JP2011232992A - センサ装置および情報表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上記センサ装置は、センサ部10と、演算部12と、切替回路部11と、制御部13とを具備する。センサ部10は、検出対象物の近接によって静電容量が変化する複数の検出電極を有する。演算部12は、検出対象物とセンサ部との間の距離である第1の距離を算出する。切替回路部11は、複数の検出電極を、上記静電容量の検出のための信号電圧が供給される第1の状態と電気的に浮遊した第2の状態との間で切り替える。切替回路部12は、複数の検出電極のうち第2の状態から第1の状態へ切り替えられる二以上の検出電極を一つずつ選択する。制御部13は、第2の状態から第1の状態へ切り替えられる検出電極相互間の距離である第2の距離が上記第1の距離に対応するように切替回路部11を制御する。
【選択図】図5
Description
上記センサ部は、検出対象物の近接によって静電容量が変化する複数の検出電極を有する。
上記演算部は、上記検出対象物と上記センサ部との間の距離である第1の距離を算出する。
上記切替回路部は、上記複数の検出電極を、上記静電容量の検出のための信号電圧が供給される第1の状態と電気的に浮遊した第2の状態との間で切り替え可能である。上記切替回路部は、上記複数の検出電極のうち上記第2の状態から上記第1の状態へ切り替えられる二以上の検出電極を一つずつ選択する。
上記制御部は、上記第2の状態から上記第1の状態へ切り替えられる上記検出電極相互間の距離である第2の距離が、上記演算部で算出された上記第1の距離に対応するように上記切替回路部を制御する。
これにより、第1の方向に沿った検出対象物の位置あるいは動きを検出することができる。また、第1の状態へ切り替えられる検出電極の数を増減させることで、検出対象物の近接距離に応じた検出感度を得ることができる。
これにより、第2の方向に沿った検出対象物の位置あるいは動きを検出することができる。また、第1の状態へ切り替えられる検出電極の数を増減させることで、検出対象物の近接距離に応じた検出感度を得ることができる。
上記センサ部は、検出対象物の近接によって静電容量が変化する複数の検出電極を有する。
上記演算部は、上記検出対象物と上記センサ部との間の距離である第1の距離を算出する。
上記切替回路部は、上記複数の検出電極を上記静電容量の検出のための信号電圧が供給される第1の状態と電気的に浮遊した第2の状態との間で切り替え可能であり、上記複数の検出電極のうち上記第2の状態から上記第1の状態へ切り替えられる二以上の検出電極を一つずつ選択する。
上記制御部は、上記第2の状態から上記第1の状態へ切り替えられる上記検出電極相互間の距離である第2の距離が、上記演算部で算出された上記第1の距離に対応するように上記切替回路部を制御する。
上記表示素子は、上記センサ部に対向して配置され、情報を表示する表示面を有する。
[センサ装置]
図1は、本発明の一実施形態に係るセンサ装置の構成を示すブロック図である。本実施形態のセンサ装置1は、センサ部10と、切替回路部11と、演算部12と、制御部13と、表示部15とを有する。センサ装置1は、例えば入力座標位置の検出装置として機能し、入力座標位置に応じて表示画像を制御する情報表示装置の入力インターフェースを構成する。
図2は、センサ部10の概略構成を示す分解斜視図である。センサ部10は、第1の電極基板101と、第2の電極基板102と、これら電極基板101、102を相互に接合する接合層103との積層構造を有する。センサ部10は、図2に示すXY平面上における検出対象物の位置座標を検出するためのもので、静電容量式のタッチセンサあるいは近接センサとして構成される。本実施形態において検出対象物は、人の手指である場合を例に挙げて説明するが、これ以外にも、検出対象物にはスタイラスペン等の入力補助具も含まれる。
切替回路部11は、個々の検出電極10xに対応して設置された複数のスイッチを含む第1のスイッチ群11xa、11xbと、個々の検出電極10yに対応して設置された複数のスイッチを含む第2のスイッチ群11ya、11ybとを有する。
演算部12は、検出電極10xから出力される信号電圧を処理する演算回路12xと、検出電極10yから出力される信号電圧を処理する演算回路12yとを有する。各検出電極10x、10yから出力される信号電圧は、検出面D上における手指の存在あるいは位置に関する情報を含む検出信号に相当する。演算回路12x、12yはこれら検出電極10x、10yの検出信号に基づいて、検出面D上における手指の存在の有無、あるいは手指が存在する場合にはその検出面Dからの距離、XY座標位置、移動方向、移動速度(あるいは加速度)を算出する。
制御部13は、センサ装置1の動作を制御する。以下、制御部13の詳細について説明する。
表示部15は、画像を表示する表示面を有する表示素子Wを含む。表示素子Wには、例えば、液晶表示パネル、有機ELパネル、冷陰極管(CRT)等の画像表示デバイスが用いられる。表示部15は、制御部13から供給される制御信号に基づいて、表示面に表示される画像を制御する。表示部15は、センサ部10とは物理的に離れた位置に設置されてもよいし、図2に示すようにセンサ部10と一体的に構成されてもよい。
次に、以上のように構成されるセンサ装置1の動作例について説明する。図6は、センサ装置1の制御フローの一例を示す。
なお、各サンプルの電極の構成は同一とし、電極ピッチ(A1)は5mm、電極幅(B1)は0.3mm、電極厚み(C1)は0.04mm、基板の厚み(D1)は1mm、印加電圧は1Vとした。また、シミュレータには、アンソフト(Ansoft)社製「Maxwell3D」を用いた。
なお、電極間隔(A2)は0〜50mm、電極幅(B2)は1mm、電極厚み(C2)0.04mm、手指の高さ(E)は0〜50mm、基板の厚み(D2)は1mm、印加電圧は1Vとした。また、シミュレータには、アンソフト(Ansoft)社製「Maxwell3D」を用いた。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図11は、本実施形態に係るセンサ装置の概略構成図である。
図12は、本発明の第3の実施形態に係るセンサ装置の概略構成図である。本実施形態のセンサ装置は、表示素子50がセンサ部10の正面に対向して配置されている点で、上述の第2の実施形態と異なる。センサ部10は、筐体内部に設置されたシャーシ60によって支持されている。
図13は、本発明の第4の実施形態に係るセンサ装置の概略構成図である。本実施形態のセンサ装置は、入力部材70と、センサ部10とを有する。入力部材70は、センサ部10の正面に対向して配置されるとともに、筐体内部に設置されたシャーシ60によって支持されている。
10…センサ部
10x、10y…検出電極
11…切替回路部
11xa、11xb、11ya、11yb…スイッチ群
12…演算部
12x、12y…演算回路
13…制御部
14x、14y…信号発生回路
15…表示部
50…表示素子
70…入力部材
Claims (6)
- 検出対象物の近接によって静電容量が変化する複数の検出電極を有するセンサ部と、
前記検出対象物と前記センサ部との間の距離である第1の距離を算出する演算部と、
前記複数の検出電極を、前記静電容量の検出のための信号電圧が供給される第1の状態と電気的に浮遊した第2の状態との間で切り替え可能であり、前記複数の検出電極のうち前記第2の状態から前記第1の状態へ切り替えられる二以上の検出電極を一つずつ選択する切替回路部と、
前記第2の状態から前記第1の状態へ切り替えられる前記検出電極相互間の距離である第2の距離が、前記演算部で算出された前記第1の距離に対応するように前記切替回路部を制御する制御部と
を具備するセンサ装置。 - 請求項1に記載のセンサ装置であって、
前記検出電極は、第1の方向に第1の間隔をおいて配列された複数の第1の電極部を有し、
前記制御部は、前記第1の距離の大きさに応じて、前記第2の距離が前記第1の間隔の整数倍で変化するように前記切替回路部を制御するセンサ装置。 - 請求項2に記載のセンサ装置であって、
前記検出電極は、前記第1の方向と交差する第2の方向に第2の間隔をおいて配列された複数の第2の電極部をさらに有し、
前記制御部は、前記第1の距離の大きさに応じて、前記第2の距離が前記第2の間隔の整数倍で変化するように前記切替回路部を制御するセンサ装置。 - 請求項1に記載のセンサ装置であって、
前記センサ部に対向して配置され情報を表示する表示面を有する表示素子をさらに具備するセンサ装置。 - 請求項1に記載のセンサ装置であって、
前記センサ部に対向して配置され情報を入力することが可能な入力部材をさらに具備するセンサ装置。 - 検出対象物の近接によって静電容量が変化する複数の検出電極を有するセンサ部と、
前記検出対象物と前記センサ部との間の距離である第1の距離を算出する演算部と、
前記複数の検出電極を、前記静電容量の検出のための信号電圧が供給される第1の状態と電気的に浮遊した第2の状態との間で切り替え可能であり、前記複数の検出電極のうち前記第2の状態から前記第1の状態へ切り替えられる二以上の検出電極を一つずつ選択する切替回路部と、
前記第1の状態から前記第2の状態へ切り替えられる前記検出電極相互間の距離である第2の距離が、前記演算部で算出された前記第1の距離に対応するように前記切替回路部を制御する制御部と、
前記センサ部に対向して配置され情報を表示する表示面を有する表示素子と
を具備する情報表示装置。
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