CN102314273A - 电容传感器和信息输入装置 - Google Patents

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CN102314273A CN2011101717179A CN201110171717A CN102314273A CN 102314273 A CN102314273 A CN 102314273A CN 2011101717179 A CN2011101717179 A CN 2011101717179A CN 201110171717 A CN201110171717 A CN 201110171717A CN 102314273 A CN102314273 A CN 102314273A
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Abstract

本发明提供了电容传感器和信息输入装置，该电容传感器包括：第一电极，包括第一区域，平行于第二方向的高度关于平行于第一方向的宽度方向逐渐增大，第一方向垂直于第二方向；第二区域，高度关于宽度方向逐渐减小，以及第三区域，使第一区域和第二区域相对；第二电极，在第二方向上与第一区域相对，且平行于第二方向的高度关于第一方向逐渐减小；第三电极，在第二方向上与第二区域相对，且平行于第二方向的高度关于第一方向逐渐增大；以及支撑体，支撑包括第一至第三电极且第一至第三电极经由第三区域连接的电极组，并沿第二方向排布这些组。

Description

电容传感器和信息输入装置
技术领域
本发明涉及能根据电容的变化来检测手指接触或接近位置的电容传感器和信息输入装置。
背景技术
近年来，能根据电容检测手指位置并控制屏幕显示和装置操作的电子装置已广泛使用。通常，这种电容传感器通过检测面板中所设置的多个电极的电容变化来确定面板中手指的接触或接近位置。
例如，日本专利申请公开第59-119630号(第3页，图5)(下文中称为专利文献1)公开了一种触摸开关装置，其具有通过将矩形沿对角线分割成两部分而形成的两个三角形触摸电极的电极结构，触摸电极在单轴方向上排布，使得其斜边彼此相对，中间略有间隙。根据这样的电极结构，由于手指的与各触摸电极重叠的区域根据手指在单轴方向上的位置而变化，所以能够根据触摸电极的电容变化率来识别手指的接触位置。此外，日本专利申请公开第59-121484(第3页，图5)(下文中称为专利文献2)公开了一种坐标输入装置，其包括在双轴方向上按照4×4矩阵以预定间隔排列的多个矩形触摸电极，以根据触摸电极的电容变化率来识别手指在双轴方向上的接触位置。
发明内容
然而，在专利文献1所公开的电极结构中，如果触摸电极沿着单轴方向变得更宽，则触摸电极的斜边的角度均形成得更缓和，这降低了手指接触位置的检测分辨率。专利文献2所公开的电极结构中，信号线与触摸电极相连并通过电极之间的间隙来布线。与触摸电极一样，信号线也与手指电容耦合，因此，信号线需要做得很细来抑制检测精度的下降。然而，将信号线做得很细增加了信号线的电阻，使得触摸电极的电容变化灵敏度劣化。
鉴于此情形，期望提供一种能够增强双轴方向上的位置检测精度并能够避免由于检测区域内存在金属线而造成灵敏度下降的电容传感器和信号输入装置。
根据本发明的实施方式，提供了一种电容传感器，其包括第一电极、第二电极、第三电极以及支撑体。
第一电极包括第一区域，平行于第二方向的高度关于平行于第一方向的宽度方向逐渐增大，该第一方向垂直于该第二方向；第二区域，高度关于宽度方向逐渐减小；以及第三区域，使第一区域与第二区域彼此相对。
第二电极在第二方向上与第一区域相对，平行于第二方向的高度关于第一方向逐渐减小。
第三电极在第二方向上与第二区域相对，平行于第二方向的高度关于第一方向逐渐增大。
支撑体支撑包括第一、第二和第三电极的多个电极组，并沿第二方向排布该多个电极组，该多个电极组处于经由第三区域彼此连接的状态。
对于包括第一至第三电极的电极组，第一电极(第一区域)与第二电极的面积比以及第一电极(第二区域)与第三电极的面积比关于第一方向逐渐变化。因此，可通过检测电极的电容变化率(电容改变量)来识别检测对象在电极组上的位置。
在上述电容传感器中，由于每个电极组在第一方向上被分为三部分，因此可增大电极基于检测对象在第一方向上的位置变化的电容变化率。这增强了检测对象在第一方向上的位置检测精度。
此外，由于电极组在第二方向上排布在支撑体上，因此能够根据电极组的电容变化率高精度地检测检测对象在第二方向的位置变化。
而且，当组成电极组的所有第二电极和第三电极在第一方向上指向检测区域外面时，能够消除与这些电极相连接的配线在检测区域内布线的需要。这避免了由于检测区域内存在配线而导致的检测灵敏度的降低。
第一区域具有与第二电极相对的第一斜边。
第二区域具有与第三电极相对的第二斜边。
这使得能够在第一区域和第二电极间以及第二区域和第三电极间形成直线状边界。因此，能够在检测对象关于第一方向的位置与电极间的电容比之间提供预定比例关系，从而获得稳定的检测灵敏度。
第一区域和第二区域可以在与第三区域的连接部处具有高度最大值。
因此，能够形成关于中心部分具有对称形状的第一电极，并避免第一区域侧与第二区域侧之间检测灵敏度的差异。
第一电极的宽度沿第一方向覆盖检测对象的检测区域。
第二和第三电极均可具有与第三区域相对的第一端和关于第一方向朝向检测区域外面的第二端。
这使得配线在不需要在检测区域内布线的情况下连接至这些电极。因此，能够避免由于检测区域内配线的存在而导致的检测灵敏度的降低。
第三区域可使得在第一区域和第二区域彼此连接的状态下，第一区域和第二区域彼此相对。
因此，电极组的第一电极彼此连接从而构成一体的第一电极。当检测该第一电极的计数值时，能够确定检测对象是否接近或接触检测区域。
支撑体可在多个电极组经由第三区域彼此连接以作为电极组单元的状态下支撑多个电极组，并可沿第二方向排布多个电极组单元。
以此配置，当检测多个电极组单元中的第一电极的计数值时，能够确定检测对象接近或接触检测区域中的哪个电极组单元侧。
第三区域可包括第一连接部和第二连接部，该第一连接部将多个电极组的第一区域连接至另一第一区域，该第二连接部以与第一连接部间隔开的状态与第一连接部相对，第二连接部将多个电极组的第二区域连接至另一第二区域。
因此，当检测电极组的彼此相连的第一区域的计数值和电极组的彼此相连的第二区域的计数值时，能够确定检测对象接近或者接触检测区域的第一区域侧还是第二区域侧。
支撑体可在多个电极组经由第三区域彼此连接以作为电极组单元的状态下支撑多个电极组，并可沿第二方向排布多个电极组单元。
以此配置，当检测多个电极组单元中的彼此连接的电极组的第一区域的计数值和彼此连接的电极组的第二区域的计数值时，能够确定检测对象接近或接触检测区域的哪个电极组单元侧，以及，其右半部分区域和左半部分区域中的哪一个。
根据本发明的实施方式，提供了一种信息输入装置，其包括第一电极、第二电极、第三电极、支撑体、信号生成部以及控制部。
第一电极包括：第一区域，平行于第二方向的高度关于平行于第一方向的宽度方向逐渐增大，该第一方向垂直于该第二方向；第二区域，高度关于宽度方向逐渐减小；以及第三区域，连接第一区域和第二区域。
第二电极在第二方向上与第一区域相对，平行于第二方向的高度关于第一方向逐渐减小。
第三电极在第二方向上与第二区域相对，平行于第二方向的高度关于第一方向逐渐增大。
支撑体支撑均包括第一、第二和第三电极的多个电极组，并沿第二方向排布多个电极组，多个电极组处于经由第三区域彼此连接的状态。
信号生成部生成信号电压以振动第一至第三电极。
控制部基于多个电极组的电容的变化来生成包含检测对象关于第一和第二方向的位置信息的控制信号。
因此，当检测第一电极的计数值时，能够确定检测对象是接近还是接触检测区域，直到基于电容的变化检测出检测对象的接近为止，仅第一电极振动，且当检测出检测对象的接近时，扫描第一、第二和第三电极。与在检测到检测对象的接近之前也扫描第一、第二和第三电极的情况相比，这能够减少被驱动的电极。
信息输入装置可以还包括与支撑体相对的显示元件，该显示元件包括图像显示面。
控制信号可以包括用于控制将在显示面上显示的图像的信号。
多个电极组和支撑体均可由透光性材料制成。
根据本发明的实施方式，能够增强双轴位置检测的精度，并避免由于检测区域内存在配线而导致的灵敏度的降低。
参照关于如附图所示的本发明的最佳形态实施方式的详细描述，本发明的这些以及其他目的、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的包括电容传感器的信息输入装置的配置的示意性分解斜视图；
图2是该电容传感器的示意性平面图；
图3是电极组的放大平面图；
图4是描述关于X轴方向的操作位置的检测方法的示图；
图5是根据本发明第二实施方式的电容传感器的示意性平面图；
图6是根据本发明第三实施方式的电容传感器的示意性平面图；以及
图7是根据本发明第四实施方式的电容传感器的示意性平面图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述本发明的实施方式。
<第一实施方式>
[信息输入装置]
图1是根据本发明实施方式的包括电容传感器的信息输入装置的配置的示意性斜视图。
本实施方式的信息输入装置5包括电容传感器1、显示元件17、驱动部18以及控制部19。信息输入装置5构成诸如便携式信息终端或固定式信息显示装置的电子装置。应注意，图中未示出用于容纳电容传感器1、显示元件17等的盒体。
[电容传感器]
图2是电容传感器1的配置的示意性平面图。
电容传感器1包括宽度为W、高度为H的检测区域SA。电容传感器1位于显示元件17的操作屏17a上，并被配置作为用于根据电容的变化来检测检测区域SA内检测对象(例如使用者手指)的接近或接触的传感器面板。需要注意的是，在图1和图2中，X轴表示平行于操作屏17a的横边的轴，Y轴表示平行于操作屏17a的竖边的轴，Z轴表示垂直于操作屏17a的轴。
如图2所示，电容传感器1具有多个电极组101、102、103、104、……、10N以及用于支撑这些电极组的支撑体14。在支撑体14的表面上，电极组以恒定节距沿Y轴方向(第二方向)排布。在图2中，沿着+Y方向，将参考标号101、102、103、104、……、10N依次赋予各电极组。这些电极组在配置上相同，因此除非单独描述各电极组，否则电极组被统称为“电极组10”。
如图2所示，电极组10包括第一电极100、第二电极200以及第三电极300。
图3是一个电极组的放大平面图。
第一电极100具有平行于X轴方向(第一方向)的底边。底边的长度基本上等于检测区域SA的宽度，即，第一电极100宽到可沿X轴方向覆盖检测区域SA的宽度，第一电极100包括第一区域120、第二区域130以及第三区域110。
关于与+X方向平行的宽度方向，第一区域120的与+Y方向(高度方向)平行的高度逐渐增大。具体而言，第一区域120由具有两个斜边121和122的近似等腰三角形构成，在与第三区域110的连接部(稍后说明)处形成有底边123作为第一区域120的高度的最大值。
关于与+X方向平行的宽度方向，第二区域130的与+Y方向(高度方向)平行的高度逐渐减小。具体而言，第二区域130由具有两个斜边131和132的近似等腰三角形构成，在与第三区域110的连接部处(稍后说明)形成有底边133作为第二区域130的高度的最大值。应注意，为便于理解，图3示出了虚线来表示底边123和133，但这种线不存在于如图2等所示的实际的第一电极100中。
第三区域110连接第一区域120和第二区域130。具体而言，第三区域110包括区域连接部111和电极组连接部112。区域连接部111使得第一区域120与第二区域130彼此相对，使得彼此相对的第一区域120与第二区域130处于彼此连接的状态。电极组连接部112在Y方向与区域连接部111相连续，其宽度与区域连接部111的宽度相同。电极组连接部112在Y轴方向连接相邻电极组10和10的区域连接部111和111。
第二电极200与第一区域120在Y轴方向上相对，并且被形成为关于+X方向(宽度方向)其平行于+Y方向(高度方向)的高度逐渐减小。具体而言，第二电极200在X轴方向上与第三区域110的电极组连接部112相对，并且在Y轴方向上与两个相邻电极组10和10的第一区域120和120相对。更具体而言，第二电极由等腰梯形构成，该等腰梯形具有与第三区域110的电极组连接部112相对且平行于Y轴的上边201、上边201相反侧的下边202、与第一区域120的斜边121相对的直线状斜边203以及与相邻电极组10的第一区域120的斜边122相对的斜边204。
第一区域120的斜边121和第二电极200的斜边203关于X轴形成相同的倾斜角。两斜边121和203之间具有恒定的间隙。第一区域120的斜边122和第二电极200的斜边204关于X轴形成相同的倾斜角。两斜边122和204之间具有恒定的间隙。第三区域110的电极组连接部112和第二电极200的上边201平行于Y轴。电极组连接部112和上边201之间具有恒定的间隙。对于间隙的大小没有特别的限制，只要间隙在第一电极100与第二电极200之间提供电隔离就可以。
第三电极300在Y轴方向上与第二区域130相对，并被形成为关于+X方向(宽度方向)其平行于+Y方向(高度方向)的高度逐渐增大。具体而言，第三电极300在X轴方向上与第三区域110的电极组连接部112相对，并且在Y轴方向上与两个相邻电极组10和10的第二区域130和130相对。更具体而言，第三电极300由等腰梯形构成，该等腰梯形具有与第三区域110的电极组连接部112相对且平行于Y轴的上边301、上边301相反侧的下边302、与第二区域130的斜边131相对的直线状斜边303以及与相邻电极组10的第二区域130的斜边132相对的斜边304。
第二区域130的斜边131和第三电极300的斜边303关于X轴形成相同的倾斜角。两斜边131和303之间具有恒定的间隙。第二区域130的斜边132和第三电极300的斜边304关于X轴形成相同的倾斜角。两斜边132和304之间具有恒定的间隙。第三区域110的电极组连接部112和第三电极300的上边301平行于Y轴，电极组连接部112和上边301之间具有恒定的间隙。对于间隙的大小没有特别的限制，只要间隙在第一电极100与第三电极300之间提供电隔离就可以。
第二电极200和第三电极300在X轴方向上彼此相对，同时将第一电极100的第三区域110夹在中间，并关于穿过第一电极100的中心部且平行于Y轴方向的直线对称。
需要注意的是，如图2所示，虽然位于Y轴方向上的两端的第一电极100和100与其他第一电极100形状不同，但其功能等方面与其他第一电极100是一样的。
根据该实施方式，第一电极100的第一区域120和第二电极200之间具有直线状斜边作为边界部，第一电极100的第二区域130和第三电极300之间具有直线状斜边作为边界部。由于在检测对象关于X轴方向的位置与电极间的电容比之间具有预定的比例关系，因此这提供了稳定的检测灵敏度。
此外，由于第一电极以第三区域110的中心部作为对称轴而大致形成为对称的形状，因此能够避免在第一区域120和第二电极200一侧与第二区域130和第三电极一侧之间产生检测灵敏度的差异。
支撑体14与显示元件17的图像显示表面(操作屏17a)相对。支撑体14支撑多个电极组10，电极组被配置为处于电极组10经由第三区域110而彼此连接的状态，以保持电极组10以预定的节距排布在Y轴方向上。需要注意的是，在以下描述中，经由第三区域110彼此连接并由支撑体14支撑的多个电极组10也被称作“电极组单元20”。支撑体14由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚碳酸酯(PC)等的柔性电绝缘塑料膜形成。需要注意的是，可选地，支撑体14也可使用诸如玻璃、陶瓷的刚性材料。
电极组10(第一到第三电极100到300)和支撑体14均由透光性材料制成，例如，电极组10由透明导电氧化物制成，例如氧化铟锡(ITO)、SnO、ZnO。支撑体14由PET、PEN等的透明树脂膜制成。因此，可从外面通过电容传感器1看到显示布操作屏17a上的图像。
对于电极组10的形成方法，没有特别限制。例如，可使用诸如气相沉积法、喷溅法以及化学蒸汽沉积法等成膜方法，将组成电极组10的导电膜形成在支撑体14上。在这种情况下，在导电膜形成在基板上后，导电膜被以预定形状图案化。或者，在导电膜形成在带有抗蚀剂掩模的基板的表面上后，多余的导电膜可与抗蚀剂掩模一起从基板上移除(剥离)。此外，可使用诸如电镀法、丝网印刷法的印刷方法在基板上形成电极图案。
电极组10还包括信号线(配线)，用来把第一电极100到第三电极300连接到驱动部18，该实施方式中，信号线100s在Y轴方向上连接至第一电极100的一端，信号线200s和300s分别连接至第二电极200和第三电极300的朝向检测区域SA的外侧的底边202和302。
信号线100s到300s布线在支撑体14上的检测区域SA以外的区域，并通过诸如连接器(未示出)的外部连接端子连接到驱动部18。
信号线100s到300s可由构成第一电极100、第二电极200和第三电极300的材料来形成。在这种情况下，信号线100s到300s可与第一电极100、第二电极200和第三电极300同时形成。同时，信号线100s到300s可由非透明性导电材料制成，例如铝(A1)、银(Ag)、铜(Cu)等的金属线。在这种情况下，金属线层可由低电阻率材料制成，这能够以高灵敏度检测到第一电极100、第二电极200和第三电极300的电容变化。此外，由于信号线100s到300s位于检测区域SA的外侧，因此在检测区域SA的外侧处于操作屏17a的有效像素区域之外的情况下，可避免信号线100s到300s损害图像可视性。
电极组10的宽度被设定为检测区域SA的宽度W。电极组10的宽度(X轴方向上的尺寸)可等于、大于或者小于检测区域SA的宽度W。重要的是电极组10可被形成为具有使电极组10覆盖检测区域SA的整个宽度的尺寸。
同时，电极组10的高度h(Y轴方向上的尺寸)根据检测区域SA的高度H、检测对象的尺寸、Y轴方向上的检测分辨率等而被设定为适当的值。在该实施方式中，假设使用者手指作为检测对象，例如，考虑手指的与操作表面相接触的部分的尺寸，第一电极100的第一区域120的底边123、第一电极100的第二区域130的底边133、第二电极200的下边202以及第三电极300的下边302被设定为5mm至10mm。相似地，对电极组10的沿着Y轴方向的列的数量没有特别的限制。列的数量根据检测区域SA的高度、检测对象的尺寸、Y轴方向上的检测分辨率等而被设定为适当的值。
此外，第一电极100与第二电极200和第三电极300的高度的总和关于+X方向保持不变。这使得所有电极组的高度保持不变，因此可以抑制根据检测对象关于X轴方向的位置而使得检测灵敏度产生差异。
此外，如图1所示，电容传感器1包括用于覆盖所有列的电极组10的保护层15。保护层15由PET、PEN等的透光性树脂膜、塑料板、玻璃片等制成。此外，保护层15的最外侧表面构成被使用者触摸及操作的操作表面。
根据本实施方式，当第二电极200和第三电极300均关于X轴方向朝向检测区域SA的外面时，可消除在检测区域SA内对连接至第二电极200和第三电极300的信号线200s、300s布线的需要。这避免了由于检测区域SA内配线的存在而导致的检测灵敏性的降低。
[驱动部]
驱动电极组10的驱动部18包括用于产生被施加至电极100至300的信号电压的信号产生电路、用于计算电极100至300的电容以及电容变化的算术电路。对信号电压没有特别限制，只要信号能够振动电极100至300即可。例如，信号可为具有预定频率的脉冲信号、高频信号、交流信号或者直流信号。对算术电路没有特别限制，只要算术电路能够检测振动电极的电容或者电容变化量即可。本实施方式的算术电路将电容变化量转换为整数值(计数值)，然后输出至控制部19。
在本实施方式中，采用所谓的自电容(self-capacitance)方法来检测电极100至300的电容和电容变化。该自电容方法也被称为单电极方法，其仅使用一个电极来感测。用于感测的电极相对于地电位具有浮置电容。当诸如人体(手指)的接地检测对象靠近时，电极的浮置电容增加。算术电路通过检测此电容增加来计算手指的接近以及位置坐标。
对于电极100至300的振动顺序，即电极100至300的扫描方法，没有特别限制。电极100至300可在宽度方向(+X方向)上或者相反方向(-X方向)上被顺次振动。此外，所有列的电极可被同步地或者顺序地(例如在Y方向上)振动。
另外，可以不是所有的电极100至300在任何时间都振动，而是可以使预定电极不振动而其他电极振动。例如，可以仅各列(或者具有预定间隔的某些列)的第一电极100振动，直到检测到检测对象(诸如使用者的手指)的接近，然后，被振动的电极的数量随着检测对象的接近的增加而增加。此外，被振动的电极可在操作屏17a的显示模式中选择。例如，当需要手指输入操作的图像密集地位于屏幕的左边，可仅扫描第二电极200；相反，如果那些图像密集地位于屏幕的右边，可仅扫描第三电极300。和扫描所有电极的情况相比，这样可减少需要被驱动的电极数量。
[控制部]
控制部19根据驱动部18的输出来产生用于控制显示在显示元件17的操作屏17a上的图像的控制信号，并将其输出至显示元件17。控制部19典型地包括识别手指在检测区域SA中的操作位置、操作方向等的计算机，并根据这些检测结果执行预定的图像控制操作。例如，控制部19根据使用者意向执行屏幕控制操作，例如，对应于操作位置改变屏幕上的图像，并沿着操作方向移动图像。
控制部19可产生用于控制信息输入装置5的其他功能的其他控制信号。例如，根据操作屏17a上的操作位置，控制部19可使诸如电话呼叫、线路切换、字典搜索、文本信息输入和玩游戏的各种功能被执行。
控制部19不必由与驱动部18分离的电路形成，而是也可包括与驱动部18集成的电路。例如，控制部19和驱动部18可由单个半导体芯片(IC芯片)配置。
[信息输入装置的操作实例]
以下将描述电容传感器1的操作实例。此处，将说明使用电容传感器1来检测手指的输入操作位置(XY坐标)的方法。需要注意的是，如上所述，控制部19确定输入操作位置。
(Y轴方向上的检测)
下面将说明使用电容传感器1来检测手指的输入操作位置(XY坐标)的方法。应注意，如上所述，控制部19确定输入操作位置。
首先描述在操作屏17a上关于Y轴方向检测操作位置的方法。对于关于Y轴方向的操作位置检测，参照第二电极200的电容变化或者第三电极300的电容变化。具体而言，在检测关于Y轴方向的操作位置时，检测多个第二电极200的电容变化以及多个第三电极300的电容变化，手指关于Y轴方向的接触位置基于其水平来确定。
使用自电容方法检测电容时，随着手指接近的增加，电容(浮置电容)变大。因此，可断定手指接近或接触在多个第二电极200和多个第三电极300中检测出的具有最大电容变化量的一个电极的正上方的位置。此外，当从两相邻的第二电极200、200或从两相邻的第三电极300、300检测到基本相等的最大电容变化量时，可以断定手指接近或接触两个相邻的电极正上方的位置。此外，当从两相邻的第二电极200、200或从两相邻的第三电极300、300检测到最大电容变化量以及第二大电容变化量时，可以断定手指接近或接触从两个相邻的电极正上方的位置偏移至的一个电极的位置。
此外，通过为计数值设定适当的阈值，可以确定手指相对于电容传感器1的接近距离。具体地，当为计数值设定了第一阈值(触摸阈值)并且计数值超过该阈值时，可以确定手指在操作屏17a上是否执行了触摸操作。此外，可以设定小于第一阈值的第二阈值。这使得手指的接近在触摸操作前就能够被确定，使得手指的输入操作的检测以非接触方式进行。
根据本实施方式，第二电极200和第三电极300沿着Y轴方向排布。因此，根据第二电极200和第三电极300的电容变化率，能够高精度地检测检测对象在Y轴方向上的位置变化。
(X轴方向上的检测)
以下描述操作屏17a上关于X轴方向的操作位置的检测方法。对于关于X轴方向的操作位置的检测，参照第一电极100的电容变化以及第二电极200的电容变化或第三电极300的电容变化。具体而言，在X轴方向上的检测过程中，检测出第一电极100的电容变化、多个第二电极200的电容变化以及多个第三电极300的电容变化，手指关于X方向的接触位置根据其水平来确定。
图4是用于描述关于X轴方向的操作位置的检测方法的示图。
如图所示，当手指与操作屏17a上的在X轴方向上相同(位于相同的距离A处)但在Y轴方向上不同的多个位置B、C、D接触时，第一电极100的电容变化量(计数变化量)原则上相等。这里，假设第一电极100的计数变化量是ΔC1，多个第二电极200的计数变化量是ΔC2，多个第三电极300的计数变化量是ΔC3，在操作位置位于第二电极200侧的情况下，操作屏17a上的关于X轴方向的操作位置可以根据表达式“ΔC2/(ΔC1+ΔC2)×常数”来确定。而在操作位置位于第三电极300侧的情况下，操作位置可以根据表达式“ΔC3/(ΔC1+ΔC3)×常数”来确定。
根据本实施方式，对于电极组10，第二电极200与第一电极100的第一区域120的面积比以及第三电极300与第一电极100的第二区域130的面积比相对于X轴方向逐渐变化。因此，通过检测电极100至300的电容变化率(或者电容变化量)，可以识别检测对象在电极组10上的位置。
此外，由于每个电极组10在X轴方向上被分成三个，因此可以增大电极100至300基于检测对象沿X轴方向的位置变化的电容变化率。这提高了沿着X轴方向检测检测对象的位置的精度。
[信息输入装置的操作实例]
以下将描述电容传感器1的操作实例。
首先，驱动部18的信号产生电路由控制部19进行控制，以产生信号电压并将所产生的信号电压施加至第一电极100，使第一电极100振动。当驱动部18的算术电路检测到第一电极100的电容变化时，算术电路将第一电极100的电容变化量转换为整数值(计数值)，并将其输出至控制部19。当接收到来自算术电路的输出时，控制部19判定检测对象接近或接触操作屏17a，除了将信号电压施加至第一电极100之外，还施加至第二电极200和第三电极300，以振动第一电极100、第二电极200以及第三电极300。
当驱动部18的算术电路检测到第一电极100、第二电极200以及第三电极300的电容变化时，驱动部18的算术电路将第一电极100、第二电极200以及第三电极300的电容变化量转换为整数值(计数值)，并将其输出至控制部19。当接收到来自算术电路的输出时，控制部19确定检测对象在操作屏17a上的接近或接触位置(XY坐标)。
根据此操作实例，直到根据电容变化检测到检测对象的接近为止，仅第一电极100振动，并且当检测到检测对象的接近时，扫描第一电极100、第二电极200以及第三电极300。
与检测到检测对象的接近之前第一电极100、第二电极200以及第三电极300均被扫描的情况相比，这节省了被驱动的电极数量。
<第二实施方式>
在第一实施方式中，描述了第一电极100一体形成且被连接至信号线100s的电容传感器1。在下面的实施方式中，将描述包括具有不同于第一实施方式的配置的第一电极的电容传感器。
在下文中，将省略或简化对于与第一实施方式相同的配置、相同的功能等的描述，主要描述不同的点。在此实施方式中，此电容传感器的具有与第一实施方式的电容传感器1相同配置的部分由相应的参考标记(关于第一电极的400系列、电极组40、电极组单元50)来表示，并省略其重复描述。
图5是根据本发明第二实施方式的电容传感器的示意性平面图。
在多个电极组10经由第三区域110相互连接并且多个(例如2个)电极组单元20沿着Y轴方向排布的状态下，电容传感器2的支撑体14支撑多个第一实施方式的电极组10(作为电极组单元20)。多个电极组单元20彼此电性绝缘。信号线100s分别连接至多个电极组单元20的第一电极100。
以此配置，当检测到多个(例如2个)电极组单元20的第一电极100的计数值时，可以确定检测对象接近或接触检测区域SA的上半部分还是下半部分。
<第三实施方式>
图6是根据本发明第三实施方式的电容传感器的示意性平面图。
电容传感器3的各电极组40包括第一电极400以及与第一实施方式中的电极相同的第二电极200和第三电极300。第一电极400的第三区域410是在第一区域420和第二区域430彼此间隔开的状态下使第一区域420和第二区域430彼此相对的区域，且包括彼此间隔开的第一连接部411和第二连接部412。第三区域410的第一连接部411和第二连接部412具有第一实施方式的第一电极100的第三区域110关于X轴方向的中心部而被在X轴方向上分离的形状。第一连接部411将多个电极组40的第一区域420在Y轴方向上连接至彼此。第二连接部412将多个电极组40的第二区域430在Y轴方向上连接至彼此。信号线411s、412s连接至第一电极400的第一连接部411和第二连接部412的Y轴方向上的端部。
以此配置，当检测到多个电极组40的第一区域420通过第一连接部411所连接的部分的计数值，并且检测到多个电极组40的第二区域430通过第二连接部412所连接的部分的计数值时，可以确定检测对象接近或接触检测区域SA的左半部分还是右半部分。
<第四实施方式>
图7是根据本发明第四实施方式的电容传感器的示意性平面图。
在多个电极组40经由第三区域410的第一连接部411和第二连接部412相互连接，并且多个(例如2个)电极组单元50沿着Y轴方向排布的状态下，电容传感器4的支撑体14支撑第三实施方式的多个电极组40(作为电极组单元50)。多个电极组单元50彼此电性绝缘。信号线411s或412s连接至多个电极组单元50中的每个的第三电极400的第一连接部411和第二连接部412的Y轴方向上的端部。
以此配置，当检测到多个(例如2个)电极组单元50的多个电极组40的第一区域420通过第一连接部411所连接的部分的计数值，并且检测到多个电极组40的第二区域430通过第二连接部412所连接的部分的计数值时，可以确定检测对象接近或接触检测区域SA的右上半部分、左上半部分、右下半部分以及左下半部分。
尽管上文对本发明的实施方式进行了描述，但本发明并不限于这些实施方式。可在本发明的技术思想的基础上，通过各种方式修改这些实施方式。
例如，在上述各实施方式中，电容传感器被配置在操作屏上。可选择地，电容传感器可与触摸板等一样被单独安装在电子装置的壳体内。在这种情况下，电容传感器不必具有透光性，因此传感器的电极可由诸如金属的非透光性材料制成。
在上述实施方式中，构成电极组的电极之间的边界部由直线状斜边构成。此外，边界部可被配置为锯齿形，从而电极的高度以台阶方式改变。可选择地，边界部可被形成为曲线状的倾斜形状。在这种情况下，在宽度方向上，传感器的中心部分的检测分辨率比侧部的检测分辨率高。
此外，在上述各实施方式中，第一电极被配置为沿着宽度方向在中心部具有最大高度，或者沿着宽度方向在两端部具有最大高度。可选择地，根据装置规格所要求的检测分辨率，最大高度可被适当的改变。
本发明包括在2010年6月30日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2010-148816披露的主题，其全部内容结合于此作为参考。
本领域技术人员应理解，可根据设计要求或其他因素进行各种修改、组合、子组合和改变，均处于所附权利要求的范围或其等同物的范围内。

Claims (11)

1.一种电容传感器，包括：
第一电极，包括：
第一区域，与垂直于第一方向的第二方向平行的高度关于平行于所述第一方向的宽度方向逐渐增大，
第二区域，高度关于所述宽度方向逐渐减小，以及
第三区域，使所述第一区域和所述第二区域彼此相对；
第二电极，在所述第二方向上与所述第一区域相对，并且平行于所述第二方向的高度关于所述第一方向逐渐减小；
第三电极，在所述第二方向上与所述第二区域相对，并且平行于所述第二方向的高度关于所述第一方向逐渐增大；以及
支撑体，被配置为在均包括所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极的多个电极组经由所述第三区域彼此连接的状态下支撑所述多个电极组，并沿所述第二方向排布所述多个电极组。
2.根据权利要求1所述的电容传感器，其中，
所述第一区域具有与所述第二电极相对的第一斜边，
所述第二区域具有与所述第三电极相对的第二斜边。
3.根据权利要求2所述的电容传感器，其中，
所述第一区域和所述第二区域中的每一个在与所述第三区域的连接部分处具有最大高度值。
4.根据权利要求3所述的电容传感器，其中，
所述第一电极的宽度沿所述第一方向覆盖检测对象的检测区域；
所述第二电极和所述第三电极中的每一个具有与所述第三区域相对的第一端部以及关于所述第一方向朝向所述检测区域的外部的第二端部。
5.根据权利要求4所述的电容传感器，其中，
所述第三区域使得在所述第一区域和所述第二区域彼此连接的状态下，所述第一区域与所述第二区域彼此相对。
6.根据权利要求5所述的电容传感器，其中，
在所述多个电极组经由所述第三区域彼此连接以作为电极组单元的状态下，所述支撑体支撑所述多个电极组，并且沿所述第二方向排布多个所述电极组单元。
7.根据权利要求4所述的电容传感器，其中，
所述第三区域包括：
第一连接部，将所述多个电极组的一个第一区域连接至另一第一区域；
第二连接部，在所述第二连接部与所述第一连接部间隔开的状态下与所述第一连接部相对，并且将所述多个电极组的一个第二区域连接至另一第二区域。
8.根据权利要求7所述的电容传感器，其中，
在所述多个电极组经由所述第三区域彼此连接以作为电极组单元的状态下，所述支撑体支撑所述多个电极组，并且沿所述第二方向排布多个所述电极组单元。
9.一种信息输入装置，包括：
第一电极，包括：
第一区域，平行于第二方向的高度关于平行于第一方向的宽度方向逐渐增大，所述第二方向垂直于所述第一方向，
第二区域，高度关于所述宽度方向逐渐减小，以及
第三区域，连接所述第一区域和所述第二区域；
第二电极，在所述第二方向上与所述第一区域相对，并且平行于所述第二方向的高度关于所述第一方向逐渐减小；
第三电极，在所述第二方向上与所述第二区域相对，并且平行于所述第二方向的高度关于所述第一方向逐渐增大；
支撑体，被配置为在均包括所述第一电极、所述第二电极和所述第三电极的多个电极组经由所述第三区域彼此连接的状态下支撑所述多个电极组，并沿所述第二方向排布所述多个电极组；
信号产生部，被配置为产生信号电压以振动所述第一电极至所述第三电极；以及
控制部，被配置为基于所述多个电极组的电容变化来产生包含检测对象关于所述第一方向和所述第二方向的位置信息的控制信号。
10.根据权利要求9所述的信息输入装置，还包括：
显示元件，与所述支撑体相对，并且具有图像的显示面，其中，
所述控制信号包括用于控制要显示在所述显示面上的图像的信号。
11.根据权利要求10所述的信息输入装置，其中，
所述多个电极组以及所述支撑体均由透光性材料制成。
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