JPH06314163A - 静電容量式センサー - Google Patents

静電容量式センサー

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JPH06314163A
JPH06314163A JP5102464A JP10246493A JPH06314163A JP H06314163 A JPH06314163 A JP H06314163A JP 5102464 A JP5102464 A JP 5102464A JP 10246493 A JP10246493 A JP 10246493A JP H06314163 A JPH06314163 A JP H06314163A
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sensor
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 嵩が低く且つ入力部の変位量が大きい静電容
量式センサーを提供すること。 【構成】 平行に対向配設されており、一方が他方に対
して平行移動可能な基板1,2と、前記基板1の対向面
に設けられた電極部Cと、前記基板2の対向面中央部を
中心として90°角度間隔で設けられた電極部Cx+,
Cx−,Cy+,Cy−と、前記基板1,2のうちどち
らか一方の中央部に設けられた入力部Jとを有するもの
としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、静電容量式センサー
に関するものであり、例えば、コンピュータのディスプ
レイに表示されるカーソルを所望に移動させるための操
作部として利用できる。
【0002】
【従来の技術】この種のセンサーとしては自社で開発
し、既に、出願(特願平5−540号)している。この
センサーは、図8、図9や図10に示すように、中央部
に入力軸部90aを有した基板90と、前記基板90と
対向配設された基板91とを有し、前記基板90の下面
に電極部Cを、前記基板91の上面に電極部Cx+,C
x−,Cy+,Cy−を、それぞれ添設すると共に前記
した上下の電極部相互間に薄い弾性板92を介在させて
ある。又、このセンサーの基板91の下面には図8に示
すように電子装置93を具備させてあり、この電子装置
93により、電極部Cと電極部Cx+相互間,電極
部Cと電極部Cx−相互間,電極部Cと電極部Cy+
相互間,電極部Cと電極部Cy−相互間における静電
容量の変化を電圧の変化に変換できるようにしてある。
【0003】したがって、指で上記入力軸部90aの上
端部を上下・左右方向(X−X方向,Y−Y方向)に変
位させると弾性板92の付勢力に抗して電極部相互間の
各部のギャップGが変化することとなり、その結果、押
圧した方向の入力軸部90aの変位量(押圧力と対応す
る)が電圧出力として取り出せる。このセンサーをディ
スプレイに表示されるカーソルの移動操作部として使用
する場合、図8に示す如くキーボードKBの上壁から入
力軸部90aの上端部のみを突出させる態様で組み込め
ばよく、ギャップGの変化による上記電圧出力の大小に
よりカーソルの移動速度の大小が決定されるようにすれ
ばよい。
【0004】しかしながら、このセンサーを上記の如く
カーソル操作部として採用した場合、指からの力による
入力軸部90aの変位量が0.01mmから0.5mm
程度と小さいことから操作感が少なく、このため、ディ
スプレイに表示されるカーソルの移動方向や移動速度の
微調整が困難である。尚、上記入力軸部90aの変位量
を大きくする一手段として入力軸部90aを大きくする
一手段として入力軸部90aを長くするということが考
えられるが、センサー自体が嵩高になるということを考
慮すると、前記変位量をそれほど大きくすることはでき
ない。
【0005】近年、嵩が低く且つ入力部が外力(例え
ば、指からの操作力)によって大きく変位する静電容量
式センサーの開発が望まれているが、これは、カーソル
の移動操作部として利用するという観点からだけではな
く、センサーとしての感度の向上という観点からもその
開発が望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、嵩が低く且つ入力部の変位量が大きい静電容量式セ
ンサーを提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の静電容量式セ
ンサーは、平行に対向配設されており、一方が他方に対
して平行移動可能な基板1,2と、前記基板1の対向面
に設けられた電極部Cと、前記基板2の対向面中央部を
中心として90°角度間隔で設けられた電極部Cx+,
Cx−,Cy+,Cy−と、前記基板1,2のうちどち
らか一方の中央部に設けられた入力部Jとを有するもの
としている。
【0008】また、この発明の静電容量式センサーは、
導電性を有する材料で構成された基板1と、この基板1
に平行に対向配設された基板2と、前記基板2の対向面
中央部を中心として90°角度間隔で設けられた電極部
Cx+,Cx−,Cy+,Cy−と、前記基板1,2の
うちどちらか一方の中央部に設けられた入力部Jとを有
し、基板1,2の一方が他方に対して平行移動可能に設
けられている。
【0009】
【作用】この発明は次の作用を有する。 (請求項1記載の発明の作用)この静電容量式センサー
では、入力部Jに外力が加わって基板1,2の一方が他
方に対して平行移動(変位)せしめられると、電極部
Cと電極部Cx+相互,電極部Cと電極部Cx−相
互,電極部Cと電極部Cy+相互,電極部Cと電極
部Cy−相互の対向面積が変化するからこれら相互間の
静電容量が変化する。したがって、従来の技術の欄に記
載したセンサーと同様に入力部Jの変位(方向及び量)
を電圧変化として検出し得る。
【0010】このように、このセンサーでは入力部Jに
外力が加わると基板1,2のうち一方が他方に対して平
行移動する形式としてあるから、従来の技術の欄に記載
したセンサーのような薄い弾性板を圧縮させて入力軸部
を変位させる形式のものとは異なり、入力軸部が長くし
なくても又は無くてもその変位量をかなり大きくするこ
とができる。 (請求項2記載の発明の作用)この静電容量式センサー
では、基板1が電極部Cとして機能し、請求項1記載の
発明と同様の作用を奏する。
【0011】
【実施例】以下、この出願の発明の構成を実施例として
示した図面に従って説明する。 (実施例1)この実施例では、この発明の静電容量式セ
ンサーをディスプレイに表示されるカーソルの移動操作
部として採用するため、前記センサーを図1に示すよう
に、キーボドKBに内装すると共に操作部となる入力軸
部10を前記キーボードKBの上壁に設けた円形状の開
口hから突出させている。尚、この実施例では、前記開
口hの大きさは、入力軸部10の移動範囲がXY方向に
±10mm程度となるように設定してある。
【0012】上記静電容量式センサーは、同図に示すよ
うに、入力軸部10を有した基板1と、前記基板1に平
行に対向配設された基板2と、前記基板1の対向面中央
部に設けられた電極部Cと、前記基板2の対向面中央部
を中心として90°角度間隔で設けられた電極部群C’
と、前記基板2の下面部に配設した電子装置3とから構
成してある。
【0013】基板1は、図1や図2に示すように円形状
の合成樹脂板で構成してあり、その上面中央部に設けら
れた上記入力軸部10はキーボードKBへの取付け状態
において前記キーボードKBの上壁面から5〜10mm
程度突出するように設定してある。他方、この基板1の
下面中央部には、図1や図3に示すような、銅を円形状
に印刷して成る電極部Cを設けてある。
【0014】基板2は、図2に示すように、基板1より
も大径の円形状合成樹脂板で構成すると共にその上面中
央部に凹み部20を設けたものとしてあり、前記凹み部
20の底面には、図1や図3に示すように、上記電極部
Cと対向する位置に円形を四分割してなる銅印刷された
電極部C’(電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−)
を設けてある。
【0015】又、上記基板1,2は、図1に示すよう
に、基板1を基板2上に載置する態様で設けてあると共
に基板1は原点復帰(外力が入力軸部10に作用しない
ときにはバネ等により基板1の中心が基板2の中心に一
致する位置に復帰)する構成としてあり、基板1が前記
原点位置にあるときには図3に示すように電極部Cの中
心と電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−の配置の中
心とが一致する態様で凹み部20内で対向するようにし
てある。
【0016】電子装置3は、電極部Cと各電極部Cx
+,Cx−,Cy+,Cy−相互の対向面積(図3、図
4、図5の斜線部の面積)と対応する各静電容量をそれ
ぞれ電圧Vx+,Vx−,Vy+,Vy−に変換できる
ものとしてある。尚、この実施例のものでは、X−X方
向の入力軸部10の平行移動量は〔(Vx+)−(Vx
−)〕に、Y−Y方向の入力軸部10の平行移動量は
〔(Vy+)−(Vy−)〕にそれぞれ変換され、この
電圧値によりカーソルの移動速度が決定されるようにし
てある。即ち、この静電容量式センサーは上記の如く構
成されているから、入力軸部10を指で操作して基板1
を基板2に対してX−X方向における右側に平行移動
(このときの電極部C,C’の位置関係を図4に示す)
させた場合、出力電圧は(Vx+)−(Vx−)>0と
なり、カーソルは〔(Vx+)−(とVx−)〕の絶対
値と対応する速度で右側に移動する。逆に、X−X方向
における左側に平行移動させた場合、出力電圧は(Vx
+)−(Vx−)<0となり、カーソルは〔(Vx+)
−(Vx−)〕の絶対値と対応する速度で左側に移動す
る。図5に示すように入力軸部10を指で操作して基板
1を基板2に対してY−Y方向に平行移動させた場合に
ついてもX−X方向の場合と同様のことがいえる。
【0017】そして、このセンサーでは入力軸部10は
これへの操作力によって最高±10mm平行移動するか
ら、従来の技術の欄に記載したセンサーと比較してその
移動(変位)はかなり大きいものとなる。したがって、
入力軸部10の操作感は大きく、ディスプレイに表示さ
れるカーソルの移動方向や移動速度の微調整は容易であ
る。 (実施例2)この実施例についても、この発明のセンサ
ーを、ディスプレイに表示されるカーソルの移動操作部
として使用するものであるが、上記実施例1のセンサー
よりも更に実用的な構造としてある。以下に、図6に基
づいてこの静電容量式センサーについて説明する。
【0018】この静電容量式センサーは、同図に示すよ
うに、開口hを有する押え板6を基板2にネジ止めして
収容部Kを形成させ、前記収容部K内に基板1を収容さ
せると共に入力軸部10の先端部を開口hから突出させ
る構成としてある。そして、基板1の電極部C面に、基
板2の電極部C’面にそれぞれテフロンコーティングT
Cを施し、双方のテフロンコーティングTC面相互を滑
動可能に接触させるようにしてある。したがって、入力
軸部10の指による平行移動は円滑なものとなる。
【0019】尚、上記実施例に示した電極部C’は円形
を四分割したものとしたが、これに限定されず、同一形
状の電極部を90°角度間隔で配置したものであれば上
記と同様の作用・効果を有する。特に、上記電極部C’
の電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−を、図7に示
すように、それぞれ内側端部が90°の先細になった帯
状に形成し、電極部Cの移動範囲を内外の二点鎖線の範
囲とすれば、入力軸部10の移動量と出力電圧Vとの関
係は急激に変化せず、その関係を良好なものにできる。
【0020】又、上記実施例では、基板1に電極部C
を、基板2に電極部C’を設けたものとしたが、基板1
に電極部C’を、基板2に電極部Cを設けたものとする
こともできる。更に、基板1を導電性を有する材料で構
成した場合、前記基板1自体が電極部Cとして機能し、
基板1とは別に電極部Cを設ける必要はなくなる。
【0021】そして、上記実施例では手段の欄に記載し
た入力部Jを軸状のものとしたが、これに限定されるこ
となく、例えば、凹み部等とすることができる。要する
に、入力部Jは操作力や他の外力を基板1又は基板2に
伝達できればよいのである。
【0022】
【発明の効果】この発明は、上述の如くの構成を有する
ものであるから、次の効果を有する。作用に記載した内
容から、嵩が低く且つ入力部の変位量が大きい静電容量
式センサーを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の静電容量式センサーをディ
スプレイに表示されるカーソルを移動させるための操作
部としてキーボード内に装着したときの断面図。
【図2】前記静電容量式センサーの斜視図。
【図3】前記静電容量式センサーの上側基板が原点復帰
状態にあるときの、上側基板の電極と下側基板の電極の
状態を示した図。
【図4】図3の状態から上側基板の電極がX−X方向に
移動したときの状態を示した図。
【図5】図3の状態から上側基板の電極がY−Y方向に
移動したときの状態を示した図。
【図6】この発明の他の実施例の静電容量式センサーの
断面図。
【図7】上・下側基板の電極部の他の態様を示す図。
【図8】先行技術の静電容量式センサーをディスプレイ
に表示されるカーソルを移動させるための操作部として
キーボード内に装着したときの断面図。
【図9】先行技術の静電容量式センサーの上側基板の電
極部を示す図。
【図10】先行技術の静電容量式センサーの下側基板の
電極部を示す図。
【符号の説明】
C 電極部 Cx+ 電極部 Cx− 電極部 Cy+ 電極部 Cy− 電極部 1 基板 2 基板 10 入力軸部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平行に対向配設されており、一方が他方
    に対して平行移動可能な基板(1)(2)と、前記基板
    (1)の対向面に設けられた電極部(C)と、前記基板
    (2)の対向面中央部を中心として90°角度間隔で設
    けられた電極部(Cx+)(Cx−)(Cy+)(Cy
    −)と、前記基板(1)(2)のうちどちらか一方の中
    央部に設けられた入力部(J)とを有することを特徴と
    する静電容量式センサー。
  2. 【請求項2】 導電性を有する材料で構成された基板
    (1)と、この基板(1)に平行に対向配設された基板
    (2)と、前記基板(2)の対向面中央部を中心として
    90°角度間隔で設けられた電極部(Cx+)(Cx
    −)(Cy+)(Cy−)と、前記基板(1)(2)の
    うちどちらか一方の中央部に設けられた入力部(J)と
    を有し、基板(1)(2)の一方が他方に対して平行移
    動可能に設けられていることを特徴とする静電容量式セ
    ンサー。
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