JPH08194578A - 静電容量式センサー - Google Patents

静電容量式センサー

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JPH08194578A
JPH08194578A JP415195A JP415195A JPH08194578A JP H08194578 A JPH08194578 A JP H08194578A JP 415195 A JP415195 A JP 415195A JP 415195 A JP415195 A JP 415195A JP H08194578 A JPH08194578 A JP H08194578A
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JP
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electrode
axis
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virtual
electrode portion
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JP415195A
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English (en)
Inventor
Hideo Morimoto
森本  英夫
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Nitta Corp
Original Assignee
Nitta Corp
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Publication date
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Publication of JPH08194578A publication Critical patent/JPH08194578A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非常に嵩の低い静電容量式センサーを提供す
ること。 【構成】 非導電性の基板1上における仮想X・Y軸上
に電極部Dx+,Dx−,Dy+,Dy−を配置させる
と共に、電子回路の時定数の変化を用いて前記電極部D
x+,Dx−,Dy+,Dy−に発生する浮遊容量を検
出し得るようにしてあり、前記電極部Dx+,Dx−の
浮遊容量の差又は回路の時定数の差をこれと対応するX
軸方向の電圧値として、電極部Dy+,Dy−の浮遊容
量の差又は回路の時定数の差をこれと対応するY軸方向
の電圧値として、それぞれ取り出せるようにしてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は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利用される静電容量式
センサーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のセンサーとしては例えば、図9
や図10に示すような形式のものがある。
【0003】このセンサーは、図9や図10に示すよう
に、プリント基板90に形成した電極部Dx+,Dx
−,Dy+,Dy−上に、操作軸91aを有する導電性
の起歪体91(起歪体91自体が電極部Dとなる)を設
けるようにして構成されており、前記電極部Dx+,D
x−,Dy+,Dy−と電極部Dとの間に電位差を与え
ている。即ち、電極部Dと電極部Dx+,電極部Dと電
極部Dx−,電極部Dと電極部Dy+,電極部Dと電極
部Dy−により、操作軸91aの傾倒によって静電容量
が変化する四個の可変コンデンサを形成させているので
ある。
【0004】また、このセンサーのプリント基板90に
は図9に示すような電子装置92を具備させてあり、こ
の電子装置92により、各可変コンデンサCx+,Cx
−,Cy+,Cy−の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。
【0005】したがって、上記操作軸91aの上端部を
前後・左右(X−X方向,Y−Y方向)に変位させると
各可変コンデンサCx+,Cx−,Cy+,Cy−の静
電容量が変化することとなり、その結果、操作軸91a
の変位(方向及び量)を電圧出力として取り出せる。
【0006】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、キーボード
KBの上壁から操作軸91aの上端部のみを突出させる
態様で組み込めばよく、静電容量の変化に伴う上記電圧
出力値の大小によりカーソルの移動速度や移動方向が決
定されるようにすればよい。
【0007】しかしながら、近年における薄型パーソナ
ルコンピュータ(所謂ノート型パソコン)は極めて薄い
ものであるから、上記のような比較的嵩の高いセンサー
をカーソル操作部として使用することは好ましくない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、非常に嵩の低い静電容量式センサーを提供すること
を課題とする。
【0009】
【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、非導電性の基板1上における仮想X・Y軸上
に電極部Dx+,Dx−,Dy+,Dy−を配置させる
と共に、電子回路の時定数の変化を用いて前記電極部D
x+,Dx−,Dy+,Dy−に発生する浮遊容量を検
出し得るようにしてあり、前記電極部Dx+,Dx−の
浮遊容量の差又は回路の時定数の差をこれと対応するX
軸方向の電圧値として、電極部Dy+,Dy−の浮遊容
量の差又は回路の時定数の差をこれと対応するY軸方向
の電圧値として、それぞれ取り出せるようにしてあるこ
とを特徴とする静電容量式センサー。
【0010】
【作用】この発明は次の作用を有する。
【0011】このセンサーでは、電極部Dx+,Dx
−,Dy+,Dy−上に何も物体がない場合には各電極
部に発生する浮遊容量は僅かである。
【0012】ここで、特定の電極部、例えば電極部Dx
+上に指を載せた場合には電極部Dx+上の浮遊容量は
大きくなり、電極部Dx+,Dx−の浮遊容量の差をこ
れと対応するX軸方向の電圧値として取り出せる。ま
た、電極部Dy+上に指を載せた場合には電極部Dy+
上の浮遊容量は大きくなり、電極部Dy+,Dy−の浮
遊容量の差をこれと対応するY軸方向の電圧値として取
り出せる。
【0013】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、ディスプレイに表示されるカーソルの
移動操作部として利用できる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の構成を実施例として示した
図面にしたがって説明する。
【0015】この実施例では、この発明の静電容量式セ
ンサーをノート型パソコンPCのディスプレイDP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、図
1に示すように、前記センサーの電極部Dx+,Dx
−,Dy+,Dy−をキーボードKBの上壁10(手段
の欄の基板1と対応する)に配置させると共に、前記電
極部Dx+,Dx−,Dy+,Dy−に発生する浮遊容
量をX軸,Y軸の電圧に変換する電子装置2を図3に示
す如くキーボードKBの内部に配置させ、更に、前記X
軸,Y軸の電圧をカーソルの移動方向及び移動速度を制
御するための信号に変換する制御回路4(図6参照)を
パソコン本体内に配置させている。
【0016】以下に、上記した主要構成について詳述す
る。〔電極部Dx+,Dx−,Dy+,Dy−について〕
極部Dx+,Dx−,Dy+,Dy−は具体的には図1
に示すように、キーボードKBの手前側中程であって図
2に示すように仮想X・Y軸上に配置されている。前記
電極部Dx+,Dx−,Dy+,Dy−はスクリーン印
刷又はプリント基板製造技術により形成されたものであ
り、電極表面は図2や図3に示すように、静電気による
電子装置2の破壊を防止するための絶縁シート3(テフ
ロン、PETフィルム等の合成樹脂で構成されている)
やレジスト等の絶縁膜で被ってある。〔電子装置2について〕 電子装置2は上記した如く各電
極部Dx+,Dx−,Dy+,Dy−に発生する浮遊容
量をこれと対応するX軸,Y軸の電圧値に変換するもの
であるが、前記電圧変換は図4に示す回路により実行さ
れるようにしてある。
【0017】図4の電子回路を採用した場合、電極部D
x+,Dx−,Dy+,Dy−に何も物体が存在してい
ないときには各電極部に発生する浮遊容量は極わずかで
ある。しかし、図2や図3に示す如く電極部Dx+,D
x−,Dy+,Dy−上に指をのせた場合には各電極部
Dx+,Dx−,Dy+,Dy−には指を介して大きな
浮遊容量(Csx+,Csx−,Csy+,Csy−)
が発生する。前記浮遊容量Csx+,Csx−,Csy
+,Csy−は指の位置により大きさが異なるが、通
常、指が電極部に近接している程、浮遊容量は大きくな
る。
【0018】尚、図4の電子回路の主要構成について説
明すると、C1,C2はR1=R2,R3=R4の場
合、浮遊容量Csx+と浮遊容量Csx−、又は浮遊容
量Csy+と浮遊容量Csy−が等しいときにも基準と
なる(ゼロ点)電圧を出力させるため(時定数を異なる
ようにするため)の固定容量であり、R5,C3とR
6,C3は、IC1,IC2から出力されるパルス電圧
(デジタル波形)を平滑し、アナログ電圧に変換するも
のである。
【0019】ここで、上記電子回路を採用することによ
り、X軸について、浮遊容量Csx+,Csx−の大き
さに応じた電圧出力が得られることを説明する。
【0020】電極部Dx+に発生する浮遊容量が大きく
なると時定数R1×〔(Csx+)+C1〕が大きくな
り、図4に示したC点でのパルス幅は大きくなり、した
がって、Vxの電圧は大きくなる。逆に、電極部Dx−
に発生する浮遊容量が大きくなると時定数R2×(Cs
x−)が大きくなり、図4に示したC点でのパルス幅は
小さくなり、したがって、Vxの電圧は小さくなる。ま
た、電極部Dx+,Dx−に発生する浮遊容量が共に大
きくなる場合は、浮遊容量Csx+と浮遊容量Csx−
との差によりC点でのパルス幅の変化の割合が決まる。
【0021】つまり、Csx+>Csx−の場合はVx
は大きくなる。Csx+<Csx−の場合はVxは小さ
くなる。
【0022】Csx+=Csx−の場合はVxは大きさ
はほとんど変化しない。なお、上記のことはY軸につい
ても同様のことが言える。〔制御回路4について〕 制御回路4は、図6に示す回路
が採用されており、上記した如くX軸,Y軸の電圧をカ
ーソルの移動方向及び移動速度を制御するための信号に
変換するものである。図6中、符号40はアンプ回路、
符号41はマイクロコンピュータ、符号42はバスマウ
ス、シリアルマウス又はPS/2マウス相等の信号であ
る。
【0023】この回路4により、Vx,Vyの出力はア
ンプ回路40を通して適当な電圧に増幅され、さらに、
マイクロコンピュータ41によりパソコンPCのディス
プレイに表示されるカーソルの移動方向及び移動速度を
制御できる信号に変換される。したがって、指先の位置
により直感的にパソコンPCのカーソル操作をすること
ができる。
【0024】尚、上記実施例の電極部の形状にかえて図
7に示す電極部Dx+,Dx−,Dy+,Dy−とすれ
ば、中央に感度の低い領域を設けることができる。ま
た、電極部の形状は円形を四分割した形状に限定される
ものではない。
【0025】そして、使用の目的により、図8に示すよ
うに、基板1の同一面に電極部Dx+,Dx−,Dy
+,Dy−及び電子装置2を配置するようにしてもよ
い。
【0026】
【発明の効果】上記した作用に記載した内容から、非常
に嵩の低い静電容量式センサーを提供できた。
【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
部としてパソコンのキーボードに装着したときの外観斜
視図。
【図2】前記静電容量式センサーの電極部等を示した平
面図。
【図3】前記電極部配置付近のキーボードの断面図。
【図4】前記電極部に発生する浮遊容量を電圧出力に変
換する電子装置の回路図。
【図5】図4の回路図におけるA点、B点での波形及び
C点でのパルス等を示す図。
【図6】前記電圧出力をカーソルの移動方向・速度を制
御するための信号に変換する回路図。
【図7】他の形状の電極部を示す平面図。
【図8】他の実施例の平面図。
【図9】先行技術の静電容量式センサーを示す断面図。
【図10】図9の静電容量式センサーに採用されている
電極部の平面図。
【符号の説明】 PC ノート型パソコン KB キーボード D 電極部 Dx+ 電極部 Dx− 電極部 Dy+ 電極部 Dy− 電極部 1 基板 2 電子装置 3 絶縁シート 10 上壁

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非導電性の基板(1)上における仮想X
    ・Y軸上に電極部(Dx+)(Dx−)(Dy+)(D
    y−)を配置させると共に、電子回路の時定数の変化を
    用いて前記電極部(Dx+)(Dx−)(Dy+)(D
    y−)に発生する浮遊容量を検出し得るようにしてあ
    り、前記電極部(Dx+)(Dx−)の浮遊容量の差又
    は回路の時定数の差をこれと対応するX軸方向の電圧値
    として、電極部(Dy+)(Dy−)の浮遊容量の差又
    は回路の時定数の差をこれと対応するY軸方向の電圧値
    として、それぞれ取り出せるようにしてあることを特徴
    とする静電容量式センサー。
JP415195A 1995-01-13 1995-01-13 静電容量式センサー Pending JPH08194578A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090187375A1 (en) * 2008-01-17 2009-07-23 Omron Corporation Touch sensor, method and program for controlling touch sensor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090187375A1 (en) * 2008-01-17 2009-07-23 Omron Corporation Touch sensor, method and program for controlling touch sensor

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