JP4770646B2 - Input device and information processing device - Google Patents

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Description

本発明は、静電容量の変化量により移動量を検出する入力装置及び情報処理装置に関し、特に、ポインタ等の移動操作、画面のスクロール操作における移動量の入力を受け付ける入力装置及び該入力装置を備えた情報処理装置に関する。   The present invention relates to an input device and an information processing device that detect a movement amount based on a change amount of capacitance, and in particular, an input device that receives an input of a movement amount in a movement operation of a pointer or the like and a scroll operation of a screen, and the input device. The present invention relates to an information processing apparatus provided.

特開平6−314163号公報に、検出された静電容量の変化量により移動量の入力を受け付ける方式の所謂静電容量式センサが開示されている。同公報記載の静電容量式センサは、図20に示すように、入力軸部110と固定された基板101の下面に電極部Cを形成し、基板101の下側に対向して基板102を配置し、基板102の上面に電極部Cと対向する電極部C’(CX+、CX−、CY+、CY−)を配置する構成となっている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-314163 discloses a so-called capacitance type sensor that accepts an input of a moving amount based on a detected amount of change in capacitance. As shown in FIG. 20, the electrostatic capacitance sensor described in the publication has an electrode portion C formed on the lower surface of the substrate 101 fixed to the input shaft portion 110, and the substrate 102 facing the lower side of the substrate 101. The electrode part C ′ (CX +, CX−, CY +, CY−) facing the electrode part C is arranged on the upper surface of the substrate 102.

同公報の構成では、基板101が水平方向に移動することで、電極部Cと電極部C’の間に発生する静電容量が変化し、静電容量の変化を出力電圧に変換して移動方向及び移動量を検出する。図20では、4方向の移動を検出するために4つの電極CX+、CX−、CY+、CY−を用いている。   In the configuration of the publication, the capacitance generated between the electrode portion C and the electrode portion C ′ is changed by moving the substrate 101 in the horizontal direction, and the change in capacitance is converted into an output voltage and moved. Detect direction and amount of movement. In FIG. 20, four electrodes CX +, CX−, CY +, and CY− are used to detect movement in four directions.

特開平6−314163号公報JP-A-6-314163

各種情報処理装置の画面の大型化、高解像度化に伴い、ポインタの移動やスクロールの範囲が広くなるとともに、細かい操作が必要となっている。例えば、アイコン、ボタンなどの比較的小さい対象を選択する場合や細かい描画を行う場合には、操作部への指示量(移動量)に対して、ポインタ等をゆっくり移動させる必要がある(微調整操作)。その一方で、例えば、大きく離れたボタン間のポインタの移動、画面の端から端までポインタを移動する場合は、上記ゆっくりした動作ではもどかしく感ぜられるため、操作部への指示量(移動量)に対して、ポインタ等を速く移動させる必要がある(粗調整操作)。   As screens of various information processing apparatuses increase in size and resolution, the range of pointer movement and scrolling becomes wider, and detailed operations are required. For example, when a relatively small target such as an icon or button is selected or when fine drawing is performed, it is necessary to move the pointer slowly with respect to the instruction amount (movement amount) to the operation unit (fine adjustment). operation). On the other hand, for example, when moving the pointer between buttons that are far apart, or moving the pointer from one end of the screen to the other, it can be felt frustrated by the above-mentioned slow movement, so the amount of instruction to the operation unit (movement amount) On the other hand, it is necessary to move the pointer or the like quickly (rough adjustment operation).

上記従来の構成にて、微調整操作及び粗調整操作の両方に対応するには、例えば、移動量の全範囲において静電容量の変化量を小さく設定した系と、大きく設定した系を2つ縦方向に重ねる構造が考えられる。この場合、静電容量を検出する出力信号の本数は、従来の2倍の本数が必要となるという問題点がある。例えば、角度90度間隔に4方向に電極を4個配置する場合は、それぞれの電極に対する出力信号の本数は4本となるところ、上記2つ縦方向に重ねる構造では検出する電極が8個必要となり、出力信号の本数は8本あり、従来の2倍の本数が必要となる。また、これらの特徴は、当該入力装置のみならず、入力装置を組み込む機器、装置の小型化の面も不都合である。   In order to cope with both the fine adjustment operation and the coarse adjustment operation in the above-described conventional configuration, for example, there are two systems in which the change amount of the electrostatic capacitance is set to be small in the entire range of movement amount and two systems in which the capacitance is set to be large. A structure that overlaps in the vertical direction is conceivable. In this case, there is a problem that the number of output signals for detecting capacitance needs to be twice that of the conventional one. For example, when four electrodes are arranged in four directions at intervals of 90 degrees, the number of output signals for each electrode is four. However, in the structure in which the two are stacked in the vertical direction, eight detection electrodes are required. Thus, the number of output signals is 8, and the number of output signals is twice that of the prior art. Further, these features are disadvantageous not only in the input device but also in the downsizing of devices and devices incorporating the input device.

また、上記微調整操作及び粗調整操作の両方に対応する別の方法としては、外部にそれぞれの操作を切り替えるボタン等を設けて、ボタンのON/OFF状態に対応して静電容量の変化量に定数を掛けて移動速度を切り替える方法が考えられる。しかしながら、この場合、当該機能を実現する電気回路及びソフトウェアが必要となるという問題点がある。   Further, as another method corresponding to both the fine adjustment operation and the coarse adjustment operation, a button for switching each operation is provided outside, and the amount of change in capacitance corresponding to the ON / OFF state of the button. A method of switching the moving speed by multiplying by a constant is conceivable. However, in this case, there is a problem that an electric circuit and software for realizing the function are required.

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、静電容量を検出する出力信号の本数を増加させず、外部に操作を切り替える電気回路及びソフトウェアを設けることなく、上記微調整操作及び粗調整操作の両方に対応可能な入力装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and does not increase the number of output signals for detecting capacitance, and without providing an electric circuit and software for switching the operation to the outside, the fine adjustment operation described above. It is another object of the present invention to provide an input device that can handle both the coarse adjustment operation and the coarse adjustment operation.

本発明の第1の視点によれば、検出電極と、該検出電極と接続され静電容量を検出する静電容量検出回路と、を備え、前記静電容量検出回路にて検出された静電容量の変化量により移動量を検出する入力装置であって、前記検出電極に対して平行移動可能に配置される第1誘電体と、接地され、前記第1誘電体上に配置された第1電極と、前記検出電極と、前記第1誘電体との間に、前記検出電極に対して平行移動可能に配置される第2誘電体と、外部と電気的に接続されておらず、前記第2誘電体上に配置された第2電極と、を備え、前記第1誘電体と前記第2誘電体が移動する前の初期位置において、前記第1電極と第2電極との間に発生し、前記第1誘電体の移動により変化する第1の静電容量と、前記検出電極と第2電極との間に発生し、前記第2誘電体の移動により変化する第2の静電容量と、が異なること、を特徴とする入力装置が提供される。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a detection electrode and a capacitance detection circuit that is connected to the detection electrode and detects a capacitance, and the capacitance detected by the capacitance detection circuit. An input device for detecting a movement amount based on a change amount of capacitance, wherein the first dielectric is disposed so as to be movable in parallel with respect to the detection electrode, and is grounded and a first dielectric is disposed on the first dielectric. A second dielectric disposed between the electrode, the detection electrode, and the first dielectric so as to be movable in parallel with the detection electrode; and not electrically connected to the outside; A second electrode disposed on two dielectrics, and is generated between the first electrode and the second electrode at an initial position before the first dielectric and the second dielectric move. , A first electrostatic capacitance that changes due to the movement of the first dielectric, and between the detection electrode and the second electrode. And, a second capacitance which varies by the movement of said second dielectric, it is different, the input device according to claim is provided.

また本発明の第2の視点によれば、上記特徴を有する入力装置を備えた情報処理装置が提供される。   Moreover, according to the 2nd viewpoint of this invention, the information processing apparatus provided with the input device which has the said characteristic is provided.

本発明によれば、静電容量の変化量のみに基づき、ユーザから指示された(指示)移動量を検出できる簡素かつ操作性に優れた移動量入力手段を構成することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to configure a movement amount input means that is simple and excellent in operability, and can detect a movement amount (instruction) instructed by a user based only on the amount of change in capacitance.

[第1実施形態]
続いて、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る入力装置を上面から見た透視図である。図2は、図1のA−A断面図である。
[First Embodiment]
Next, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of the input device according to the first embodiment of the present invention as seen from above. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

図1、図2を参照すると、本実施形態に係る入力装置1は、検出電極4a〜4d、第2電極3a〜3d、第1電極がそれぞれ形成された第1〜第3誘電体5〜7の3層から構成されている。第1誘電体5、第2誘電体6は、それぞれ、ゴム、バネのような弾性を持つ部材(図示省略)により付勢され、図1、図2の初期状態に保持される。   Referring to FIGS. 1 and 2, the input device 1 according to the present embodiment includes first to third dielectrics 5 to 7 in which detection electrodes 4 a to 4 d, second electrodes 3 a to 3 d, and first electrodes are formed, respectively. It is comprised from three layers. The first dielectric 5 and the second dielectric 6 are energized by elastic members (not shown) such as rubber and spring, respectively, and are held in the initial state shown in FIGS.

第1誘電体5は、第3誘電体7に対して平行移動可能となっており、その上面には四角形状の第1電極2が形成されている。第1誘電体5を移動することにより、第1電極2を移動させることが可能となっている。また、第1電極2はグランド(GND)接続される。   The first dielectric 5 can be translated with respect to the third dielectric 7, and the rectangular first electrode 2 is formed on the upper surface thereof. The first electrode 2 can be moved by moving the first dielectric 5. The first electrode 2 is connected to the ground (GND).

第1誘電体5の下側に対向して配置された第2誘電体6は、第1誘電体5と同様に水平方向に移動可能となっている。第2誘電体6の上面には、第2電極3a、3b、3c、3dが形成されている。第2誘電体6を移動することにより、第2電極3a、3b、3c、3dを移動させることが可能となっている。   The second dielectric 6 disposed opposite to the lower side of the first dielectric 5 is movable in the horizontal direction in the same manner as the first dielectric 5. On the upper surface of the second dielectric 6, second electrodes 3a, 3b, 3c, 3d are formed. By moving the second dielectric 6, the second electrodes 3a, 3b, 3c, 3d can be moved.

第2電極3a、3b、3c、3dは、外部と電気的に接続しておらず、その電極面積の一部分が第1電極2と対向し、かつ、外側にはみ出した状態となるように配置される。図1の例では、第2誘電体6及び第1誘電体5の移動方向(図1の上下方向及び左右方向)と平行に、かつ、第1電極2の中心位置を通過する直線上に第1電極2の中心位置を対称として2つ配置されている。   The second electrodes 3a, 3b, 3c, 3d are not electrically connected to the outside, and are disposed so that a part of the electrode area faces the first electrode 2 and protrudes outward. The In the example of FIG. 1, the second dielectric 6 and the first dielectric 5 are parallel to the moving direction (vertical direction and horizontal direction in FIG. 1) and on a straight line passing through the center position of the first electrode 2. Two electrodes are arranged symmetrically with respect to the center position of one electrode 2.

図1の左右方向についてみると、第2電極3a、3cが、第1電極2の中心位置を通過し、かつ、移動方向と平行である直線(図1の一点鎖線A−A)上であり、かつ第1電極2の中心位置を対称とする位置にそれぞれ配置されている。また、上下方向も前記左右方向と同様に、第1電極2を中心に第2電極3b、3dが対称配置されている。   When viewed in the left-right direction in FIG. 1, the second electrodes 3a and 3c are on a straight line (the one-dot chain line AA in FIG. 1) that passes through the center position of the first electrode 2 and is parallel to the moving direction. In addition, the first electrodes 2 are arranged at positions symmetrical with respect to the center position. In the vertical direction, the second electrodes 3b and 3d are symmetrically arranged around the first electrode 2 in the same manner as the horizontal direction.

第1電極2と第2電極3a、3b、3c、3dは、移動する前の状態で一部分が対向しており、第1誘電体5及び第2誘電体6が移動しても常に一部分を対向した状態にあるよう配置される。   The first electrode 2 and the second electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d are partially opposed to each other before being moved, and are always opposed to each other even when the first dielectric 5 and the second dielectric 6 are moved. It is arranged to be in the state.

第3誘電体7上には、検出電極4a、4b、4c、4dが形成されている。検出電極4a、4b、4c、4dは、外部にある静電容量を検出する回路(静電容量検出回路;図示省略)と接続されている。第2電極3aと検出電極4a、第2電極3bと検出電極4b、第2電極3cと検出電極4c、第2電極3dと検出電極4dがそれぞれ電極面積の一部分を対向し、かつ、外側にはみ出した状態となるように配置されている。   On the third dielectric 7, detection electrodes 4a, 4b, 4c, and 4d are formed. The detection electrodes 4a, 4b, 4c, and 4d are connected to a circuit (capacitance detection circuit; not shown) that detects external capacitance. The second electrode 3a and the detection electrode 4a, the second electrode 3b and the detection electrode 4b, the second electrode 3c and the detection electrode 4c, and the second electrode 3d and the detection electrode 4d face each other part of the electrode area and protrude outside. It is arranged to be in the state.

図1の例では、第1誘電体5及び第2誘電体6の外形形状は、略同じとなっており、移動前の状態(初期位置)では、第1誘電体5及び第2誘電体6との中心位置が一致している。この状態において、第2電極3a、3b、3c、3dと検出電極4a、4b、4c、4dの間のそれぞれの静電容量の値と、第2電極3a、3b、3c、3dと第1電極2の間のそれぞれの静電容量の値とが異なるよう設定されている。   In the example of FIG. 1, the outer shapes of the first dielectric 5 and the second dielectric 6 are substantially the same, and the first dielectric 5 and the second dielectric 6 in the state before the movement (initial position). And the center position is consistent. In this state, the capacitance values between the second electrodes 3a, 3b, 3c and 3d and the detection electrodes 4a, 4b, 4c and 4d, and the second electrodes 3a, 3b, 3c and 3d and the first electrode The capacitance values between 2 are set to be different from each other.

第1誘電体5、第2誘電体6、第3誘電体7の材質は、電極が形成できる誘電体材料であればよく、例えば、ガラスエポキシ材、セラミック材、ガラス等でよい。   The material of the first dielectric 5, the second dielectric 6, and the third dielectric 7 may be any dielectric material that can form electrodes, and may be, for example, a glass epoxy material, a ceramic material, glass, or the like.

第1電極2、第2電極3a、3b、3c、3d、検出電極4a、4b、4c、4dの材質は、導電材料であればよく、例えば電極としてよく使用される銅、アルミなどでよい。   The material of the first electrode 2, the second electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d and the detection electrodes 4a, 4b, 4c, and 4d may be any conductive material, such as copper or aluminum that is often used as an electrode.

なお図1の例では、ポインタ等の移動に好適なように、2軸方向(左右方向と上下方向)に第2電極3a、3b、3c、3dと検出電極4a、4b、4c、4dを配置した構成となっているが、移動する方向である移動量の検出方向を1軸方向、例えば、上下方向として1つの第1電極2に対して第2電極3b、3dと検出電極4b、4dを配置する構成であってもよい。該構成によれば、例えば、縦方向の画面のスクロール操作を受け付ける入力装置、例えば、スクロール・マウスのスクロールレバーを得ることができる。   In the example of FIG. 1, the second electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d and the detection electrodes 4a, 4b, 4c, and 4d are arranged in two axial directions (left and right and up and down) so as to be suitable for movement of the pointer and the like. However, the second electrode 3b, 3d and the detection electrode 4b, 4d are connected to one first electrode 2 with the detection direction of the moving amount as the moving direction as one axis direction, for example, the vertical direction. The structure to arrange | position may be sufficient. According to this configuration, for example, it is possible to obtain an input device that accepts a scroll operation of the screen in the vertical direction, for example, a scroll lever of a scroll mouse.

また図1の例では、第2電極3a、3b、3c、3d及び検出電極4a、4b、4c、4dの形状を直角二等辺三角形とし、これらを向かい合わせた配置としているが、これは、限られた各誘電体の表面に、極力大きく各電極をレイアウトするためである。もちろん、第2電極3a、3b、3c、3d及び検出電極4a、4b、4c、4dの形状を、その他の三角形状、四角形状、五角形状などの多角形状、円形状、楕円形状とすることもできる。   In the example of FIG. 1, the second electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d and the detection electrodes 4a, 4b, 4c, and 4d have a right-angled isosceles triangle and are arranged so as to face each other. This is because each electrode is laid out as large as possible on the surface of each dielectric. Of course, the shapes of the second electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d and the detection electrodes 4a, 4b, 4c, and 4d may be other polygonal shapes such as a triangular shape, a quadrangular shape, and a pentagonal shape, a circular shape, and an elliptical shape. it can.

図3は、図2の構成において各電極に発生する静電容量を記載したものである。第1電極2と第2電極3aとの間に発生する静電容量を第1の静電容量C1a、第2電極3aと検出電極4aの間に発生する静電容量を第2の静電容量C2aと表している。前記したように第1電極2は接地されているため、検出電極4aに発生する静電容量Caは、第1の静電容量C1aと第2の静電容量C2aを直列に接続した状態と等価となり、次式(1)で表すことができる。   FIG. 3 shows the capacitance generated in each electrode in the configuration of FIG. The capacitance generated between the first electrode 2 and the second electrode 3a is the first capacitance C1a, and the capacitance generated between the second electrode 3a and the detection electrode 4a is the second capacitance. It is expressed as C2a. Since the first electrode 2 is grounded as described above, the capacitance Ca generated at the detection electrode 4a is equivalent to a state in which the first capacitance C1a and the second capacitance C2a are connected in series. And can be expressed by the following formula (1).

Figure 0004770646
Figure 0004770646

図4は、本実施形態に係る入力装置にて発生する静電容量を等価回路で表現したものである。第2電極3a〜3dと第1電極2の間に発生するそれぞれの静電容量を第1の静電容量C1a、C1b、C1c、C1dとし、第2電極3a〜3dと検出電極4a〜4dの間に発生するそれぞれの静電容量を第2の静電容量C2a、C2b、C2c、C2dとする。第1の静電容量C1a、C1b、C1c、C1dは、片方(第1電極2)がグランド(GND)接続されており、第2の静電容量C2a、C2b、C2c、C2dは、片方(検出電極4a〜4d)がそれぞれ外部の(静電容量)検出回路と接続されている。また、第1の静電容量C1a、C1b、C1c、C1dと第2の静電容量C2a、C2b、C2c、C2dは、それぞれ直列に接続した状態にある。   FIG. 4 shows the capacitance generated in the input device according to the present embodiment by an equivalent circuit. Respective capacitances generated between the second electrodes 3a to 3d and the first electrode 2 are first capacitances C1a, C1b, C1c, and C1d, and the second electrodes 3a to 3d and the detection electrodes 4a to 4d Respective capacitances generated in the meantime are defined as second capacitances C2a, C2b, C2c, and C2d. One of the first capacitances C1a, C1b, C1c, and C1d (first electrode 2) is connected to the ground (GND), and one of the second capacitances C2a, C2b, C2c, and C2d (detection) The electrodes 4a to 4d) are each connected to an external (capacitance) detection circuit. The first capacitances C1a, C1b, C1c, C1d and the second capacitances C2a, C2b, C2c, C2d are in a state of being connected in series.

続いて、本実施形態に係る入力装置1の動作について、図面を参照して詳細に説明する。図5は、第1誘電体5のみが左方向に水平移動した状態を示している。第1誘電体5に外部からの力が働くことにより、第1誘電体5が移動することで、第1電極2と第2電極3aの対向する面積は減少し、第1電極2と第2電極3a間の静電容量は減少する。これにより、検出電極4aで検出される静電容量は上記式(1)に従って減少する。反対に、第1電極2と第2電極3cの対向する面積は増加し、第1電極2と第2電極3c間の静電容量は増加する。これにより、検出電極4cで検出される静電容量は上記式(1)に従って増加する。   Next, the operation of the input device 1 according to this embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 5 shows a state in which only the first dielectric 5 is horizontally moved in the left direction. When the first dielectric 5 is moved by an external force acting on the first dielectric 5, the opposing area of the first electrode 2 and the second electrode 3 a decreases, and the first electrode 2 and the second The capacitance between the electrodes 3a decreases. Thereby, the electrostatic capacitance detected by the detection electrode 4a decreases according to the above formula (1). Conversely, the area where the first electrode 2 and the second electrode 3c face each other increases, and the capacitance between the first electrode 2 and the second electrode 3c increases. Thereby, the electrostatic capacitance detected by the detection electrode 4c increases according to the above equation (1).

図6は、第1誘電体5と第2誘電体6が一緒に左方向に水平移動した状態を示している。第1誘電体5と第2誘電体6に外部からの力が働くことにより、第2電極3aと検出電極4aの対向する面積は減少し、第2電極3aと検出電極4a間の静電容量は減少する。これにより、検出電極4aで検出される静電容量は上記式(1)に従って減少する。反対に、第2電極3cと検出電極4cの対向する面積は増加し、第2電極3cと検出電極4cの間の静電容量は増加する。これにより、検出電極4cで検出される静電容量は上記式(1)に従って増加する。   FIG. 6 shows a state where the first dielectric 5 and the second dielectric 6 are horizontally moved together in the left direction. When an external force acts on the first dielectric 5 and the second dielectric 6, the opposing area of the second electrode 3a and the detection electrode 4a decreases, and the capacitance between the second electrode 3a and the detection electrode 4a. Decrease. Thereby, the electrostatic capacitance detected by the detection electrode 4a decreases according to the above formula (1). Conversely, the area where the second electrode 3c and the detection electrode 4c face each other increases, and the capacitance between the second electrode 3c and the detection electrode 4c increases. Thereby, the electrostatic capacitance detected by the detection electrode 4c increases according to the above equation (1).

上記より、第1誘電体5のみが移動する状態と、第1誘電体5と第2誘電体6の双方が移動する状態との2状態を使い分けることより、第2電極3a、3cと検出電極4a、4cの間の静電容量と、第2電極3a、3cと第1電極2の間の静電容量とを別々に変化させることが可能となる。そして、各検出電極にて検出された静電容量の増加、減少は、移動量の違いとなって表れる。   As described above, the second electrodes 3a and 3c and the detection electrode are selectively used by selectively using the two states of the state in which only the first dielectric 5 moves and the state in which both the first dielectric 5 and the second dielectric 6 move. The capacitance between 4a and 4c and the capacitance between the second electrodes 3a and 3c and the first electrode 2 can be changed separately. An increase or decrease in capacitance detected by each detection electrode appears as a difference in movement amount.

また、検出電極4a、4cで検出される静電容量の差分(検出電極4aの静電容量)−(検出電極4cの静電容量)を取ると、図5、図6の状態では静電容量の差分が負の値となる。差分が負の値のときを左方向の移動と定義すると、検出される値の正負により移動方向、検出される値の絶対値により移動量が検出できる。また、右方向、上下方向についても、上記左方向のときと同様に検出することが可能である。   Further, when the difference between the capacitances detected by the detection electrodes 4a and 4c (capacitance of the detection electrode 4a) − (capacitance of the detection electrode 4c) is taken, the capacitance in the state of FIGS. The difference between is negative. If the difference is a negative value, it is defined as a leftward movement, and the movement amount can be detected by the movement direction by the positive / negative of the detected value and the absolute value of the detected value. Further, the right direction and the up / down direction can be detected in the same manner as in the left direction.

さらに、図1の斜めの右上方向の移動についても、検出電極4a、4d(図1参照)で検出される静電容量はともに増加し、検出電極4b、4cで検出される静電容量はともに減少するため、これらの静電容量の変化により斜め方向の移動検出が可能である。   Further, for the movement in the diagonal upper right direction of FIG. 1, both the capacitances detected by the detection electrodes 4a and 4d (see FIG. 1) increase, and both the capacitances detected by the detection electrodes 4b and 4c are both. Therefore, the movement in the oblique direction can be detected by the change in the capacitance.

なお、以上の説明では、検出電極4a、4b、4c、4dと第1電極2間の静電容量については説明を省略したが、第2誘電体6と第1誘電体5の中心位置が一致している初期位置において、検出電極4a、4b、4c、4dと第1電極2が対向して静電容量が発生していてもよい。その理由は、検出電極4a、4b、4c、4dと第1電極2が対向していても、図5、6のような移動状態において、それぞれ静電容量の変化を検出できるからである。   In the above description, the description of the capacitance between the detection electrodes 4a, 4b, 4c, and 4d and the first electrode 2 is omitted, but the central positions of the second dielectric 6 and the first dielectric 5 are one. At the initial position, the detection electrodes 4a, 4b, 4c, 4d and the first electrode 2 may be opposed to generate a capacitance. The reason is that even if the detection electrodes 4a, 4b, 4c, 4d and the first electrode 2 face each other, a change in capacitance can be detected in the moving state as shown in FIGS.

また、図5、図6の各状態から、外部からの力が解放されると、前記したゴム、バネ等の弾性部材(図示省略)により、第1誘電体5及び第2誘電体6は、中心位置が一致している図1及び図2の状態に復帰する。   When the external force is released from each state of FIGS. 5 and 6, the first dielectric 5 and the second dielectric 6 are caused by the elastic member (not shown) such as rubber and spring as described above. The state returns to the state shown in FIGS. 1 and 2 in which the center positions match.

続いて、第1誘電体5のみが移動する場合と、第1誘電体5及び第2誘電体6が一緒に移動する場合における、移動量に対する静電容量の変化を大きく変える仕組みについて説明する。   Next, a mechanism for greatly changing the change in capacitance with respect to the amount of movement when only the first dielectric 5 moves and when the first dielectric 5 and the second dielectric 6 move together will be described.

図7は、第1誘電体5のみが移動したとき(図5に対応)の第2電極3c、第1電極2の状態を示した図である。図中点線は、移動する前の第1電極2を表しており、図中実線は、左方向に移動した後の第1電極2を表している。また図中網掛け部分は、第1電極2が移動することにより増加することとなった第2電極3cと第1電極2の対向面積を表している。   FIG. 7 is a diagram showing the state of the second electrode 3c and the first electrode 2 when only the first dielectric 5 has moved (corresponding to FIG. 5). The dotted line in the figure represents the first electrode 2 before moving, and the solid line in the figure represents the first electrode 2 after moving leftward. In addition, the shaded portion in the figure represents the facing area between the second electrode 3c and the first electrode 2 that has increased as the first electrode 2 moves.

第1電極2は四角形状であり、第1電極2が移動した際に対向することとなる第2電極3cの外形は第1電極2の外形より大きいため、第1電極2の移動により対向面積の増加する領域(網掛け部分)は略四角形状となる。従って、移動量に略比例して対向面積は増加することとなる。   The first electrode 2 has a quadrangular shape, and since the outer shape of the second electrode 3c that is opposed when the first electrode 2 moves is larger than the outer shape of the first electrode 2, the opposing area is increased by the movement of the first electrode 2. The area (shaded portion) where the increase is substantially rectangular. Accordingly, the facing area increases substantially in proportion to the amount of movement.

図8は、第1誘電体5及び第2誘電体6の双方が移動したとき(図6に対応)の第2電極3c、検出電極4cの状態を示した図である。図中点線は、移動する前の第2電極3cを表しており、図中実線は、左方向に移動した後の第2電極3cを表している。また図中網掛け部分は、第2電極3cが移動することにより増加することとなった検出電極4cと第2電極3cの対向面積を表している。   FIG. 8 is a diagram showing the state of the second electrode 3c and the detection electrode 4c when both the first dielectric 5 and the second dielectric 6 are moved (corresponding to FIG. 6). The dotted line in the figure represents the second electrode 3c before moving, and the solid line in the figure represents the second electrode 3c after moving leftward. In addition, the shaded portion in the figure represents the opposing area of the detection electrode 4c and the second electrode 3c that has been increased by the movement of the second electrode 3c.

第2電極3c及び検出電極4cは、頂点を中心方向に指向させた三角形状であるため、第2電極3cの移動により対向面積の増加する領域(網掛け部分)は台形状となる。従って、移動量に対して、対向面積を大きく増加させることができる。   Since the second electrode 3c and the detection electrode 4c have a triangular shape with apexes oriented in the center direction, a region (shaded portion) where the opposing area increases due to the movement of the second electrode 3c has a trapezoidal shape. Therefore, the facing area can be greatly increased with respect to the movement amount.

図9は、移動量に対する静電容量の変化量を計算した結果を示す図である。同図の横軸は、移動量であり、第1誘電体及び第2誘電体が移動していない初期位置を0%、第1誘電体及び第2誘電体が最大に移動しているフルストローク状態を100%としている。同図の縦軸は、静電容量の変化量であり、初期位置(移動量0%のときに相当)で検出した静電容量を基準として移動時に変化する静電容量を差し引いた値を示している。   FIG. 9 is a diagram illustrating a result of calculating the change amount of the capacitance with respect to the movement amount. The horizontal axis of the figure is the movement amount, 0% of the initial position where the first dielectric and the second dielectric are not moved, and the full stroke where the first dielectric and the second dielectric are moved to the maximum. The state is 100%. The vertical axis of the figure is the amount of change in capacitance, and shows the value obtained by subtracting the capacitance that changes during movement based on the capacitance detected at the initial position (equivalent to a movement amount of 0%). ing.

図9の計算の条件は以下のとおりである。第2電極3a〜3dと第1電極2の間の静電容量は、第2電極3a〜3dと検出電極4a〜4dの間の静電容量より大きく設定されており、具体的には、第2電極3a〜3dと第1電極2の間のギャップと、第2電極3a〜3dと検出電極4a〜4dの間のギャップとの割合を1対3としている。   The calculation conditions in FIG. 9 are as follows. The capacitance between the second electrodes 3a to 3d and the first electrode 2 is set to be larger than the capacitance between the second electrodes 3a to 3d and the detection electrodes 4a to 4d. The ratio between the gap between the two electrodes 3a to 3d and the first electrode 2 and the gap between the second electrodes 3a to 3d and the detection electrodes 4a to 4d is set to 1: 3.

また、第2電極3a〜3dの形状を高さを10mm、底辺を20mmの二等辺三角形状とし、検出電極4a〜4dも第2電極3a〜3dと同じ形状としている。第1電極2の形状は、正方形状とし1辺を12mmとしている。   The shape of the second electrodes 3a to 3d is an isosceles triangle having a height of 10 mm and a base of 20 mm, and the detection electrodes 4a to 4d have the same shape as the second electrodes 3a to 3d. The shape of the first electrode 2 is a square and one side is 12 mm.

図1の初期状態において、検出電極4a〜4dと第2電極3a〜3dとのオーバラップ幅は、移動方向(例:図1のA−A方向)で5.5mmあり、第2電極3a〜3dと第1電極2とのオーバラップ幅は、移動方向(例:図1のA−A方向)で5.5mmとなっている。   In the initial state of FIG. 1, the overlap width between the detection electrodes 4 a to 4 d and the second electrodes 3 a to 3 d is 5.5 mm in the movement direction (eg, the AA direction in FIG. 1). The overlap width between 3d and the first electrode 2 is 5.5 mm in the moving direction (example: AA direction in FIG. 1).

第1誘電体5及び第2誘電体6の移動可能量(フルストローク)は、ともに4mmとしている。また、第1誘電体5及び第2誘電体6の誘電率はともに同じ値を用いている。   The movable amount (full stroke) of the first dielectric 5 and the second dielectric 6 is both 4 mm. The first dielectric 5 and the second dielectric 6 have the same dielectric constant.

上記したように、検出電極4a〜4dと第2電極3a〜3d間の静電容量と、第2電極3a〜3dと第1電極2間の静電容量とは、直列に接続された状態とみなせる。また、第2電極3a〜3dと検出電極4a〜4d間の静電容量より、第2電極3a〜3dと第1電極2間の静電容量を大きくしている。検出電極4a〜4dと第2電極3a〜3d間の静電容量と、第2電極3a〜3dと第1電極2間の静電容量とが、両方同時に変化することはなく、どちらか一方が変化する。   As described above, the capacitance between the detection electrodes 4a to 4d and the second electrodes 3a to 3d and the capacitance between the second electrodes 3a to 3d and the first electrode 2 are connected in series. It can be considered. Further, the capacitance between the second electrodes 3a to 3d and the first electrode 2 is made larger than the capacitance between the second electrodes 3a to 3d and the detection electrodes 4a to 4d. The capacitance between the detection electrodes 4a to 4d and the second electrodes 3a to 3d and the capacitance between the second electrodes 3a to 3d and the first electrode 2 do not change at the same time. Change.

これらにより、大きい値に設定された第2電極3a〜3dと第1電極2間の静電容量が変化した場合、検出される静電容量Caの変化量は小さく、小さい値に設定された検出電極4a〜4dと第2電極3a〜3d間の静電容量が変化した場合、検出される静電容量Caの変化量は大きくなる(前述の式(1)参照)。   As a result, when the capacitance between the second electrodes 3a to 3d set to a large value and the first electrode 2 changes, the detected change amount of the capacitance Ca is small, and the detection set to a small value. When the capacitance between the electrodes 4a to 4d and the second electrodes 3a to 3d changes, the amount of change in the detected capacitance Ca increases (see the above-described equation (1)).

図9の実線L1は、図5に示したように第1誘電体5のみを移動させた場合の静電容量の変化を示している。静電容量の変化量の大きさに対してポインタの移動速度を決定する場合、全体的に移動量の変化に対して静電容量の変化が小さい実線L1の特性にて、ゆっくりしたポインタの移動を実現できる(微調整操作に相当)。   A solid line L1 in FIG. 9 shows a change in capacitance when only the first dielectric 5 is moved as shown in FIG. When determining the moving speed of the pointer with respect to the magnitude of the change in capacitance, the pointer moves slowly with the characteristic of the solid line L1 in which the change in capacitance is small relative to the change in movement as a whole. Can be realized (equivalent to fine adjustment operation).

一方、図9の点線L2は、図6に示したように第1誘電体5及び第2誘電体6の双方を移動させた場合の静電容量の変化を示している。静電容量の変化量の大きさに対してポインタの移動速度を決定する場合、全体的に移動量の変化に対して静電容量の変化が大きい実線L2の特性にて、ポインタの高速移動を実現できる(粗調整操作に相当)。   On the other hand, a dotted line L2 in FIG. 9 shows a change in capacitance when both the first dielectric 5 and the second dielectric 6 are moved as shown in FIG. When the moving speed of the pointer is determined with respect to the magnitude of the change amount of the capacitance, the pointer is moved at a high speed with the characteristic of the solid line L2 in which the change in the capacitance is large with respect to the change in the movement amount as a whole. It can be realized (equivalent to coarse adjustment operation).

また例えば、図9において移動量が50%における静電容量の変化量を比較すると、実線L1(微調整操作時)における静電容量の変化量C1は、点線L2(粗調整操作時)における静電容量の変化量C2と比較して約3分の1の値である。これは、微調整操作と、粗調整操作とで、ポインタの移動速度を約3分の1異ならせることが実現されていることを意味する。   Further, for example, when comparing the amount of change in capacitance when the movement amount is 50% in FIG. 9, the amount of change C1 in capacitance on the solid line L1 (during the fine adjustment operation) is static It is a value of about one third compared with the change amount C2 of the electric capacity. This means that the movement speed of the pointer is changed by about one third between the fine adjustment operation and the coarse adjustment operation.

以上より、静電容量を検出する出力信号の本数を増加させず、外部に操作を切り替える電気回路やソフトウェアを設けることなく、ポインタの移動速度を大きく異ならせた微調整操作及び粗調整操作を実現することができる。   As described above, fine adjustment operation and coarse adjustment operation with greatly different pointer moving speeds are realized without increasing the number of output signals for detecting capacitance and without providing an external circuit or software for switching the operation. can do.

なお、上記した実施形態では、第2電極3a〜3dと第1電極2間の静電容量より、第2電極3a〜3dと検出電極4a〜4d間の静電容量を小さくしているが、静電容量の大小関係を入れ替えることも可能である。例えば、上記した静電容量の大小関係を入れ替えた場合、図5、図6の各状態に対応する静電容量の特性線L1、L2(図9参照)を入れ替えることができる。   In the above-described embodiment, the capacitance between the second electrodes 3a to 3d and the detection electrodes 4a to 4d is smaller than the capacitance between the second electrodes 3a to 3d and the first electrode 2. It is also possible to change the magnitude relationship of the capacitance. For example, when the above-described magnitude relationship between the capacitances is switched, the capacitance characteristic lines L1 and L2 (see FIG. 9) corresponding to the states in FIGS. 5 and 6 can be switched.

また、上記した各電極間のギャップの比や、各電極の形状・サイズ・レイアウト、各誘電体の可動幅等は、あくまでその一例を示したものであり、入力装置の用途や要求仕様に従って、適宜変更することが可能である。   In addition, the above-mentioned gap ratio between each electrode, the shape / size / layout of each electrode, the movable width of each dielectric, etc. are merely examples, and according to the application and required specifications of the input device, It can be changed as appropriate.

[第2実施形態]
続いて、第2電極及び検出電極のレイアウトについて変更を加えた本発明の第2の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
[Second Embodiment]
Subsequently, a second embodiment of the present invention in which the layout of the second electrode and the detection electrode is changed will be described in detail with reference to the drawings.

図10は、本実施の形態に係る入力装置を上面から見た透視図であり、図1との相違は、図1と同じ移動方向を検出するために必要な第2電極73a、73b及び検出電極74a、74bの数が半分であり、かつ、第2電極73a、73bの形状が長方形となっている点である。   FIG. 10 is a perspective view of the input device according to the present embodiment as seen from above. The difference from FIG. 1 is that the second electrodes 73a and 73b and the detection necessary for detecting the same movement direction as in FIG. The number of electrodes 74a and 74b is half, and the shape of the second electrodes 73a and 73b is a rectangle.

図10の構成によれば、第2電極73a、73bが長方形をしているため、第1電極72の上下又は左右方向の移動に対し、静電容量の変化量の絶対値がそれぞれ等しくなる。従って、静電容量の正負の変化にて移動方向を検出し、静電容量の変化量の絶対値に対してポインタの移動速度を決定することが可能となる。これは、1つの第2電極73a、1つの検出電極74aで左右の移動方向及び移動量を検出できることを意味する。   According to the configuration of FIG. 10, since the second electrodes 73a and 73b are rectangular, the absolute value of the amount of change in capacitance becomes equal to the movement of the first electrode 72 in the vertical and horizontal directions. Accordingly, it is possible to detect the moving direction based on positive and negative changes in the capacitance and determine the moving speed of the pointer with respect to the absolute value of the change amount of the capacitance. This means that the right and left movement directions and movement amounts can be detected by one second electrode 73a and one detection electrode 74a.

また図10の構成によれば、第2電極73bは、第2電極73aに対して第1電極72の中心位置から角度90度回転した位置に配置されている。検出電極74aは、第2電極73aに対して電極面積の一部分を対向し外側にはみ出して配置されている。検出電極74bも第2電極73bに対して同様に配置されている。   Further, according to the configuration of FIG. 10, the second electrode 73b is disposed at a position rotated by 90 degrees from the center position of the first electrode 72 with respect to the second electrode 73a. The detection electrode 74a is disposed so as to face a part of the electrode area with respect to the second electrode 73a and protrude outward. The detection electrode 74b is similarly arranged with respect to the second electrode 73b.

図11は、図10の構成において発生する静電容量を表した等価回路図である。第2電極73a、73bと第1電極72の間に発生するそれぞれの静電容量を第1の静電容量C71a、C71b、第2電極73a、73bと検出電極74a、74bの間に発生するそれぞれの静電容量を第2の静電容量C72a、C72bとする。   FIG. 11 is an equivalent circuit diagram showing the capacitance generated in the configuration of FIG. Respective capacitances generated between the second electrodes 73a and 73b and the first electrode 72 are respectively generated between the first capacitances C71a and C71b, the second electrodes 73a and 73b and the detection electrodes 74a and 74b. The second capacitance C72a and C72b are defined as the second capacitance C72a and C72b.

第1の静電容量C71a、C71bは片方(第1電極72)がグランド(GND)接続されており、第2の静電容量C72a、C72bは片方(検出電極74a、74b)がそれぞれ2つ外部の(静電容量)検出回路と接続されている。また、第1の静電容量C71a、C71bと第2の静電容量C72a、C72bは、それぞれ直列に接続した状態にある。   One of the first capacitances C71a and C71b (first electrode 72) is connected to the ground (GND), and two of the second capacitances C72a and C72b (detection electrodes 74a and 74b) are external to each other. (Capacitance) detection circuit. Further, the first electrostatic capacitances C71a and C71b and the second electrostatic capacitances C72a and C72b are respectively connected in series.

図12は、上記構成にて移動量に対する静電容量の変化量を計算した結果を示す図である。図12の点線は、第1誘電体75のみを移動させた場合の静電容量の変化を示している。図12の実線は、第1誘電体75及び第2誘電体の双方を移動させた場合の静電容量の変化を示している。図12の縦軸は、静電容量の変化量、横軸は移動量の変化量を示している。   FIG. 12 is a diagram showing a result of calculating the amount of change in capacitance with respect to the amount of movement in the above configuration. The dotted line in FIG. 12 shows the change in capacitance when only the first dielectric 75 is moved. The solid line in FIG. 12 shows the change in capacitance when both the first dielectric 75 and the second dielectric are moved. The vertical axis in FIG. 12 indicates the amount of change in capacitance, and the horizontal axis indicates the amount of change in movement.

図12の計算の条件では、第2電極73a、73bと第1電極72の間のギャップと、第2電極73a、73bと検出電極74a、74bの間のギャップとの割合を1対2としている。また、各誘電体の誘電率、第1電極72と第2電極73a、73b間のそれぞれの対向面積、及び、第2電極73a、73bと検出電極74a、74b間のそれぞれの対向面積を等しくしている。   In the calculation conditions of FIG. 12, the ratio between the gap between the second electrodes 73a and 73b and the first electrode 72 and the gap between the second electrodes 73a and 73b and the detection electrodes 74a and 74b is set to 1: 2. . Also, the dielectric constant of each dielectric, the opposing area between the first electrode 72 and the second electrodes 73a and 73b, and the opposing area between the second electrodes 73a and 73b and the detection electrodes 74a and 74b are made equal. ing.

各誘電体を右側方向(あるいは上方)に移動すると、それぞれの対向面積が増加し、静電容量の変化量が正の値になる。また、各誘電体を左側方向(あるいは下方)に移動すると、それぞれの対向面積が減少し、静電容量の変化量が負の値になる。   When each dielectric is moved in the right direction (or upward), the opposing area increases, and the amount of change in capacitance becomes a positive value. Further, when each dielectric is moved in the left direction (or downward), the opposing area decreases, and the amount of change in capacitance becomes a negative value.

また、図12の静電容量の変化量が、正負方向に大きく変化する特性線(実線)を粗調整操作、正負方向に小さく変化する特性線(点線)を微調整操作とすることで、静電容量の変化量の大きさに応じたポインタの移動速度の切り替えが実現される。   In addition, the characteristic line (solid line) in which the amount of change in capacitance in FIG. 12 changes greatly in the positive and negative directions is set as a coarse adjustment operation, and the characteristic line (dotted line) that changes in the positive and negative directions is changed in a fine adjustment operation. Switching of the moving speed of the pointer according to the amount of change in the electric capacity is realized.

以上のように、本実施の形態によれば、上記第1の実施形態の効果に加えて、出力信号の本数を半減することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the number of output signals can be halved.

なお、上記した実施形態では、第2電極73a、73bの形状を長方形としているが、上記原理を満たしうるその他の形状も採用可能である。例えば、初期位置において第1電極と第2電極とが重なる移動方向に直交する線に線対称な部分と、初期位置において第2電極と検出電極とが重なる移動方向に直交する線に線対称な部分とを第2電極が有し、該線対称部分を各電極の相対移動範囲とするレイアウトであれば、初期位置からの移動による前記各電極間の静電容量の変化の絶対値が等しくすることができる。   In the above-described embodiment, the shape of the second electrodes 73a and 73b is rectangular. However, other shapes that can satisfy the above principle can be employed. For example, a portion that is line symmetric with respect to a line orthogonal to the moving direction in which the first electrode and the second electrode overlap at the initial position, and a line symmetric with respect to a line orthogonal to the moving direction in which the second electrode and the detection electrode overlap at the initial position. If the layout is such that the second electrode has a part and the line-symmetric part is the relative movement range of each electrode, the absolute value of the change in capacitance between the electrodes due to the movement from the initial position is made equal. be able to.

[第3実施形態]
続いて、上記第1誘電体のみの移動と、第1誘電体及び第2誘電体の同時移動を切り替える切り替え機構を有する操作部を含めた本発明の第3の実施形態について説明する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention including an operation unit having a switching mechanism that switches between the movement of only the first dielectric and the simultaneous movement of the first dielectric and the second dielectric will be described.

図13は、本実施形態に係る入力装置31において、第1誘電体35と第2誘電体36との中心位置が一致している(初期位置にある)初期状態の断面図である。   FIG. 13 is a cross-sectional view of the initial state in which the center positions of the first dielectric 35 and the second dielectric 36 coincide (in the initial position) in the input device 31 according to the present embodiment.

第1誘電体35と第2誘電体36の形状は同一であり、第1誘電体35と第2誘電体36との中心位置が一致している(初期位置にある)初期状態において、その外縁も一致している。第1電極32と、第2電極33a、33cと、検出電極34a、34cの構成は、上記した第1の実施形態と同様である。   The first dielectric 35 and the second dielectric 36 have the same shape, and in the initial state where the center positions of the first dielectric 35 and the second dielectric 36 coincide (in the initial position), their outer edges Is also consistent. The configurations of the first electrode 32, the second electrodes 33a and 33c, and the detection electrodes 34a and 34c are the same as those in the first embodiment.

操作部30は、人の手指等によって操作される上方のレバー部と、下方に開口した下部嵌合構造からなり、前記下部嵌合構造は、第1誘電体35及び第2誘電体36を収容可能に構成されている。また、操作部30は、前記下部嵌合構造と第1誘電体35との間に配設されたバネ・ゴム等の弾性体39aによって上方に付勢されており、初期状態において第1誘電体35のみを水平方向に移動可能となっている。   The operation unit 30 includes an upper lever portion operated by a human finger and the like, and a lower fitting structure opened downward, and the lower fitting structure accommodates the first dielectric 35 and the second dielectric 36. It is configured to be possible. The operation unit 30 is urged upward by an elastic body 39a such as a spring or rubber disposed between the lower fitting structure and the first dielectric 35, and in the initial state, the first dielectric Only 35 can be moved in the horizontal direction.

また、図13の初期状態において操作部30を押し下げることにより、前記下部嵌合構造が、第2誘電体36まで嵌まり込み、第1誘電体35及び第2誘電体36の双方を一緒に水平方向に移動可能な状態になる。   In addition, by pushing down the operation unit 30 in the initial state of FIG. 13, the lower fitting structure is fitted to the second dielectric 36, and both the first dielectric 35 and the second dielectric 36 are horizontally aligned together. It becomes movable in the direction.

また、操作部30の下部嵌合構造とケース38との間、及び、第2誘電体36とケース38との間には、バネ・ゴム等の弾性体39b、39cがそれぞれ複数組配設されており、その付勢力により、操作部30は、常時中心位置に復帰できるような構成となっている。   A plurality of sets of elastic bodies 39b and 39c such as springs and rubbers are disposed between the lower fitting structure of the operation unit 30 and the case 38 and between the second dielectric 36 and the case 38, respectively. The operation unit 30 can always return to the center position by the urging force.

なお、弾性体39a、39b、39c及び操作部30の前記下部嵌合構造は導電性材料より構成される。これにより、第1電極32は、弾性体39a、39b、39cと前記嵌合構造を介してケース38に電気的に接続されていることになる。   The lower fitting structures of the elastic bodies 39a, 39b, 39c and the operation unit 30 are made of a conductive material. As a result, the first electrode 32 is electrically connected to the case 38 via the elastic bodies 39a, 39b, 39c and the fitting structure.

ケース38は、入力装置31の構成物を収納、保護する部材である。各種入力装置や、図14に示すように情報処理装置本体200に本入力装置を組み込む際に、ネジ等で止めて固定される。   The case 38 is a member that houses and protects the components of the input device 31. When the input device is incorporated in various input devices or the information processing apparatus main body 200 as shown in FIG. 14, the input device is fixed with screws or the like.

図15は、操作部30に下方に所定値以上の荷重を加えずに水平方向に動かした状態を示している。操作部30に加わる荷重が弾性体39aで設定された所定の荷重より小さいとき、同図に示されたように、操作部30の下部嵌合構造は、第1誘電体35とのみ嵌合しているため、第1誘電体35のみが移動する。   FIG. 15 shows a state in which the operation unit 30 is moved in the horizontal direction without applying a load of a predetermined value or more downward. When the load applied to the operation unit 30 is smaller than the predetermined load set by the elastic body 39a, the lower fitting structure of the operation unit 30 is fitted only to the first dielectric 35, as shown in FIG. Therefore, only the first dielectric 35 moves.

図16は、操作部30に下方に所定値以上の荷重を加えつつ水平方向に動かした状態を示している。操作部30に加わる荷重が弾性体39aで設定された所定の荷重より大きいとき、同図に示されたように、操作部30の下部嵌合構造は、第1誘電体35及び第2誘電体36と嵌合し、第1誘電体35及び第2誘電体36を一緒に移動させることが可能となる。   FIG. 16 shows a state in which the operation unit 30 is moved in the horizontal direction while applying a load of a predetermined value or more downward. When the load applied to the operation unit 30 is larger than the predetermined load set by the elastic body 39a, the lower fitting structure of the operation unit 30 includes the first dielectric 35 and the second dielectric as shown in FIG. 36, the first dielectric 35 and the second dielectric 36 can be moved together.

以上のように、本実施形態によれば、特別なソフトウェアドライバ等を用意することなく、操作部30の上下位置により、微調整操作又は粗調整操作を切り替えることが可能となっている。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to switch between the fine adjustment operation and the coarse adjustment operation according to the vertical position of the operation unit 30 without preparing a special software driver or the like.

[第4実施形態]
続いて、上記第3の実施形態とは別タイプの切り替え機構を有する操作部を含めた本発明の第4の実施形態について説明する。
[Fourth Embodiment]
Subsequently, a fourth embodiment of the present invention including an operation unit having a switching mechanism of a type different from that of the third embodiment will be described.

図17は、本実施形態に係る入力装置51において、第1誘電体55と第2誘電体56との中心位置が一致している(初期位置にある)初期状態の断面図である。   FIG. 17 is a cross-sectional view of the input device 51 according to the present embodiment in an initial state where the center positions of the first dielectric 55 and the second dielectric 56 are coincident (in the initial position).

本実施形態においては、第1誘電体55の下方に位置する第2誘電体56の外周に突起部56aが形成されている点を特徴としている。突起部56aは、第1誘電体55の外周に対し、微調整操作範囲又は粗調整操作範囲を規定する所定の遊びをもって形成される。かくて、第1誘電体55が前記遊び幅以上に移動すると、第1誘電体55の外周部が、第2誘電体56の突起部56aに当接し、第2誘電体56を移動させる構成となっている。   The present embodiment is characterized in that a protrusion 56 a is formed on the outer periphery of the second dielectric 56 located below the first dielectric 55. The protrusion 56 a is formed with a predetermined play that defines a fine adjustment operation range or a coarse adjustment operation range with respect to the outer periphery of the first dielectric 55. Thus, when the first dielectric 55 moves beyond the play width, the outer peripheral portion of the first dielectric 55 comes into contact with the protrusion 56a of the second dielectric 56, and the second dielectric 56 is moved. It has become.

また本実施形態においても、操作部50とケース58との間、及び、第2誘電体56とケース58との間には、バネ・ゴム等の弾性体59b、59cがそれぞれ複数組配設されており、その付勢力により、操作部50は、常時中心位置(初期位置)に復帰できるような構成となっている。   Also in this embodiment, a plurality of sets of elastic bodies 59b, 59c such as springs and rubbers are disposed between the operation unit 50 and the case 58 and between the second dielectric 56 and the case 58, respectively. The operation unit 50 can be always returned to the center position (initial position) by the urging force.

本実施形態においては、操作部50が導電性材料より構成され、第1電極52は直接乃至適宜導電性のスペーサを介して操作部50と電気的に接続される。   In the present embodiment, the operation unit 50 is made of a conductive material, and the first electrode 52 is electrically connected to the operation unit 50 directly or appropriately through a conductive spacer.

その他、第1電極52と、第2電極53a、53cと、検出電極54a、54c等の構成は、上記した第1の実施形態と同様である。   In addition, the configurations of the first electrode 52, the second electrodes 53a and 53c, the detection electrodes 54a and 54c, and the like are the same as those in the first embodiment.

図18は、第1誘電体55の外周部が第2誘電体56の突起部56aに当接する位置まで、操作部50を水平方向に動かした状態を示している。ここから更に、操作部50を動かすと、図19に示す通り、第1誘電体55及び第2誘電体56が一緒に移動する。   FIG. 18 illustrates a state in which the operation unit 50 is moved in the horizontal direction until the outer peripheral portion of the first dielectric 55 abuts on the protrusion 56 a of the second dielectric 56. When the operation unit 50 is further moved from here, the first dielectric 55 and the second dielectric 56 move together as shown in FIG.

以上のように、本実施形態によれば、特別なソフトウェアドライバ等を用意することなく、操作部50の移動量により、微調整操作又は粗調整操作を連続的に切り替えることが可能となっている。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to continuously switch the fine adjustment operation or the coarse adjustment operation according to the movement amount of the operation unit 50 without preparing a special software driver or the like. .

以上、本発明の好適な各実施形態について説明したが、上位2層の平行移動可能な誘電体と、最下層の検出電極層との3層構造とした入力装置の、最上層の誘電体上に、接地され、移動した際に第1の静電容量の変化を発生させるよう第1電極を配設し、中間層の誘電体上に、外部と電気的に接続されておらず、移動した際に前記第1の静電容量の変化と異なる第2の静電容量の変化を発生させる第2電極を配設し、中間層の誘電体の移動有無により、静電容量の変化を切り替えるという本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種の変形を加えることが可能であることはいうまでもない。   The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the uppermost dielectric layer of the input device having the three-layer structure of the upper two layers of the movable dielectric material and the lowermost detection electrode layer is described above. In addition, the first electrode is disposed so as to generate a change in the first capacitance when it is grounded and moved, and is moved without being electrically connected to the outside on the dielectric of the intermediate layer. In this case, a second electrode for generating a second capacitance change different from the first capacitance change is provided, and the change in the capacitance is switched depending on the movement of the dielectric of the intermediate layer. Needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、上記した第3、第4の実施形態で、第1誘電体と第2誘電体を別々に、あるいは、一緒に移動させる方法を例示したが、第1誘電体と第2誘電体に互いに係合する凸部と凹部を設け、該凸凹部の係合/非係合によっても上記切替構成を達成することが可能である。また、その他、第1誘電体又はと第2誘電体の移動範囲や移動方向に規制を設けることも適宜採用可能である。   For example, in the above-described third and fourth embodiments, the method of moving the first dielectric and the second dielectric separately or together has been exemplified, but the first dielectric and the second dielectric are mutually connected. It is possible to achieve the switching structure by providing convex portions and concave portions to be engaged and engaging / disengaging the convex and concave portions. In addition, it is also possible to appropriately adopt a restriction on the moving range and moving direction of the first dielectric or the second dielectric.

本発明の第1の実施の形態に係る入力装置を上面から見た透視図である。It is the perspective view which looked at the input device concerning a 1st embodiment of the present invention from the upper surface. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図2の各電極に発生する静電容量を表した図である。It is a figure showing the electrostatic capacitance which generate | occur | produces in each electrode of FIG. 本発明の第1の実施形態に係る入力装置にて発生する静電容量を表した等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram showing the electrostatic capacitance which generate | occur | produces in the input device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図2の第1誘電体のみが水平に左方向に移動した状態を表した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which only the first dielectric of FIG. 2 is horizontally moved leftward. 図2の第1誘電体及び第2誘電体が水平に左方向に移動した状態を表した図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a first dielectric and a second dielectric of FIG. 2 are horizontally moved to the left. 第1誘電体のみの移動時に増大する第1電極、第2電極間の対向面積を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the opposing area between the 1st electrode and 2nd electrode which increase at the time of the movement of only a 1st dielectric. 第1誘電体及び第2誘電体の双方移動時に増大する第2電極、検出電極間の対向面積を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the opposing area between the 2nd electrode and detection electrode which increase when both the 1st dielectric material and the 2nd dielectric material move. 本発明の第1の実施の形態に係る入力装置における移動量に対する静電容量の変化量を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the variation | change_quantity of the electrostatic capacitance with respect to the movement amount in the input device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る入力装置を上面から見た透視図である。It is the perspective view which looked at the input device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention from the upper surface. 本発明の第2の実施形態に係る入力装置にて発生する静電容量を表した等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram showing the electrostatic capacitance which generate | occur | produces in the input device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る入力装置における移動量に対する静電容量の変化量を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the variation | change_quantity of the electrostatic capacitance with respect to the movement amount in the input device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る入力装置の断面図である。It is sectional drawing of the input device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る入力装置を搭載した情報処理装置の例である。It is an example of the information processing apparatus carrying the input device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る入力装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the input device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る入力装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the input device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る入力装置の断面図である。It is sectional drawing of the input device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る入力装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the input device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る入力装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the input device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 従来の入力装置の構成を表した断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the conventional input device.

符号の説明Explanation of symbols

1、31、51、71 入力装置
2、32、52、72 第1電極
3a、3b、3c、3d、33a、33c、53a、53c、73a、73b 第2電極
4a、4b、4c、4d、34a、34c、54a、54c、74a、74b 検出電極
5、35、55、75 第1誘電体
6、36、56 第2誘電体
7、37、57 第3誘電体
30、50 操作部
38、58 ケース
39a、39b、39c、59b、59c 弾性体
56a 突起部
200 情報処理装置本体
C1a、C1b、C1c、C1d、C71a、C71b 第1の静電容量
C2a、C2b、C2c、C2d、C72a、C72b 第2の静電容量
1, 31, 51, 71 Input device 2, 32, 52, 72 First electrode 3a, 3b, 3c, 3d, 33a, 33c, 53a, 53c, 73a, 73b Second electrode 4a, 4b, 4c, 4d, 34a , 34c, 54a, 54c, 74a, 74b Detection electrode 5, 35, 55, 75 First dielectric 6, 36, 56 Second dielectric 7, 37, 57 Third dielectric 30, 50 Operation unit 38, 58 Case 39a, 39b, 39c, 59b, 59c Elastic body 56a Protruding portion 200 Information processing apparatus main body C1a, C1b, C1c, C1d, C71a, C71b Capacitance

Claims (7)

検出電極と、該検出電極と接続され静電容量を検出する静電容量検出回路と、を備え、前記静電容量検出回路にて検出された静電容量の変化量により移動量を検出する入力装置であって、
前記検出電極に対して平行移動可能に配置される第1誘電体と、
接地され、前記第1誘電体上に配置された第1電極と、
前記検出電極と、前記第1誘電体との間に、前記検出電極に対して平行移動可能に配置される第2誘電体と、
外部と電気的に接続されておらず、前記第2誘電体上に配置された第2電極と、を備え、
前記第1誘電体と前記第2誘電体が移動する前の初期位置において、
前記第1電極と第2電極との間に発生し、前記第1誘電体の移動により変化する第1の静電容量と、
前記検出電極と第2電極との間に発生し、前記第2誘電体の移動により変化する第2の静電容量と、が異なること、
を特徴とする入力装置。
An input for detecting a movement amount based on a change amount of the capacitance detected by the capacitance detection circuit, the detection electrode and a capacitance detection circuit connected to the detection electrode and detecting a capacitance; A device,
A first dielectric disposed to be movable relative to the detection electrode;
A first electrode grounded and disposed on the first dielectric;
A second dielectric disposed between the detection electrode and the first dielectric so as to be movable in parallel with respect to the detection electrode;
A second electrode not electrically connected to the outside and disposed on the second dielectric,
In an initial position before the first dielectric and the second dielectric move,
A first capacitance that is generated between the first electrode and the second electrode and changes due to movement of the first dielectric;
A second capacitance that occurs between the detection electrode and the second electrode and changes due to the movement of the second dielectric, is different,
An input device characterized by.
前記検出電極と前記第2電極が一部分対向し、前記第2電極と前記第1電極が一部分対向しており、
前記検出電極と前記第1電極と前記第2電極が、移動量の検出方向に並んで配置されること、
を特徴とする請求項1に記載の入力装置。
The detection electrode and the second electrode are partially opposed, the second electrode and the first electrode are partially opposed,
The detection electrode, the first electrode, and the second electrode are arranged side by side in the detection direction of the movement amount;
The input device according to claim 1.
前記検出電極と前記第2電極がそれぞれ2つあり、1つの前記第1電極の中心位置に対する対称位置にそれぞれ配置されること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の入力装置。
The detection electrode and the second electrode are each two, and are arranged at symmetrical positions with respect to the central position of the first electrode;
The input device according to claim 1 or 2.
移動量の検出方向が、1つの第1電極を中心として2つ以上あり、
それぞれの検出方向軸上に前記検出電極と前記第2電極とがそれぞれ配置されること、
を特徴とする請求項1ないし3のうちのいずれか1項に記載の入力装置。
There are two or more detection directions of the movement amount around one first electrode,
The detection electrode and the second electrode are respectively disposed on respective detection direction axes;
The input device according to claim 1, wherein the input device is an input device.
前記第1誘電体と前記第2誘電体は、前記初期位置に対して一方向及びその反対方向に移動可能であり、
前記初期位置から前記一方向及びその反対方向への前記各誘電体の移動距離が等しいとき、前記第1電極と前記第2電極の対向面積及び前記検出電極と前記第2電極の対向面積の変化量がそれぞれ等しくなるよう、前記各電極が構成されていること、
を特徴とする請求項1、2、4のうちのいずれか1項に記載の入力装置。
The first dielectric and the second dielectric are movable in one direction and the opposite direction with respect to the initial position;
Changes in the facing area of the first electrode and the second electrode and the facing area of the detection electrode and the second electrode when the moving distances of the dielectrics in the one direction and the opposite direction from the initial position are equal Each of the electrodes is configured to have equal amounts,
The input device according to any one of claims 1, 2, and 4.
前記第1誘電体のみの移動と、前記第1誘電体と前記第2誘電体の同時移動とを切り替える切替機構を有する操作部を備えたこと、
を特徴とする請求項1ないし5のうちのいずれか1項に記載の入力装置。
An operation unit having a switching mechanism for switching between the movement of only the first dielectric and the simultaneous movement of the first dielectric and the second dielectric;
The input device according to any one of claims 1 to 5, wherein:
請求項1ないし6のうちのいずれか1項に記載の入力装置を備えた情報処理装置。   An information processing apparatus comprising the input device according to claim 1.
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