JP2010043894A - スライド操作装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】静電誘導型エンコーダを用いたスライド操作装置を提供することを目的とする。
【解決手段】スライド操作装置1は、一点鎖線で示されるケース体11に覆われており、パネル2の裏面に取り付けられる。移動体15は、ガイドシャフト13,14により案内支持されてスライド移動する。固定子基板12には、長手方向に延在する固定子電極(励振電極と電位検出電極)20が形成され、移動子基板19には、固定子電極20に静電結合される移動子電極(浮遊電極)21が形成されている。移動子電極21は、固定子電極20と静電誘導で結合する電極であるので、ケース体11からの配線を必要としない。
【選択図】図1
【解決手段】スライド操作装置1は、一点鎖線で示されるケース体11に覆われており、パネル2の裏面に取り付けられる。移動体15は、ガイドシャフト13,14により案内支持されてスライド移動する。固定子基板12には、長手方向に延在する固定子電極(励振電極と電位検出電極)20が形成され、移動子基板19には、固定子電極20に静電結合される移動子電極(浮遊電極)21が形成されている。移動子電極21は、固定子電極20と静電誘導で結合する電極であるので、ケース体11からの配線を必要としない。
【選択図】図1
Description
本発明は、静電誘導型エンコーダを用いてスライド移動に応じた信号を出力するスライド操作装置に関するものである。
従来、ミキシング装置等のオーディオ装置において、複数チャンネルの音量レベル等を可変設定する操作子として、スライド操作装置(スライドボリューム、フェーダ)が用いられている。
ノブ(摘子)をユーザがスライド移動させることにより、ノブの位置に応じて音量等が設定される。一般的には、可変抵抗器が用いられ、移動体の位置に応じて抵抗値が変化する(特許文献1参照)。しかし、磨耗、湿気、ほこりなどにより、位置検出の精度が低下する。
ノブ(摘子)をユーザがスライド移動させることにより、ノブの位置に応じて音量等が設定される。一般的には、可変抵抗器が用いられ、移動体の位置に応じて抵抗値が変化する(特許文献1参照)。しかし、磨耗、湿気、ほこりなどにより、位置検出の精度が低下する。
そこで、最近では磁気スケール(磁気型エンコーダ)を用いたスライド操作装置も開発されている(特許文献2,3参照)。
このスライド操作装置は、固定側に配置された磁気スケールを移動体に配置された磁気抵抗センサで非接触読み取りをするものであり、可変抵抗器のような摩耗がない。しかし、磁性部材に着磁をする必要があるなどのため、高価となる。
また、いずれの従来例も、スライド移動に応じた信号は、移動体から取り出される。そのため、移動体から固定部へFPC(フレキシブルプリントケーブル)による配線が必要になる。そのため、高価であるとともに、信頼性が低い。
このスライド操作装置は、固定側に配置された磁気スケールを移動体に配置された磁気抵抗センサで非接触読み取りをするものであり、可変抵抗器のような摩耗がない。しかし、磁性部材に着磁をする必要があるなどのため、高価となる。
また、いずれの従来例も、スライド移動に応じた信号は、移動体から取り出される。そのため、移動体から固定部へFPC(フレキシブルプリントケーブル)による配線が必要になる。そのため、高価であるとともに、信頼性が低い。
これらに対し、従来、静電誘導の原理を用いた静電型エンコーダ(以下、静電誘導型エンコーダという)が提案されている(特許文献4参照)。
図8は、静電誘導型エンコーダ100の説明図である。
図8(a)において、固定子基板101と移動子基板102とは、所定の間隔dを保ち、互いの電極形成面が対向するようにして近接配置されている。移動子基板102は、固定子基板101の長手方向(図示左右方向)に移動する。
図8は、静電誘導型エンコーダ100の説明図である。
図8(a)において、固定子基板101と移動子基板102とは、所定の間隔dを保ち、互いの電極形成面が対向するようにして近接配置されている。移動子基板102は、固定子基板101の長手方向(図示左右方向)に移動する。
図8(b)、図8(c)は、図8(a)における対向面を開いたときの、移動子基板102、固定子基板101の平面図である。
まず、図8(c)において、固定子基板101は、移動子基板102との対向面に、一対の励振電極103U,103V(ハッチングを付して図示している)が移動子基板102の移動方向に延在する。
加えて、図示の例では、上述した一対の励振電極103U,103Vの間に、電位検出電極104を有し、104A〜104Dの4個を1組とし、長手方向に繰り返し配列され、各組における同一順序A〜Dのものが共通に接続されて端子A〜Dに接続されている。
これらの電位検出電極104は、長手方向に等間隔で配置され、長手方向に直交する方向(図示上下方向)に長尺の短冊状である。
まず、図8(c)において、固定子基板101は、移動子基板102との対向面に、一対の励振電極103U,103V(ハッチングを付して図示している)が移動子基板102の移動方向に延在する。
加えて、図示の例では、上述した一対の励振電極103U,103Vの間に、電位検出電極104を有し、104A〜104Dの4個を1組とし、長手方向に繰り返し配列され、各組における同一順序A〜Dのものが共通に接続されて端子A〜Dに接続されている。
これらの電位検出電極104は、長手方向に等間隔で配置され、長手方向に直交する方向(図示上下方向)に長尺の短冊状である。
励振電極103U,103Vの幅は、それぞれ、w2,w1(図示の例ではw2=w1)であり、電位検出電極104A〜104Dの長辺の長さはw3である。
105は励振信号源、106は平衡型ドライバである。励振信号源105で発生する交流信号は、平衡型ドライバ106において、接地電位に対し平衡した互いに逆相の交流信号となり、端子U,Vを経て励振電極103U,103Vに供給される。
105は励振信号源、106は平衡型ドライバである。励振信号源105で発生する交流信号は、平衡型ドライバ106において、接地電位に対し平衡した互いに逆相の交流信号となり、端子U,Vを経て励振電極103U,103Vに供給される。
一方、図8(b)に示す移動子基板102は、固定子基板101との対向面に、一対の浮遊電極107,108(ハッチングを付して図示している)を有する。
浮遊電極107,108は、接地電位点及びどの電極にも接続されていない電極であり、励振電極103U,103Vに励振信号が供給されることにより、これらに静電誘導結合されて、長手方向に交番する電位分布を発生する。
浮遊電極107,108は、接地電位点及びどの電極にも接続されていない電極であり、励振電極103U,103Vに励振信号が供給されることにより、これらに静電誘導結合されて、長手方向に交番する電位分布を発生する。
ここで、浮遊電極107,108は、基部107a,108aと、これから伸びる複数本の櫛歯部107b,108bとで構成される。
基部108a,107aは、それぞれ励振電極103V,103Uと対向する。
浮遊電極107,108は、櫛歯部107bと櫛歯部108bとが交互に等間隔で配設されたものであって、交叉指状になる。
基部108a,107aは、それぞれ励振電極103V,103Uと対向する。
浮遊電極107,108は、櫛歯部107bと櫛歯部108bとが交互に等間隔で配設されたものであって、交叉指状になる。
励振電極103U,103Vは、励振信号の時間変化に応じて電位が変化するが、いつでも反対極性に帯電する。以下の説明では、励振信号(角周波数ω)をある時点(t)で切り出した瞬時振幅を検討して、時間的変化のない直流信号として説明する。
励振電極103U,103Vに対向する浮遊電極107,108の基部107a,108aには、対向電極の電荷と反対極性の電荷が誘導され、一方、浮遊電極の櫛歯部107b,108bには、励振電極103V,103Uの電荷と同極性の電荷が分極される(浮遊電極の電荷総量は0である)。
励振電極103U,103Vに対向する浮遊電極107,108の基部107a,108aには、対向電極の電荷と反対極性の電荷が誘導され、一方、浮遊電極の櫛歯部107b,108bには、励振電極103V,103Uの電荷と同極性の電荷が分極される(浮遊電極の電荷総量は0である)。
その結果、移動子基板102において、長手方向(移動子基板102の移動方向)に、櫛歯部107b(又は108b)の繰り返し配列を単位として極性反転が繰り返し、図8(d)に示す、正弦波で近似的に表される電位分布109が発生する。
固定子基板101における1組の電位検出電極104A〜104Dは、上述した櫛歯部107b(又は108b)の繰り返し単位に対応して配置され、浮遊電極107,108により発生される電位分布109の1周期の長さの電位分布を検出する。
固定子基板101における1組の電位検出電極104A〜104Dは、上述した櫛歯部107b(又は108b)の繰り返し単位に対応して配置され、浮遊電極107,108により発生される電位分布109の1周期の長さの電位分布を検出する。
第1,第3番目の電位検出電極104A,104Cは、端子A,Cを経て差動増幅器110に供給され、第2,第4番目の電位検出電極104B,104Dは、端子B,Dを経て差動増幅器111に供給され、いずれも、電位検出電極間に誘起される電圧を出力する。移動子基板102が速度vで移動するとき、複素数空間でのベクトル角(位相角vt)が変化し、差動増幅器110の出力電圧(実数部)はKcosvt・sinωt、差動増幅器111の出力電圧(虚数部)はKsinvt・sinωtとなる。
差動増幅器110,111の出力を励振信号源105から出力される励振信号と乗算する同期検波をすると、電位分布109に対応した信号Kcosvt及びKsinvtが出力される。これより、ベクトル角を求めることにより移動距離vtが得られる。
差動増幅器110,111の出力を励振信号源105から出力される励振信号と乗算する同期検波をすると、電位分布109に対応した信号Kcosvt及びKsinvtが出力される。これより、ベクトル角を求めることにより移動距離vtが得られる。
図8(a)に示した移動子基板102が、電位検出電極(104A−104B)のピッチ間隔(p)を移動すると、差動増幅器110,111の出力を同期検波した信号は、90度位相回転し、位相回転は4ピッチの移動で元の位相に戻る。
同期検波の後、例えば、位相分割回路にて逓倍処理(例えば、30倍)を行い、見かけ上の位置分解能を高めると、短周期のA相パルスとB相パルスという2相インクリメンタリ信号(30パルス/回転)が出力される。A相パルスとB相パルスの位相の遅れ/進みにより、移動方向が識別される。その結果、パルス数を、移動方向に応じてアップダウン計数すれば、移動量の値が出力される。
上述した説明では、励振信号として交流を用いていたが、特許文献4によれば、直流信号でもよく、この場合、同期検波が不要となる。
上述した説明は、特許文献4の記載に基づいているが、静電誘導の原理を用いる静電型エンコーダであれば、図示とは異なる電極配置を採用してもよい。
同期検波の後、例えば、位相分割回路にて逓倍処理(例えば、30倍)を行い、見かけ上の位置分解能を高めると、短周期のA相パルスとB相パルスという2相インクリメンタリ信号(30パルス/回転)が出力される。A相パルスとB相パルスの位相の遅れ/進みにより、移動方向が識別される。その結果、パルス数を、移動方向に応じてアップダウン計数すれば、移動量の値が出力される。
上述した説明では、励振信号として交流を用いていたが、特許文献4によれば、直流信号でもよく、この場合、同期検波が不要となる。
上述した説明は、特許文献4の記載に基づいているが、静電誘導の原理を用いる静電型エンコーダであれば、図示とは異なる電極配置を採用してもよい。
この2相インクリメンタリ信号は、従来の、磁気スケールや光学的スケールを用いたインクリメンタル型エンコーダにおける、2相インクリメンタリ信号に相当する。
従って、従来のインクリメンル型エンコーダに関する技術を利用することにより、移動子基板102の、ある時点からある時点までの移動量を示すディジタル値を含む信号を出力することができる。さらに、移動子基板102が基準位置にあったときからこの移動量を累積加算することにより、基準位置からの移動距離、すなわち、移動子基板102の現在位置を示すディジタル値を含む信号を出力することができる。
従って、従来のインクリメンル型エンコーダに関する技術を利用することにより、移動子基板102の、ある時点からある時点までの移動量を示すディジタル値を含む信号を出力することができる。さらに、移動子基板102が基準位置にあったときからこの移動量を累積加算することにより、基準位置からの移動距離、すなわち、移動子基板102の現在位置を示すディジタル値を含む信号を出力することができる。
上述した静電誘導型エンコーダをスライド操作装置に適用すれば、ノブを動かして移動する移動体の移動量を示すディジタル値を含む信号、あるいは、この移動体の現在位置を示すディジタル値を含む信号を出力できる。固定部と移動部との間は、原理的に非接触でよく、かつ、移動部から固定部へのケーブル配線が不要となる。
しかし、スライド操作装置はユーザがノブを操作するために、操作時に外力が加わる。そのために、固定子基板101と移動子基板102との間隔が変動すると、移動子基板102のスライド移動に応じた信号が変動するという問題がある。
一方、ユーザがノブに触れたことをタッチ検出し、タッチ検出信号により利用装置を制御する場合がある。この場合、移動体から出力される検出信号を固定体に供給するためにケーブルを用いてしまうと、ケーブルが不要という利点が失われるという問題がある。
特開2004−287342号公報
特開2006−332074号公報
特開2007−227055号公報
特開2005−221472号公報
一方、ユーザがノブに触れたことをタッチ検出し、タッチ検出信号により利用装置を制御する場合がある。この場合、移動体から出力される検出信号を固定体に供給するためにケーブルを用いてしまうと、ケーブルが不要という利点が失われるという問題がある。
本願発明は、静電誘導型エンコーダを用いたスライド操作装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、請求項1に記載の発明においては、スライド操作装置において、静電誘導型エンコーダを有し、その固定子基板は固定体に、その移動子基板は移動体に、互いに対向して配置され、励振電極に励振信号が供給されることにより電位検出電極間に誘起される電位に基づいて移動体の操作に応じた信号を出力するものである。
従って、電誘導方式の静電型エンコーダを用いることにより、移動体への配線が不要となる。
従って、電誘導方式の静電型エンコーダを用いることにより、移動体への配線が不要となる。
ここで、静電誘導型エンコーダの固定子基板は、移動子基板に対向して固定体に配置され、例えば、移動子基板との対向面に、長手方向に延在する一対の励振電極と、複数を1組とし、長手方向に繰り返し配列され、各組における同一順序のものが共通に接続された電位検出電極を有するものである。
また、静電誘導型エンコーダの移動子基板は、固定体に対向して移動体に配置され、固定子基板との対向面に、一対の励振電極と静電結合され、励振電極に励振信号が供給されることにより長手方向に交番電位分布を発生する一対の浮遊電極を有するものである。
長手方向の交番電位分布により、各組における異なる順序の電位検出電極間に誘起される電圧に基づいて、移動体の操作に応じた信号を出力する。
また、静電誘導型エンコーダの移動子基板は、固定体に対向して移動体に配置され、固定子基板との対向面に、一対の励振電極と静電結合され、励振電極に励振信号が供給されることにより長手方向に交番電位分布を発生する一対の浮遊電極を有するものである。
長手方向の交番電位分布により、各組における異なる順序の電位検出電極間に誘起される電圧に基づいて、移動体の操作に応じた信号を出力する。
ここで、移動体の操作に応じた信号とは、典型的には、移動体及び移動子基板の移動量を示すディジタル値を含む信号、又は、移動体及び移動子基板の現在位置を示すディジタル値を含む信号である。
この場合、電位検出電極に誘起される信号を処理する機能、ディジタル値を演算する機能等を実現する、ハードウエア回路、ディジタル信号処理装置(DSP)、マイクロコンピュータ(CPU)等を、スライド操作装置内に含む。
さらには、本スライド操作装置が、利用装置における特定の制御パラメータ(例えば、音量レベル)の調整に用いるものであれば、移動体の操作に応じた信号は、この特定の制御パラメータの値を示す信号であってもよい。
この場合、電位検出電極に誘起される信号を処理する機能、ディジタル値を演算する機能等を実現する、ハードウエア回路、ディジタル信号処理装置(DSP)、マイクロコンピュータ(CPU)等を、スライド操作装置内に含む。
さらには、本スライド操作装置が、利用装置における特定の制御パラメータ(例えば、音量レベル)の調整に用いるものであれば、移動体の操作に応じた信号は、この特定の制御パラメータの値を示す信号であってもよい。
一方、上述した機能の少なくとも一部を本スライド操作装置の外に設けるのであれば、移動体の操作に応じた信号とは、電位検出電極の出力信号そのもの、差動出力信号、同期検波出力信号、位相分割(逓倍)出力信号(2相インクリメンタリ信号)等である。
また、励振信号を供給する回路は、本スライド操作装置の内または外の、いずれに設けてもよい。
また、励振信号を供給する回路は、本スライド操作装置の内または外の、いずれに設けてもよい。
請求項2に記載の発明においては、請求項1に記載のスライド操作装置において、固定子基板と移動子基板との間に、相対向する間隔を一定に保つ間隔保持部材を有し、移動体は、移動子基板を間隔保持部材を介して固定子基板に押さえつけるバネ部材を有するものである。
移動体を固定体に対して支持されつつスライド移動する際、固定子基板、移動子基板は、間隔保持部材を介した接触状態で摺動する。そのため、この間隔保持部材は、高密度ポリエチレンなど、低摩擦、高耐磨耗性材料が適している。
移動体を固定体に対して支持されつつスライド移動する際、固定子基板、移動子基板は、間隔保持部材を介した接触状態で摺動する。そのため、この間隔保持部材は、高密度ポリエチレンなど、低摩擦、高耐磨耗性材料が適している。
上述した間隔保持部材は、例えば、固定子基板、移動子基板の少なくとも一方の、相対向する電極形成面に被着された絶縁性薄膜である。この絶縁性薄膜は、電極の保護カバ−となる。また、移動体がまっすぐにスライド移動しない場合があっても、励振電極及び電位検出電極と浮遊電極とが接触することによる誤動作や故障を防げる。
上述した固定子基板は、多層プリント基板とすることができる。上述した励振電極と電位検出電極とを、この多層プリント基板の内層に形成し、表層基板を、上述した絶縁性薄膜として機能させてもよい。
上述した間隔保持部材は、固定子基板、移動子基板の少なくとも一方の、相対向する電極形成面に形成されるものの、電極が形成されていない領域に形成されてもよい。この場合、導電体部材でもよい。
上述した固定子基板は、多層プリント基板とすることができる。上述した励振電極と電位検出電極とを、この多層プリント基板の内層に形成し、表層基板を、上述した絶縁性薄膜として機能させてもよい。
上述した間隔保持部材は、固定子基板、移動子基板の少なくとも一方の、相対向する電極形成面に形成されるものの、電極が形成されていない領域に形成されてもよい。この場合、導電体部材でもよい。
上述した移動体は、操作用摘子を有し、前記固定子及び前記移動子は、前記移動方向と前記操作用摘子の押下方向とがなす平面に垂直な方向に、互いに対向して配置されてもよい。
その結果、操作用摘子が強く押圧されたときにも、前記固定子及び前記移動子間の間隔が変化しないから、センサ信号の影響を与えない。
その結果、操作用摘子が強く押圧されたときにも、前記固定子及び前記移動子間の間隔が変化しないから、センサ信号の影響を与えない。
上述した移動体は、タッチ電極を備えた操作用摘子と、前記タッチ電極と前記浮遊電極との間を電気的に接続する導体を有し、前記固定子基板の励振電極と励振信号電源との間にタッチ検出回路を設け、該タッチ検出回路により、タッチ電極と接地電位との静電容量の変化を検出することにより、前記操作用摘子への人体の接近を検出するタッチ検出回路を設けてもよい。
従って、操作用摘子への人体の接近を、移動体のタッチ電極への配線がなくても検出できる。その結果、タッチ検出ンサを併設しても、誘導型エンコーダの利点を損なわない。
タッチ検出用の励振信号源と、静電誘導型エンコーダの励振信号源と共用できる。
タッチ検出のための検出機能、例えば、分圧用抵抗器、整流・平滑、レベル比較等を実現する回路、DSP、CPU等は、本スライド操作装置の内または外の、いずれに設けてもよい。
従って、操作用摘子への人体の接近を、移動体のタッチ電極への配線がなくても検出できる。その結果、タッチ検出ンサを併設しても、誘導型エンコーダの利点を損なわない。
タッチ検出用の励振信号源と、静電誘導型エンコーダの励振信号源と共用できる。
タッチ検出のための検出機能、例えば、分圧用抵抗器、整流・平滑、レベル比較等を実現する回路、DSP、CPU等は、本スライド操作装置の内または外の、いずれに設けてもよい。
請求項3に記載の発明においては、スライド操作装置において、各移動体に対応する励振電極及び電位検出電極を有し、複数の移動体に対して共通の固定子基板と、浮遊電極を有し各移動体に対応した移動子基板とを備える静電誘導型エンコーダを有し、共通の固定子基板は固定体に、各移動体に対応した移動子基板は各移動体に、互いに対向して配置され、各移動体に対応する励振電極に励振信号が供給されることにより各移動体に対応する電位検出電極間に誘起される電位に基づいて各移動体の操作に応じた信号を出力するものである。
従って、固定子基板における各移動体に対応した励振電極と電位検出電極とを、一括して形成できるから、コストが低下する。
励振電極については、隣接する移動体に対して共通の電極にすることもできる。
ここで、各移動体の操作に応じた信号とは、上述した請求項1に記載の移動体の操作に応じた信号と同様に、本スライド操作装置に持たせる機能に応じて異なるものとなる。
従って、固定子基板における各移動体に対応した励振電極と電位検出電極とを、一括して形成できるから、コストが低下する。
励振電極については、隣接する移動体に対して共通の電極にすることもできる。
ここで、各移動体の操作に応じた信号とは、上述した請求項1に記載の移動体の操作に応じた信号と同様に、本スライド操作装置に持たせる機能に応じて異なるものとなる。
本発明は、静電誘導方式の静電型エンコーダを用いることにより、移動体への配線が不要となるため、FPC等を用いた配線による信頼性の低下がないという作用効果がある。
その結果、安価で信頼性の高いタッチセンス付スライド操作装置が得られる。
その結果、安価で信頼性の高いタッチセンス付スライド操作装置が得られる。
図1は、本発明の第1の実施形態の主要構造を示す説明図である。図1(a)は右側面図、図1(b)は底面図である。構造の細部は図示を省略している。
このスライド操作装置1は、背景技術で引用した特許文献2,3に記載の磁気スケールを用いたものと基本的には変わらない。
スライド操作装置1は、一点鎖線で示されるケース体(固定体)11に覆われており、図示しないパネル2の裏面に取り付けられる。ケース体11は、例えば、左側面を底面とする箱状フレームの右側面にカバーを被せた形状である。
このスライド操作装置1は、背景技術で引用した特許文献2,3に記載の磁気スケールを用いたものと基本的には変わらない。
スライド操作装置1は、一点鎖線で示されるケース体(固定体)11に覆われており、図示しないパネル2の裏面に取り付けられる。ケース体11は、例えば、左側面を底面とする箱状フレームの右側面にカバーを被せた形状である。
ケース体11の前後面には、ガイドシャフト13,14が上下並行して固定されている。ガイドシャフト13,14に平行に、長尺の固定子基板12が取り付けられている。ガイドシャフト13,14は丸棒でも角棒でもよい。
移動体15は、例えば、合成樹脂の成型品であり、その前後面となるガイド保持部15a、15bに形成された保持孔16a,16bに、各ガイドシャフト13,14が挿通されている。
移動体15は、例えば、合成樹脂の成型品であり、その前後面となるガイド保持部15a、15bに形成された保持孔16a,16bに、各ガイドシャフト13,14が挿通されている。
移動体15には、ノブ装着部17が取り付けられ、これは例えば金属製であり、パネル2のスリットを通してその上端にノブ(摘子)18が装着されている。移動体15には、また、移動子基板19が取り付けられている。
移動体15は、ケース体11に対し、上述したガイドシャフト13,14により案内支持されてスライド移動する。
移動体15は、ケース体11に対し、上述したガイドシャフト13,14により案内支持されてスライド移動する。
図1(b)に示されるように、固定子基板12と移動子基板19とは、ケース体11の側面に並行であり、互いに対向して配置される。
固定子基板12には、移動子基板19と対向する面に、長手方向に延在する固定子電極20(図8の励振電極103U,103Vと電位検出電極104A〜104D)が形成されている。
一方、移動子基板19には、固定子基板12と所定間隔をあけた対向面に、固定子電極20に静電結合される移動子電極21(図8の浮遊電極107,108)が形成されている。
移動子電極21は、固定子電極20と静電誘導で結合する電極であるので、ケース体(固定部)11からの配線を必要としない。
固定子基板12には、移動子基板19と対向する面に、長手方向に延在する固定子電極20(図8の励振電極103U,103Vと電位検出電極104A〜104D)が形成されている。
一方、移動子基板19には、固定子基板12と所定間隔をあけた対向面に、固定子電極20に静電結合される移動子電極21(図8の浮遊電極107,108)が形成されている。
移動子電極21は、固定子電極20と静電誘導で結合する電極であるので、ケース体(固定部)11からの配線を必要としない。
励振信号を供給する回路(励振信号源、平衡型ドライバ等)、固定子電極20(図8の電位検出電極104A〜104D)に誘起される信号を処理する機能(例えば、差動増幅、同期検波、位相分割(逓倍)、パルス計数)、ディジタル値を演算する機能(例えば、移動距離算出)等を実現する、ハードウエア回路、DSP、CPU等を、スライド操作装置内に設ける場合、これらは、固定子基板12上に実装してもよいし、スライド操作装置内の他の回路基板上に実装してもよい。
固定子基板12と移動子基板19とは、例えば、プリント基板であり、固定子電極20,移動子電極21は、従来の配線パターン形成と同様の方法で、ガラスエポキシ基板等の面上に銅薄板の電極パターンが形成される。
電極パターンは、他の回路パタ−ンと一括して形成できるから、安価なスライド操作装置が得られる。
なお、固定子基板12と移動子基板19とは、薄いフィルムの表面に電極及び配線のパターンを形成したものでもよい。電極及び配線のパターンが形成されたフィルムを、堅い基板に貼着等の方法で固着すれば、機械的強度が得られる。
電極パターンは、他の回路パタ−ンと一括して形成できるから、安価なスライド操作装置が得られる。
なお、固定子基板12と移動子基板19とは、薄いフィルムの表面に電極及び配線のパターンを形成したものでもよい。電極及び配線のパターンが形成されたフィルムを、堅い基板に貼着等の方法で固着すれば、機械的強度が得られる。
ユーザがノブ18をつかみ、移動体15をケース体11に対して長手方向の前後にスライド移動させる操作をすると、移動体15は、ガイドシャフト13,14に案内されて長手方向に移動するために、固定子基板12と移動子基板19とは、正対している間隔を一定に保持しつつ移動する。
固定子基板12と移動子基板19とは、ケース体11の側面に並行し、前後の移動方向とノブ18の垂直押下方向とがなす平面に垂直な方向に、互いに対向するように配置されている。
その結果、ノブ18が垂直に押圧されたときに、仮にガイドシャフト13,14が撓んで上下動しても、固定子基板12と移動子基板19との間隔に影響しない。従って、基板間の静電誘導(静電容量)が変化しない。
従って、スライド移動に応じた信号が安定的に出力される。その結果、誤動作や後検出の少ないスライド操作の検出ができる。
固定子基板12と移動子基板19とは、ケース体11の側面に並行し、前後の移動方向とノブ18の垂直押下方向とがなす平面に垂直な方向に、互いに対向するように配置されている。
その結果、ノブ18が垂直に押圧されたときに、仮にガイドシャフト13,14が撓んで上下動しても、固定子基板12と移動子基板19との間隔に影響しない。従って、基板間の静電誘導(静電容量)が変化しない。
従って、スライド移動に応じた信号が安定的に出力される。その結果、誤動作や後検出の少ないスライド操作の検出ができる。
図2は、本発明の第2の実施形態の主要構造を示す説明図である。図2(a)は右側面図、図2(b)は底面図である。図中、図1と同様な部分には同じ符号を付している。
この実施形態は、図1に示したものとは、固定子電極の実装方法が異なる。
固定子基板として、多層基板31を用い、その内層、例えば、2層目に固定子電極(図8の励振電極103U,103Vと電位検出電極104A〜104D)32を形成したものである。
移動体15は、図1と同様に、固定子基板12と移動子基板19との相対向する間隔を一定に保つてスライド移動する。
固定子電極32は、多層基板31の内部に埋め込まれ、多層基板31の絶縁表層が絶縁性薄膜となって、外環境から保護される。また、回路配線は、多層基板の表層又は他層に形成することができる。
この実施形態は、図1に示したものとは、固定子電極の実装方法が異なる。
固定子基板として、多層基板31を用い、その内層、例えば、2層目に固定子電極(図8の励振電極103U,103Vと電位検出電極104A〜104D)32を形成したものである。
移動体15は、図1と同様に、固定子基板12と移動子基板19との相対向する間隔を一定に保つてスライド移動する。
固定子電極32は、多層基板31の内部に埋め込まれ、多層基板31の絶縁表層が絶縁性薄膜となって、外環境から保護される。また、回路配線は、多層基板の表層又は他層に形成することができる。
図3は、本発明の第3の実施形態の主要構造を示す説明図である。図3(a)は底面図、図3(b)は底面図の要部拡大図である。図3(c)はバネ部材44の斜視図、図3(d),図3(e)はその代替例の斜視図である。図3(f)は変形例の説明図である。
図中、図1と同様な部分には同じ符号を付している。
この実施形態は、図1に示したものとは、固定子電極、移動子電極の実装が異なる。
固定子基板41に窪み41aが形成されている。この窪み41aの底面上に、固定子電極42のパターンが形成され、その上に、合成樹脂による絶縁性薄膜(間隔保持部材)43(点状の模様を付して図示している)が形成されている。
図中、図1と同様な部分には同じ符号を付している。
この実施形態は、図1に示したものとは、固定子電極、移動子電極の実装が異なる。
固定子基板41に窪み41aが形成されている。この窪み41aの底面上に、固定子電極42のパターンが形成され、その上に、合成樹脂による絶縁性薄膜(間隔保持部材)43(点状の模様を付して図示している)が形成されている。
絶縁性薄膜43は、固定子基板41及び固定子電極42とともに2色成型で実現する。あるいは、固定子電極42が形成された窪み41aに溶融状態の絶縁性薄膜43を流し込んだり塗布したりした後に固化させてもよい。また、固定子電極42が形成された窪み41aに絶縁性薄膜43を粘着層で貼着したり、熱溶着させたりしてもよい。絶縁性薄膜43としては、高密度ポリエチレン膜を用いることができる。
固定子電極42上に絶縁性薄膜43を貼着又は溶着する場合は、個々の電極間に空気層が存在すると貼着又は溶着が不均一になる。そのため、電極の隙間に、樹脂を埋め込んで電極形成面を平滑にしてから絶縁性薄膜を貼着又は溶着すればよい。
なお、上述した説明では、固定子基板41に窪み41aを設けていた。しかし、窪み41aのない平坦面上に、上述した固定子電極42及び絶縁性薄膜43を形成してもよい。
なお、上述した説明では、固定子基板41に窪み41aを設けていた。しかし、窪み41aのない平坦面上に、上述した固定子電極42及び絶縁性薄膜43を形成してもよい。
一方、移動体15のガイド保持部15a,15b間に移動子基板保持部15cを設け、この移動子基板保持部15cの固定子基板41との対向面に、バネ部材44を設け、このバネ部材44を介して移動子基板45を設ける。バネ部材44は圧縮バネ(加圧バネ)である。
移動子基板45には、固定子基板41と対向する面に移動子電極46を形成する。移動子基板45と移動子電極46の基本構造は、図8の移動子基板102、浮遊電極107,108と同様である。
移動子基板45には、固定子基板41と対向する面に移動子電極46を形成する。移動子基板45と移動子電極46の基本構造は、図8の移動子基板102、浮遊電極107,108と同様である。
この実施の形態では、移動子基板45の図示下面に移動子電極46のパターンが形成され、その下に絶縁性薄膜(間隔保持部材)47(点状の模様を付して図示している)が形成され、先に述べた固定子側の絶縁性薄膜(間隔保持部材)43に接する。絶縁性薄膜47は、絶縁性薄膜43と同様の方法で形成する。
移動体15が移動するとき、絶縁性薄膜43の図示上面が摺動面となる。
移動体15が移動するとき、絶縁性薄膜43の図示上面が摺動面となる。
絶縁性薄膜43と絶縁性薄膜47とは、固定子基板41と移動子基板45との間隔(正確に言えば、固定子電極42と移動子電極46との電極間隔である)に介在し、間隔を一定に保つことから間隔保持部材といえる。
バネ部材44は、移動体15がスライド移動するときも、移動子基板45を、絶縁性薄膜43,47を介して、固定子基板41に押さえつける。
その結果、スライド移動に応じた信号が安定的に出力され、誤動作や誤検出の少ないスライド操作の検出ができる。
また、バネ部材44は、移動体15を操作する際に、適度な摩擦力を得ることに寄与する。
バネ部材44は、移動体15がスライド移動するときも、移動子基板45を、絶縁性薄膜43,47を介して、固定子基板41に押さえつける。
その結果、スライド移動に応じた信号が安定的に出力され、誤動作や誤検出の少ないスライド操作の検出ができる。
また、バネ部材44は、移動体15を操作する際に、適度な摩擦力を得ることに寄与する。
上述した絶縁性薄膜43、絶縁性薄膜47は、摩擦係数の小さいものがよい。例えば、高密度ポリエチレン膜を使用する。また、固定子電極42と移動子電極46との間の静電誘導(静電容量)を大きくするため、薄膜(例えば、20[μm]厚)にする。材質としても誘電率の大きな材料が望ましい。なお、移動子電極46、固定子電極42の高さは、例えば、約12[μm]である。
図3(c)に示すバネ部材44は、金属性の円筒状弾性体を扁平円筒形状に変形したもの、あるいは、弾性を有する合成樹脂を扁平円筒形状に成型したものであり、板バネの一種である。
バネ部材44は、移動子基板保持部15cと移動子基板45に対し、長手方向に直交する一直線で接触する。
なお、図示されていないが、バネ部材44が、移動子基板保持部15cや移動子基板45から離れたり外れたりしないようにする係留部材を設けておく。
バネ部材44は、移動子基板保持部15cと移動子基板45に対し、長手方向に直交する一直線で接触する。
なお、図示されていないが、バネ部材44が、移動子基板保持部15cや移動子基板45から離れたり外れたりしないようにする係留部材を設けておく。
図3(d)に示すバネ部材44’は、長手方向の前後端が湾曲面を有し、この前後端以外は平坦で、上面と下面とが平行である。移動子基板保持部15cと移動子基板45に対し、長手方向に直交する2直線で接触する。円筒状金属弾性体を加工や合成樹脂の成型で実現できる。
図3(e)に示すバネ部材44”は、長手方向の中間で長手方向に直交する方向を軸にして湾曲面を形成した板バネである。バネ部材44”は、移動子基板保持部15cに対し、長手方向に直交する1直線で接触し、移動子基板45に対し、長手方向に直交する2直線で接触する。板状金属弾性体の加工や合成樹脂の成型で実現できる。
図3(e)に示すバネ部材44”は、長手方向の中間で長手方向に直交する方向を軸にして湾曲面を形成した板バネである。バネ部材44”は、移動子基板保持部15cに対し、長手方向に直交する1直線で接触し、移動子基板45に対し、長手方向に直交する2直線で接触する。板状金属弾性体の加工や合成樹脂の成型で実現できる。
バネ部材44”のさらなる変形例として、バネ部材44”の形状にさらに加えて、長手方向に直交する方向の中間(中央)で長手方向を軸としても湾曲面を形成した板バネとしてもよい。
この場合、バネ部材44”は、移動子基板保持部15cに対し、バネ部材の中央点で接触し、移動子基板45に対し、バネ部材の四隅の点で接触する。
上述したバネ部材44,44’,44”は板バネ系であって、高さが低くても大きなバネ押圧力を得ることができる。
この場合、バネ部材44”は、移動子基板保持部15cに対し、バネ部材の中央点で接触し、移動子基板45に対し、バネ部材の四隅の点で接触する。
上述したバネ部材44,44’,44”は板バネ系であって、高さが低くても大きなバネ押圧力を得ることができる。
なお、図3に示す絶縁性薄膜43,47のうち、一方、例えば、47を省略した構造でもよい。このようにして、固定子基板41(固定子電極42の形成面)と移動子基板45(移動子電極46の形成面)とを、もう一方の絶縁性薄膜43を介在させて移動しても、絶縁性薄膜43が間隔保持部材となり、バネ部材44が絶縁性薄膜43を介して移動子基板45を固定体基板41に押圧する。
一方、図2に示した実施形態において、固定子電極32と移動子電極21との間に、多層基板31の表層が介在している。従って、この表層を図3に示した絶縁性薄膜43の代わりとすることができる。すなわち、図3の移動子基板保持部15cとバネ部材44を用いて、図2に示した移動子基板19を多層基板31に押し付けることができる。
一方、図2に示した実施形態において、固定子電極32と移動子電極21との間に、多層基板31の表層が介在している。従って、この表層を図3に示した絶縁性薄膜43の代わりとすることができる。すなわち、図3の移動子基板保持部15cとバネ部材44を用いて、図2に示した移動子基板19を多層基板31に押し付けることができる。
図3(f)は、変形例を正面図(図3(a)の左側から見た図)として示す説明図である。固定子基板12と移動子基板45との間隔を保持するために、絶縁性薄膜(間隔保持部材)43,47に代えて、スペーサ(間隔保持部材)48(点状の模様を付して図示している)を用いる。
固定子基板12において、固定子電極20を間にして、その上方と下方に一対のスペーサ48が形成されている。スペーサ48の厚さは、固定子電極20の厚さと移動子電極21の厚さとを加えたものよりも大きくする。
バネ部材44は、一対のスペーサ48を介して、移動子基板45を固定子基板12に押さえ付ける。
従って、移動子15がスライド移動する際、固定子基板12と移動子基板45との間隔(固定子電極20と移動子電極21との間隔)が安定する。
スペーサ48は、絶縁性でなくてもよいが、摩擦係数の小さい、高密度ポリエチレンがよい。
固定子基板12において、固定子電極20を間にして、その上方と下方に一対のスペーサ48が形成されている。スペーサ48の厚さは、固定子電極20の厚さと移動子電極21の厚さとを加えたものよりも大きくする。
バネ部材44は、一対のスペーサ48を介して、移動子基板45を固定子基板12に押さえ付ける。
従って、移動子15がスライド移動する際、固定子基板12と移動子基板45との間隔(固定子電極20と移動子電極21との間隔)が安定する。
スペーサ48は、絶縁性でなくてもよいが、摩擦係数の小さい、高密度ポリエチレンがよい。
図4は、本発明の第4の実施形態の主要構造を示す、図3(b)と同様な底面図の要部拡大図である。図中、図1と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。
51はノブ(摘子)であり、その表面を金属メッキするなどしてタッチ電極51aとしている。
このタッチ電極51aは、ノブ51への人の接触を検出するために、タッチ電極51aと接地電位間の静電容量の変化を検出する。タッチ電極51aは、導線等の導体52により、移動子基板53の図示しないタッチ電極端子に接続され、このタッチ電極端子は、スルーホール(導体)54により移動子電極55(図5では浮遊電極107)に接続される。固定子電極56には、図5を参照して後述するタッチ検出回路が接続される。移動子電極55と固定子電極56との間の結合は、静電結合(コンデンサ)によるものであり、移動子基板と固定子基板との間に配線が不要である。
51はノブ(摘子)であり、その表面を金属メッキするなどしてタッチ電極51aとしている。
このタッチ電極51aは、ノブ51への人の接触を検出するために、タッチ電極51aと接地電位間の静電容量の変化を検出する。タッチ電極51aは、導線等の導体52により、移動子基板53の図示しないタッチ電極端子に接続され、このタッチ電極端子は、スルーホール(導体)54により移動子電極55(図5では浮遊電極107)に接続される。固定子電極56には、図5を参照して後述するタッチ検出回路が接続される。移動子電極55と固定子電極56との間の結合は、静電結合(コンデンサ)によるものであり、移動子基板と固定子基板との間に配線が不要である。
上述したノブ装着部17、移動子基板保持部15cを金属板等の導電性構造体とし、これらを接触させるか一体化すれば、導体52の一部となる。さらに、バネ部材44を導電性金属材料で形成すれば、これも導体52の一部になる。
図示の例は、図3に示した実施形態を前提構成としてタッチ検出機能を付加したものである。しかし、図1,図2に示した実施形態を前提構成として、同様な構造を備えたタッチ検出機能を付加することができる。
図示の例は、図3に示した実施形態を前提構成としてタッチ検出機能を付加したものである。しかし、図1,図2に示した実施形態を前提構成として、同様な構造を備えたタッチ検出機能を付加することができる。
図5は、図4におけるタッチ検出回路の説明図である。
図5(a)はタッチ検出回路、図5(b)は、タッチ検出原理の説明図である。
図中、図4、図8と同様な部分には同じ符号を付している。具体的な数値を例示して説明するが、実測値に基づく数値ではない。
図5(a)において、61はユーザの指であり、接地電位点(大地)に対し、200[pF]の静電容量を有する。タッチ電極51aに指を触れていないとき、タッチ電極51aと接地点との間に60[pF]の浮遊容量がある。
図示の例では、タッチ電極51aを導体52、スルーホール(導体)54により浮遊電極107に接続している。この浮遊電極107の基部107aに励起電極103Uが対向する。励起電極104と平衡型ドライバ106との間には、抵抗器62が挿入されている。
図5(a)はタッチ検出回路、図5(b)は、タッチ検出原理の説明図である。
図中、図4、図8と同様な部分には同じ符号を付している。具体的な数値を例示して説明するが、実測値に基づく数値ではない。
図5(a)において、61はユーザの指であり、接地電位点(大地)に対し、200[pF]の静電容量を有する。タッチ電極51aに指を触れていないとき、タッチ電極51aと接地点との間に60[pF]の浮遊容量がある。
図示の例では、タッチ電極51aを導体52、スルーホール(導体)54により浮遊電極107に接続している。この浮遊電極107の基部107aに励起電極103Uが対向する。励起電極104と平衡型ドライバ106との間には、抵抗器62が挿入されている。
図5(b)において、励振信号源105の周波数を1[MHz]、実効値を5[V]とし、浮遊電極107と励起電極103Uとの間の静電容量を40[pF]、抵抗器62の抵抗値を50[kΩ]とする。ユーザの指61がタッチ電極51aに触れたとき、タッチ電極51aと接地点との間の等価容量63は、33.3[pF]となり、抵抗器62と等価容量63との結合点の分圧電圧Vcは、約0.475[V]となる。
これに対し、ユーザの指61がタッチ電極51aに触れていないとき、タッチ電極51aと接地点との間の等価容量63は、24[pF]となり、分圧電圧Vcは、約0.658[V]となる。従って、0.183[V]の電位差がある。
これに対し、ユーザの指61がタッチ電極51aに触れていないとき、タッチ電極51aと接地点との間の等価容量63は、24[pF]となり、分圧電圧Vcは、約0.658[V]となる。従って、0.183[V]の電位差がある。
図5(a)に示すタッチセンサ用回路では、分圧電圧Vcを直流カット用コンデンサ64を通して、整流・平滑部65で直流電圧に変換し、レベル比較部66にて閾値と比較すれば、ユーザの指61がタッチ電極51aに触れたことが、出力電圧の変化により検出される。この出力を、タッチ検出により制御する対象のブロックに供給する。
図3を参照して説明した、バネ部材44と間隔保持部材(絶縁性薄膜43,47、又は、スペーサ48)は、浮遊電極107と励起電極103Uとの間の静電容量の安定化に有効である。
なお、タッチ電極51aは露出している必要はなく、絶縁層に覆われていてもよい。この場合、絶縁層の静電容量が直列に挿入される。
図3を参照して説明した、バネ部材44と間隔保持部材(絶縁性薄膜43,47、又は、スペーサ48)は、浮遊電極107と励起電極103Uとの間の静電容量の安定化に有効である。
なお、タッチ電極51aは露出している必要はなく、絶縁層に覆われていてもよい。この場合、絶縁層の静電容量が直列に挿入される。
上述した説明では、図5(b)に示したように、等価容量63と抵抗器62との直列回路の分圧電圧Vcを検出していた。
または抵抗器62をコンデンサに置き換えて、分圧電圧Vcを検出してもよい。
上述した説明では、タッチ検出用に、静電誘導型エンコーダの電極を利用していた。これに代えて、タッチ検出専用の静電結合用電極を、移動子基板と固定子基板とに形成してもよい。また、タッチ検出用に専用の励振信号源を用いてもよい。
または抵抗器62をコンデンサに置き換えて、分圧電圧Vcを検出してもよい。
上述した説明では、タッチ検出用に、静電誘導型エンコーダの電極を利用していた。これに代えて、タッチ検出専用の静電結合用電極を、移動子基板と固定子基板とに形成してもよい。また、タッチ検出用に専用の励振信号源を用いてもよい。
抵抗器62、直流カット用コンデンサ64、整流・平滑部65、レベル比較部66等は、スライド操作装置内の回路基板に設けてもよいが、スライド操作装置の外の回路基板に設けてもよい。整流・平滑部65、レベル比較部66は、ハードウエア回路で実現してもよいし、波形信号をA/D変換してディジタル値に変換した後、DSP、CPUで実現してもよい。
図6は、本発明の第5の実施形態の8ch(チャンネル)スライド操作装置70の要部構造を示す説明図である。図6(a)は斜視図、図6(b)は固定子基板72上に形成される固定子電極の一部分について、変形例を示す説明図である。
図中、図1と同様な部分には同じ符号を付している。
この実施形態は、複数チャンネルのスライド操作装置を一体化したものである。各チャンネルの固定子基板を一体化することにより、製造コストを下げることができる。これまでの実施形態と同様に、静電誘導型エンコーダを使用するため、移動子基板と固定子基板とを接続するケーブルが不要である。
この実施の形態では、共通の固定子基板を用いる関係上、ノブ36の押圧方向に移動子基板と固定子基板とが対向する。そのため、ノブを押圧したときも、両基板の間隔が変化しないような構造にしている。
図中、図1と同様な部分には同じ符号を付している。
この実施形態は、複数チャンネルのスライド操作装置を一体化したものである。各チャンネルの固定子基板を一体化することにより、製造コストを下げることができる。これまでの実施形態と同様に、静電誘導型エンコーダを使用するため、移動子基板と固定子基板とを接続するケーブルが不要である。
この実施の形態では、共通の固定子基板を用いる関係上、ノブ36の押圧方向に移動子基板と固定子基板とが対向する。そのため、ノブを押圧したときも、両基板の間隔が変化しないような構造にしている。
図6においては、固定子電極(励振電極、電位検出電極)の図示を省略している。
ケース体71は、固定子基板72を覆うように取り付けられ、固定子基板72と一体化される。
各チャンネルの励振信号を供給する回路、各チャンネルの電位検出電極に誘起される信号を処理する機能、ディジタル値を演算する機能、タッチ検出のための検出機能等を実現する、ハードウエア回路、ディジタル信号処理装置(DSP)、マイクロコンピュータ(CPU)等を、8chスライド操作装置70内に設ける場合、これらは、固定子基板72に実装してもよいし、この装置内の他の回路基板に実装してもよい。
ケース体71は、固定子基板72を覆うように取り付けられ、固定子基板72と一体化される。
各チャンネルの励振信号を供給する回路、各チャンネルの電位検出電極に誘起される信号を処理する機能、ディジタル値を演算する機能、タッチ検出のための検出機能等を実現する、ハードウエア回路、ディジタル信号処理装置(DSP)、マイクロコンピュータ(CPU)等を、8chスライド操作装置70内に設ける場合、これらは、固定子基板72に実装してもよいし、この装置内の他の回路基板に実装してもよい。
ケース体71は、矩形の上面板71aの4辺が直角に山折りされて、前面板71b、後面板71c、右側面板71d、左側面板71eを有する箱状に形成されたものである。前面板71bに付された一点鎖線は、チャンネルの境界を示す。
上面板71aには、8本のスリット74が設けられ、このスリット74、さらに図示しないパネルにある同様のスリットの上面に移動体75のノブ装着部82cを上面に出し、ノブ76を装着する。この図では、部分的に上面板71aを切り欠いて、第2chの移動体75が見えるように図示した。スリット74の数からもわかるように、この図6では4つのみ図示し、他の4つは省略した図としている。従って、図6は、8chスライド操作装置70として示されている。
上面板71aには、8本のスリット74が設けられ、このスリット74、さらに図示しないパネルにある同様のスリットの上面に移動体75のノブ装着部82cを上面に出し、ノブ76を装着する。この図では、部分的に上面板71aを切り欠いて、第2chの移動体75が見えるように図示した。スリット74の数からもわかるように、この図6では4つのみ図示し、他の4つは省略した図としている。従って、図6は、8chスライド操作装置70として示されている。
前面板71bの一部が谷折りされて取付部71f,71gとなる。後面版71cにも同様の取付部を有し、これらの取付部の孔にネジ78を通すことにより、ケース体71と固定子基板72とが一体化される。
取付部71f,71gは、右側面板71d、左側面板71eに設けないようにしたので、固定子基板72を横に延長し、複数個の8ch用のケース体71を横に隣接して配設することができ、その結果、チャンネルの総数を8の倍数にすることができる。
上面板71aにはネジ孔73が設けられ、この8chスライド操作装置70を図示しないパネル面の裏側にネジ止めする。
取付部71f,71gは、右側面板71d、左側面板71eに設けないようにしたので、固定子基板72を横に延長し、複数個の8ch用のケース体71を横に隣接して配設することができ、その結果、チャンネルの総数を8の倍数にすることができる。
上面板71aにはネジ孔73が設けられ、この8chスライド操作装置70を図示しないパネル面の裏側にネジ止めする。
この実施形態では1本のガイドシャフト77を用い、移動体75の底面が固定子基板72の上を摺動する。
移動体75は、固定子基板72とガイドシャフト77とに案内されてスライド移動し、
最も手前側に移動したときの位置(厳密に言えば、図7のガイド保持部81aの位置)は75’にある。ガイドシャフト77の前端部77aは、前面板71bのシャフト固定孔に挿通され、カシメ等の方法で固定される。図示しないガイドシャフト77の後端部についても同様に、後面板71cに固定される。ガイドシャフト77の断面は、円形、楕円形、矩形、いずれでもよく、後の2者は、移動体75がガイドシャフト77を中心にして回動しない。
移動体75は、固定子基板72とガイドシャフト77とに案内されてスライド移動し、
最も手前側に移動したときの位置(厳密に言えば、図7のガイド保持部81aの位置)は75’にある。ガイドシャフト77の前端部77aは、前面板71bのシャフト固定孔に挿通され、カシメ等の方法で固定される。図示しないガイドシャフト77の後端部についても同様に、後面板71cに固定される。ガイドシャフト77の断面は、円形、楕円形、矩形、いずれでもよく、後の2者は、移動体75がガイドシャフト77を中心にして回動しない。
移動体75はチャンネル毎に設ける。しかし、固定子基板72はすべてのチャンネルに共通であり、各チャンネルの固定子電極が、チャンネル毎に設けられ、配列されている。
従って、固定子基板72をプリント基板とし、固定子電極は、全てのチャンネル分を1枚のプリント基板に一括形成できる。1つのチャンネルにおいて、図8に示したように、スライド方向に2本の励振電極103U,103Vと、複数の電位検出電極104A〜104Dとからなる1組の固定子電極が配列される。従って、8chスライド操作装置70としては、8組の固定子電極が隣接して配列される。
従って、固定子基板72をプリント基板とし、固定子電極は、全てのチャンネル分を1枚のプリント基板に一括形成できる。1つのチャンネルにおいて、図8に示したように、スライド方向に2本の励振電極103U,103Vと、複数の電位検出電極104A〜104Dとからなる1組の固定子電極が配列される。従って、8chスライド操作装置70としては、8組の固定子電極が隣接して配列される。
この場合、図6(b)に示すように、励振電極を、隣接するチャンネル、図示の例では、ch1とch2との間で共有することもできる。
すなわち、隣接チャンネルの励振電極79V,79U(ハッチングを付して図示している)については、その幅を図8の励振電極103V,103Uの幅(w2=w1とする)の2倍以上とし、その幅を隣接するチャンネルで分け合う。端のチャンネル、例えばch1の端の励振電極103Uの幅については、図8の励振電極103Uと同じでよい。
一方、各チャンネルの移動子電極89(図7)については、図8に示した浮遊電極107,108と同じでよい。
すなわち、隣接チャンネルの励振電極79V,79U(ハッチングを付して図示している)については、その幅を図8の励振電極103V,103Uの幅(w2=w1とする)の2倍以上とし、その幅を隣接するチャンネルで分け合う。端のチャンネル、例えばch1の端の励振電極103Uの幅については、図8の励振電極103Uと同じでよい。
一方、各チャンネルの移動子電極89(図7)については、図8に示した浮遊電極107,108と同じでよい。
その結果、8chの場合、励振電極79U,79Vの総数が16本から9本に減少する。
ただし、ch1では、図示左側が励振電極103U、右側が励振電極79Vとなるのに対し、ch2では、図示左側が励振電極79V、右側が励振電極79Uとなる。その結果、励振信号の極性が隣接するチャンネル間で逆になり、図8(d)に示した電位分布109の極性も反転する。そのため、この点を考慮して、電位検出電極104A〜104D(横線のハッチングを付して図示している)間に誘起される電圧を取り扱う。
ただし、ch1では、図示左側が励振電極103U、右側が励振電極79Vとなるのに対し、ch2では、図示左側が励振電極79V、右側が励振電極79Uとなる。その結果、励振信号の極性が隣接するチャンネル間で逆になり、図8(d)に示した電位分布109の極性も反転する。そのため、この点を考慮して、電位検出電極104A〜104D(横線のハッチングを付して図示している)間に誘起される電圧を取り扱う。
図7は、図6に示した移動体75の構造を示す説明図である。図7(a)は組立構造図、図7(b)は右側面拡大図である。
移動体75の細部に、新たに符号を付けている。
81は本体部であり、右側面から見てH型になっている。移動体75の移動方向の前後方にガイド保持部81a,81bを有し、ガイド保持部81a,81bは、底面から所定の高さに形成された移動子保持板81cにより前後に連結されている。
ガイド保持部81a,81bには、移動子保持板81cより上に、保持孔86a,86bが形成され、図6に示したガイドシャフト77が挿通される。85は、ネジ83の取付孔である。
移動体75の細部に、新たに符号を付けている。
81は本体部であり、右側面から見てH型になっている。移動体75の移動方向の前後方にガイド保持部81a,81bを有し、ガイド保持部81a,81bは、底面から所定の高さに形成された移動子保持板81cにより前後に連結されている。
ガイド保持部81a,81bには、移動子保持板81cより上に、保持孔86a,86bが形成され、図6に示したガイドシャフト77が挿通される。85は、ネジ83の取付孔である。
82はノブ連結部であり、基板82aの左横から連結板82bが立設され、その上端がノブ装着部82cとなる。基板82aを本体部81の移動子保持板81cの裏面に合わせ、移動子保持板81cの取付孔85の上方からネジ83を挿入し、ノブ連結部82aに形成されたネジ孔84にねじ込むことにより、ノブ連結部82と本体部81とを一体化する。
本体部81は例えば、合成樹脂の成型品であり、ノブ連結部82は、例えば、金属板金である。
ノブ連結部82の基板82aの下に、バネ部材87が設けられ、その下に、移動子基板88が置かれている。
本体部81は例えば、合成樹脂の成型品であり、ノブ連結部82は、例えば、金属板金である。
ノブ連結部82の基板82aの下に、バネ部材87が設けられ、その下に、移動子基板88が置かれている。
図7(b)に示すように、移動子基板88の下面に、移動子電極89(図8の浮遊電極107,108)、絶縁性薄膜(間隔保持部材)90(点状の模様を付して図示している)が形成されている。これらの部材は、前後をガイド保持部81a,81bにより位置規制されるため、移動体75の構成部品として、本体部81とともに移動する。
一方、固定子基板72の固定子電極91の上に絶縁性薄膜(間隔保持部材)92(点状の模様を付して図示している)が形成され、絶縁性薄膜90又はガイド保持部81a,81bの底面と接触している。図示の絶縁性薄膜92は、チャンネル毎に分離されているが、全チャンネルにわたって連続したものでもよい。
基板82aの下にあるバネ部材87は、移動子基板88を絶縁性薄膜90、92を介して固定子基板72に押し付ける。その結果、移動体75は、移動子基板88と固定子基板72との間隔を一定に保持された状態で直線移動する。
一方、固定子基板72の固定子電極91の上に絶縁性薄膜(間隔保持部材)92(点状の模様を付して図示している)が形成され、絶縁性薄膜90又はガイド保持部81a,81bの底面と接触している。図示の絶縁性薄膜92は、チャンネル毎に分離されているが、全チャンネルにわたって連続したものでもよい。
基板82aの下にあるバネ部材87は、移動子基板88を絶縁性薄膜90、92を介して固定子基板72に押し付ける。その結果、移動体75は、移動子基板88と固定子基板72との間隔を一定に保持された状態で直線移動する。
図7(a)に示すバネ部材87は、弾性を有する金属線材であり、折り曲げられて4辺を有するリング状の加圧バネである。
スライド移動方向に対し側辺となるバネ部材87の2辺には、中央点87aが突き出るように形成され、基板82aに接触する。スライド移動方向の前後となるバネ部材87の辺87bは、直線状であり、移動子基板88の上面に接触する。バネ部材87に代えて、図3(c)〜図3(e)に示したバネ部材44,44’,44”を用いてもよい。
なお、図6、図7に示した移動体75の構造と固定子基板72の構造、及び、相互の関係は、単一チャンネルのスライド操作装置においても適用できる。
スライド移動方向に対し側辺となるバネ部材87の2辺には、中央点87aが突き出るように形成され、基板82aに接触する。スライド移動方向の前後となるバネ部材87の辺87bは、直線状であり、移動子基板88の上面に接触する。バネ部材87に代えて、図3(c)〜図3(e)に示したバネ部材44,44’,44”を用いてもよい。
なお、図6、図7に示した移動体75の構造と固定子基板72の構造、及び、相互の関係は、単一チャンネルのスライド操作装置においても適用できる。
図6、図7を参照した説明では、固定子基板72と移動子基板88との間を、絶縁性薄膜90,92を用いて一定に保持する構造を前提に説明した。
固定子基板72を図2に示した多層基板31として、多層基板の表層を間隔保持部材としてもよい。この場合、多層基板の表層は全チャンネルに共通の絶縁性薄膜92とすることができる。
また、図3(f)に示したスペーサ48を間隔保持部材としてもよい。
また、ガイドシャフトを2本として、移動体75が固定子基板72側に接触しないようにしてスライド移動させてもよい。
固定子基板72を図2に示した多層基板31として、多層基板の表層を間隔保持部材としてもよい。この場合、多層基板の表層は全チャンネルに共通の絶縁性薄膜92とすることができる。
また、図3(f)に示したスペーサ48を間隔保持部材としてもよい。
また、ガイドシャフトを2本として、移動体75が固定子基板72側に接触しないようにしてスライド移動させてもよい。
本発明のスライド移動装置は、オーディオ装置の音量レベル等の設定値を入力するためのスライド操作装置に適している。手動操作を前提としているが、電動モータを併設し、移動体をモータ駆動することもできる。
その他、工作機械などにおいて、設定値入力装置として用いることができる。
その他、工作機械などにおいて、設定値入力装置として用いることができる。
1…スライド操作装置、2…パネル、11…ケース体(固定対)、12…固定子基板、13,14…ガイドシャフト、15…移動体、15a,15b…ガイド保持部、15c…移動子基板保持部、16a,16b…保持孔、17…ノブ装着部、18…ノブ、19…移動子基板、20…固定子電極、21…移動子電極、
31…多層基板(固定子基板)、32…固定子電極、
41…固定子基板、42…固定子電極、43…絶縁性薄膜(間隔保持部材)、44,44’,44”…バネ部材、45…移動子基板、46…移動子電極、47…絶縁性薄膜(間隔保持部材)、48…スペーサ(間隔保持部材)、
51…ノブ、51a…タッチ電極、52…導体、53…移動子基板、54…スルーホール(導体)、55…移動子電極、56…固定子電極、
61…指、62…抵抗器、63…等価容量、64…直流カット用コンデンサ、65…整流・平滑部、66…レベル比較部、
70…8chスライド操作装置、71…ケース体、71a…上面板、71b…前面板、71c…後面版、71d…右側面板、71e…左側面板、71f,71g…取付部、72…固定子基板、73…ネジ孔、74…スリット、75,75’…移動体、76…ノブ、77…ガイドシャフト、77a…前端部、78…ネジ、79U,79V…励振電極、
81…本体部、81a,81b…ガイド保持部、81c…移動子保持板、82…ノブ連結部、82a…基板、82b…連結板、82c…ノブ装着部、83…ネジ、84…ネジ孔、85…取付孔、86a,86b…保持孔、87…バネ部材、87a…中央点、87b…前後辺、88…移動子基板、89…移動子電極、90…絶縁性薄膜(間隔保持部材)、91…固定子電極、92…絶縁性薄膜(間隔保持部材)、
100…静電誘導型エンコーダ、101…固定子基板、102…移動子基板、103U,103V…励振電極、104A,104B,104C,104D…電位検出電極、105…励振信号源、106…平衡型ドライバ、107,108…浮遊電極、107a,108a…基部、107b,108b…櫛歯部、109…電位分布、110,111…差動増幅器
31…多層基板(固定子基板)、32…固定子電極、
41…固定子基板、42…固定子電極、43…絶縁性薄膜(間隔保持部材)、44,44’,44”…バネ部材、45…移動子基板、46…移動子電極、47…絶縁性薄膜(間隔保持部材)、48…スペーサ(間隔保持部材)、
51…ノブ、51a…タッチ電極、52…導体、53…移動子基板、54…スルーホール(導体)、55…移動子電極、56…固定子電極、
61…指、62…抵抗器、63…等価容量、64…直流カット用コンデンサ、65…整流・平滑部、66…レベル比較部、
70…8chスライド操作装置、71…ケース体、71a…上面板、71b…前面板、71c…後面版、71d…右側面板、71e…左側面板、71f,71g…取付部、72…固定子基板、73…ネジ孔、74…スリット、75,75’…移動体、76…ノブ、77…ガイドシャフト、77a…前端部、78…ネジ、79U,79V…励振電極、
81…本体部、81a,81b…ガイド保持部、81c…移動子保持板、82…ノブ連結部、82a…基板、82b…連結板、82c…ノブ装着部、83…ネジ、84…ネジ孔、85…取付孔、86a,86b…保持孔、87…バネ部材、87a…中央点、87b…前後辺、88…移動子基板、89…移動子電極、90…絶縁性薄膜(間隔保持部材)、91…固定子電極、92…絶縁性薄膜(間隔保持部材)、
100…静電誘導型エンコーダ、101…固定子基板、102…移動子基板、103U,103V…励振電極、104A,104B,104C,104D…電位検出電極、105…励振信号源、106…平衡型ドライバ、107,108…浮遊電極、107a,108a…基部、107b,108b…櫛歯部、109…電位分布、110,111…差動増幅器
Claims (3)
- 固定体に対し、案内支持されてスライド移動する移動体を操作することにより、該移動体の操作に応じた信号を出力するスライド操作装置において、
励振電極及び電位検出電極を有する固定子基板と浮遊電極を有する移動子基板とを備える静電誘導型エンコーダを有し、
前記固定子基板は前記固定体に、前記移動子基板は前記移動体に、互いに対向して配置され、
前記励振電極に励振信号が供給されることにより前記電位検出電極間に誘起される電位に基づいて前記移動体の操作に応じた信号を出力する、
ことを特徴とするスライド操作装置。 - 前記固定子基板と前記移動子基板との間に、相対向する間隔を一定に保つ間隔保持部材を有し、
前記移動体は、前記移動子基板を前記間隔保持部材を介して前記固定子基板に押さえつけるバネ部材を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載のスライド操作装置。 - 固定体に対し、案内支持されてスライド移動する複数の移動体を互いに独立して操作することにより、該各移動体の操作に応じた信号を出力するスライド操作装置において、
前記各移動体に対応する励振電極及び電位検出電極を有し、前記複数の移動体に対して共通の固定子基板と、浮遊電極を有し前記各移動体に対応した移動子基板とを備える静電誘導型エンコーダを有し、
前記共通の固定子基板は前記固定体に、前記各移動体に対応した移動子基板は前記各移動体に、互いに対向して配置され、
前記各移動体に対応する励振電極に励振信号が供給されることにより前記各移動体に対応する電位検出電極間に誘起される電位に基づいて前記各移動体の操作に応じた信号を出力する、
ことを特徴とするスライド操作装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008206872A JP2010043894A (ja) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | スライド操作装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008206872A JP2010043894A (ja) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | スライド操作装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=42015394
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008206872A Withdrawn JP2010043894A (ja) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | スライド操作装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2010043894A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102261887A (zh) * | 2011-04-21 | 2011-11-30 | 广州市香港科大霍英东研究院 | 一种检测塑料板规格尺寸的方法 |
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-
2008
- 2008-08-11 JP JP2008206872A patent/JP2010043894A/ja not_active Withdrawn
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---|---|---|---|
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