JP2003139628A - 静電容量式センサー - Google Patents

静電容量式センサー

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JP2003139628A
JP2003139628A JP2002192904A JP2002192904A JP2003139628A JP 2003139628 A JP2003139628 A JP 2003139628A JP 2002192904 A JP2002192904 A JP 2002192904A JP 2002192904 A JP2002192904 A JP 2002192904A JP 2003139628 A JP2003139628 A JP 2003139628A
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JP
Japan
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electrode
elastic rubber
substrate
rubber plate
type sensor
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Hideo Morimoto
森本  英夫
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Nitta Corp
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Nitta Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 受力部に作用する外力の大きさ及び方向を良
好に検出でき且つ嵩が低い静電容量式センサーを提供す
ること。 【解決手段】 基板2と、この基板2の上方に設けられ
た弾性ゴム板1と、前記弾性ゴム板1と基板2の対向す
る面のうち、一方に設けられた電極部C及び他方に設け
られた電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−とを具備
したものであって、前記弾性ゴム板1の押し込みにより
電極部Cと電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−相互
間距離が変化するようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、静電容量式セン
サーに関するものであり、例えば、OA機器のカーソル
操作部(以下、ポインティングデバイスという)として
使用できる。
【0002】
【従来の技術】静電容量式センサーとしては、例えば、
図9に示すような形式のものがある。
【0003】このセンサーは、同図に示すように、中央
部に変形部となるダイヤフラム部90を有し且つ前記ダ
イヤフラム部90の中央に軸状の受力部91を有した起
歪体9aと、前記起歪体9aに取り付けられた基体9b
とを具備し、前記起歪体9aと基体9bの対向面のう
ち、一方には図10に示すような電極部Cを、他方には
図11に示すような電極部Cx+,Cx−,Cy+,C
y−を、それぞれ設けてある。
【0004】また、このセンサーでは、起歪体9aと基
体9bの対向面間のギャップdの変化に伴う電極部C
と電極部Cx+相互間、電極部Cと電極部Cx−相互
間、電極部Cと電極部Cy+相互間、電極部Cと電
極部Cy−相互間における静電容量の変化を電圧の変化
に変換する電子装置を具備させてある。
【0005】したがって、このセンサーでは、上記受力
部91に作用する外力の大きさ及び方向(X−Y方向)
をそれに対応する電圧値に変換できる。
【0006】しかしながら、このセンサーは、軸状の受
力部91を有していることから全体として嵩が高いもの
となってしまう。したがって、このセンサーをポインテ
ィングデバイスとしてコントロールパネルやリモコンに
取り付ける場合、これらの上面から受力部91が突出す
る態様となって見栄えが悪いものとなってしまう。
【0007】このため、近年、受力部91に作用する外
力の大きさ及び方向を良好に検出でき且つ嵩が低い静電
容量式センサーの開発が望まれている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、受力部に作用する外力の大きさ及び方向を良好に検
出でき且つ嵩が低い静電容量式センサーを提供すること
を課題とする。
【0009】
【課題を解決する為の手段】この発明の静電容量式セン
サーは、基板2と、この基板2の上方に設けられた弾性
ゴム板1と、前記弾性ゴム板1と基板2の対向する面の
うち、一方に設けられた電極部C及び他方に設けられた
電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−とを具備したも
のであって、前記弾性ゴム板1の押し込みにより電極部
Cと電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−相互間距離
が変化するようにしてある。
【0010】また、この発明の静電容量式センサーは、
基板2と、この基板2の上方に設けられた弾性ゴム板1
と、前記弾性ゴム板1と基板2の対向面にそれぞれ設け
られた電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−とを具備
したものであって、前記弾性ゴム板1の押し込みにより
上下の電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−相互間距
離が変化するようにしてある。
【0011】
【作用】この発明は次のように作用する。
【0012】この発明のセンサーは、弾性ゴム板1の押
し込みにより電極部Cと電極部Cx+,Cx−,Cy
+,Cy−(又は上下の電極部Cx+,Cx−,Cy
+,Cy−)相互間距離が変化する構成としてあるか
ら、従来の技術の欄に記載したセンサー(以下、従来の
センサーという)の如き長い軸状の受力部を必要としな
い。即ち、従来のセンサーと同様に受力部となる弾性ゴ
ム板1に作用する外力の大きさ及び方向を良好に検出で
き、他方、従来のセンサーと比較して嵩が低いものとな
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態におけ
る静電容量式センサーについて図面を用いながら説明す
る。
【0014】この実施形態は、この発明に係る静電容量
式センサーをポインティングデバイスに利用したもので
あり、このポインティングデバイスは、図1に示すよう
に、基板2と、基板2に設けられた弾性ゴム板1と、前
記弾性ゴム板1の下面に設けられた電極部Cと、基板2
の上面に設けられた電極部Cx+,Cx−,Cy+,C
y−と、前記弾性ゴム板1を基板2に対して支持固定す
る押え板3と、前記プリント基板2’の下面に設けられ
た電子装置4とから構成されている。 〔弾性ゴム板1の構成〕弾性ゴム板1はシリコンゴムに
より成り、図3に示すように、受力部となる小径の上段
部10と、中径の中段部11と、大径の下段部12とか
ら構成され、全体として平面視円形状に形成されてい
る。
【0015】上記上段部10の上面には図2に示すよう
に、90°間隔でカーソルの移動方向と対応させた矢印
14が形成してあり、また、下段部12の下面には図2
及び図3に示すように凹面部13を形成してあると共に
この凹面部13の全域に導電塗料(銀ペースト等)をス
クリーン印刷またはパッド印刷して図4に示す如き電極
部Cを形成させてある。
【0016】なお、前記電極部Cとしては、上記スクリ
ーン印刷にかえて導電ゴムから成る薄膜を凹面部13に
接合させて製作することも可能である。 〔基板2の構成〕基板2としては通常のプリント基板が
使用されており、上記凹面部13と対応する位置に、図
1や図5に示す如き電極部Cx+,Cx−,Cy+,C
y−を形成すると共に電極部Cと対応する位置に、同図
に示す如き電極部20を形成してある。なお、上記電極
部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−の表面はレジストに
より絶縁コーティングしてあり、電極部Cと電極部Cx
+,Cx−,Cy+,Cy−とが直接的に接触しないよ
うにしてある。
【0017】また、センサー組立状態においては、図1
に示すように、前記凹面部13と対応する電極部C部分
と電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−とは近接状態
となっており、また、電極部Cの外周部分と電極部20
とは接触状態となっていると共に前記電極部Cは電極部
20及びスルーホール(図示せず)を介して接地させて
ある。 〔押え板3の構成〕押え板3は、図1に示すように、中
段部11の径よりも少し大きな円孔30が形成されたも
ので、この円孔30の周壁部で上記下段部12を押え込
むようにして弾性ゴム板1を基板2に支持固定するもの
である。尚、この押え板3は、同図に示すようにビスに
より基板2に取り付ける構成としてある。 〔電子装置4の機能〕電子装置4は、電極部Cと電極部
Cx+,Cx−,Cy+,Cy−相互間の距離と対応す
る各静電容量をそれぞれ電圧Vx+,Vx−,Vy+,
Vy−に変換できるものとしてある。
【0018】ここで便宜上、上段部10を押していない
ときの電圧をそれぞれVx0 +,Vx0 −,Vy0 +,
Vy0 −とし、上段部10を押したときの電圧をVx1
+,Vx1 −,Vy1 +,Vy1 −とする。
【0019】尚、この実施例のものでは、電極部Cx+
と対応する上段部10の矢印14部分を押し込むとその
押し込み量は〔(Vx1 +)−(Vx1 −)〕に、電極
部Cy+と対応する上段部10の矢印14部分を押し込
むとその押し込み量は〔(Vy1 +)−(Vy1 −)〕
に、それぞれ変換され、これらの電圧値によりカーソル
の移動速度が決定されるようにしてある。即ち、この静
電容量式センサーは上記の如く構成されているから、X
−X方向における右側の矢印14を押し込んだ場合、出
力電圧は〔(Vx1 +)−(Vx1 −)〕>〔(Vx0
+)−(Vx0−)〕となり、カーソルは〔(Vx
1 +)−(Vx1 −)〕の絶対値と対応する速度で右側
に移動する。逆に、X−X方向における左側の矢印14
を押し込んだ場合、出力電圧は〔(Vx1 +)−(Vx
1 −)〕<〔(Vx0 +)−(Vx0−)〕となり、カ
ーソルは〔(Vx1 +)−(Vx1 −)〕の絶対値と対
応する速度で左側に移動する。Y−Y方向の矢印14を
押し込んだ場合についてもX−X方向の場合と同様のこ
とがいえる。
【0020】そして、このセンサーでは上記した如く上
段部10の矢印14の押し込みにより電極部Cと各電極
部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−相互間距離が変化す
る構成としてあるから、従来のセンサーの如き長い軸状
の受力部を必要とせず、その結果、嵩が低いものとな
る。
【0021】尚、上記実施例の弾性ゴム板1に施した電
極部Cを、電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−にか
えることもでき、また、弾性ゴム板1側を電極部Cx
+,Cx−,Cy+,Cy−とすると共に基板2側を電
極部Cとすることもできる。
【0022】また、上記実施例にかえて、図6に示すよ
うに、上段部10に十字溝19を設けるようにしてもよ
い。
【0023】他方、上記実施例のポインティングデバイ
スは、図7や図8に示すように、メンブレインスイッチ
と同じ工程で製作することができ、これにより見栄えが
良く、押し込み操作のみの制御パネルが効率的に製作で
きる。尚、図7中、符号5はスイッチ、符号50は導電
ゴム、符号51,52は電極部、符号Cは導電ゴムの薄
膜で形成された電極部である。
【0024】
【発明の効果】作用の欄に記載した内容から、受力部に
作用する外力の大きさ及び方向を良好に検出でき且つ嵩
が低い静電容量式センサーを提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の静電容量式センサーをポインティン
グデバイスに使用した実施例であって、このポインティ
ングデバイスの断面図。
【図2】前記ポインティングデバイスの弾性ゴム板の平
面図。
【図3】前記弾性ゴム板の斜視図。
【図4】前記弾性ゴム板側の電極部の平面図。
【図5】前記ポインティングデバイスの基板側の電極部
の平面図。
【図6】前記弾性ゴム板の他の態様の斜視図。
【図7】前記ポインティングデバイスを有した制御パネ
ルの平面図。
【図8】前記ポインティングデバイスを有した制御パネ
ルの断面図。
【図9】先行技術の静電容量式センサーの断面図。
【図10】前記静電容量式センサーの電極部の平面図。
【図11】前記静電容量式センサーの電極部の平面図。
【符号の説明】
C 電極部 Cx+ 電極部 Cx− 電極部 Cy+ 電極部 Cy− 電極部 1 弾性ゴム板 2 基板 3 押え板 4 電子装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板(2)と、この基板(2)の上方に
    設けられた弾性ゴム板(1)と、前記弾性ゴム板(1)
    と基板(2)の対向する面のうち、一方に設けられた電
    極部(C)及び他方に設けられた電極部(Cx+)(C
    x−)(Cy+)(Cy−)とを具備したものであっ
    て、前記弾性ゴム板(1)の押し込みにより電極部
    (C)と電極部(Cx+)(Cx−)(Cy+)(Cy
    −)相互間距離が変化するようにしたことを特徴とする
    静電容量式センサー。
  2. 【請求項2】 基板(2)と、この基板(2)の上方に
    設けられた弾性ゴム板(1)と、前記弾性ゴム板(1)
    と基板(2)の対向する面にそれぞれ設けられた電極部
    (Cx+)(Cx−)(Cy+)(Cy−)とを具備し
    たものであって、前記弾性ゴム板(1)の押し込みによ
    り上下の電極部(Cx+)(Cx−)(Cy+)(Cy
    −)相互間距離が変化するようにしたことを特徴とする
    静電容量式センサー。
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