JP2000357050A

JP2000357050A - 入力装置

Info

Publication number: JP2000357050A
Application number: JP11170056A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Suzuki; 克俊鈴木
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のコンピュータに用いられる入力装置
は、機構が複雑でありコスト的に安価に製造することが
できなかった。【解決手段】スライダ５には可動電極６が設けられ、
前記可動電極６と対向するメイン基板２上には所定形状
の電極が所定量のギャップを介して設けられる。前記ス
ライダ５には、揺動可能な捩れ変形部５Ｘ，５Ｙが設け
られており、この捩れ変形部５Ｘ，５Ｙにより、入力部
３の操作に応じて可動電極６が当接溝２ａを支点として
傾斜する。またメイン基板２側の可動電極６と対向する
電極には、独立した電極を設け、可動電極６の傾きによ
って異なる大きさの静電容量を発生させ、この静電容量
の変化を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばコンピュー
タの操作に用いられる入力装置に係り、特に静電容量の
変化を利用した入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のパーソナルコンピュータ等に使用
される入力装置としては、マウス型、スライドパッド
型、トラックボール型など様々なタイプのものが使用さ
れている。これらの入力装置を用いることにより、画面
に表示されたマウスカーソルを移動させるなどしてコン
ピュータを操作することができる。

【０００３】例えばマウス型の入力装置は、手で握って
操作可能な筐体からなるものであり、前記筐体を机上で
移動させることにより、筐体の底部に設けられたボール
が回転してマウスカーソルをＸ軸とＹ軸とで形成される
平面上（画面上）を移動させることができる。

【０００４】またスライドパッド型の入力装置は、指や
ペン等でパッド上を摺動させて入力を行なうものであ
り、またトラックボール型の入力装置は、ボールを回転
させて行なうものであり、これらの操作によってマウス
カーソルを移動させることができる。

【０００５】また、上記したいずれの入力装置にも１個
又はそれ以上のプッシュ式のスイッチが設けられおり、
このスイッチを押圧することで、画面上に表示されたボ
タンを押したり、メニューを選択したりすることができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の入力装置は、構造が複雑であり、しかもコスト
的に安価に製造することができなかった。

【０００７】すなわち、マウス型やトラックボール型の
入力装置は、例えば検出手段として、ボールやボールに
接触させるローラやダイオードを用いた検出部などが用
いられている。またスライドパッド型の入力装置は、例
えば静電容量式では複数本の電極が設けられた２枚のシ
ートをそれぞれＸ軸方向とＹ軸方向とマトリクス状に配
置されたものが用いられている。しかしながら、上記し
たいずれの入力装置も構造が複雑であり、コストダウン
を図ることができなかった。

【０００８】またコンピュータの操作時にマウスカーソ
ルの移動だけでなく、例えばワープロや表計算などの編
集時において画面を上下にスクロールさせることが必要
であり、その場合にはマウスカーソルを所定の位置（ス
クロールバー）まで移動させたり、あるいはキーボード
に設けられた所定のボタン（矢印キー）を押したりしな
ければならず、操作性が良好ではなかった。一方で、別
にスクロール用の入力部が設けられていることもある
が、この場合操作性は損われないが構造がさらに複雑に
なりコストアップを招く結果になる。

【０００９】また、トラックボール型やスライドパッド
型の入力装置では、それぞれに設けられたボールやパッ
ドは、主にマウスカーソルを移動させる場合に使用され
るものであり、スクロールなど別の操作を実行する際に
は操作性が損われるものであった。

【００１０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、マウスカーソルを移動させる移動デー
タやスクロールさせる回転データなどの異なる操作にお
いて操作性を損なわずに入力することができ、しかも構
造が単純で且つコスト的に安価に製造することができる
入力装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の入力装置は、固
定部と、前記固定部上で移動自在な可動部とが設けら
れ、前記固定部には少なくとも２対の電極が設けられ、
可動部には、前記２対のそれぞれの電極に対向する可動
電極が、前記可動部の動作に応じて傾くように設けら
れ、前記可動電極が傾いたときに、一方の対を成すそれ
ぞれの電極と可動電極との間の静電容量と、他方の対を
成すそれぞれの電極と可動電極との間の静電容量との違
いにより、前記可動電極の傾きが検出されることを特徴
とするものである。

【００１２】本発明では、可動電極の傾きを静電容量の
変化として検出し、この可動電極の傾きにより可動部の
動作方向を検出できるようにしている。よって簡単な構
造の入力装置を得ることができる。

【００１３】例えば、前記固定部には、共通電極と、少
なくとも２個の比較電極とが設けられ、共通電極および
一方の比較電極と可動電極との間の静電容量と、共通電
極および他方の比較電極と可動電極との間の静電容量
と、の違いが検出されることが好ましい。

【００１４】２個の比較電極と共通電極とで対を構成す
ることにより、可動電極が傾いたときに、それぞれの比
較電極での静電容量の大小を確実に比較できる。

【００１５】また、可動部は固定部に対して水平方向へ
移動自在とされ、前記可動部に設けられた突出部に前記
可動電極が支持されていると共に前記突出部は固定部に
当接可能に設けられ、可動部が移動したときに前記突出
部が固定部との当接点を支点として倒れ、この突出部の
倒れにより前記可動電極が傾けられるものとすることが
可能である。

【００１６】上記手段では、可動部を水平方向へ移動す
るだけで可動電極に傾きを与えることが可能になり、可
動部の水平の動作方向を検出できる。なお本発明では、
可動電極を支持した可動部が傾斜自在に設けられ、この
可動部の傾斜動作により、可動電極を傾かせるようにし
てもよい。

【００１７】例えば、前記固定部上にＸ−Ｙの直交軸を
想定したときに、２個の比較電極がＸ軸方向に並んだも
のがＹ軸方向に間隔を開けて２組設けられ、２個の比較
電極がＹ軸方向に並んだものがＸ軸方向に間隔を開けて
２組設けられ、可動部には前記各組の共通電極と比較電
極に対向する可動電極が設けられて、可動部の動作に応
じて各組の共通電極と比較電極に対向する可動電極が傾
斜するように設けられ、共通電極といずれかの比較電極
および可動電極との間の静電容量の違いを検出すること
により、前記可動部のＸ―Ｙ動作と円運動とが検出可能
とされるものとなる。

【００１８】上記のように、可動電極を４組設け、それ
ぞれの可動電極の傾きを静電容量の違いで検出できるよ
うにしておくと、可動部のＸＹ動作（ＸＹ傾き動作）と
ともに可動部の円運動（傾き回転動作）も検出可能であ
る。

【００１９】上記手段により、移動データの出力ととも
に画面をスクロールさせることができる回転（スクロー
ル）データを出力させることが可能になる。この場合の
移動データと回転データの検出は、いずれも可動部と固
定部とに設けられた同じ電極と前記移動データと識別可
能な演算部とを用いることで実行することができ、これ
により構造的に簡易に且つコスト的に安価に製造するこ
とが可能になる。

【００２０】また前記した移動データと回転データとを
可動部の動きの変化のみで識別できることで、移動デー
タと回転データとは、前記可動部に設けられた単一の操
作部を操作するだけで出力できる。

【００２１】なお、本発明では、固定部において、可動
電極に対向する対を成す電極間に電圧が印加されている
ものとなる。

【００２２】さらに、前記可動部には、この可動部に設
けられた入力部により操作されるスイッチ検出部が設け
られているものとすることができる。

【００２３】例えば、前記スイッチ検出部は、前記移動
データと回転データとは別個に入力部と固定部にそれぞ
れお互いが対向するような電極が設けられる。例えば前
記入力部が押圧されたときに前記入力部の電極と固定部
の電極とのギャップを変化させ、静電容量の変化により
ＯＮとＯＦＦを検出できるようにする。また、スイッチ
検出部は１個に限られることはなく、２個以上設けられ
ていてもよい。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の入力装置について
図面を参照して説明する。図１は本発明の入力装置を示
す外観図、図２は本発明の入力装置を示す分解斜視図、
図３は図２のｙ方向から見たときの捩れ変形部を示す拡
大断面斜視図、図４は可動電極板の動きを説明するため
の説明図、図５は固定部と可動部の電極形状と配置を示
す斜視図、図６は本発明の入力装置を示す断面図、図７
は各操作における電荷の変化を示す説明図、図８は可動
部と固定部との間で形成される回路図であり、回路Ａ乃
至Ｃは移動検出用及び回転検出用、回路Ｄ及びＥはスイ
ッチ検出用である。

【００２５】図１および図６に示すように、本発明の入
力装置１は、固定部としてのメイン基板２上に、可動部
としてスライダ５が前記メイン基板２上で水平に少しだ
け動くように設けられている。図７に示すように、スラ
イダ５を水平方向でＸ方向やＹ方向へ少し移動させ、ま
たはメイン基板２上でスライダ５を擬似的に円運動させ
ることにより後述する可動電極板を傾けることができ、
前記水平動作や円運動を検出可能である。またスライダ
５には入力部３（外側）と入力部４（内側）とがそれぞ
れ独立して押圧方向（Ｚ軸方向）へ動くことができるよ
うに設けられている。

【００２６】なお前記メイン基板２の角部には、取付穴
２ｃが形成されてコンピュータ本体等にねじ止めするこ
とができるようになっている。

【００２７】前記入力部３は、図２に示すように、円筒
形の部材からなり、その内面には内壁面から若干内方へ
突出する鉤状部３ａが、径方向へ弾性可能な弾性部３ｂ
と一体に９０度毎に形成されている。

【００２８】前記入力部４は、円板状の部材からなり前
記スライダ５の円筒内に支持される。また入力部４の下
端縁部には、逆凹型の切欠部４ａが９０度毎に形成され
ている。

【００２９】なお前記入力装置１は、ノート型のコンピ
ュータに組込んで使用してもよく、あるいはコンピュー
タの外部接続用周辺機器として単体で使用してもよい。

【００３０】前記入力部３と４により、２つボタンタイ
プの入力装置のように使用することができ、前記入力装
置１では入力部３を一般のマウス型入力装置の右ボタン
に相当させ、入力部４を左ボタンに相当させることがで
きる。

【００３１】また前記入力装置１は、図２に示すよう
に、メイン基板２と入力部３，４との間に、スライダ
５、可動電極６、Ｒスイッチ電極７及びＬスイッチ電極
８が設けられる（図６参照）。

【００３２】前記スライダ５は、円筒状の部材からな
り、前記スライダ５の下端周縁部には、鉤状の掛止部５
ｅ，５ｅ，５ｅ，５ｅが下方及び外方へ突出して形成さ
れている。前記メイン基板２には、図２に示すように、
凸形状の取付穴２ｂ，２ｂ，２ｂ，２ｂが形成されてい
る。前記スライダ５を取り付ける際には、スライダ５を
上部から押圧することにより、前記掛止部５ｅが前記取
付穴２ｂの幅広部から弾性変形しながら挿入されるとと
もに、前記掛止部５ｅが所定量挿入されたところで弾性
復帰して幅狭部側に掛止部５ｅが掛止され、メイン基板
２とスライダ５とが抜け出ないようになる。

【００３３】なお、前記掛止部５ｅ，５ｅ，５ｅ，５ｅ
と、取付穴２ｂ，２ｂ，２ｂ，２ｂとの間には、若干の
余裕があり、図１および図６のように組み立てられた状
態で、前記入力部３および４とともにスライダ５を、メ
イン基板２上で水平の各方向へ若干動かすことができ
る。図７（Ａ）（Ｂ）は、スライダ５をＹ方向へ若干動
かした状態を示し、図７（Ｃ）はスライダ５をＸＹ方向
に対して斜めの方向へ若干動かした状態を示している。
また図７（Ｄ）のように、メイン基板２上でスライダ５
を前記のわずかな動作範囲で円運動させることが可能で
ある。

【００３４】スライダ５の内側には略十字状で中心に円
形の挿通口５ｄが形成された支持部５ａが一体に形成さ
れる。前記支持部５ａには、前記挿通口５ｄの周囲に捩
れ変形部５Ｘ，５Ｙ，５Ｘ，５Ｙが一体に形成されてい
る。また前記捩れ変形部５Ｘと捩れ変形部５Ｙとの間に
は、片持ち状に支持された支持片５ｃ，５ｃ，５ｃ，５
ｃ（一部図示せず）が前記支持体５ａと一体に形成さ
れ、前記支持片５ｃの先端にはそれぞれ上方へ突出する
突起５ｆが形成される。また前記支持片５ｃは、上下方
向に弾性変形可能である。

【００３５】前記捩れ変形部５Ｙ（５Ｘも同様）の下方
には、図３に示すように、可動電極６が支持されてい
る。前記捩れ変形部５Ｙと支持部５ａとの間にはヒンジ
部５ｂ２が一体に形成され、且つ前記ヒンジ部５ｂ２の
中央部に円柱状の揺動体５ｂ１が一体に形成される。さ
らに前記揺動体５ｂ１の下面には、下方へ延びる柱状の
突出部５ｂ３が形成される。

【００３６】前記可動電極６は、４枚の扇形の可動電極
板６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４がそれぞれ独立して
円形状に配置され、また前記可動電極板６ａ１，６ａ
２，６ａ３，６ａ４には固定穴６ｂがそれぞれ形成され
ている。前記固定穴６ｂの形状は、前記突出部５ｂ３を
挿通可能なように同一形状からなり、前記固定穴６ｂに
前記突出部５ｂ３を挿入したときに前記可動電極板６ａ
１，６ａ２，６ａ３，６ａ４が、前記揺動体５ｂ１の下
面に固定される。このとき、可動電極６と揺動体５ｂ１
とは、接着剤等を用いてガタツキなく確実に固定され
る。

【００３７】また前記メイン基板２には、前記突出部５
ｂ３と対向する位置に当接溝２ａ，２ａ，２ａ，２ａが
形成される。前記スライダ５がメイン基板２に取り付け
らる際に前記突出部５ｂ３が前記当接溝２ａに挿通され
る。前記当接溝２ａは、メイン基板２の中心Ｏに対して
放射状に延びているが、この放射方向への寸法は前記突
出部５ｂ３の寸法よりも大きく形成され、当接溝２ａの
溝幅寸法は、突出部５ｂ３の幅寸法よりもわずかに大き
い程度である。

【００３８】よって、例えば図３において、スライダ５
がＹ方向へ移動するときには、前記突出部５ｂ３は前記
当接溝２ａ内で変形することなくＹ方向へ移動し、図３
においてスライダ５がＸ方向へ移動すると、突出部５ｂ
３および揺動体５ｂ１が前記当接溝２ａを支点としてＸ
方向へ傾き、これにより揺動体５ｂ１に固定されている
可動電極板６ａ２がＸ方向へ傾く。他の可動電極板の動
作も同じである。

【００３９】さらに前記メイン基板２上には、所定の電
極パターンが設けられる。

【００４０】前記電極パターンは、図５に示すように、
中心部に入力部４のスイッチ検出用としてのＬ電極
Ｐ_L1，Ｐ_L2，Ｐ_L3，Ｐ_L4（まとめてＰＬとする）が設け
られる。その外側に傾き検出用のリファレンス電極
Ｐ_F1，Ｐ_F2，Ｐ_F3，Ｐ_F4（ＰＦとする）、ＸＹ電極
Ｐ_A1，Ｐ_A2，Ｐ_A3，Ｐ_A4（ＰＡとする）、Ｐ_B1，Ｐ_B2，
Ｐ_B3，Ｐ_B4（ＰＢとする）及び共通電極Ｐ_G（ＰＧとす
る）が順に設けられる。最外周には入力部３のスイッチ
検出用としてのＲ電極Ｐ_R1，Ｐ_R2（ＰＲとする）が設け
られる。

【００４１】前記ＸＹ電極Ｐ_A1，Ｐ_A2，Ｐ_A3，Ｐ_A4（Ｐ
Ａ）、Ｐ_B1，Ｐ_B2，Ｐ_B3，Ｐ_B4（ＰＢ）が比較電極とし
て機能し、この比較電極及び共通電極Ｐ_G（ＰＧ）と、
前記可動電極板６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４とで、
前記入力部４の動作検出が可能になる。

【００４２】前記Ｌ電極ＰＬは、図５に示すように、コ
イン形状のＬスイッチ電極８と対向し、前記Ｒ電極ＰＲ
はリング状のＲスイッチ電極７と対向する。前記以外の
電極ＰＦ，ＰＡ，ＰＢ，ＰＧは、可動電極６と隙間（空
気絶縁層）を介して対向するように配置される。

【００４３】可動電極板６ａ１は、１つのリファレンス
電極Ｐ_F1、Ｙ方向に並ぶ２つのＸＹ電極Ｐ_A1，Ｐ_B1、お
よび共通電極Ｐ_Gと対向し、可動電極板６ａ２は、１つ
のリファレンス電極Ｐ_F2、Ｘ方向に並ぶ２つのＸＹ電極
Ｐ_A2，Ｐ_B2、および共通電極Ｐ_Gと対向し、可動電極板
６ａ３は、１つのリファレンス電極Ｐ_F3、Ｙ方向に並ぶ
２つのＸＹ電極Ｐ_A3，Ｐ_B3、および共通電極Ｐ_Gと対向
し、可動電極板６ａ４は、１つのリファレンス電極
Ｐ_F4、Ｘ方向に並ぶ２つのＸＹ電極Ｐ_A4，Ｐ_B4、および
共通電極Ｐ_Gと対向する。

【００４４】すなわちひとつの可動電極板６ａ１には、
ＸＹ電極（比較電極）Ｐ_A1および共通電極Ｐ_Gが対を成
して、またＸＹ電極（比較電極）Ｐ_B1および共通電極Ｐ
_Gが対を成して対向する。このように２対の電極と可動
電極板との組み合わせが、入力部４の中心線（図２のメ
イン基板２の中心の軸Ｏ）を挟んで、Ｘ方向に間隔を開
けて２組、Ｙ方向に間隔を開けて２組、合計で４組設け
られた構造である。

【００４５】リファレンス電極ＰＦ、ＸＹ電極ＰＡ，Ｐ
Ｂ及び共通電極ＰＧは、前記Ｌ電極ＰＬとＲ電極ＰＲと
の間で、且つ前記Ｌ電極ＰＬおよびＲ電極ＰＲからそれ
ぞれ微小間隔づつ離して配置される。また前記リファレ
ンス電極ＰＦは４等分に分割されている。前記共通電極
ＰＧは、ひと続きのリング状の電極からなる。また前記
リファレンス電極ＰＦとＸＹ電極ＰＡ，ＰＢとは、分割
ラインが同一線上に形成される。

【００４６】また図５に示されているように、前記Ｌ電
極ＰＬは４等分に分割された形状であり、前記Ｒ電極Ｐ
Ｒは、内側と外側とで２重のリング形状の電極Ｐ_R1，Ｐ
_R2から成る。

【００４７】なお、上記した各電極ＰＧ，ＰＡ，ＰＢ，
ＰＦ，ＰＲ，ＰＬはメイン基板２上の銅箔がエッチング
されたもの、メイン基板２上に印刷されたもの、あるい
は各電極を有するフレキシブル基板が、メイン基板２上
に貼り付けられたものである。

【００４８】図６に示すように、前記入力部３が前記ス
ライダ５の外周へ取り付けられる場合、前記鉤状部３ａ
が前記スライダ５の外側面に当接し且つ前記弾性部３ｂ
が付勢力に抗して若干外方へ撓みながら挿通され、そし
て前記鉤状部３ａが前記スライダ５の下端に到達した時
点で弾性部３ｂが弾性復帰するとともに鉤状部３ａがス
ライダ５の周縁下端部において掛止される。よって入力
部３はスライダ５に対して上下方向へ動作自在である。
なお、入力部３は図示しない弾性手段により常に図６に
示すように上方へ移動した状態へ付勢されている。入力
部３が組み付けられると、リング状のＲスイッチ電極７
が前記Ｒ電極ＰＲに所定のギャップ（空気絶縁層）を介
して対向する。

【００４９】また入力部４は、スライダ５の内周側へ挿
通され、切欠部４ａによりスライダ５内で可動状態に支
持される。入力部４の裏面中央には、下方へ突出する突
状部４ｂが一体に形成される。この突状部４ｂは、入力
部４が操作されたときにメイン基板２に設けられたＬ電
極ＰＬとの間で電荷が生じることが可能な間隔（ギャッ
プ；空気絶縁層）を有するようにメイン基板２側へ延び
て形成されている。そしてその先端には、Ｌスイッチ電
極８が前記メイン基板２と平行となるように設けられ
る。

【００５０】ここで、前記入力部４は、図２に示す支持
片５ｃにより下側から弾性的に支持されており、入力部
４は全体をメイン基板２方向へ押圧動作可能であるとと
もに、前記支持片５ｃにより上方へ付勢されている。

【００５１】上記のようにして形成された入力装置１
は、入力部３と入力部４およびスライダ５を保持して全
体をメイン基板２上で水平に移動させることによりマウ
スカーソルなどを移動させる移動データを入力すること
ができ、入力部３を水平面で円運動させることによりス
クロールなどの回転データを入力することができる。さ
らに、入力部３，４を下方へ押し下げることによりクリ
ック操作などのＯＮ／ＯＦＦの切替えを行なうことがで
きる。

【００５２】入力部３，４およびスライダ５をＹ軸方向
へ若干移動させると、Ｙ軸上の捩れ変形部５Ｙ，５Ｙは
変形せず、Ｘ軸上の捩れ変形部５Ｘ，５Ｘが図４に示す
ように、メイン基板２の当接溝２ａを支点として傾き変
形する。すなわち、捩れ変形部５Ｘは、図４に示すよう
に、突出部５ｂ３がメイン基板２に支持されているため
ヒンジ部５ｂ２を支点として揺動することで揺動体５ｂ
１が傾き、この揺動体５ｂ１の傾斜動作によって可動電
極６が傾く。これにより、前記可動電極６は、突出部５
ｂ３を境にして一方（左側）はメイン基板２との間隔が
非操作時より狭くなり、もう一方（右側）は前記間隔が
非操作時より広くなる。

【００５３】よって、図７（Ａ）に示すように、Ｙ軸プ
ラス（＋）側への傾斜では、可動電極６（可動電極板６
ａ１，６ａ３）のＹ軸（＋）側の静電容量（電荷）が増
加し、Ｙ軸マイナス（−）側の静電容量（電荷）が減少
する。すなわち、ＸＹ電極Ｐ _A1と共通電極Ｐ_Gと、可動
電極板６ａ１との間の静電容量が、ＸＹ電極Ｐ_B1および
共通電極Ｐ_Gと、可動電極板６ａ２との間の静電容量よ
りも大きくなる。またＸＹ電極Ｐ_B3と共通電極Ｐ_Gと、
可動電極板６ａ３との間の静電容量が、ＸＹ電極Ｐ_A3お
よび共通電極Ｐ_Gと、可動電極板６ａ３との間の静電容
量よりも大きくなる。

【００５４】同様に図７（Ｂ）に示すように、スライダ
５をＹ軸（−）側へ移動させると、可動電極６（可動電
極板６ａ１，６ａ３）のＹ軸（＋）側の静電容量が減少
し、Ｙ軸（−）側の静電容量が増加する。

【００５５】また図７（Ｃ）に示すように、Ｘ軸とＹ軸
の中間のα方向へ傾斜させた場合には、可動電極６（可
動電極板６ａ１，６ａ４）のＹ軸（＋）側とＸ軸（−）
側の静電容量がいずれも増加し、Ｙ軸（−）側とＸ軸
（＋）側の静電容量がいずれも減少する。また可動電極
６（可動電極板６ａ２，６ａ３）のＸ軸（−）側とＹ軸
（＋）側とが増加し、Ｘ軸（＋）側とＹ軸（−）側とが
減少する。

【００５６】なお、前記入力部３，４およびスライダ５
がＸ軸方向へ若干移動させられると、捩れ変形部５Ｘ，
５Ｘは変形せずに捩れ変形部５Ｙ，５Ｙが変形する。こ
の場合、図７には示していないが、可動電極６（可動電
極板６ａ２，６ａ４）のＸ軸（＋）側の静電容量が増加
しＸ軸（−）側の静電容量が減少し、あるいはＸ軸
（＋）側の静電容量が減少しＸ軸（−）側の静電容量が
増加する。

【００５７】また回転データを入力する場合には、入力
部３，４およびスライダ５を指で保持して、メイン基板
２上で水平に円運動させる。なおこの円運動とは、スラ
イダ５を中心Ｏ回りの周方向へ回転させるのではなく、
例えば右手で保持し手の向きを変えることがなく小さな
円を描くように動作させることを意味する。

【００５８】図７（Ｄ）は右回りの円運動を行った場合
を示す。この場合には、可動電極板６ａ１，６ａ２，６
ａ３，６ａ４の回転方向側が順番に静電容量が大きくな
る。

【００５９】またクリック動作などのスイッチ検出デー
タを出力させる場合には、入力部３又は４を指などで下
方へ押圧する。この場合、入力部３を押し下げることに
より、Ｒスイッチ電極７とＲ電極Ｐ_R1及びＲ電極Ｐ_R2と
の間で生じる静電容量が変化する。つまり、Ｒスイッチ
電極７とＲ電極ＰＲとの間のギャップが狭まることで両
電極間に発生する静電容量が非操作時よりも増加する。
この静電容量の変化が予め設けられている図示しない検
出部によって読み取られることによって入力部３が操作
されたか否かが検知される。また入力部４を押し下げる
ことにより、Ｌスイッチ電極８と４分割されたＬ電極Ｐ
Ｌとの間のギャップが狭くなり、両電極間に発生する静
電容量が非操作時よりも増加する。

【００６０】次に、前記入力装置１を上記した各パター
ンで操作したときに用いられる検出回路を図８に示して
説明する。

【００６１】図８（Ａ）ないし（Ｃ）は、移動データと
回転データの検出に用いられる回路である。また図８
（Ｄ）は、入力部３側のスイッチデータの検出に用いら
れる回路であり、（Ｅ）は入力部４側のスイッチデータ
の検出に用いられる回路である。

【００６２】なお、前記入力装置１では、共通電極Ｐ
Ｇ、Ｒ電極Ｐ_R1及びＬ電極Ｐ_L1，Ｐ_L3がグランド（Ｇ）
に設定され、ＸＹ電極ＰＡ，ＰＢ、リファレンス電極Ｐ
Ｆ、Ｒ電極Ｐ_R2及びＬ電極Ｐ_L2，Ｐ_L4には所定の電圧が
印加されている（Ｓ_A，Ｓ_B，Ｓ _Ref，Ｓ_R，Ｓ_L）。

【００６３】スライダ５の移動データの検出では、図８
に示すように、メイン基板２の共通電極Ｐ_Gと可動電極
６（可動電極板６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４）との
間の静電容量Ｃ_Gと、可動電極６（可動電極板６ａ１，
６ａ２，６ａ３，６ａ４）とＸＹ電極ＰＡ（Ｐ_A1，
Ｐ_A2，Ｐ_A3，Ｐ_A4）との間の静電容量Ｃ_Aとが直列に接
続された回路Ａが形成される。また共通電極Ｐ_Gと可動
電極６との間の静電容量Ｃ_Gと、可動電極６とＸＹ電極
ＰＢ（Ｐ_B1，Ｐ_B2，Ｐ_B3，Ｐ_B4）との間の静電容量Ｃ _B
とが直列に接続された回路Ｂが形成される。さらに共通
電極Ｐ_Gと可動電極６との間の静電容量Ｃ_Gと、可動電極
６とリファレンス電極ＰＦとの間の静電容量Ｃ_R _efとが
直列に接続された回路Ｃが形成される。

【００６４】前記回路Ａ乃至Ｃによって生じる静電容量
値（Ｃ_SA，Ｃ_SB，Ｃ_SRef）は、下記数式１で表わすこと
ができる。

【００６５】

【数１】上記式により求められた静電容量値Ｃ_SA，Ｃ_SB，Ｃ_SRef
により、移動データを検出するときには、前記静電容量
値Ｃ_SRefを基準として前記静電容量値Ｃ_SAとＣ _SBとを互
いに比較する。このとき算出された高い側の静電容量値
の方向へ可動電極板６が傾斜したと検知される。また移
動データの検出は、Ｘ軸方向への操作では可動電極板６
ａ２と６ａ４とが１対となって変化し、Ｙ軸方向への操
作では可動電極板６ａ１と６ａ３とが１対となって変化
し、また前記以外の方向への操作では可動電極板６ａ
１，６ａ２，６ａ３，６ａ４のすべてが変化する。

【００６６】また前記回路Ａ乃至回路Ｃにより、回転デ
ータを検出することができる。この検出では、各可動電
極板６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４が、上記移動デー
タの検出とは異なりそれぞれ回転方向側の静電容量がア
ップするように規則的に変化する。この変化を、図示し
ない検出部で前記移動データとは異なる演算をすること
により、回転データを入力していることが検知される。
またこのときの回転量は、可動電極板６ａ１，６ａ２，
６ａ３，６ａ４が変化する量により算出される。

【００６７】さらに図８に示す回路Ｄ，Ｅにより、入力
部３，４が押し下げられたことが検出される。

【００６８】図８に示すように、メイン基板２のＲ電極
Ｐ_R1とＲスイッチ電極７との間の静電容量Ｃ_Gと、Ｒス
イッチ電極７とＲ電極Ｐ_R2との間の静電容量Ｃ_Rとが直
列に接続された回路Ｄが形成される。またＬ電極Ｐ_L1，
Ｐ_L3とＬスイッチ電極８との間の静電容量Ｃ_Gと、Ｌス
イッチ電極８とＬ電極Ｐ_L2，Ｐ_L4との間の静電容量Ｃ_L
とが直列に接続された回路Ｅが形成される。このときの
回路Ｄ及びＥに生じる静電容量値（Ｃ_SR，Ｃ_SL）は、下
記数式２で表わされる。

【００６９】

【数２】前記静電容量値Ｃ_SRの変化が検出されると、入力部３が
押し下げられたことが図示しない検出部により検知さ
れ、静電容量値Ｃ_SLの変化が検出されると、入力部４が
押し下げられたことが図示しない検出部により検知され
る。

【００７０】本発明の入力装置は、上記実施の形態に限
られるものではなく、例えば回転データを出力させる場
合回転方向を識別できるように電極のパターン形状を変
更してもよく、その他本発明の趣旨を変更しない範囲で
種々変更することができる。

【００７１】

【発明の効果】本発明は、移動データや回転データなど
の異なる操作による入力が操作性を損わずに実行するこ
とができ、且つ機構を簡素化できコスト的に安価に製造
することができる。

【００７２】また、むやみに配線を設ける必要がなく、
また接点どうしを接触させることもないため断線や接触
不良等の不具合の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の入力装置の外観を示す斜視図、

【図２】本発明の入力装置を示す分解斜視図、

【図３】図２のｙ方向から見たときの捩れ変形部を示す
拡大断面斜視図、

【図４】可動電極板の動きを説明するための説明図、

【図５】固定部と可動部の電極形状と配置を示す斜視
図、

【図６】本発明の入力装置を示す断面図、

【図７】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、各操作における
静電容量の変化を示す説明図、

【図８】（Ａ）ないし（Ｅ）は可動部と固定部との間で
形成される回路図、

【符号の説明】

ＰＬＬ電極ＰＲＲ電極ＰＦリファレンス電極ＰＡ，ＰＢＸＹ電極ＰＧ共通電極１入力装置２メイン基板２ａ当接溝２ｂ取付穴３，４入力部３ａ鉤状部３ｂ弾性部４ｂ突状部５スライダ５ａ支持部５ｂ１揺動体５ｂ２ヒンジ部５ｂ３突出部５ｄ挿通口５ｅ掛止部５Ｘ，５Ｙ捩れ変形部６可動電極６ａ１，６ａ２，６ａ３，６ａ４可動電極板６ｂ固定穴７Ｒスイッチ電極８Ｌスイッチ電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定部と、前記固定部上で移動自在な可
動部とが設けられ、前記固定部には少なくとも２対の電
極が設けられ、可動部には、前記２対のそれぞれの電極
に対向する可動電極が、前記可動部の動作に応じて傾く
ように設けられ、前記可動電極が傾いたときに、一方の
対を成すそれぞれの電極と可動電極との間の静電容量
と、他方の対を成すそれぞれの電極と可動電極との間の
静電容量との違いにより、前記可動電極の傾きが検出さ
れることを特徴とする入力装置。
【請求項２】前記固定部には、共通電極と、少なくと
も２個の比較電極とが設けられ、共通電極および一方の
比較電極と可動電極との間の静電容量と、共通電極およ
び他方の比較電極と可動電極との間の静電容量と、の違
いが検出される請求項１記載の入力装置。
【請求項３】可動部は固定部に対して水平方向へ移動
自在とされ、前記可動部に設けられた突出部に前記可動
電極が支持されていると共に前記突出部は固定部に当接
可能に設けられ、可動部が移動したときに前記突出部が
固定部との当接点を支点として倒れ、この突出部の倒れ
により前記可動電極が傾けられる請求項２記載の入力装
置。
【請求項４】前記固定部上にＸ−Ｙの直交軸を想定し
たときに、２個の比較電極がＸ軸方向に並んだものがＹ
軸方向に間隔を開けて２組設けられ、２個の比較電極が
Ｙ軸方向に並んだものがＸ軸方向に間隔を開けて２組設
けられ、可動部には前記各組の共通電極と比較電極に対
向する可動電極が設けられて、可動部の動作に応じて各
組の共通電極と比較電極に対向する可動電極が傾斜する
ように設けられ、共通電極といずれかの比較電極および
可動電極との間の静電容量の違いを検出することによ
り、前記可動部のＸ―Ｙ動作と円運動とが検出可能とさ
れる請求項２または３記載の入力装置。
【請求項５】固定部において、可動電極に対向する対
を成す電極間に電圧が印加されている請求項１ないし４
のいずれかに記載の入力装置。
【請求項６】前記可動部には、この可動部に設けられ
た入力部により操作されるスイッチ検出部が設けられて
いる請求項１ないし５のいずれかに記載の入力装置。