JP2012190234A5 - - Google Patents

Description

本発明は、操作検出に静電容量方式を採用する入力装置および該入力装置を備える電子機器に関する。

近年、携帯電話やパソコン、カーナビゲーションシステム、デジタルカメラを始めとするデジタル機器において、入力装置としてタッチセンサやタッチパネルを用いた技術が広く普及している。このような入力装置には、静電容量方式、抵抗膜方式、光学方式等の方式があり、各方式には短所、長所があり、用途に応じて広く用いられている。その中でも、静電容量方式は検出精度に優れ、多くの機器に採用されている。デジタルカメラ製品においても、この静電容量方式を用いたタッチパネルを搭載する製品が発表されている。

しかしながら、検出の分解能を高めるためにセンサの種類を複数設ける場合は、各種類のセンサパターンの総面積自体が小さくなる。そのため、タッチセンサＩＣの検出レベルが相対的に小さくなる。また回転操作部材が小さくなるほどその傾向が強くなる。今後、回転操作部材が小さくなるほど、センサの検出レベルを最適化（最大化）して効率的により大きいレベルで検出できるようにし、検出感度を高める構造が望まれる。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、静電容量方式の操作検出における検出感度を高めることのできる入力装置および該入力装置を備える電子機器を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る入力装置は、接地電極および検出電極が形成される基板と、導電性を有する材料で形成される導電部材と、操作されることで前記基板と前記導電部材との位置関係を変化させる操作部材とを有し、前記導電部材には、前記基板と前記導電部材との位置関係が変化しても、前記接地電極と対向する対向面積が変化しない第１の部分を形成するとともに、前記基板と前記導電部材との位置関係が変化することで、前記検出電極と対向する対向面積が変化する第２の部分を形成し、前記検出電極と前記第２の部分との前記対向面積が最大となるときに、前記検出電極と前記第２の部分との前記対向面積が、前記接地電極と前記第１の部分との前記対向面積と略等しくなるように、前記基板または前記導電部材を形成することを特徴とする。

図１は、本発明の一実施の形態に係る入力装置を備える電子機器の背面図である。本入力装置が適用される電子機器としてデジタルカメラ等の撮像装置１００を例示するが、本入力装置は、これに限られず、各種の電子機器に適用が可能である。また、入力装置としては、回転操作式の回転操作部１０２とスライダ操作式のスライダ６０１の２つを例示するが、これらの入力装置のいずれか１つが備えられるとしてもよい。このほか撮像装置１００には、表示部１０１、電源スイッチ１０３、操作ボタン１０４、電池部１０５等が具備されている。

表示部１０１は、ＬＣＤ等により構成され、撮像装置１００の内部状態に応じて、文字、画像等を用いて動作状態やメッセージ等を表示する。電源スイッチ１０３は、撮像装置１００の電源をＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。電源スイッチ１０３をＯＦＦにすると、例えば回転操作部１０２、操作ボタン１０４、スライダ６０１等を無効にすることができ、これにより、撮像装置１００は低消費電力状態となる。電池部１０５は、撮像装置１００の電源部であり、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池や、ＮｉＣｄ電池、ＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、あるいはＡＣアダプター等から構成される。

図４は、基板３０３のレイアウト例を示す図である。基板３０３は固定部３０７に固定される。セットボタン３０４が基板３０３の中心部分に配置される関係から、基板３０３はドーナツ型の形状をしている。しかし、基板３０３はこの形状に限定する必要はない。基板３０３は、グランドパターン３０８及びセンサパターン３０９が配設されたプリント基板である。基板３０３の内周部分にグランドパターン３０８が配置され、グランドパターン３０８の外側で基板３０３の外周部分にセンサパターン３０９が配置される。グランドパターン３０８は接地された接地電極である。

図３、図４に示すように、グランドパターン３０８は、導電部材３１０のグランド対向部３１１に対応し、回転中心Ｃを中心とした環状形状である。センサパターン３０９は、４種類の検出電極３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３０９ｄからなり、該４種類の検出電極は３６０°の範囲で等間隔に５回繰り返して配置される。したがって、検出電極３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３０９ｄは、それぞれ周方向に３０９ａから３０９ｄの順に７２°毎に配置される。ここで異種類の検出電極といっても、接続される端子や出力される信号が互いに異なるという意味であり、構成自体は共通である。つまり、各種類の検出電極３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３０９ｄは、基板３０３と導電部材３１０との位置関係が変化する方向にそれぞれ複数個形成されている。ここで、検出電極３０９ａが第１の検出電極に相当し、検出電極３０９ｂが第２の検出電極に相当し、検出電極３０９ｃが第３の検出電極に相当する。

各種類において、検出電極の配列間隔は等角度間隔であって、センサ対向部３１２の配列間隔と一致している。従って、センサ対向部３１２は、回転位置によっては、５枚全てが、ある同一種類の５つの検出電極（例えば、検出電極３０９ａ）に同時に覆い被さることになる。図３では、５つの検出電極３０９ｃに５枚のセンサ対向部３１２が対向している。したがって、センサ対向部３１２は、検出電極３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３０９ｄの１つの検出電極が３６０°の範囲で配置される数と同じ数（本実施形態では、５つ）だけ形成される。ところで、クリック部３０１における凹部３０１ａの数及び配列間隔は、センサパターン３０９の検出電極の数及び配列間隔と一致しており、検出電極の位置が２０個の凹凸に１対１に対応している。これにより、回転操作における操作感覚に操作の検出が対応している。すなわち、各種類の検出電極３０９ａ、３０９ｂ、３０９ｃ、３０９ｄのいずれかと５枚のセンサ対向部３１２との対向面積が最大となるときに、操作部材３００を保持するクリック力を操作部材３００に与えている。

導電部材７０６と、センサパターン７０８における、ある種類の検出電極との間の静電容量は、導電部材７０６のスライド位置によって変化する。そして、この静電容量の変化に基づいて操作部材７００の移動動作がセンサＩＣによって検出される。また、検出電極の種類が３種類以上であって、両側に隣接する検出電極の種類は互いに異なり且ついずれも既知であるので、静電容量の変化が生じた順番から、操作部材７００のスライド移動の方向も把握することができる。その他の部分の基本的な構成は回転操作部１０２と同様である。

Claims (7)

1. 接地電極および検出電極が形成される基板と、
   導電性を有する材料で形成される導電部材と、
   操作されることで前記基板と前記導電部材との位置関係を変化させる操作部材とを有し、
   前記導電部材には、前記基板と前記導電部材との位置関係が変化しても、前記接地電極と対向する対向面積が変化しない第１の部分を形成するとともに、前記基板と前記導電部材との位置関係が変化することで、前記検出電極と対向する対向面積が変化する第２の部分を形成し、
   前記検出電極と前記第２の部分との前記対向面積が最大となるときに、前記検出電極と前記第２の部分との前記対向面積が、前記接地電極と前記第１の部分との前記対向面積と略等しくなるように、前記基板または前記導電部材を形成することを特徴とする入力装置。
2. 前記基板には、前記基板と前記導電部材との位置関係が変化する方向に前記検出電極を複数個形成し、
   前記導電部材には、前記基板と前記導電部材との位置関係が変化する方向に前記第２の部分を前記検出電極と同じ数だけ形成することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 前記検出電極は互いに異なる信号を出力する第１の検出電極と第２の検出電極と第３の検出電極とを有し、
   前記基板には、前記基板と前記導電部材との位置関係が変化する方向に、前記第１の検出電極と前記第２の検出電極と前記第３の検出電極とを並べて形成することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
4. 前記検出電極は第１の検出電極と前記第１の検出電極とは異なる信号を出力する第２の検出電極とを有し、
   前記基板には、前記基板と前記導電部材との位置関係が変化する方向と直交する方向で、前記第１の検出電極と前記第２の検出電極とが千鳥配置となるように形成することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
5. 前記基板には、前記基板と前記導電部材との位置関係が変化する方向に前記第１の検出電極を複数個形成するとともに、前記基板と前記導電部材との位置関係が変化する方向に前記第２の検出電極を前記第１の検出電極と同じ数だけ形成し、
   前記導電部材には、前記基板と前記導電部材との位置関係が変化する方向に前記第２の部分を前記第１の検出電極と同じ数だけ形成することを特徴とする請求項３または４に記載の入力装置。
6. 前記操作部材にクリック力を与えるクリック手段をさらに有し、
   前記クリック手段は、前記検出電極と前記第２の部分との前記対向面積が最大となるときに、前記操作部材を保持するクリック力を前記操作部材に与えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の入力装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の入力装置を備える電子機器。