JP5176108B2 - 位置検出装置 - Google Patents
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- 検知領域の範囲を画定する検知面を有する誘電体と、
前記検知面上に形成された前記検知領域の範囲に存して前記誘電体に近接あるいは接触する検知対象物を静電容量により検知可能に設けられた複数の検知電極と、
前記複数の検知電極からの検知信号に基づく静電容量値を検出する検出回路と、
前記検出回路からの検出結果に基づいて、前記検知領域の範囲における前記検知対象物の位置および前記検知対象物の前記検知面からの距離の少なくとも一つを判定して検出する判定検出手段と、
前記複数の検知電極のそれぞれを、前記検知領域の範囲に存する前記検知対象物を検知可能となるように前記検出回路とのセンサ電位による接続、または前記センサ電位とは異なる接地電位あるいは所定の固定電位との接続に切り替え可能な複数の切替スイッチとを備え、
前記複数の検知電極のうちの少なくとも一の検知電極が、前記複数の切替スイッチのうちの少なくとも一の切替スイッチによって前記検知領域の範囲に存する前記検知対象物を検知可能となるように前記検出回路との接続に切り替えられ、前記複数の検知電極のうちの他の検知電極が、前記複数の切替スイッチのうちの他の切替スイッチによって前記接地電位あるいは前記固定電位との接続に切り替えられた場合には、位置判定検出状態として前記検知対象物の位置を判定して検出し、
前記複数の検知電極それぞれが、前記複数の切替スイッチによって前記検知領域の範囲に存する前記検知対象物を検知可能となるように前記検出回路との接続に切り替えられた場合には、距離判定検出状態として前記検知対象物の前記検知面からの距離を判定して検出し、
前記位置判定検出状態と距離判定検出状態とを所定時間ごとに切り替えた場合には、前記検知対象物の位置及び前記検知面からの距離を検出する
ことを特徴とする位置検出装置。 - 前記判定検出手段は、前記位置判定検出状態において、前記切替スイッチによって前記検出回路と接続される検知電極及び前記接地電位或いは前記固定電位に接続される検知電極の接続状態を切り替えた場合における前記検出回路からの各検知信号に基づく静電容量値を比較演算して、前記検知領域の範囲における前記検知対象物の位置を判定して検出する
ことを特徴とする請求項1記載の位置検出装置。 - 前記判定検出手段からの判定検出結果に関する情報を出力する情報出力手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の位置検出装置。
- 前記検出回路は、前記複数の検知電極とそれぞれ前記複数の切替スイッチを介して一対一に接続され、各検知電極により検知された静電容量を示す情報を出力する複数の静電容量検知回路を備え、
前記判定検出手段は、前記複数の静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量値を比較演算して、前記検知領域の範囲における前記検知対象物の位置および前記検知対象物の前記検知面からの距離の少なくとも一つを判定して検出する演算処理回路からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の位置検出装置。 - 前記検出回路は、前記複数の検知電極とそれぞれ前記複数の切替スイッチを介して接続され、各切替スイッチの切替制御により各検知電極にてそれぞれ異時的に検知された静電容量を示す情報を出力する静電容量検知回路を備え、
前記判定検出手段は、前記静電容量検知回路からの前記情報に基づく静電容量値を比較演算して、前記検知領域の範囲における前記検知対象物の位置および前記検知対象物の前記検知面からの距離の少なくとも一つを判定して検出する演算処理回路からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の位置検出装置。 - 前記複数の検知電極は、前記検知領域の範囲を形成する前記検知面を間に挟むようにその電極面がそれぞれ対向する状態で配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の位置検出装置。
- 前記誘電体は、透明または半透明材料からなり、円柱状、角柱状または平板状に形成されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の位置検出装置。
- 前記複数の検知電極は2つであり、前記誘電体の一対の側面にそれぞれ接続配置されていることを特徴とする請求項7記載の位置検出装置。
- 前記複数の検知電極は4つであり、前記誘電体の一の周方向の側面にそれぞれ接続配置されていることを特徴とする請求項7記載の位置検出装置。
- 前記判定検出手段は、前記4つの検知電極のうち対向する一対の検知電極毎に前記検出回路からの各検知信号に基づく静電容量値を比較演算して、前記検知領域の範囲における前記検知対象物の位置を判定して検出する
ことを特徴とする請求項9記載の位置検出装置。 - 前記複数の検知電極は、前記検知面に対してそれぞれの電極面が直交するように接続配置されていることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項記載の位置検出装置。
- 前記複数の検知電極は、前記検知面に対してそれぞれの電極面が前記検知領域の範囲の方向に向けて鈍角となるように接続配置されていることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項記載の位置検出装置。
- 前記複数の検知電極の電極面とは反対側の裏面側に、それぞれ検知電極に対して絶縁された上でセンサ電位で駆動され、前記複数の検知電極の裏面側の検知をシールドする第1シールド電極を備えたことを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項記載の位置検出装置。
- 前記複数の検知電極の電極面と同一平面上の周囲に、それぞれ検知電極に対して絶縁された上でセンサ電位で駆動され、前記複数の検知電極の周囲の検知をシールドするシールド電極を備えたことを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項記載の位置検出装置。
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