置に応じて、前記スクロールの速度が設定される請求項１３または１４に記載の情報入力装置。
【請求項１６】前記判定手段により判定された指の接触位置が前記スクロールの実行を指示する位置の場合、該判定手段により指の接触が有りと判定されている間、前記スクロールが実行される請求項１３ないし１５のいずれかに記載の情報入力装置。
【請求項１７】前記判定手段により判定可能な指の接触位置の数は、前記容量センサの数の２倍以上である請求項１ないし１６のいずれかに記載の情報入力装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に指示情報を入力するための情報入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在用いられているコンピュータのＯＳの大半は、ディスプレイ上に表示されたアイコンと呼称される指示マークをポインタにて選択指定することにより所望のプログラム等を制御するようになっており、ポインタの移動や、アイコンの選択指定には、マウス、トラックボール、トラックパッド、キーボード等の装置が使用される。そして、これらの装置によって、主にディスプレイのＸ－Ｙ平面上のポインタの移動の制御が行われる。
【０００３】現在、これらの装置に、スクロール機能（画像や書類などのデータをディスプレイ上の一画面に表示しきれない場合に、表示画面を上下左右に移動させて残りの部分を表示させる機能）を付加するため、実用新案登録第３０４００６５号公報に開示されているようなホイールや、特開平１１－９５９２０号公報に開示されているようなスクロール操作ボタンを設けた装置が実用化されている。前記ホイールおよび前記スクロール操作ボタンは、いずれも機械的な構造である。
【０００４】前記ホイールを用いた装置は、指によってホイールを前後方向に回転させ、その回転方向および回転速度が検出される構造となっており、また、前記スクロール操作ボタンを用いた装置は、指によってスクロール操作ボタンを前後に傾斜させ、その傾斜方向や傾斜角度が検出される構造となっている。そして、これらの検出には電気的、光学的な手段が用いられており、前記ホイールや、前記スクロール操作ボタンの動作に応じて表示画面のスクロールが行われるようになっている。
【０００５】一方、近年、人間工学的デザインなどといった、高度なデザイン性を有する工業製品の需要が高まっていることから、これらの製品にも工業デザインの自由度が高い装置や構造が求められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したホイールやスクロール操作ボタンは、多数の部品を複雑に組み合わせた機械的な構造であるため、埃や水などの異物に弱く、部品の成形や組立てにかかるコストが高かった。しかも、これらの装置は、ホイールやスクロール操作ボタンを突出させるための開口を必要とすることから、装置内への異物の進入を完全に回避することが不可能な構造となっているため、故障が多く、寿命が短かった。また、操作性の問題からホイールの直径やスクロール操作ボタンの長さ等の寸法は、自ずと限定されるため、それがこれらの装置の工業デザインの自由度の減少や小型化の妨げの原因となっていた。
【０００７】本発明は、上記の問題点に鑑み、操作性が良く、耐久性が高く、低コストであり、簡単な構造の情報入力装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記（１）～（１７）の本発明により達成される。
【０００９】（１）指の接触の有無および接触位置を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した情報を電気信号に変換する変換手段と、前記変換手段からの電気信号に基づいて指の接触の有無および接触位置を判定する判定手段と、前記判定手段からの情報を指示情報として電子機器へ出力する出力手段とを有する情報入力装置であって、前記検出手段は、複数の容量センサを有していることを特徴とする情報入力装置。
【００１０】（２）指の接触の有無および接触位置を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した情報を電気信号に変換する変換手段と、前記変換手段からの電気信号に基づいて指の接触の有無および接触位置を判定する判定手段と、前記判定手段からの情報を指示情報として電子機器へ出力する出力手段とを有する情報入力装置であって、前記検出手段は、第１の容量センサおよび第２の容量センサを有していることを特徴とする情報入力装置。
【００１１】（３）前記第１の容量センサおよび前記第２の容量センサは、前記情報入力装置の前後方向に沿って並設されている上記（２）に記載の情報入力装置。
【００１２】（４）複数の容量センサを備え、指の接触の有無および接触位置を検出する検出手段と、前記容量センサの出力状態のサンプリングを行ない、所定の電気信号に変換する変換手段と、前記変換手段からの電気信号に基づいて指の接触の有無および接触位置を判定する判定手段と、前記判定手段からの情報を指示情報として電子機器へ出力する出力手段とを有することを特徴とする情報入力装置。
【００１３】（５）第１の容量センサおよび第２の容量センサを備え、指の接触の有無および接触位置を検出する検出手段と、前記第１の容量センサおよび前記第２の容量センサの出力状態のサンプリングを行ない、所定の電気信号に変換する変換手段と、前記変換手段からの電気信号に基づいて指の接触の有無および接触位置を判定する判定手段と、前記判定手段からの情報を指示情報として電子機器へ出力する出力手段とを有することを特徴とする情報入力装置。
【００１４】（６）前記第１の容量センサおよび前記第２の容量センサは、前記情報入力装置の前後方向に沿って並設されている上記（５）に記載の情報入力装置。
【００１５】（７）前記変換手段は、前記第１の容量センサの出力状態に応じたレベルの信号を生成する第１の信号生成回路と、前記第２の容量センサの出力状態に応じたレベルの信号を生成する第２の信号生成回路と、前記第１の信号生成回路からの信号および前記第２の信号生成回路からの信号に基づいて、前記第１の信号生成回路からの信号のレベルと前記第２の信号生成回路からの信号のレベルとの差に応じたレベルの信号を生成する比較回路とを有する上記（５）または（６）に記載の情報入力装置。
【００１６】（８）前記第１の信号生成回路は、前記第１の容量センサの出力状態に応じた周波数で発振する第１の発振回路と、前記第１の発振回路からの信号を該信号の周波数に応じたレベルの信号に変換する第１の変換回路とで構成され、前記第２の信号生成回路は、前記第２の容量センサの出力状態に応じた周波数で発振する第２の発振回路と、前記第２の発振回路からの信号を該信号の周波数に応じたレベルの信号に変換する第２の変換回路とで構成されている上記（７）に記載の情報入力装置。
【００１７】（９）前記電子機器はコンピュータであり、前記情報入力装置はマウス、トラックボール、トラックパッド、キーボードを含む情報入力装置のグループのうちのいずれかであって、前記容量センサは、該情報入力装置の表面の近傍に設けられている上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の情報入力装置。
【００１８】（１０）前記容量センサは、前記情報入力装置の表面下に設けられている上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の情報入力装置。
【００１９】（１１）前記容量センサは、前記情報入力装置に埋設された状態で設けられており、該情報入力装置の前記容量センサに対応する部分の表面は平滑な面となっている上記（１０）に記載の情報入力装置。
【００２０】（１２）前記容量センサは、前記情報入力装置の上部表面の裏側に設けられており、該情報入力装置の前記容量センサに対応する部分の表面は平滑な面となっている上記（１０）に記載の情報入力装置。
【００２１】（１３）前記指示情報は、表示装置に表示される電子画像の所定の方向のスクロールに使用される上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の情報入力装置。
【００２２】（１４）前記判定手段により判定された指の接触位置に応じて、前記スクロールの方向が設定される上記（１３）に記載の情報入力装置。
【００２３】（１５）前記判定手段により判定された指の接触位置に応じて、前記スクロールの速度が設定される上記（１３）または（１４）に記載の情報入力装置。
【００２４】（１６）前記判定手段により判定された指の接触位置が前記スクロールの実行を指示する位置の場合、該判定手段により指の接触が有りと判定されている間、前記スクロールが実行される上記（１３）ないし（１５）のいずれかに記載の情報入力装置。
【００２５】（１７）前記判定手段により判定可能な指の接触位置の数は、前記容量センサの数の２倍以上である上記（１）ないし（１６）のいずれかに記載の情報入力装置。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の情報入力装置を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２７】図１は、本発明の情報入力装置をスクロール機能を有するマウス（コンピュータのマウス）に適用した場合の実施形態を示す断面図である。なお、説明の都合上、図１中右側を「先端」または「前方」、左側を「基端」または「後方」と言う。
【００２８】同図に示すように、マウス１は、ケーシング本体３１と蓋体３２とで構成されたケーシング３と、このケーシング３内に設置（内蔵）されたスクロール情報入力部２とを有している。
【００２９】このマウス１（スクロール情報入力部２）は、パーソナルコンピュータ（電子機器）８と通信し得るように構成されている。この通信方式は、特に限定されず、例えば、有線通信でもよく、また、無線通信（例えば、赤外線通信等）でもよい。
【００３０】なお、有線の場合のデータ転送方式としては、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＰＳ／２、ＲＳ－２３２Ｃ等のシリアルデータ転送方式や、セントロニクス、ＳＣＳＩ、ＩＤＥ等のパラレルデータ転送方式等が挙げられるが、これらのうちでは、ＵＳＢに対応したデータ転送方式（ＵＳＢ接続方式）が好ましい。
【００３１】前記パーソナルコンピュータには、電子画像（画像）を表示する図示しないディスプレイ（表示装置）が接続されている。前記電子画像（画像）には、例えば、文字、アルファベット、数字、記号、図形、静止画、動画、書類等の各種データの表示（表示画面）が含まれる。
【００３２】ケーシング３の蓋体３２の先端部（図１中右側）の内側（裏面側）には、一対の係合爪３３、３３が形成されている。これらの係合爪３３は、図１中横方向に並んでいる。
【００３３】蓋体３２の内側の一方の係合爪３３と他方の係合爪３３との間には、溝（有底の孔部）３４が形成されている。
【００３４】この溝３４内には、後述する一対の電極（容量センサ）、すなわち第１の電極（第１の容量センサ）４１および第２の電極（第２の容量センサ）４２等が設けられた電極用基板４が挿入されている。この電極用基板４は、電極４１および４２の部分において、パッド３５により蓋体３２に固定されている。
【００３５】このパッド３５の一方の端部３５１は、一方の係合爪３３に係合し、他方の端部３５１は、他方の係合爪３３に係合する。これにより、蓋体３２からのパッド３５の離脱を防止することができ、電極用基板４を確実に固定することができる。
【００３６】蓋体３２の、電極４１および４２（検出部４０）に対応する部分の表面、電極４１と電極４２との間に対応する部分の表面およびこれらの近傍の表面は、平滑な湾曲凸面（平滑な面）となっている。
【００３７】なお、本発明では、蓋体３２の、電極４１および４２（検出部４０）に対応する部分の表面、電極４１と電極４２との間に対応する部分の表面およびこれらの近傍の表面が平滑な面となっていなくてもよいことは、言うまでもない。
【００３８】この蓋体３２の、電極４１および４２（検出部４０）に対応する部分の表面と、電極４１と電極４２との間に対応する部分の表面とで、スクロール操作の操作部（操作面）７が構成される。
【００３９】図１および図５に示すように、この操作部７には、電極４１および４２のそれぞれに対応する領域を示す指標７１および７２が設けられている。
【００４０】この指標７１および７２により、マウス１の操作者は、前記操作部７、電極４１および４２の位置や領域、電極４１と電極４２との中間の位置等を把握することができる。
【００４１】なお、指標は、前記指標７１および７２に限らず、例えば、電極４１と電極４２との中間の位置に対応する位置を示すものでもよい。
【００４２】以下、操作部７の電極４１と電極４２との中間の位置に対応する位置を単に、「中間位置」と言う。
【００４３】ケーシング３の厚さ（肉厚）は、特に限定されないが、強度や電極４１および４２の感度等を考慮して、１～３ｍｍ程度とされるのが好ましい。
【００４４】また、ケーシング３の厚さ（肉厚）は、一定でもよく、また、変化していてもよいが、変化している場合、蓋体３２の厚さ（肉厚）、特に操作部７における蓋体３２の厚さ（肉厚）を１～３ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００４５】なお、ケーシング３の構成材料としては、例えば、各種樹脂材料等が挙げられる。
【００４６】ケーシング３は、例えば、その全部が不透明な部材で形成されていてもよく、また、全部または一部が光透過性を有する部材（透明または半透明の部材）で形成されていてもよい。
【００４７】この場合、ケーシング３のうちの、少なくとも電極４１および４２（検出部４０）に対応する部分を、光透過性を有する部材（透明または半透明の部材）で形成することにより、前記指標７１および７２を省略したとしても、マウス１の操作者は、前記操作部７、すなわち、電極４１および４２の位置や領域、電極４１と電極４２との中間の位置を把握することができる。
【００４８】前記ケーシング３のケーシング本体３１上には、回路基板５が設置されている。
【００４９】この回路基板５には、例えば、後述するスクロール情報入力部２の回路等、マウス１の所定の回路が設けられている。
【００５０】図２は、スクロール情報入力部２の構成例を示すブロック図、図３は、図２に示すスクロール情報入力部２の構成例を示す回路図、図４は、図２に示すスクロール情報入力部２の検出部（検出手段）の構成例を示す平面図である。なお、説明の都合上、図４中上側を「先端」または「前方」、下側を「基端」または「後方」と言う。
【００５１】図２に示すように、スクロール情報入力部２は、指の接触の有無および接触位置を検出する検出部（検出手段）４０と、この検出部４０の後段に設けられた第１の信号生成回路２０ａおよび第２の信号生成回路２０ｂと、これら信号生成回路２０ａおよび２０ｂの後段に設けられた差動増幅器（比較回路）２８と、この差動増幅器２８の後段に設けられたＡ／Ｄ変換器２９と、制御手段２１とで構成されている。Ａ／Ｄ変換器２９の出力側は、制御手段２１に接続されている。
【００５２】検出部４０は、第１の電極（第１の容量センサ）４１と、第２の電極（第２の容量センサ）４２とで構成されている。
【００５３】図４に示すように、電極４１と電極４２とは、それぞれ、電極用基板４上に、互いに離間するように設置されている。
【００５４】そして、図１および図４に示すように、電極４１および４２は、平面視で（図１中上側から見たとき）マウス１（ケーシング３）の中心軸（直線）６上に並設されている。すなわち、電極４１および４２は、マウス１の先端部であって、かつマウス１の図４中横方向の中央部に、前後方向に沿って並設されている。
【００５５】この場合、電極４１は先端側（前方）に、電極４２は基端側（後方）に配置されている。
【００５６】電極４１と電極４２とは、同一の形状をなし、かつ、同一の面積を有している。本実施形態では、電極４１および４２は、それぞれ、略長方形（四角形）をなし、かつ、同一の面積を有している。
【００５７】操作部７の電極４１に対応する部分に指（検出物）を接触（または接近）させると、電極４１と、蓋体３２の電極４１に対応（対面）する部分と、前記指とでコンデンサが形成され、所定の静電容量（キャパシタンス）が生じる。電極４２についても前記と同様である。
【００５８】電極４１および４２には、それぞれ、電極用基板４上に設けられた導体パターン（導線）４１１および４２１の一端側が接続（電気的に接続）されている。
【００５９】なお、電極４１と導体パターン４１１、電極４２と導体パターン４２１を一体的に形成してもよい。
【００６０】図２および図３に示すように、導体パターン４１１および４２１の他端側は、それぞれ、直接または図示しない導体パターン（導線）を介して、第１の信号生成回路２０ａの後述する第１の発振回路２２および第２の信号生成回路２０ｂの後述する第２の発振回路２５の入力側に接続されている。
【００６１】前述したように、これら電極４１および４２は、それぞれ、ケーシング３の表面下に設けられている。すなわち、電極４１および４２は、それぞれ、蓋体３２の上部表面の裏側に、埋設された状態で設けられている。
【００６２】なお、前記電極４１、４２、導体パターン４１１および４２１の構成材料としては、例えば、銅、銅合金、ステンレス鋼等の各種金属（導電体）等が挙げられる。
【００６３】図２に示すように、第１の信号生成回路２０ａは、電極４１の出力状態に応じたレベルの信号を生成する回路であり、電極４１の出力状態に応じた周波数で発振する第１の発信回路２２と、この発信回路２２の後段に設けられた第１のバンドパスフィルター２３と、このバンドパスフィルター２３の後段に設けられた第１の検波回路２４とで構成されている。
【００６４】また、第２の信号生成回路２０ｂは、電極４２の出力状態に応じたレベルの信号を生成する回路であり、電極４２の出力状態に応じた周波数で発振する第２の発信回路２５と、この発信回路２５の後段に設けられた第２のバンドパスフィルター２６と、このバンドパスフィルター２６の後段に設けられた第２の検波回路２７とで構成されている。
【００６５】なお、前記バンドパスフィルター２３および検波回路２４により、発振回路２２からの信号をその信号の周波数に応じたレベルの信号に変換する第１の変換回路が構成され、前記バンドパスフィルター２６および検波回路２７により、発振回路２５からの信号をその信号の周波数に応じたレベルの信号に変換する第２の変換回路が構成される。
【００６６】制御手段２１は、例えば、マイクロコンピュータで構成されており、ディスプレイ（表示装置）の画面に表示された電子画像（画像）をスクロールさせるためのスクロール情報（スクロールデータ）の生成、そのスクロール情報の出力等、マウス１（スクロール情報入力部２）全体の制御を行う。
【００６７】この制御手段２１は、メモリー（ＲＡＭ、Ｅ²ＰＲＯＭ、ＲＯＭ等）２１１を内蔵している。
【００６８】この制御手段２１により、指の接触の有無および接触位置を判定する判定手段と、この判定手段からの情報をスクロール情報（指示情報）としてパーソナルコンピュータ（電子機器）へ出力する出力手段との主機能が達成される。
【００６９】また、前記信号生成回路２０ａ、２０ｂ、差動増幅器２８およびＡ／Ｄ変換器２９により、検出部４０が検出した情報を電気信号に変換する（電極４１および４２の出力状態のサンプリングを行ない、所定の電気信号に変換する）変換手段が構成される。
【００７０】発振回路２２は、図３に示すように接続されたトランジスタＴｒ１と、コンデンサＣ１、Ｃ３およびＣ４と、可変コンデンサＣ２と、コイルＬ１およびＬ２と、抵抗Ｒ１、Ｒ２およびＲ３と、ダイオードＤ１とで構成されている。
【００７１】この発振回路２２は、電極４１の出力状態に応じた周波数で発振するように構成されている。
【００７２】すなわち、発振回路２２は、操作部７の電極４１に対応する部分に指を接触させていないとき、最大周波数（周波数）ｆ１で発振し、また、操作部７の電極４１に対応する部分に指を接触させているとき、電極４１に対応する部分に接触している指の面積が大きいほど、小さい周波数で発振するように各回路定数が設定されている。
【００７３】また、発振回路２５は、前記発振回路２２と同様に、図３に示すように接続されたトランジスタＴｒ３と、コンデンサＣ９、Ｃ１１およびＣ１２と、可変コンデンサＣ１０と、コイルＬ４およびＬ５と、抵抗Ｒ９、Ｒ１０およびＲ１１と、ダイオードＤ４とで構成されている。
【００７４】この発振回路２５は、電極４２の出力状態に応じた周波数で発振するように構成されている。
【００７５】すなわち、発振回路２５は、操作部７の電極４２に対応する部分に指を接触させていないとき、最大周波数（周波数）ｆ１で発振し、また、操作部７の電極４２に対応する部分に指を接触させているとき、電極４２に対応する部分に接触している指の面積が大きいほど、小さい周波数で発振するように各回路定数が設定されている。
【００７６】図３に示すように、発振回路２２の出力側には、バンドパスフィルター２３が接続され、また、発振回路２５の出力側には、バンドパスフィルター２６が接続されている。
【００７７】これらのバンドパスフィルター２３および２６の中心周波数（２つの遮断周波数の中間の周波数）は、それぞれ、ｆ１に設定されている。
【００７８】図３に示すように、バンドパスフィルター２３の出力側には、検波回路２４が接続され、また、バンドパスフィルター２６の出力側には、検波回路２７が接続されている。
【００７９】検波回路２４は、図３に示すように接続されたコイルＬ３およびコンデンサＣ５と、トランジスタＴｒ２、コンデンサＣ６、Ｃ７、抵抗Ｒ５、Ｒ６およびＲ７で構成された増幅回路と、ダイオードＤ２およびＤ３で構成された半波整流回路と、抵抗Ｒ８と、コンデンサＣ８からなる平滑回路とで構成されている。
【００８０】また、検波回路２７は、前記検波回路２４と同様に、図３に示すように接続されたコイルＬ６およびコンデンサＣ１３と、トランジスタＴｒ４、コンデンサＣ１４、Ｃ１５、抵抗Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５で構成された増幅回路と、ダイオードＤ５およびＤ６で構成された半波整流回路と、抵抗Ｒ１６と、コンデンサＣ１６からなる平滑回路とで構成されている。
【００８１】図３に示すように、検波回路２４の出力側は、差動増幅器２８の反転入力端子に接続され、また、検波回路２７の出力側は、差動増幅器２８の非反転入力端子に接続されている。
【００８２】このような回路構成により、制御手段２１により判定可能な指の接触位置の数を、電極（容量センサ）の数の２倍以上とすることができる。
【００８３】これにより、電極の数が２つであるにもかかわらず、スクロールの速度（スクロール速度）等を細かく調節し得るマウスを実現することができる。
【００８４】次に、マウス１の作用を説明する。図５は、マウス１の先端部および指の接触位置を示す平面図、図６は、検出部（検出手段）２および指の接触位置を示す平面図である。なお、説明の都合上、図５および図６中上側を「先端」または「前方」、下側を「基端」または「後方」と言う。
【００８５】図５および図６中、点線で示す各円９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄおよび９ｅは、それぞれ、指を操作部７に接触させた場合、その指の接触位置が位置ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅのとき、操作部７に接触している指の領域（範囲）の一例を模式的に示すものである。
【００８６】まず、マウス１によりスクロール操作を行う場合の手順を説明する。机等の平坦な面の上に置かれているマウス１を手で把持しつつ、例えば、人差し指（指）を操作部７の所定の位置に接触させる。
【００８７】指を図５に示す操作部７の位置（中間位置）ｃより先端側に位置させると、その間、ディスプレイの画面に表示された電子画像が、前記指の接触位置に対応した速度で所定方向（例えば、画面の上方向）にスクロールする。この場合、指の接触位置が操作部７の先端側であるほど、前記スクロールの速度（スクロール速度）が高く（速く）、そのスクロール速度は、指の接触位置が位置ａのときに最大となる。
【００８８】逆に、指を操作部７の中間位置ｃより基端側に位置させると、その間、前記電子画像が、前記指の接触位置に対応した速度で前記と逆方向（例えば、画面の下方向）にスクロールする。この場合、指の接触位置が操作部７の基端側であるほど、スクロール速度が高く、そのスクロール速度は、指の接触位置が位置ｅのときに最大となる。
【００８９】なお、指を操作部７の中間位置ｃに位置させたときは、前記電子画像は、スクロールしない。
【００９０】また、指を操作部７に接触させない場合も前記電子画像は、スクロールしない。
【００９１】次に、マウス１の動作を説明する。操作部７の電極４１に対応する部分に指を接触させると、電極４１と、蓋体３２の電極４１に対面する部分と、前記指とでコンデンサが形成され、所定の静電容量が生じる。この静電容量は、操作部７の電極４１に対応する部分に接触している指の面積が大きいほど、大きい。図５および図６に示すように、指の接触位置が位置ａのとき、操作部７の電極４１に対応する部分に接触している指の面積が最大となり、前記静電容量は、最大となる。
【００９２】同様に、操作部７の電極４２に対応する部分に指を接触させると、電極４２と、蓋体３２の電極４２に対面する部分と、前記指とでコンデンサが形成され、所定の静電容量が生じる。この静電容量は、操作部７の電極４２に対応する部分に接触している指の面積が大きいほど、大きい。図５および図６に示すように、指の接触位置が位置ｅのとき、操作部７の電極４２に対応する部分に接触している指の面積が最大となり、前記静電容量は、最大となる。
【００９３】このマウス１では、前記電極４１および４２の出力状態のサンプリングを行う。
【００９４】発振回路２２および２５からは、それぞれ、所定の周波数の高周波信号が出力される。
【００９５】発振回路２２および２５の発振周波数、すなわち、発振回路２２および２５から出力される高周波信号の周波数は、それぞれ、前述したように、電極４１および４２の出力状態に対応している。
【００９６】すなわち、前記発振回路２２からの高周波信号の周波数は、操作部７の電極４１に対応する部分に指を接触させていないとき、最大周波数ｆ１となり、また、操作部７の電極４１に対応する部分に指を接触させているとき、操作部７の電極４１に対応する部分に接触している指の面積が大きいほど、小さい周波数となる。そして、図５および図６に示すように、指の接触位置が位置ａのとき、操作部７の電極４１に対応する部分に接触している指の面積が最大となり、前記発振回路２２からの高周波信号の周波数は、最小となる。
【００９７】同様に、前記発振回路２５からの高周波信号の周波数は、操作部７の電極４２に対応する部分に指を接触させていないとき、最大周波数ｆ１となり、また、操作部７の電極４２に対応する部分に指を接触させているとき、操作部７の電極４２に対応する部分に接触している指の面積が大きいほど、小さい周波数となる。そして、図５および図６に示すように、指の接触位置が位置ｅのとき、操作部７の電極４２に対応する部分に接触している指の面積が最大となり、前記発振回路２５からの高周波信号の周波数は、最小となる。
【００９８】発振回路２２から出力された高周波信号は、バンドパスフィルター２３を通過し、検波回路２４に入力される。
【００９９】この場合、前記高周波信号は、その周波数がｆ１のときは、減衰することなく、バンドパスフィルター２３を通過するが、その周波数がｆ１より小さいときは、バンドパスフィルター２３を通過する際に、その周波数に応じて所定のレベル（電圧レベル）に減衰する。なお、バンドパスフィルター２３から出力される高周波信号のレベルは、その周波数がｆ１のときが最大であり、その周波数がｆ１から低下するほど小さく、図５および図６に示すように、指の接触位置が位置ａのときに最小となる。
【０１００】前記高周波信号は、検波回路２４における増幅回路で増幅され、次いで、半波整流回路で半波整流され、次いで、平滑回路で平滑化される。
【０１０１】この平滑化された信号は、検波回路２４から出力され、差動増幅器２８の反転入力端子に入力される。
【０１０２】同様に、発振回路２５から出力された高周波信号は、バンドパスフィルター２６を通過し、検波回路２７に入力される。
【０１０３】この場合、高周波信号は、その周波数がｆ１のときは、減衰することなく、バンドパスフィルター２６を通過するが、その周波数がｆ１より小さいときは、バンドパスフィルター２６を通過する際に、その周波数に応じて所定のレベル（電圧レベル）に減衰する。なお、バンドパスフィルター２６から出力される高周波信号のレベルは、その周波数がｆ１のときが最大であり、その周波数がｆ１から低下するほど小さく、図５および図６に示すように、指の接触位置が位置ｅのときに最小となる。
【０１０４】前記高周波信号は、検波回路２７における増幅回路で増幅され、次いで、半波整流回路で半波整流され、次いで、平滑回路で平滑化される。
【０１０５】この平滑化された信号は、検波回路２７から出力され、差動増幅器２８の非反転入力端子に入力される。
【０１０６】差動増幅器２８からは、検波回路２４からの信号のレベルと、検波回路２７からの信号のレベルとの差分（差）に対応したレベルの信号（検出信号）が出力される。
【０１０７】図７は、図５および図６に示す場合における指の接触位置と、検波回路２４および２７から出力される信号のレベル（電圧レベル）と、差動増幅器２８から出力される信号（検出信号）のレベル（電圧レベル）との関係を示すグラフである。
【０１０８】図７に示すように、検波回路２４から出力される信号のレベル（電圧レベル）は、指の接触位置が位置ａのとき、最小であり、基端側であるほど大きい。そして、指の接触位置が中間位置ｃおよびそれより基端側（例えば、位置ｄ、位置ｅ）のときは、指が操作部７の電極４１に対応する部分に接触せず、これにより、検波回路２４から出力される信号のレベルは、最大となる。
【０１０９】逆に、検波回路２７から出力される信号のレベル（電圧レベル）は、指の接触位置が位置ｅのとき、最小であり、先端側であるほど大きい。そして、指の接触位置が中間位置ｃおよびそれより先端側（例えば、位置ａ、位置ｂ）のときは、指が操作部７の電極４２に対応する部分に接触せず、これにより、検波回路２７から出力される信号のレベルは、最大となる。
【０１１０】従って、差動増幅器２８から出力される信号（検出信号）のレベル（電圧レベル）は、指の接触位置が位置ａのとき、最大であり、基端側であるほど小さく、位置ｅのとき、最小となる。
【０１１１】また、指が操作部７に接触していない場合の差動増幅器２８から出力される検出信号のレベルは、指の接触位置が中間位置ｃのときの検出信号のレベルと等しい。
【０１１２】差動増幅器２８から出力される検出信号のレベルと、指の接触の有無および接触位置との関係は、前記のようになっているので、前記検出信号に基づいて、指の接触の有無および接触位置を求めることができる。
【０１１３】なお、指の接触位置が中間位置ｃの場合と、指が操作部７に接触していない場合は、いずれも電子画像のスクロールを実行しないので、これらを区別することができなくてもよいが、指の接触位置が中間位置ｃの場合と、指が操作部７に接触していない場合とを区別することができるようになっていてもよい。
【０１１４】ところで、指の接触位置が中間位置ｃのとき、操作部７の電極４１および４２に対応する部分に指が接触する場合には、指の接触位置が中間位置ｃまたはその近傍のとき、操作部７の電極４１に対応する部分に接触している指の面積と、操作部７の電極４２に対応する部分に接触している指の面積とが等しくなる。このため、指の接触位置が中間位置ｃまたはその近傍のときに、差動増幅器２８から出力される検出信号のレベルは、図７に示す中間位置ｃのときと等しくなる。そして、この検出信号のレベルは、指の接触位置が先端側であるほど大きいので、、前記検出信号に基づいて、指の接触の有無および接触位置を求めることができる。
【０１１５】前記差動増幅器２８から出力された検出信号は、Ａ／Ｄ変換器２９でアナログ信号からデジタル信号（検出データ）に変換され、制御手段２１に入力される。
【０１１６】制御手段２１は、前記検出データに基づいて、スクロール情報（スクロールデータ）を求める。
【０１１７】すなわち、制御手段２１のメモリー２１１の所定の記憶領域には、前記検出データからスクロール情報を求めるための所定のテーブル（検量線）が予め記憶されており、制御手段２１は、このテーブルと検出データとから、スクロール情報を求める。
【０１１８】前記スクロール情報には、スクロールを実行しないことを示す「動作なし（カウントなし）」、電子画像を上方向にｍカウント（単位）分スクロールさせることを示す「＋ｍカウントスクロール」（但し、ｍは、１以上の整数）、電子画像を下方向にｎカウント分スクロールさせることを示す「－ｎカウントスクロール」（但し、ｎは、１以上の整数）等があり、これらは、指の接触の有無および接触位置に対応している。
【０１１９】ここで、前記「１カウント」がどの程度のスクロール量であるかは、パーソナルコンピュータ８側で予め設定されている。なお、前記ｍ、ｎが大きいほど、スクロール速度は、速い。
【０１２０】得られたスクロール情報は、「動作なし」の場合を除き、制御手段２１から出力され、パーソナルコンピュータ８に入力される。
【０１２１】パーソナルコンピュータ８は、前記スクロール情報に基づいて、電子画像を所定方向に所定カウント分スクロールさせる。以上の動作が繰り返し実行される。
【０１２２】そして、スクロール情報が次々とパーソナルコンピュータ８に入力されると、そのパーソナルコンピュータ８の指令により、電子画像は、所定方向に、所定の速度で、所定時間スクロールする。
【０１２３】一方、指を操作部７の中間位置ｃに位置させた場合と、指を操作部７に接触させない場合のスクロール情報は、それぞれ、「動作なし」となり、この場合には、スクロールは実行されない。
【０１２４】以上の説明では、中間位置ｃのみをスクロールの実行を指示しない（スクロールが実行されない）指の接触位置として説明してきたが、スクロールの実行を指示しない指の接触位置は、これに限らず、例えば、中間位置ｃおよびその近傍の位置であってもよい。
【０１２５】また、検出信号からスクロール情報を求めるための検量線は、テーブルに限らず、例えば、演算式等であってもよい。
【０１２６】なお、このマウス１により、ポインタの所定方向の移動およびアイコンの選択指定の操作を行うことができることは言うまでもないので、これらの作用（動作）や構成の説明は省略する。
【０１２７】次に、制御手段２１のスクロールについての制御動作を説明する。図８は、制御手段２１のスクロールについての制御動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて説明する。
【０１２８】まず、前述したように、電極４１および４２の出力状態のサンプリングを行い、検出データを取得する（ステップＳ１０１）。
【０１２９】次いで、前述したように、検出データに基づいてスクロール情報を求める（ステップＳ１０２）。
【０１３０】次いで、指の接触が有り、かつ、指の接触位置がスクロールの実行を指示する位置であるか否かを判断（判定）する（ステップＳ１０３）。
【０１３１】ステップＳ１０３において、ＮＯと判断した場合、すなわち、指の接触が無いか、または、指の接触位置がスクロールの実行を指示しない位置である場合には、電子画像をスクロールさせるためのスクロール情報を出力しない（ステップＳ１０４）。この場合は、電子画像は、スクロールしない。
【０１３２】また、ステップＳ１０３において、ＹＥＳと判断した場合、すなわち、指の接触が有り、かつ、指の接触位置がスクロールの実行を指示する位置である場合には、得られたスクロール情報を出力する（ステップＳ１０５）。
【０１３３】前記ステップＳ１０４またはステップＳ１０５を実行した後、ステップＳ１０１に戻り、再度、ステップＳ１０１以降を実行する。
【０１３４】前記のプログラムにおいて、前記ステップＳ１０５が繰り返し実行されることにより、電子画像は、所定方向に、所定の速度で連続的にスクロールする。
【０１３５】すなわち、指の接触位置がスクロールの実行を指示する位置である場合には、指が操作部７に接触している間（ステップＳ１０５の判定がＹＥＳである間）、ステップＳ１０５が繰り返し実行され、電子画像が、所定方向に、所定の速度で連続的にスクロールする。
【０１３６】以上説明したように、このマウス１によれば、操作部７に指を接触させるだけで、ディスプレイの画面に表示された電子画像をスクロールさせることができる。このため、スクロール操作を容易に行うことができる。
【０１３７】また、スクロールの速度を多段階（複数段階）に調整（設定）し得るように構成されているので、非常に便利である。
【０１３８】特に、このマウス１では、触れる指の位置（接触位置）で、スクロールの方向（向き）を選択（設定）することができるとともに、スクロールの速度を自在に調整（設定）することができるので、スクロール操作をきわめて容易に行うことができる。
【０１３９】また、２つの電極４１および４２により指の接触の有無および接触位置を検出するので、電極を３つ以上設ける場合に比べ、部品点数を少なくすることができ、また、回路構成を簡素化することができ、また、制御を簡略化することができる。
【０１４０】また、電極４１および４２がマウス１の前後方向に沿って並設されているので、スクロール操作の際、指を無理無く動かすことができ、このためスクロール操作を容易に行うことができる。
【０１４１】そして、このマウス１では、ホイールやスクロール操作ボタンのようなスクロール操作の際に可動させる部分（可動部）がないので、構造が簡易であり、また、複雑な３Ｄや、マウス１の薄型化等にも容易に対応することができる。
【０１４２】また、スクロール操作の際に可動させる部分がないので、埃や水等の異物による影響がなく（または非常に少なく）、また、摩擦等がなく、このため、信頼性が高く、寿命も長い。
【０１４３】また、電極４１および４２がケーシング３の蓋体３２の裏側に設置されているので、デザイン上の制約を受けず（デザインの自由度が高く）、また、ケーシング３（蓋体３２）の上部表面を有効に利用することができる。また、マウス１の上部表面が覆われているので、静電気に強い。
【０１４４】以上、本発明の情報入力装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【０１４５】例えば、前記実施形態では、電極（容量センサ）の数は、２個であるが、本発明では、電極の数は、２個に限定されず、３個以上でもよい。すなわち、本発明では、電極が複数設けられていればよい。
【０１４６】また、本発明では、電極の形状、寸法、配置、間隔等も前記実施形態には限定されない。電極の形状は、長方形（四角形）の他、例えば、円、楕円等であってもよい。
【０１４７】また、本発明では、情報入力装置は、マウスに限らず、この他、例えば、トラックボール、トラックパッド、キーボード等でもよい。
【０１４８】また、前記実施形態では、指示情報が、表示装置に表示される電子画像の所定の方向のスクロールに利用されているが、本発明では、これに限らない。
【０１４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の情報入力装置によれば、指を接触させるだけで指示情報を電子機器に出力することができる。すなわち、操作を容易に行うことができる。
【０１５０】そして、触れる指の位置（接触位置）を変えることにより、指示情報を変更することができ、このため、操作が容易であるとともに、非常に便利である。
【０１５１】例えば、指示情報が表示装置に表示される電子画像の所定の方向のスクロールに使用される場合、特に、本発明の情報入力装置をマウスに適用した場合には、触れる指の位置で、スクロールの方向（向き）を選択（設定）することができるとともに、スクロールの速度を自在に調整（設定）することができるので、スクロール操作を容易に行うことができるとともに、非常に便利である。
【０１５２】また、本発明では、その検出手段が複数の容量センサ（第１の容量センサおよび第２の容量センサ）で構成されており、ホイールやスクロール操作ボタンのような機械的な構造のものではないので、構造が簡易であり、信頼性が高く、寿命が長く、また、装置の薄型化等にも容易に対応することができる。
【０１５３】また、本発明では、複数の容量センサ（第１の容量センサおよび第２の容量センサ）で構成された検出手段を装置内部（表面下）に設置することでき、これにより、デザイン上の制約を受けず（デザインの自由度が高く）、また、装置の上部表面を有効に利用することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００６２２０【氏名又は名称】ミツミ電機株式会社
【出願日】	平成１２年６月２２日（２０００．６．２２）
【代理人】	【識別番号】１０００９１６２７【弁理士】【氏名又は名称】朝比一夫（外１名）
【公開番号】	特開２００２－７０５６（Ｐ２００２－７０５６Ａ）
【公開日】	平成１４年１月１１日（２００２．１．１１）
【出願番号】	特願２０００－１８８０７５（Ｐ２０００－１８８０７５）