JP5417555B1 - 静電容量式レベル調節装置 - Google Patents

Abstract

表面Ａが同一平面Ｂ上に位置し、互いに電気的に絶縁されており、表面Ａに沿って一定間隔で位置決めされた複数の導電性固定板４と、平面Ｂに対向する対向面Ｃを有する単一の導電性移動板６と、複数の導電性固定板４の表面Ａに対し、導電性移動板６の対向面Ｃを近接させ又は付勢して複数の導電性固定板４に沿って案内するガイド１６と、導電性固定板４と導電性移動板６との間に生じる静電容量に基づき導電性移動板６の位置を演算し、位置に対応する電気信号を出力する演算装置８と、を備え、さらに複数の導電性固定板４に沿って導電性移動板６を手動又は自動で操作可能であり非操作時にその位置を保持するノブ２４を備える。

Description

本発明は、音量や光量等の出力レベルを調節する静電容量式レベル調節装置に関する。

レベル調節装置として、フェーダ装置が従来から使用されている。フェーダ装置は、人が手動でスライドを直線的に移動させることで音量や光量等を変化させる装置である。
このようなレベル調節装置としては、例えば特許文献１〜３が知られている。

特許文献１には、可動子が、２本の印刷抵抗に接触して導通させつつ、この２本の印刷抵抗上を摺動するスライドボリュームが開示されている。

特許文献２の直線変位センサは、ホールＩＣに非接触状態で棒状永久磁石を移動させ、ホールＩＣから出力される電圧を計測することにより、棒状永久磁石の移動距離を計測するものである。

特許文献３のレベル調節装置は、タッチパネル上に、操作部材と操作部材上を移動する操作子とがＧＵＩ表示されており、指でタッチパネルを操作して操作子を移動することにより、音量等の出力を調節するものである。

特開平８−９７０１５号公報 特開２００６−３００６３１号公報 国際公開第２００８／１２６１３０号

特許文献１のスライドボリュームは、可動子を、常に印刷抵抗に接触させたまま摺動させる必要がある。そのため可動子の接触部分が摩耗又は劣化する問題があった。

また特許文献２は、ホールＩＣから得られる出力電圧の変化を棒状永久磁石の移動距離に比例させることが難しいため、棒状永久磁石の磁気変化から棒状永久磁石の位置を正確に検出することは難しかった。また磁気変化は温度変化や湿度変化等の影響を受けやすいため、それらの変動により誤差が生じるおそれがあった。
その上、特許文献２の直線変位センサは、アナログ処理なので、出力の安定性が悪いという問題点があった。

またタッチパネルから離した指を元の位置に戻すことは、ほぼ不可能である。そのため特許文献３のレベル調節装置では、タッチパネル上で、指を離した位置から再び操作子の操作を始めることは困難であり、操作性が良くなかった。

本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、摩耗や劣化が少なく、長期間安定して機能を維持でき、温度変化や湿度変化等の影響を受けにくく安定しており、操作性が良い静電容量式レベル調節装置を提供することにある。

本発明によれば、表面が同一平面上に位置し、互いに電気的に絶縁されており、前記表面に沿って一定間隔で位置決めされた平板状の複数の導電性固定板と、
前記平面に対向する対向面を有する単一の導電性移動板と、
複数の導電性固定板の前記表面に対し、導電性移動板の前記対向面を近接させ又は付勢して複数の導電性固定板に沿って案内するガイドと、
前記導電性固定板と導電性移動板との間に生じる静電容量に基づき導電性移動板の位置を演算し、該位置に対応する電気信号を出力する演算装置と、を備え、
さらに複数の導電性固定板に沿って導電性移動板を手動又は自動で操作可能であり非操作時にその位置を保持するノブを備え、
前記演算装置は、複数の導電性固定板の静電容量をそれぞれ検出し、
複数の導電性固定板は、平板状の基板表面に設けられており、隣接する導電性固定板の間に一定間隔の非導電部を有し、
前記導電性固定板の移動方向の長さは、前記演算装置の分解能の幅より大きく設定され、
前記導電性移動板の移動方向の長さは、前記導電性固定板の１つと、これに隣接する２つの非導電部を合わせた長さより長く、かつ前記分解能の幅より長く設定されており、
隣接する複数の導電性固定板から検出される複数の静電容量の値の重心位置を演算し、該重心位置を導電性移動板の位置とし、
前記重心位置は、検出された複数の静電容量のうち最大値を示す導電性固定板の該最大値と、これに隣接する２つの導電性固定板の静電容量である隣接値とから導電性移動板の位置として求められ、
前記最大値の静電容量をＹ、２つの前記隣接値をＺ１とＺ２、最大値Ｙを検出する導電性固定板の位置の座標値をＸｃ、隣接値Ｚ１を検出する導電性固定板の位置の座標値をＸｂ、隣接値Ｚ２を検出する導電性固定板の位置の座標値をＸｄ、前記重心位置をＰとするときに、
前記重心位置Ｐは、
Ｐ＝（Ｚ１×Ｘｂ＋Ｙ×Ｘｃ＋Ｚ２×Ｘｄ）／（Ｚ１＋Ｙ＋Ｚ２）
により求められる、ことを特徴とする静電容量式レベル調節装置が提供される。

また前記ガイドは、導電性移動板を前記複数の導電性固定板に沿って直線状に案内する直線ガイドであり、
直線ガイドは、前記表面に対し平行であり互いに一定の間隔を隔てた１対の平行棒と、
該平行棒が貫通する１対の貫通孔を有し、１対の平行棒に沿って直線状に案内される非導電性の可動部材と、を有し、可動部材の導電性固定板に対向する側に導電性移動板が固定されており、
さらに、前記ノブが操作されないときに、ノブの移動を防止する位置保持機構を有する。

また前記ガイドは、導電性移動板を前記複数の導電性固定板に沿って直線状に案内する直線ガイドであり、
直線ガイドは、前記表面に対し平行に延びる平板と、
該平板が貫通する貫通孔を有し、平板に沿って直線状に案内される非導電性の可動部材と、を有し、可動部材の導電性固定板に対向する側に導電性移動板が固定されており、
さらに、前記ノブが操作されないときに、ノブの移動を防止する位置保持機構を有する。

また前記ガイドは、導電性移動板を前記複数の導電性固定板に沿って円弧状に案内する円弧ガイドであり、
複数の導電性固定板は、前記平面に垂直に延びる軸心を中心とする円弧状に位置決めされ、周方向に円弧を形成する扇形形状であり、
円弧ガイドは、前記軸心を中心に回転可能な回転軸と、該回転軸に固定された回転円板とを有し、回転円板の導電性固定板に対向する側に導電性移動板が固定されており、
さらに、前記ノブが操作されないときに、ノブの移動を防止する位置保持機構を有する。

また前記演算装置は、基板上に設けられており、
前記基板は、さらに複数の導電性固定板と演算装置とを電気的に連結する配線回路を有する。

また導電性固定板の前記表面と導電性移動板の前記対向面との間に一定間隔の隙間を有する。

また導電性固定板の前記表面を覆う非導電性の被膜層と、
導電性固定板の前記表面に導電性移動板の前記対向面を一定面圧で付勢する付勢部材を備え、
導電性移動板は、前記対向面を被膜層に接触させて摺動する。

また前記位置保持機構は、前記貫通孔の内面と平行棒との間に挿入された弾性部材、樹脂加工部品、もしくは金属板である。

また前記位置保持機構は、回転軸の外周面に接する弾性部材、樹脂加工部品、もしくは金属板である。

上述した本発明の静電容量式レベル調節装置によれば、ガイドが、複数の導電性固定板の前記表面に対し、導電性移動板の前記対向面を近接させ又は付勢して複数の導電性固定板に沿って案内し、演算装置が、導電性固定板と導電性移動板との間に生じる静電容量に基づき導電性移動板の位置を演算し、該位置に対応する電気信号を出力するので、導電性移動板や導電性固定板の摩耗や劣化が少ない。そのため、静電容量式レベル調節装置の機能を長期間安定して維持できる。

また本発明の静電容量式レベル調節装置は、導電性固定板と導電性移動板との間に生じる静電容量に基づき導電性移動板の位置を検出するので、温度変化や湿度変化等の影響を受けにくく安定している。

さらに本発明の静電容量式レベル調節装置は、複数の導電性固定板に沿って導電性移動板を手動又は自動で操作可能であり非操作時にその位置を保持するノブを備えるので、ユーザーが手動操作時にノブから指を離して操作を中断しても、もしくは自動操作時にノブを自動的に制御するための指示ボタンやマウスから指を離して操作を中断しても、指を離したときと同じ位置から再度操作を始動可能であり、操作性が良い。

本発明の第１実施形態の静電容量式レベル調節装置の上から見た外観説明図である。 本発明の第１実施形態の静電容量式レベル調節装置の横から見た外観説明図である。 図１ＡのＡ−Ａ矢視図である。 図１ＢのＢ−Ｂ矢視図である。 図１ＢのＣ−Ｃ矢視図である。 本発明の基板の回路図である。 本発明の静電容量式レベル調節装置の断面模式図である。 導電性固定板から検出される静電容量を表すグラフである。 本発明の第２実施形態の静電容量式レベル調節装置の説明図である。 本発明の第３実施形態の静電容量式レベル調節装置の外観説明図である。 図６ＡのＤ−Ｄ矢視図である。 図６ＢのＥ−Ｅ矢視図である。 図６ＢのＦ−Ｆ矢視図である。 本発明の第４実施形態の静電容量式レベル調節装置の外観説明図である。 本発明の第４実施形態の静電容量式レベル調節装置の基板の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

［第１実施形態］
図１Ａは、本発明の第１実施形態の静電容量式レベル調節装置２の上から見た外観説明図である。図１Ｂは、本発明の第１実施形態の静電容量式レベル調節装置２の横から見た外観説明図である。
また図２Ａは図１ＡのＡ−Ａ矢視図、図２Ｂは図１ＢのＢ−Ｂ矢視図、図２Ｃは図１ＢのＣ−Ｃ矢視図である。

図１に示すように、本発明の静電容量式レベル調節装置２（以下、レベル調節装置２）は、基板１０と、基板１０の上に被せる本体３０とを備える。

図２Ａと図２Ｂに示すように、本発明のレベル調節装置２の第１実施形態の本体３０は、底面に開口部３０ｂを有する箱型のケースであり、単一の導電性移動板６、ガイド１６、及びノブ２４を備える。また本実施形態の本体３０の上面には、図１Ａと図２Ｂに示すようにノブ２４を摺動可能とするためのスリット３０ａが設けられている。

スリット３０ａからは、ノブ２４の一部が本体３０から飛び出ており、ユーザーはスリット３０ａに沿ってノブ２４を手動で摺動できる。そしてユーザーがノブ２４を手動で摺動させると、ノブ２４の移動量に応じて音量や光量等の出力レベルが変化する。
なお、本体３０のスリット３０ａは、ガイド１６に平行に設けられている。

本発明のレベル調節装置２の基板１０は、図２Ｃに示すように、基板１０の上面Ｅに複数の導電性固定板４を備え、演算装置８を基板１０の上面Ｅもしくは裏面に備える。そして基板１０は、図１Ｂに示すように、上面Ｅを本体３０に向けて、開口部３０ｂに嵌められる。

図２Ｃに示すように基板１０には、導電性固定板４が、複数存在し、表面Ａが同一平面Ｂ上に位置し、互いに電気的に絶縁されており、表面Ａに沿って一定間隔で位置決めされている。さらに導電性固定板４は、隣接する導電性固定板４との間に一定間隔の非導電部１２を有する。
複数の導電性固定板４は、平板状の基板１０の上面Ｅの表面に設けられていることが好ましい。しかし、導電性固定板４は、基板１０ではなく、その他の部材に設けられてもよい。

また導電性固定板４の表面Ａや側面は、非導電性の薄い被膜層１３で覆われていることが好ましい（図４Ａを参照）。被膜層１３は、樹脂、フィルム、もしくはプラスチックからなる。しかし、本実施形態の基板１０には、被膜層１３がなくてもよい。

図３は、本発明の基板１０の回路図である。
導電性固定板４は、大きさの等しい複数の導電性の板である。導電性固定板４は、例えば銅板等の矩形の金属板が好ましいが、導電性があればその他の素材でもよく、また、その他の形状でもよい。

また、本発明のレベル調節装置２は、後述するように、導電性移動板６の位置を、演算装置８で重心位置Ｐを演算で求めることにより検出するので、移動方向の導電性固定板４の長さは、演算装置８の分解能の幅より大きくてよい。

非導電部１２は、隣接する導電性固定板４の間に存在する一定間隔の非導電性の部位である。複数の非導電部１２は、導電性移動板６の移動方向の長さが同じである。非導電部１２は、単に導電性固定板４が存在しない空間でもよい。もしくは非導電部１２は、隣接する導電性固定板４に挟まれたゴムなどの非導電性の素材から構成してもよい。

演算装置８は、基板１０上（基板１０の上面Ｅもしくは裏面）に設けられ、複数の導電性固定板４の静電容量をそれぞれ検出する。もしくは基板１０の裏面に演算装置８が設けられていてもよい。そして演算装置８は、導電性固定板４と導電性移動板６との間に生じる静電容量に基づき導電性移動板６の位置を演算し、該位置に対応する電気信号を出力する。
なお、演算装置８は、基板１０上以外の場所に設けてもよい。

さらに基板１０は、複数の導電性固定板４のそれぞれと演算装置８とを電気的に連結する配線回路１４を有する。

すなわち配線回路１４は、一端が演算装置８に、他端が１つの導電性固定板４に、それぞれ電気的に連結する。そしてそれぞれの配線回路１４は、互いに電気的に絶縁されている。
それにより演算装置８が、各導電性固定板４に生じる静電容量を、それぞれ別々に検出できる。

ガイド１６は、図２に示すように、複数の導電性固定板４の表面Ａに対し、導電性移動板６の対向面Ｃを近接させ又は付勢して複数の導電性固定板４に沿って案内する。

第１実施形態のレベル調節装置２は、図２Ａに示すように、導電性固定板４の表面Ａと導電性移動板６の対向面Ｃとの間に一定間隔の隙間Ｄを有して、対向面Ｃが表面Ａに近接する。隙間Ｄの幅は、１ｍｍ以内であることが好ましい。

それにより、本発明の第１実施形態のレベル調節装置２は、導電性移動板６の対向面Ｃと導電性固定板４の表面Ａとを接触させずに、導電性移動板６をガイド１６に沿って摺動できるため、導電性固定板４や導電性移動板６が摩耗したり劣化したりすることがない。そのため、長期間にわたりレベル調節装置２の機能を安定して維持できる。

本発明の第１実施形態のガイド１６は、導電性移動板６を複数の導電性固定板４に沿って直線状に案内する直線ガイド１６ａである。直線ガイド１６ａは、表面Ａに対して一定の間隔を隔て、表面Ａに対し平行であり互いに一定の間隔を隔てた１対の平行棒１８ａ，１８ｂと、１対の平行棒１８ａ，１８ｂに沿って直線状に案内される非導電性の可動部材１９と、を有する。

平行棒１８ａ，１８ｂは、両端が本体３０に固定されていることが好ましい。

可動部材１９は、平行棒１８ａ，１８ｂが貫通する１対の貫通孔２０ａ，２０ｂ（図示せず）を有し、可動部材１９の導電性固定板４に対向する側に導電性移動板６が固定されている。

また本発明のレベル調節装置２のガイド１６は、ノブ２４が操作されないときに、ノブ２４の移動を防止する位置保持機構２６を有する。
本実施形態の可動部材１９は、位置保持機構２６を、貫通孔２０ａ，２０ｂの内面と平行棒１８ａ，１８ｂとの間に有する。第１実施形態の位置保持機構２６は、貫通孔２０ａ，２０ｂの内面と平行棒１８ａ，１８ｂとの間に挿入された弾性部材、樹脂加工部品、もしくは金属板であることが好ましい。
なお、第１実施形態の位置保持機構２６は、これらに限らず、必要に応じたその他の機構でもよい。

また本実施形態の直線ガイド１６ａは、表面Ａに対し平行に延び、導電性移動板６を複数の導電性固定板４に沿って直線状に案内できるのであれば、平行棒１８ａ，１８ｂの代わりに、平板やその他の構成を有してもよい。すなわち、表面に対し平行に延びる平板と、平板が貫通する貫通孔を有し、平板に沿って直線状に案内される非導電性の可動部材と、を有していてもよい。

本発明の第１実施形態のレベル調節装置２は、位置保持機構２６を備えることにより、たとえユーザーがノブ２４から手を離したとしても、可動部材１９の位置を保つことができる。

ノブ２４は、複数の導電性固定板４に沿って導電性移動板６を手動で操作可能であり非操作時にその位置を保持するつまみや可動子である。

なお、ノブ２４は、複数の導電性固定板４に沿って導電性移動板６を自動操作可能であり非操作時にその位置を保持するつまみや可動子であってもよい。
この場合、ユーザーが指示ボタンやマウスを操作することにより与えた指示に従い、周知のアクチュエータと制御装置とでノブ２４の動きを自動的に制御することが好ましい。

このように本発明のレベル調節装置２は、非操作時にその位置を保持するノブ２４を有するので、ユーザーがノブ２４から指を離して操作を中断しても、指を離したときと同じ位置から再度操作を始動でき、操作性が良い。

導電性移動板６は、単一で使用され、平面Ｂに対向する対向面Ｃを有する。
導電性移動板６の移動方向の長さは、導電性固定板４の１つと、これに隣接する２つの非導電部１２を合わせた長さより長く設定されている。導電性移動板６の移動方向の長さは、この長さより長ければ、２つ以上の導電性固定板４と１つの非導電部１２とを合わせた移動方向の長さより長くてもよい。また導電性移動板６が、３つ以上の導電性固定板４を物理的に覆っていてもよい。

したがって演算装置８は、３つの導電性固定板４の静電容量に基づき、後述する静電容量の重心位置Ｐを求めてよく、また４つ以上又は２つの導電性固定板４から検出される静電容量に基づいて、重心位置Ｐを求めてもよい。

また導電性移動板６は、鍍金をした真鍮が好ましいが、導電性のある金属であれば、その他の素材でもよい。加えて導電性移動板６は、矩形が好ましいが、その他の形状でもよい。
なお、本発明のレベル調節装置２は、演算で求めた重心位置Ｐを導電性移動板６の位置として検出するので、導電性移動板６の移動方向の長さは、演算装置８の分解能の幅より大きくてよい。

次に本発明の第１実施形態のレベル調節装置２を使用し、本発明の機構を説明する。
図４Ａは本発明のレベル調節装置２の断面模式図であり、図４Ｂは導電性固定板４ａ〜４ｅから検出される静電容量を表すグラフである。
なお、図４Ａの導電性固定板４は、左から導電性固定板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅとする。また図４Ｂは、ｘ軸を導電性固定板４の位置の座標値Ｘとし、ｙ軸を静電容量とする。

図４Ａで示すように、導電性移動板６はガイド１６（図２Ａを参照）に誘導され、複数の導電性固定板４ａ〜４ｅに沿って移動する。各導電性固定板４にはそれぞれ一本ずつ配線回路１４（図３を参照）が設けられており、各配線回路１４が互いに電気的に絶縁した状態で、演算装置８（図３を参照）に連結されている。

演算装置８は、複数の導電性固定板４ａ〜４ｅの静電容量をそれぞれ検出する。そして演算装置８は、検出された複数の静電容量のうち最大値Ｙを示す導電性固定板４ｃと、これに隣接する２つの導電性固定板４ｂ，４ｄの静電容量である隣接値Ｚ１，Ｚ２から導電性移動板６の位置を演算する。
そして前記演算により、最大値Ｙと２つの隣接値Ｚ１，Ｚ２の重心位置Ｐを導電性移動板６の位置とする。

例えば図４の場合、各導電性固定板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの位置の座標値Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｘｄ，Ｘｅは、演算装置８に記憶されている。なお、座標値Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｘｄ，Ｘｅは、予め定められた定点Ｏからの移動方向の距離である。

導電性移動板６の移動方向の長さは、導電性固定板４の１つと、これに隣接する２つの非導電部１２を合わせた長さより長いため、レベル調節装置２の演算装置８が検出し得る静電容量の最大値Ｙは、導電性移動板６が全てを覆っている導電性固定板４から生じる静電容量である。
しかし、導電性移動板６が導電性固定板４ｃの６０％と導電性固定板４ｄの４０％を覆う場合のように、導電性移動板６が全てを覆う導電性固定板４が無いときの最大値Ｙは、導電性移動板６が全てを覆う導電性固定板４から生じる静電容量より小さい。この場合は、導電性固定板４ｃから検出する静電容量を最大値Ｙとする。

例えば、導電性移動板６が導電性固定板４ｂの４０％、導電性固定板４ｃの１００％、導電性固定板４ｄの６０％を覆っている図４Ａの場合を説明する。

まず導電性固定板４ａ，４ｅは、導電性移動板６に覆われていないため、静電容量がほとんど検出されない。すなわち、導電性固定板４ａ，４ｅから検出される静電容量は予め定めた閾値Ｆより小さい。
なお、閾値Ｆとは、導電性移動板６に覆われない導電性固定板４から検出し得る静電容量の最大値である。

反対に図４Ａの導電性固定板４ｃは、導電性移動板６に全て覆われている。そのため導電性固定板４ｃから検出される静電容量は最大値Ｙであり、検出され得る静電容量の１００％となる。
同様に、導電性固定板４ｂから検出される静電容量は、最大値Ｙの４０％となり、導電性固定板４ｄから検出される静電容量は、最大値Ｙの６０％となる。

このように、導電性移動板６が導電性固定板４を覆う量が大きくなるほど、静電容量が増加する。

次に、演算装置８の演算について説明する。
（１）まず演算装置８は、予め定めた閾値Ｆより大きい静電容量を抽出値として抽出する。
例えば図４Ｂでは、導電性固定板４ｂ，４ｃ，４ｄの静電容量が抽出される。

（２）次いで演算装置８は、抽出値が抽出された導電性固定板４のうち、最大値Ｙを示す導電性固定板４ｃに隣接する２つの導電性固定板４ｂ，４ｄの静電容量を隣接値Ｚ１，Ｚ２とし、最大値Ｙと隣接値Ｚ１，Ｚ２と、それらを検出した導電性固定板４ｂ，４ｃ，４ｄの位置の座標値Ｘｂ，Ｘｃ，Ｘｄで、最大値Ｙと隣接値Ｚ１，Ｚ２との重心位置Ｐを演算する。

なお、図４Ａの場合、最大値Ｙを検出する導電性固定板４ｃの位置の座標値はＸｃ、隣接値Ｚ１を検出する導電性固定板４ｂの位置の座標値はＸｂ、隣接値Ｚ２を検出する導電性固定板４ｄの位置の座標値はＸｄである。
重心位置Ｐは、次の式１で表される。

Ｐ＝（Ｚ１×Ｘｂ＋Ｙ×Ｘｃ＋Ｚ２×Ｘｄ）／（Ｚ１＋Ｙ＋Ｚ２）

そしてこの演算により得た重心位置Ｐを導電性移動板６の位置とする。

なお、ここでは、３つの導電性固定板４を導電性移動板６が覆う場合を例示して説明しているが、導電性移動板６が２つの導電性固定板４しか覆わず、隣接値Ｚ１またはＺ２が得られない場合には、隣接値Ｚ１またはＺ２に０を入力して演算してもよい。

また導電性移動板６の移動方向の長さが２枚の導電性固定板４の移動方向の長さよりも長い場合は、最大値Ｙが複数あるとして演算する。
すなわち、例えば３枚の導電性固定板４の移動方向の長さより導電性移動板６の移動方向の長さの方が長い場合には、最大値Ｙが複数（最大値Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３）得られる。

例として、最大値Ｙ１が導電性固定板４ｂ、最大値Ｙ２が導電性固定板４ｃ、最大値Ｙ３が導電性固定板４ｄから検出されるとした場合を、図４Ａを使用し、説明する。
この場合、複数の最大値Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３が検出される導電性固定板４ｂ，４ｃ，４ｄのうち、両端に位置する導電性固定板４ｂ，４ｄにそれぞれ隣接し、かつ最大値Ｙを検出しない導電性固定板４ａ，４ｅの静電容量を隣接値Ｚ１，Ｚ２とする。そして、複数の最大値Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３と、隣接値Ｚ１，Ｚ２と、それらを検出した導電性固定板４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの位置の座標値Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｘｄ，Ｘｅで、最大値Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３と隣接値Ｚ１，Ｚ２との重心位置Ｐを演算する。

このように本発明のレベル調節装置２は、重心位置Ｐを演算で求め、重心位置Ｐを導電性移動板６の位置とすることにより、導電性固定板４と導電性移動板６の移動方向の長さが演算装置８の分解能の幅より大きくても、導電性移動板６の位置を正確に検出できる。

すなわち、例えば、本発明のレベル調節装置２ではないレベル調節装置がこの演算を行わないとした場合、導電性固定板と導電性移動板との移動方向の長さを演算装置の分解能の幅より小さく設定しなければ、そのレベル調節装置の性能を高められない。
つまり、演算を行わない場合、演算装置は、各導電性固定板から検出された静電容量を閾値Ｆと比較し、抽出値が抽出された導電性固定板上に導電性移動板が存在すると判断する。しかし、抽出値が抽出された導電性固定板上のどの位置に導電性移動板が位置するのかについては、検出できない。そのため、この場合、レベル調節装置の性能を高めるためには、導電性固定板と導電性移動板との移動方向の長さを演算装置の分解能の幅より小さく設定しなければならない。

それに対し本発明のレベル調節装置２は、導電性移動板６の位置を、演算装置８で重心位置Ｐを演算で求めることにより検出するので、導電性固定板４や導電性移動板６の移動方向の長さを、演算装置８の分解能の幅より小さく設定しなくても、レベル調節装置２の性能を十分に高くできる。そして分解能の幅より小さい導電性固定板４や導電性移動板６を使用する場合に比べ、レベル調節装置２を製造しやすく設計でき、製造コストを抑えることができる。その上、本発明のレベル調節装置２は、導電性固定板４や導電性移動板６が大きい分、基板１０や可動部材１９への接着面積を大きく設計でき、壊れにくい。

また本発明のレベル調節装置２は、導電性移動板６の位置の検出に静電容量を使用するため、温度変化や湿度変化等の影響を受けにくく安定している。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態のレベル調節装置２を説明する。
図５は、本発明の第２実施形態のレベル調節装置２の説明図である。

第２実施形態のレベル調節装置２は、導電性固定板４の表面Ａを覆う非導電性の被膜層１３（図４Ａを参照）と、導電性固定板４の表面Ａに導電性移動板６の対向面Ｃを一定面圧で付勢する付勢部材２８とを備える。

第２実施形態の被膜層１３は、導電性固定板４の表面Ａや側面を覆う樹脂、フィルム、ゴム、もしくはプラスチックからなる非導電性の薄い層である。第２実施形態のレベル調節装置２は、被膜層１３を備えることにより、導電性固定板４を互いに電気的に絶縁でき、かつ導電性移動板６が導電性固定板４に付勢されても、導電性固定板４と導電性移動板６とを電気的に絶縁に保つことができる。

また第２実施形態のレベル調節装置２は付勢部材２８を備えることにより、導電性移動板６が常に一定の面圧で導電性固定板４に付勢された状態で、直線ガイド１６ａに沿って移動できる。
この場合、導電性移動板６は、対向面Ｃを被膜層１３に接触させて摺動する。すなわち、被膜層１３の上面と対向面Ｃとの隙間は０となる。

付勢部材２８は、可動部材１９と導電性移動板６との間に設けられた薄板状のゴムであることが好ましい。もしくは付勢部材２８は、基板１０の下方に設けられ、下から基板１０を押し上げるゴムやばねでもよい。

第２実施形態のレベル調節装置２は、付勢部材２８を有することにより対向面Ｃが表面Ａにかける面圧を一定にできるため、音量や光量等の出力レベルを安定して一定に保つことができる。
またユーザーの指からノブ２４にかかる力を、付勢部材２８が一部吸収した上で表面Ａに伝達するので、付勢部材２８がない場合よりも表面Ａにかかる面圧を小さくできる。それにより、導電性移動板６が導電性固定板４に接触した状態で導電性移動板６を摺動しても、付勢部材２８がない場合より摩擦や劣化を少なくでき、レベル調節装置２の機能を長期間維持できる。

その他の第２実施形態のレベル調節装置２の構成と効果は、第１実施形態のレベル調節装置２と同様である。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態のレベル調節装置２を説明する。
図６Ａは本発明の第３実施形態のレベル調節装置２の外観説明図であり、図６Ｂは図６ＡのＤ−Ｄ矢視図である。
図７Ａは図６ＢのＥ−Ｅ矢視図であり、図７Ｂは図６ＢのＦ−Ｆ矢視図である。

第３実施形態のレベル調節装置２のガイド１６は、導電性移動板６を複数の導電性固定板４に沿って円弧状に案内する円弧ガイド１６ｂである。
図６Ｂと図７Ａに示すように、円弧ガイド１６ｂは、平面Ｂに垂直に延びる軸心を中心に回転可能な回転軸３２と、回転軸３２に固定された回転円板３４とを有し、回転円板３４の導電性固定板４に対向する側に導電性移動板６が固定されている。

回転軸３２は、基板１０に垂直な軸であり、基板１０が固定された状態で、回転円板３４及び導電性移動板６と一体に回転する。回転軸３２は、先端部にノブ２４が設けられている。

回転円板３４は、絶縁体の円形の板であり、好ましくはベーク板やエポキシ板で構成されていることが好ましい。

なお、第１実施形態と同様に、導電性固定板４の表面Ａと導電性移動板６の対向面Ｃとの間に一定間隔の隙間Ｄを有することが好ましい。

もしくは、第２実施形態と同様に、導電性固定板４の表面Ａを覆う非導電性の被膜層１３と、導電性固定板４の表面Ａに導電性移動板６の対向面Ｃを一定面圧で付勢する付勢部材２８とを備えていてもよい。付勢部材２８は、回転円板３４と導電性移動板６との間に設けられたゴムやばね等の弾性体であることが好ましい。

また第３実施形態の位置保持機構２６は、回転軸３２の外周面に接する弾性部材、樹脂加工部品、もしくは金属板であることが好ましいが、その他の機構でもよい。

図７Ｂに示すように、第３実施形態の複数の導電性固定板４は、平面Ｂに垂直に延びる軸心を中心とする円弧状に位置決めされ、周方向に円弧を形成する扇形形状である。

また第３実施形態の非導電部１２は、軸心を中心とする円弧状に位置決めされている。第３実施形態の非導電部１２は、周方向に円弧を形成する扇形形状であることが好ましい。もしくは第３実施形態の非導電部１２は、互いに隣り合う導電性固定板４に隣接する２辺が平行でもよい。

第３実施形態の導電性移動板６は、回転軸３２を中心とする扇形形状であることが好ましい。しかしこれに限らず、第３実施形態の導電性移動板６は、矩形や円形でもよい。

本実施形態のレベル調節装置２は、円弧ガイド１６ｂにより、円弧状に位置決めされた導電性固定板４の表面Ａ上を導電性移動板６が回転する構成であるため、複数回ノブ２４を回転させることにより、音量や光量等の出力レベルを０から無限大まで調節できる。

その他の第３実施形態のレベル調節装置２の構成と効果は、第１実施形態又は第２実施形態のレベル調節装置２と同様である。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態のレベル調節装置２を説明する。
図８Ａは本発明の第４実施形態のレベル調節装置２の外観説明図、図８Ｂは本発明の第４実施形態のレベル調節装置２の基板１０の説明図である。

第４実施形態のレベル調節装置２は、１枚の基板１０に、複数の導電性固定板４を形成している。導電性固定板４は、図８Ａと図８Ｂに示すように、第１実施形態のようなフェーダ型と、第３実施形態のようなダイヤル型を組み合わせてもよい。このように形成することにより、予め基板１０に複数の導電性固定板４を形成し、必要に応じて必要な箇所のみに、スリット３０ａやガイド１６を本体３０に設け、基板１０に演算装置８を設けることで、ユーザーの好みに応じて導電性固定板４の種類と数を変更できる。
なお、演算装置８は、各導電性固定板４に１つずつ必要である。

本実施形態のレベル調節装置２は、１枚の基板１０に複数の導電性固定板４を形成することにより、ユーザーの注文に応じて一枚ずつ基板を制作する場合に比べ、レベル調節装置２の製造コストを低く抑えることができる。

その他の第４実施形態のレベル調節装置２の構成と効果は、第１実施形態又は第２実施形態のレベル調節装置２と同様である。

上述した本発明の静電容量式レベル調節装置２によれば、ガイド１６が、複数の導電性固定板４の表面Ａに対し、導電性移動板６の対向面Ｃを近接させ又は付勢して複数の導電性固定板４に沿って案内し、演算装置８が、導電性固定板４と導電性移動板６との間に生じる静電容量に基づき導電性移動板６の位置を演算し、該位置に対応する電気信号を出力するので、導電性移動板６や導電性固定板４の摩耗や劣化が少ない。そのため、静電容量式レベル調節装置２の機能を長期間安定して維持できる。

また本発明の静電容量式レベル調節装置２は、導電性固定板４と導電性移動板６との間に生じる静電容量に基づき導電性移動板６の位置を検出するので、温度変化や湿度変化等の影響を受けにくく安定している。

さらに本発明の静電容量式レベル調節装置２は、複数の導電性固定板４に沿って導電性移動板６を手動又は自動で操作可能であり非操作時にその位置を保持するノブ２４を備えるので、ユーザーが手動操作時にノブ２４から指を離して操作を中断しても、もしくは自動操作時にノブ２４を自動的に制御するための指示ボタンやマウスから指を離して操作を中断しても、指を離したときと同じ位置から再度操作を始動可能であり、操作性が良い。

なお本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。

２ 静電容量式レベル調節装置、４ 導電性固定板、
６ 導電性移動板、８ 演算装置、
１０ 基板、１２ 非導電部、
１３ 被膜層、
１４ 配線回路、１６ ガイド、
１６ａ 直線ガイド、１６ｂ 円弧ガイド、
１８ａ，１８ｂ 平行棒、１９ 可動部材、
２０ａ，２０ｂ 貫通孔、２４ ノブ、
２６ 位置保持機構、２８ 付勢部材、
３０ 本体、３０ａ スリット、
３０ｂ 開口部、
３２ 回転軸、３４ 回転円板、
Ａ 表面、Ｂ 平面、
Ｃ 対向面、Ｄ 隙間、
Ｅ 上面、Ｆ 閾値、
Ｏ 定点、Ｘ 位置の座標値、
Ｙ 最大値、
Ｚ１，Ｚ２ 隣接値、
Ｐ 重心位置

Claims (9)

1. 表面が同一平面上に位置し、互いに電気的に絶縁されており、前記表面に沿って一定間隔で位置決めされた平板状の複数の導電性固定板と、
   前記平面に対向する対向面を有する単一の導電性移動板と、
   複数の導電性固定板の前記表面に対し、導電性移動板の前記対向面を近接させ又は付勢して複数の導電性固定板に沿って案内するガイドと、
   前記導電性固定板と導電性移動板との間に生じる静電容量に基づき導電性移動板の位置を演算し、該位置に対応する電気信号を出力する演算装置と、を備え、
   さらに複数の導電性固定板に沿って導電性移動板を手動又は自動で操作可能であり非操作時にその位置を保持するノブを備え、
   前記演算装置は、複数の導電性固定板の静電容量をそれぞれ検出し、
   複数の導電性固定板は、平板状の基板表面に設けられており、隣接する導電性固定板の間に一定間隔の非導電部を有し、
   前記導電性固定板の移動方向の長さは、前記演算装置の分解能の幅より大きく設定され、
   前記導電性移動板の移動方向の長さは、前記導電性固定板の１つと、これに隣接する２つの非導電部を合わせた長さより長く、かつ前記分解能の幅より長く設定されており、
   隣接する複数の導電性固定板から検出される複数の静電容量の値の重心位置を演算し、該重心位置を導電性移動板の位置とし、
   前記重心位置は、検出された複数の静電容量のうち最大値を示す導電性固定板の該最大値と、これに隣接する２つの導電性固定板の静電容量である隣接値とから導電性移動板の位置として求められ、
   前記最大値の静電容量をＹ、２つの前記隣接値をＺ１とＺ２、最大値Ｙを検出する導電性固定板の位置の座標値をＸｃ、隣接値Ｚ１を検出する導電性固定板の位置の座標値をＸｂ、隣接値Ｚ２を検出する導電性固定板の位置の座標値をＸｄ、前記重心位置をＰとするときに、
   前記重心位置Ｐは、
   Ｐ＝（Ｚ１×Ｘｂ＋Ｙ×Ｘｃ＋Ｚ２×Ｘｄ）／（Ｚ１＋Ｙ＋Ｚ２）
   により求められる、ことを特徴とする静電容量式レベル調節装置。
2. 前記ガイドは、導電性移動板を前記複数の導電性固定板に沿って直線状に案内する直線ガイドであり、
   直線ガイドは、前記表面に対し平行であり互いに一定の間隔を隔てた１対の平行棒と、
   該平行棒が貫通する１対の貫通孔を有し、１対の平行棒に沿って直線状に案内される非導電性の可動部材と、を有し、可動部材の導電性固定板に対向する側に導電性移動板が固定されており、
   さらに、前記ノブが操作されないときに、ノブの移動を防止する位置保持機構を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式レベル調節装置。
3. 前記ガイドは、導電性移動板を前記複数の導電性固定板に沿って直線状に案内する直線ガイドであり、
   直線ガイドは、前記表面に対し平行に延びる平板と、
   該平板が貫通する貫通孔を有し、平板に沿って直線状に案内される非導電性の可動部材と、を有し、可動部材の導電性固定板に対向する側に導電性移動板が固定されており、
   さらに、前記ノブが操作されないときに、ノブの移動を防止する位置保持機構を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式レベル調節装置。
4. 前記ガイドは、導電性移動板を前記複数の導電性固定板に沿って円弧状に案内する円弧ガイドであり、
   複数の導電性固定板は、前記平面に垂直に延びる軸心を中心とする円弧状に位置決めされ、周方向に円弧を形成する扇形形状であり、
   円弧ガイドは、前記軸心を中心に回転可能な回転軸と、該回転軸に固定された回転円板とを有し、回転円板の導電性固定板に対向する側に導電性移動板が固定されており、
   さらに、前記ノブが操作されないときに、ノブの移動を防止する位置保持機構を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式レベル調節装置。
5. 前記演算装置は、基板上に設けられており、
   前記基板は、さらに複数の導電性固定板と演算装置とを電気的に連結する配線回路を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式レベル調節装置。
6. 導電性固定板の前記表面と導電性移動板の前記対向面との間に一定間隔の隙間を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式レベル調節装置。
7. 導電性固定板の前記表面を覆う非導電性の被膜層と、
   導電性固定板の前記表面に導電性移動板の前記対向面を一定面圧で付勢する付勢部材を備え、
   導電性移動板は、前記対向面を被膜層に接触させて摺動する、ことを特徴とする請求項１に記載の静電容量式レベル調節装置。
8. 前記位置保持機構は、前記貫通孔の内面と平行棒との間に挿入された弾性部材、樹脂加工部品、もしくは金属板である、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の静電容量式レベル調節装置。
9. 前記位置保持機構は、回転軸の外周面に接する弾性部材、樹脂加工部品、もしくは金属板である、ことを特徴とする請求項４に記載の静電容量式レベル調節装置。

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