(57)【要約】【課題】静電誘導型エンコーダを用いたスライド操作装置を提供することを目的とする。【解決手段】スライド操作装置１は、一点鎖線で示されるケース体１１に覆われており、パネル２の裏面に取り付けられる。移動体１５は、ガイドシャフト１３，１４により案内支持されてスライド移動する。固定子基板１２には、長手方向に延在する固定子電極（励振電極と電位検出電極）２０が形成され、移動子基板１９には、固定子電極２０に静電結合される移動子電極（浮遊電極）２１が形成されている。移動子電極２１は、固定子電極２０と静電誘導で結合する電極であるので、ケース体１１からの配線を必要としない。【選択図】図１
2010043894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定体に対し、案内支持されてスライド移動する移動体を操作することにより、該移動体の操作に応じた信号を出力するスライド操作装置において、
励振電極及び電位検出電極を有する固定子基板と浮遊電極を有する移動子基板とを備える静電誘導型エンコーダを有し、
前記固定子基板は前記固定体に、前記移動子基板は前記移動体に、互いに対向して配置され、
前記励振電極に励振信号が供給されることにより前記電位検出電極間に誘起される電位に基づいて前記移動体の操作に応じた信号を出力する、
ことを特徴とするスライド操作装置。
【請求項２】
前記固定子基板と前記移動子基板との間に、相対向する間隔を一定に保つ間隔保持部材を有し、
前記移動体は、前記移動子基板を前記間隔保持部材を介して前記固定子基板に押さえつけるバネ部材を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のスライド操作装置。
【請求項３】
固定体に対し、案内支持されてスライド移動する複数の移動体を互いに独立して操作することにより、該各移動体の操作に応じた信号を出力するスライド操作装置において、
前記各移動体に対応する励振電極及び電位検出電極を有し、前記複数の移動体に対して共通の固定子基板と、浮遊電極を有し前記各移動体に対応した移動子基板とを備える静電誘導型エンコーダを有し、
前記共通の固定子基板は前記固定体に、前記各移動体に対応した移動子基板は前記各移動体に、互いに対向して配置され、
前記各移動体に対応する励振電極に励振信号が供給されることにより前記各移動体に対応する電位検出電極間に誘起される電位に基づいて前記各移動体の操作に応じた信号を出力する、
ことを特徴とするスライド操作装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電誘導型エンコーダを用いてスライド移動に応じた信号を出力するスライド操作装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ミキシング装置等のオーディオ装置において、複数チャンネルの音量レベル等を可変設定する操作子として、スライド操作装置（スライドボリューム、フェーダ）が用いられている。
ノブ（摘子）をユーザがスライド移動させることにより、ノブの位置に応じて音量等が設定される。一般的には、可変抵抗器が用いられ、移動体の位置に応じて抵抗値が変化する（特許文献１参照）。しかし、磨耗、湿気、ほこりなどにより、位置検出の精度が低下する。
【０００３】
そこで、最近では磁気スケール（磁気型エンコーダ）を用いたスライド操作装置も開発されている（特許文献２，３参照）。
このスライド操作装置は、固定側に配置された磁気スケールを移動体に配置された磁気抵抗センサで非接触読み取りをするものであり、可変抵抗器のような摩耗がない。しかし、磁性部材に着磁をする必要があるなどのため、高価となる。
また、いずれの従来例も、スライド移動に応じた信号は、移動体から取り出される。そのため、移動体から固定部へFPC（フレキシブルプリントケーブル）による配線が必要になる。そのため、高価であるとともに、信頼性が低い。
【０００４】
これらに対し、従来、静電誘導の原理を用いた静電型エンコーダ（以下、静電誘導型エンコーダという）が提案されている（特許文献４参照）。
図８は、静電誘導型エンコーダ１００の説明図である。
図８（ａ）において、固定子基板１０１と移動子基板１０２とは、所定の間隔ｄを保ち、互いの電極形成面が対向するようにして近接配置されている。移動子基板１０２は、固定子基板１０１の長手方向（図示左右方向）に移動する。
【０００５】
図８（ｂ）、図８（ｃ）は、図８（ａ）における対向面を開いたときの、移動子基板１０２、固定子基板１０１の平面図である。
まず、図８（ｃ）において、固定子基板１０１は、移動子基板１０２との対向面に、一対の励振電極１０３Ｕ，１０３Ｖ（ハッチングを付して図示している）が移動子基板１０２の移動方向に延在する。
加えて、図示の例では、上述した一対の励振電極１０３Ｕ，１０３Ｖの間に、電位検出電極１０４を有し、１０４Ａ〜１０４Ｄの４個を１組とし、長手方向に繰り返し配列され、各組における同一順序Ａ〜Ｄのものが共通に接続されて端子Ａ〜Ｄに接続されている。
これらの電位検出電極１０４は、長手方向に等間隔で配置され、長手方向に直交する方向（図示上下方向）に長尺の短冊状である。
【０００６】
励振電極１０３Ｕ，１０３Ｖの幅は、それぞれ、ｗ2，ｗ1（図示の例ではｗ2＝ｗ1）であり、電位検出電極１０４Ａ〜１０４Ｄの長辺の長さはｗ3である。
１０５は励振信号源、１０６は平衡型ドライバである。励振信号源１０５で発生する交流信号は、平衡型ドライバ１０６において、接地電位に対し平衡した互いに逆相の交流信号となり、端子Ｕ，Ｖを経て励振電極１０３Ｕ，１０３Ｖに供給される。
【０００７】
一方、図８（ｂ）に示す移動子基板１０２は、固定子基板１０１との対向面に、一対の浮遊電極１０７，１０８（ハッチングを付して図示している）を有する。
浮遊電極１０７，１０８は、接地電位点及びどの電極にも接続されていない電極であり、励振電極１０３Ｕ，１０３Ｖに励振信号が供給されることにより、これらに静電誘導結合されて、長手方向に交番する電位分布を発生する。
【０００８】
ここで、浮遊電極１０７，１０８は、基部１０７ａ，１０８ａと、これから伸びる複数本の櫛歯部１０７ｂ，１０８ｂとで構成される。
基部１０８ａ，１０７ａは、それぞれ励振電極１０３Ｖ，１０３Ｕと対向する。
浮遊電極１０７，１０８は、櫛歯部１０７ｂと櫛歯部１０８ｂとが交互に等間隔で配設されたものであって、交叉指状になる。
【０００９】
励振電極１０３Ｕ，１０３Ｖは、励振信号の時間変化に応じて電位が変化するが、いつでも反対極性に帯電する。以下の説明では、励振信号（角周波数ω）をある時点(t)で切り出した瞬時振幅を検討して、時間的変化のない直流信号として説明する。
励振電極１０３Ｕ，１０３Ｖに対向する浮遊電極１０７，１０８の基部１０７ａ，１０８ａには、対向電極の電荷と反対極性の電荷が誘導され、一方、浮遊電極の櫛歯部１０７ｂ，１０８ｂには、励振電極１０３Ｖ，１０３Ｕの電荷と同極性の電荷が分極される（浮遊電極の電荷総量は0である）。
【００１０】
その結果、移動子基板１０２において、長手方向（移動子基板１０２の移動方向）に、櫛歯部１０７ｂ（又は１０８ｂ）の繰り返し配列を単位として極性反転が繰り返し、図８（ｄ）に示す、正弦波で近似的に表される電位分布１０９が発生する。
固定子基板１０１における１組の電位検出電極１０４Ａ〜１０４Ｄは、上述した櫛歯部１０７ｂ（又は１０８ｂ）の繰り返し単位に対応して配置され、浮遊電極１０７，１０８により発生される電位分布１０９の１周期の長さの電位分布を検出する。
【００１１】
第１，第３番目の電位検出電極１０４Ａ，１０４Ｃは、端子Ａ，Ｃを経て差動増幅器１１０に供給され、第２，第４番目の電位検出電極１０４Ｂ，１０４Ｄは、端子Ｂ，Ｄを経て差動増幅器１１１に供給され、いずれも、電位検出電極間に誘起される電圧を出力する。移動子基板１０２が速度vで移動するとき、複素数空間でのベクトル角（位相角vt）が変化し、差動増幅器１１０の出力電圧（実数部）はＫcosvt・sinωt、差動増幅器１１１の出力電圧（虚数部）はＫsinvt・sinωtとなる。
差動増幅器１１０，１１１の出力を励振信号源１０５から出力される励振信号と乗算する同期検波をすると、電位分布１０９に対応した信号Ｋcosvt及びＫsinvtが出力される。これより、ベクトル角を求めることにより移動距離vtが得られる。
【００１２】
図８（ａ）に示した移動子基板１０２が、電位検出電極（１０４Ａ−１０４Ｂ）のピッチ間隔（p）を移動すると、差動増幅器１１０，１１１の出力を同期検波した信号は、９０度位相回転し、位相回転は４ピッチの移動で元の位相に戻る。
同期検波の後、例えば、位相分割回路にて逓倍処理（例えば、30倍）を行い、見かけ上の位置分解能を高めると、短周期のＡ相パルスとＢ相パルスという２相インクリメンタリ信号（30パルス／回転）が出力される。Ａ相パルスとＢ相パルスの位相の遅れ／進みにより、移動方向が識別される。その結果、パルス数を、移動方向に応じてアップダウン計数すれば、移動量の値が出力される。
上述した説明では、励振信号として交流を用いていたが、特許文献４によれば、直流信号でもよく、この場合、同期検波が不要となる。
上述した説明は、特許文献４の記載に基づいているが、静電誘導の原理を用いる静電型エンコーダであれば、図示とは異なる電極配置を採用してもよい。
【００１３】
この２相インクリメンタリ信号は、従来の、磁気スケールや光学的スケールを用いたインクリメンタル型エンコーダにおける、２相インクリメンタリ信号に相当する。
従って、従来のインクリメンル型エンコーダに関する技術を利用することにより、移動子基板１０２の、ある時点からある時点までの移動量を示すディジタル値を含む信号を出力することができる。さらに、移動子基板１０２が基準位置にあったときからこの移動量を累積加算することにより、基準位置からの移動距離、すなわち、移動子基板１０２の現在位置を示すディジタル値を含む信号を出力することができる。
【００１４】
上述した静電誘導型エンコーダをスライド操作装置に適用すれば、ノブを動かして移動する移動体の移動量を示すディジタル値を含む信号、あるいは、この移動体の現在位置を示すディジタル値を含む信号を出力できる。固定部と移動部との間は、原理的に非接触でよく、かつ、移動部から固定部へのケーブル配線が不要となる。
【００１５】
しかし、スライド操作装置はユーザがノブを操作するために、操作時に外力が加わる。そのために、固定子基板１０１と移動子基板１０２との間隔が変動すると、移動子基板１０２のスライド移動に応じた信号が変動するという問題がある。
一方、ユーザがノブに触れたことをタッチ検出し、タッチ検出信号により利用装置を制御する場合がある。この場合、移動体から出力される検出信号を固定体に供給するためにケーブルを用いてしまうと、ケーブルが不要という利点が失われるという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−２８７３４２号公報
【特許文献２】特開２００６−３３２０７４号公報
【特許文献３】特開２００７−２２７０５５号公報
【特許文献４】特開２００５−２２１４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本願発明は、静電誘導型エンコーダを用いたスライド操作装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、請求項１に記載の発明においては、スライド操作装置において、静電誘導型エンコーダを有し、その固定子基板は固定体に、その移動子基板は移動体に、互いに対向して配置され、励振電極に励振信号が供給されることにより電位検出電極間に誘起される電位に基づいて移動体の操作に応じた信号を出力するものである。
従って、電誘導方式の静電型エンコーダを用いることにより、移動体への配線が不要となる。
【００１８】
ここで、静電誘導型エンコーダの固定子基板は、移動子基板に対向して固定体に配置され、例えば、移動子基板との対向面に、長手方向に延在する一対の励振電極と、複数を１組とし、長手方向に繰り返し配列され、各組における同一順序のものが共通に接続された電位検出電極を有するものである。
また、静電誘導型エンコーダの移動子基板は、固定体に対向して移動体に配置され、固定子基板との対向面に、一対の励振電極と静電結合され、励振電極に励振信号が供給されることにより長手方向に交番電位分布を発生する一対の浮遊電極を有するものである。
長手方向の交番電位分布により、各組における異なる順序の電位検出電極間に誘起される電圧に基づいて、移動体の操作に応じた信号を出力する。
【００１９】
ここで、移動体の操作に応じた信号とは、典型的には、移動体及び移動子基板の移動量を示すディジタル値を含む信号、又は、移動体及び移動子基板の現在位置を示すディジタル値を含む信号である。
この場合、電位検出電極に誘起される信号を処理する機能、ディジタル値を演算する機能等を実現する、ハードウエア回路、ディジタル信号処理装置（DSP）、マイクロコンピュータ（CPU）等を、スライド操作装置内に含む。
さらには、本スライド操作装置が、利用装置における特定の制御パラメータ（例えば、音量レベル）の調整に用いるものであれば、移動体の操作に応じた信号は、この特定の制御パラメータの値を示す信号であってもよい。
【００２０】
一方、上述した機能の少なくとも一部を本スライド操作装置の外に設けるのであれば、移動体の操作に応じた信号とは、電位検出電極の出力信号そのもの、差動出力信号、同期検波出力信号、位相分割（逓倍）出力信号（２相インクリメンタリ信号）等である。
また、励振信号を供給する回路は、本スライド操作装置の内または外の、いずれに設けてもよい。
【００２１】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載のスライド操作装置において、固定子基板と移動子基板との間に、相対向する間隔を一定に保つ間隔保持部材を有し、移動体は、移動子基板を間隔保持部材を介して固定子基板に押さえつけるバネ部材を有するものである。
移動体を固定体に対して支持されつつスライド移動する際、固定子基板、移動子基板は、間隔保持部材を介した接触状態で摺動する。そのため、この間隔保持部材は、高密度ポリエチレンなど、低摩擦、高耐磨耗性材料が適している。
【００２２】
上述した間隔保持部材は、例えば、固定子基板、移動子基板の少なくとも一方の、相対向する電極形成面に被着された絶縁性薄膜である。この絶縁性薄膜は、電極の保護カバ−となる。また、移動体がまっすぐにスライド移動しない場合があっても、励振電極及び電位検出電極と浮遊電極とが接触することによる誤動作や故障を防げる。
上述した固定子基板は、多層プリント基板とすることができる。上述した励振電極と電位検出電極とを、この多層プリント基板の内層に形成し、表層基板を、上述した絶縁性薄膜として機能させてもよい。
上述した間隔保持部材は、固定子基板、移動子基板の少なくとも一方の、相対向する電極形成面に形成されるものの、電極が形成されていない領域に形成されてもよい。この場合、導電体部材でもよい。
【００２３】
上述した移動体は、操作用摘子を有し、前記固定子及び前記移動子は、前記移動方向と前記操作用摘子の押下方向とがなす平面に垂直な方向に、互いに対向して配置されてもよい。
その結果、操作用摘子が強く押圧されたときにも、前記固定子及び前記移動子間の間隔が変化しないから、センサ信号の影響を与えない。
【００２４】
上述した移動体は、タッチ電極を備えた操作用摘子と、前記タッチ電極と前記浮遊電極との間を電気的に接続する導体を有し、前記固定子基板の励振電極と励振信号電源との間にタッチ検出回路を設け、該タッチ検出回路により、タッチ電極と接地電位との静電容量の変化を検出することにより、前記操作用摘子への人体の接近を検出するタッチ検出回路を設けてもよい。
従って、操作用摘子への人体の接近を、移動体のタッチ電極への配線がなくても検出できる。その結果、タッチ検出ンサを併設しても、誘導型エンコーダの利点を損なわない。
タッチ検出用の励振信号源と、静電誘導型エンコーダの励振信号源と共用できる。
タッチ検出のための検出機能、例えば、分圧用抵抗器、整流・平滑、レベル比較等を実現する回路、DSP、CPU等は、本スライド操作装置の内または外の、いずれに設けてもよい。
【００２５】
請求項３に記載の発明においては、スライド操作装置において、各移動体に対応する励振電極及び電位検出電極を有し、複数の移動体に対して共通の固定子基板と、浮遊電極を有し各移動体に対応した移動子基板とを備える静電誘導型エンコーダを有し、共通の固定子基板は固定体に、各移動体に対応した移動子基板は各移動体に、互いに対向して配置され、各移動体に対応する励振電極に励振信号が供給されることにより各移動体に対応する電位検出電極間に誘起される電位に基づいて各移動体の操作に応じた信号を出力するものである。
従って、固定子基板における各移動体に対応した励振電極と電位検出電極とを、一括して形成できるから、コストが低下する。
励振電極については、隣接する移動体に対して共通の電極にすることもできる。
ここで、各移動体の操作に応じた信号とは、上述した請求項１に記載の移動体の操作に応じた信号と同様に、本スライド操作装置に持たせる機能に応じて異なるものとなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、静電誘導方式の静電型エンコーダを用いることにより、移動体への配線が不要となるため、FPC等を用いた配線による信頼性の低下がないという作用効果がある。
その結果、安価で信頼性の高いタッチセンス付スライド操作装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施形態の主要構造を示す説明図である。図１（ａ）は右側面図、図１（ｂ）は底面図である。構造の細部は図示を省略している。
このスライド操作装置１は、背景技術で引用した特許文献２，３に記載の磁気スケールを用いたものと基本的には変わらない。
スライド操作装置１は、一点鎖線で示されるケース体（固定体）１１に覆われており、図示しないパネル２の裏面に取り付けられる。ケース体１１は、例えば、左側面を底面とする箱状フレームの右側面にカバーを被せた形状である。
【００２８】
ケース体１１の前後面には、ガイドシャフト１３，１４が上下並行して固定されている。ガイドシャフト１３，１４に平行に、長尺の固定子基板１２が取り付けられている。ガイドシャフト１３，１４は丸棒でも角棒でもよい。
移動体１５は、例えば、合成樹脂の成型品であり、その前後面となるガイド保持部１５ａ、１５ｂに形成された保持孔１６ａ，１６ｂに、各ガイドシャフト１３，１４が挿通されている。
【００２９】
移動体１５には、ノブ装着部１７が取り付けられ、これは例えば金属製であり、パネル２のスリットを通してその上端にノブ（摘子）１８が装着されている。移動体１５には、また、移動子基板１９が取り付けられている。
移動体１５は、ケース体１１に対し、上述したガイドシャフト１３，１４により案内支持されてスライド移動する。
【００３０】
図１（ｂ）に示されるように、固定子基板１２と移動子基板１９とは、ケース体１１の側面に並行であり、互いに対向して配置される。
固定子基板１２には、移動子基板１９と対向する面に、長手方向に延在する固定子電極２０（図８の励振電極１０３Ｕ，１０３Ｖと電位検出電極１０４Ａ〜１０４Ｄ）が形成されている。
一方、移動子基板１９には、固定子基板１２と所定間隔をあけた対向面に、固定子電極２０に静電結合される移動子電極２１（図８の浮遊電極１０７，１０８）が形成されている。
移動子電極２１は、固定子電極２０と静電誘導で結合する電極であるので、ケース体（固定部）１１からの配線を必要としない。
【００３１】
励振信号を供給する回路（励振信号源、平衡型ドライバ等）、固定子電極２０（図８の電位検出電極１０４Ａ〜１０４Ｄ）に誘起される信号を処理する機能（例えば、差動増幅、同期検波、位相分割（逓倍）、パルス計数）、ディジタル値を演算する機能（例えば、移動距離算出）等を実現する、ハードウエア回路、DSP、CPU等を、スライド操作装置内に設ける場合、これらは、固定子基板１２上に実装してもよいし、スライド操作装置内の他の回路基板上に実装してもよい。
【００３２】
固定子基板１２と移動子基板１９とは、例えば、プリント基板であり、固定子電極２０，移動子電極２１は、従来の配線パターン形成と同様の方法で、ガラスエポキシ基板等の面上に銅薄板の電極パターンが形成される。
電極パターンは、他の回路パタ−ンと一括して形成できるから、安価なスライド操作装置が得られる。
なお、固定子基板１２と移動子基板１９とは、薄いフィルムの表面に電極及び配線のパターンを形成したものでもよい。電極及び配線のパターンが形成されたフィルムを、堅い基板に貼着等の方法で固着すれば、機械的強度が得られる。
【００３３】
ユーザがノブ１８をつかみ、移動体１５をケース体１１に対して長手方向の前後にスライド移動させる操作をすると、移動体１５は、ガイドシャフト１３，１４に案内されて長手方向に移動するために、固定子基板１２と移動子基板１９とは、正対している間隔を一定に保持しつつ移動する。
固定子基板１２と移動子基板１９とは、ケース体１１の側面に並行し、前後の移動方向とノブ１８の垂直押下方向とがなす平面に垂直な方向に、互いに対向するように配置されている。
その結果、ノブ１８が垂直に押圧されたときに、仮にガイドシャフト１３，１４が撓んで上下動しても、固定子基板１２と移動子基板１９との間隔に影響しない。従って、基板間の静電誘導（静電容量）が変化しない。
従って、スライド移動に応じた信号が安定的に出力される。その結果、誤動作や後検出の少ないスライド操作の検出ができる。
【００３４】
図２は、本発明の第２の実施形態の主要構造を示す説明図である。図２（ａ）は右側面図、図２（ｂ）は底面図である。図中、図１と同様な部分には同じ符号を付している。
この実施形態は、図１に示したものとは、固定子電極の実装方法が異なる。
固定子基板として、多層基板３１を用い、その内層、例えば、２層目に固定子電極（図８の励振電極１０３Ｕ，１０３Ｖと電位検出電極１０４Ａ〜１０４Ｄ）３２を形成したものである。
移動体１５は、図１と同様に、固定子基板１２と移動子基板１９との相対向する間隔を一定に保つてスライド移動する。
固定子電極３２は、多層基板３１の内部に埋め込まれ、多層基板３１の絶縁表層が絶縁性薄膜となって、外環境から保護される。また、回路配線は、多層基板の表層又は他層に形成することができる。
【００３５】
図３は、本発明の第３の実施形態の主要構造を示す説明図である。図３（ａ）は底面図、図３（ｂ）は底面図の要部拡大図である。図３（ｃ）はバネ部材４４の斜視図、図３（ｄ），図３（ｅ）はその代替例の斜視図である。図３（ｆ）は変形例の説明図である。
図中、図１と同様な部分には同じ符号を付している。
この実施形態は、図１に示したものとは、固定子電極、移動子電極の実装が異なる。
固定子基板４１に窪み４１ａが形成されている。この窪み４１ａの底面上に、固定子電極４２のパターンが形成され、その上に、合成樹脂による絶縁性薄膜（間隔保持部材）４３（点状の模様を付して図示している）が形成されている。
【００３６】
絶縁性薄膜４３は、固定子基板４１及び固定子電極４２とともに２色成型で実現する。あるいは、固定子電極４２が形成された窪み４１ａに溶融状態の絶縁性薄膜４３を流し込んだり塗布したりした後に固化させてもよい。また、固定子電極４２が形成された窪み４１ａに絶縁性薄膜４３を粘着層で貼着したり、熱溶着させたりしてもよい。絶縁性薄膜４３としては、高密度ポリエチレン膜を用いることができる。
【００３７】
固定子電極４２上に絶縁性薄膜４３を貼着又は溶着する場合は、個々の電極間に空気層が存在すると貼着又は溶着が不均一になる。そのため、電極の隙間に、樹脂を埋め込んで電極形成面を平滑にしてから絶縁性薄膜を貼着又は溶着すればよい。
なお、上述した説明では、固定子基板４１に窪み４１ａを設けていた。しかし、窪み４１ａのない平坦面上に、上述した固定子電極４２及び絶縁性薄膜４３を形成してもよい。
【００３８】
一方、移動体１５のガイド保持部１５ａ，１５ｂ間に移動子基板保持部１５ｃを設け、この移動子基板保持部１５ｃの固定子基板４１との対向面に、バネ部材４４を設け、このバネ部材４４を介して移動子基板４５を設ける。バネ部材４４は圧縮バネ（加圧バネ）である。
移動子基板４５には、固定子基板４１と対向する面に移動子電極４６を形成する。移動子基板４５と移動子電極４６の基本構造は、図８の移動子基板１０２、浮遊電極１０７，１０８と同様である。
【００３９】
この実施の形態では、移動子基板４５の図示下面に移動子電極４６のパターンが形成され、その下に絶縁性薄膜（間隔保持部材）４７（点状の模様を付して図示している）が形成され、先に述べた固定子側の絶縁性薄膜（間隔保持部材）４３に接する。絶縁性薄膜４７は、絶縁性薄膜４３と同様の方法で形成する。
移動体１５が移動するとき、絶縁性薄膜４３の図示上面が摺動面となる。
【００４０】
絶縁性薄膜４３と絶縁性薄膜４７とは、固定子基板４１と移動子基板４５との間隔（正確に言えば、固定子電極４２と移動子電極４６との電極間隔である）に介在し、間隔を一定に保つことから間隔保持部材といえる。
バネ部材４４は、移動体１５がスライド移動するときも、移動子基板４５を、絶縁性薄膜４３，４７を介して、固定子基板４１に押さえつける。
その結果、スライド移動に応じた信号が安定的に出力され、誤動作や誤検出の少ないスライド操作の検出ができる。
また、バネ部材４４は、移動体１５を操作する際に、適度な摩擦力を得ることに寄与する。
【００４１】
上述した絶縁性薄膜４３、絶縁性薄膜４７は、摩擦係数の小さいものがよい。例えば、高密度ポリエチレン膜を使用する。また、固定子電極４２と移動子電極４６との間の静電誘導（静電容量）を大きくするため、薄膜（例えば、20［μm］厚）にする。材質としても誘電率の大きな材料が望ましい。なお、移動子電極４６、固定子電極４２の高さは、例えば、約12［μm］である。
【００４２】
図３（ｃ）に示すバネ部材４４は、金属性の円筒状弾性体を扁平円筒形状に変形したもの、あるいは、弾性を有する合成樹脂を扁平円筒形状に成型したものであり、板バネの一種である。
バネ部材４４は、移動子基板保持部１５ｃと移動子基板４５に対し、長手方向に直交する一直線で接触する。
なお、図示されていないが、バネ部材４４が、移動子基板保持部１５ｃや移動子基板４５から離れたり外れたりしないようにする係留部材を設けておく。
【００４３】
図３（ｄ）に示すバネ部材４４’は、長手方向の前後端が湾曲面を有し、この前後端以外は平坦で、上面と下面とが平行である。移動子基板保持部１５ｃと移動子基板４５に対し、長手方向に直交する２直線で接触する。円筒状金属弾性体を加工や合成樹脂の成型で実現できる。
図３（ｅ）に示すバネ部材４４”は、長手方向の中間で長手方向に直交する方向を軸にして湾曲面を形成した板バネである。バネ部材４４”は、移動子基板保持部１５ｃに対し、長手方向に直交する１直線で接触し、移動子基板４５に対し、長手方向に直交する２直線で接触する。板状金属弾性体の加工や合成樹脂の成型で実現できる。
【００４４】
バネ部材４４”のさらなる変形例として、バネ部材４４”の形状にさらに加えて、長手方向に直交する方向の中間（中央）で長手方向を軸としても湾曲面を形成した板バネとしてもよい。
この場合、バネ部材４４”は、移動子基板保持部１５ｃに対し、バネ部材の中央点で接触し、移動子基板４５に対し、バネ部材の四隅の点で接触する。
上述したバネ部材４４，４４’，４４”は板バネ系であって、高さが低くても大きなバネ押圧力を得ることができる。
【００４５】
なお、図３に示す絶縁性薄膜４３，４７のうち、一方、例えば、４７を省略した構造でもよい。このようにして、固定子基板４１（固定子電極４２の形成面）と移動子基板４５（移動子電極４６の形成面）とを、もう一方の絶縁性薄膜４３を介在させて移動しても、絶縁性薄膜４３が間隔保持部材となり、バネ部材４４が絶縁性薄膜４３を介して移動子基板４５を固定体基板４１に押圧する。
一方、図２に示した実施形態において、固定子電極３２と移動子電極２１との間に、多層基板３１の表層が介在している。従って、この表層を図３に示した絶縁性薄膜４３の代わりとすることができる。すなわち、図３の移動子基板保持部１５ｃとバネ部材４４を用いて、図２に示した移動子基板１９を多層基板３１に押し付けることができる。
【００４６】
図３（ｆ）は、変形例を正面図（図３（ａ）の左側から見た図）として示す説明図である。固定子基板１２と移動子基板４５との間隔を保持するために、絶縁性薄膜（間隔保持部材）４３，４７に代えて、スペーサ（間隔保持部材）４８（点状の模様を付して図示している）を用いる。
固定子基板１２において、固定子電極２０を間にして、その上方と下方に一対のスペーサ４８が形成されている。スペーサ４８の厚さは、固定子電極２０の厚さと移動子電極２１の厚さとを加えたものよりも大きくする。
バネ部材４４は、一対のスペーサ４８を介して、移動子基板４５を固定子基板１２に押さえ付ける。
従って、移動子１５がスライド移動する際、固定子基板１２と移動子基板４５との間隔（固定子電極２０と移動子電極２１との間隔）が安定する。
スペーサ４８は、絶縁性でなくてもよいが、摩擦係数の小さい、高密度ポリエチレンがよい。
【００４７】
図４は、本発明の第４の実施形態の主要構造を示す、図３（ｂ）と同様な底面図の要部拡大図である。図中、図１と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。
５１はノブ（摘子）であり、その表面を金属メッキするなどしてタッチ電極５１ａとしている。
このタッチ電極５１ａは、ノブ５１への人の接触を検出するために、タッチ電極５１ａと接地電位間の静電容量の変化を検出する。タッチ電極５１ａは、導線等の導体５２により、移動子基板５３の図示しないタッチ電極端子に接続され、このタッチ電極端子は、スルーホール（導体）５４により移動子電極５５（図５では浮遊電極１０７）に接続される。固定子電極５６には、図５を参照して後述するタッチ検出回路が接続される。移動子電極５５と固定子電極５６との間の結合は、静電結合（コンデンサ）によるものであり、移動子基板と固定子基板との間に配線が不要である。
【００４８】
上述したノブ装着部１７、移動子基板保持部１５ｃを金属板等の導電性構造体とし、これらを接触させるか一体化すれば、導体５２の一部となる。さらに、バネ部材４４を導電性金属材料で形成すれば、これも導体５２の一部になる。
図示の例は、図３に示した実施形態を前提構成としてタッチ検出機能を付加したものである。しかし、図１，図２に示した実施形態を前提構成として、同様な構造を備えたタッチ検出機能を付加することができる。
【００４９】
図５は、図４におけるタッチ検出回路の説明図である。
図５（ａ）はタッチ検出回路、図５（ｂ）は、タッチ検出原理の説明図である。
図中、図４、図８と同様な部分には同じ符号を付している。具体的な数値を例示して説明するが、実測値に基づく数値ではない。
図５（ａ）において、６１はユーザの指であり、接地電位点（大地）に対し、200［pF］の静電容量を有する。タッチ電極５１ａに指を触れていないとき、タッチ電極５１ａと接地点との間に60［pF］の浮遊容量がある。
図示の例では、タッチ電極５１ａを導体５２、スルーホール（導体）５４により浮遊電極１０７に接続している。この浮遊電極１０７の基部１０７ａに励起電極１０３Ｕが対向する。励起電極１０４と平衡型ドライバ１０６との間には、抵抗器６２が挿入されている。
【００５０】
図５（ｂ）において、励振信号源１０５の周波数を1［MHz］、実効値を5［V］とし、浮遊電極１０７と励起電極１０３Ｕとの間の静電容量を40［pF］、抵抗器６２の抵抗値を50［kΩ］とする。ユーザの指６１がタッチ電極５１ａに触れたとき、タッチ電極５１ａと接地点との間の等価容量６３は、33.3［pF］となり、抵抗器６２と等価容量６３との結合点の分圧電圧Vcは、約0.475［V］となる。
これに対し、ユーザの指６１がタッチ電極５１ａに触れていないとき、タッチ電極５１ａと接地点との間の等価容量６３は、24［pF］となり、分圧電圧Vcは、約0.658［V］となる。従って、0.183［V］の電位差がある。
【００５１】
図５（ａ）に示すタッチセンサ用回路では、分圧電圧Vcを直流カット用コンデンサ６４を通して、整流・平滑部６５で直流電圧に変換し、レベル比較部６６にて閾値と比較すれば、ユーザの指６１がタッチ電極５１ａに触れたことが、出力電圧の変化により検出される。この出力を、タッチ検出により制御する対象のブロックに供給する。
図３を参照して説明した、バネ部材４４と間隔保持部材（絶縁性薄膜４３，４７、又は、スペーサ４８）は、浮遊電極１０７と励起電極１０３Ｕとの間の静電容量の安定化に有効である。
なお、タッチ電極５１ａは露出している必要はなく、絶縁層に覆われていてもよい。この場合、絶縁層の静電容量が直列に挿入される。
【００５２】
上述した説明では、図５（ｂ）に示したように、等価容量６３と抵抗器６２との直列回路の分圧電圧Vcを検出していた。
または抵抗器６２をコンデンサに置き換えて、分圧電圧Vcを検出してもよい。
上述した説明では、タッチ検出用に、静電誘導型エンコーダの電極を利用していた。これに代えて、タッチ検出専用の静電結合用電極を、移動子基板と固定子基板とに形成してもよい。また、タッチ検出用に専用の励振信号源を用いてもよい。
【００５３】
抵抗器６２、直流カット用コンデンサ６４、整流・平滑部６５、レベル比較部６６等は、スライド操作装置内の回路基板に設けてもよいが、スライド操作装置の外の回路基板に設けてもよい。整流・平滑部６５、レベル比較部６６は、ハードウエア回路で実現してもよいし、波形信号をA/D変換してディジタル値に変換した後、DSP、CPUで実現してもよい。
【００５４】
図６は、本発明の第５の実施形態の８ch（チャンネル）スライド操作装置７０の要部構造を示す説明図である。図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）は固定子基板７２上に形成される固定子電極の一部分について、変形例を示す説明図である。
図中、図１と同様な部分には同じ符号を付している。
この実施形態は、複数チャンネルのスライド操作装置を一体化したものである。各チャンネルの固定子基板を一体化することにより、製造コストを下げることができる。これまでの実施形態と同様に、静電誘導型エンコーダを使用するため、移動子基板と固定子基板とを接続するケーブルが不要である。
この実施の形態では、共通の固定子基板を用いる関係上、ノブ３６の押圧方向に移動子基板と固定子基板とが対向する。そのため、ノブを押圧したときも、両基板の間隔が変化しないような構造にしている。
【００５５】
図６においては、固定子電極（励振電極、電位検出電極）の図示を省略している。
ケース体７１は、固定子基板７２を覆うように取り付けられ、固定子基板７２と一体化される。
各チャンネルの励振信号を供給する回路、各チャンネルの電位検出電極に誘起される信号を処理する機能、ディジタル値を演算する機能、タッチ検出のための検出機能等を実現する、ハードウエア回路、ディジタル信号処理装置（DSP）、マイクロコンピュータ（CPU）等を、８chスライド操作装置７０内に設ける場合、これらは、固定子基板７２に実装してもよいし、この装置内の他の回路基板に実装してもよい。
【００５６】
ケース体７１は、矩形の上面板７１ａの４辺が直角に山折りされて、前面板７１ｂ、後面板７１ｃ、右側面板７１ｄ、左側面板７１ｅを有する箱状に形成されたものである。前面板７１ｂに付された一点鎖線は、チャンネルの境界を示す。
上面板７１ａには、８本のスリット７４が設けられ、このスリット７４、さらに図示しないパネルにある同様のスリットの上面に移動体７５のノブ装着部８２ｃを上面に出し、ノブ７６を装着する。この図では、部分的に上面板７１ａを切り欠いて、第２chの移動体７５が見えるように図示した。スリット７４の数からもわかるように、この図６では４つのみ図示し、他の４つは省略した図としている。従って、図６は、８chスライド操作装置７０として示されている。
【００５７】
前面板７１ｂの一部が谷折りされて取付部７１ｆ，７１ｇとなる。後面版７１ｃにも同様の取付部を有し、これらの取付部の孔にネジ７８を通すことにより、ケース体７１と固定子基板７２とが一体化される。
取付部７１ｆ，７１ｇは、右側面板７１ｄ、左側面板７１ｅに設けないようにしたので、固定子基板７２を横に延長し、複数個の８ch用のケース体７１を横に隣接して配設することができ、その結果、チャンネルの総数を8の倍数にすることができる。
上面板７１ａにはネジ孔７３が設けられ、この８chスライド操作装置７０を図示しないパネル面の裏側にネジ止めする。
【００５８】
この実施形態では１本のガイドシャフト７７を用い、移動体７５の底面が固定子基板７２の上を摺動する。
移動体７５は、固定子基板７２とガイドシャフト７７とに案内されてスライド移動し、
最も手前側に移動したときの位置（厳密に言えば、図７のガイド保持部８１ａの位置）は７５’にある。ガイドシャフト７７の前端部７７ａは、前面板７１ｂのシャフト固定孔に挿通され、カシメ等の方法で固定される。図示しないガイドシャフト７７の後端部についても同様に、後面板７１ｃに固定される。ガイドシャフト７７の断面は、円形、楕円形、矩形、いずれでもよく、後の２者は、移動体７５がガイドシャフト７７を中心にして回動しない。
【００５９】
移動体７５はチャンネル毎に設ける。しかし、固定子基板７２はすべてのチャンネルに共通であり、各チャンネルの固定子電極が、チャンネル毎に設けられ、配列されている。
従って、固定子基板７２をプリント基板とし、固定子電極は、全てのチャンネル分を１枚のプリント基板に一括形成できる。１つのチャンネルにおいて、図８に示したように、スライド方向に２本の励振電極１０３Ｕ，１０３Ｖと、複数の電位検出電極１０４Ａ〜１０４Ｄとからなる１組の固定子電極が配列される。従って、８chスライド操作装置７０としては、８組の固定子電極が隣接して配列される。
【００６０】
この場合、図６（ｂ）に示すように、励振電極を、隣接するチャンネル、図示の例では、ch1とch2との間で共有することもできる。
すなわち、隣接チャンネルの励振電極７９Ｖ，７９Ｕ（ハッチングを付して図示している）については、その幅を図８の励振電極１０３Ｖ，１０３Ｕの幅（w2＝w1とする）の２倍以上とし、その幅を隣接するチャンネルで分け合う。端のチャンネル、例えばch1の端の励振電極１０３Ｕの幅については、図８の励振電極１０３Ｕと同じでよい。
一方、各チャンネルの移動子電極８９（図７）については、図８に示した浮遊電極１０７，１０８と同じでよい。
【００６１】
その結果、8chの場合、励振電極７９Ｕ，７９Ｖの総数が16本から9本に減少する。
ただし、ch1では、図示左側が励振電極１０３Ｕ、右側が励振電極７９Ｖとなるのに対し、ch2では、図示左側が励振電極７９Ｖ、右側が励振電極７９Ｕとなる。その結果、励振信号の極性が隣接するチャンネル間で逆になり、図８（ｄ）に示した電位分布１０９の極性も反転する。そのため、この点を考慮して、電位検出電極１０４Ａ〜１０４Ｄ（横線のハッチングを付して図示している）間に誘起される電圧を取り扱う。
【００６２】
図７は、図６に示した移動体７５の構造を示す説明図である。図７（ａ）は組立構造図、図７（ｂ）は右側面拡大図である。
移動体７５の細部に、新たに符号を付けている。
８１は本体部であり、右側面から見てＨ型になっている。移動体７５の移動方向の前後方にガイド保持部８１ａ，８１ｂを有し、ガイド保持部８１ａ，８１ｂは、底面から所定の高さに形成された移動子保持板８１ｃにより前後に連結されている。
ガイド保持部８１ａ，８１ｂには、移動子保持板８１ｃより上に、保持孔８６ａ，８６ｂが形成され、図６に示したガイドシャフト７７が挿通される。８５は、ネジ８３の取付孔である。
【００６３】
８２はノブ連結部であり、基板８２ａの左横から連結板８２ｂが立設され、その上端がノブ装着部８２ｃとなる。基板８２ａを本体部８１の移動子保持板８１ｃの裏面に合わせ、移動子保持板８１ｃの取付孔８５の上方からネジ８３を挿入し、ノブ連結部８２ａに形成されたネジ孔８４にねじ込むことにより、ノブ連結部８２と本体部８１とを一体化する。
本体部８１は例えば、合成樹脂の成型品であり、ノブ連結部８２は、例えば、金属板金である。
ノブ連結部８２の基板８２ａの下に、バネ部材８７が設けられ、その下に、移動子基板８８が置かれている。
【００６４】
図７（ｂ）に示すように、移動子基板８８の下面に、移動子電極８９（図８の浮遊電極１０７，１０８）、絶縁性薄膜（間隔保持部材）９０（点状の模様を付して図示している）が形成されている。これらの部材は、前後をガイド保持部８１ａ，８１ｂにより位置規制されるため、移動体７５の構成部品として、本体部８１とともに移動する。
一方、固定子基板７２の固定子電極９１の上に絶縁性薄膜（間隔保持部材）９２（点状の模様を付して図示している）が形成され、絶縁性薄膜９０又はガイド保持部８１ａ，８１ｂの底面と接触している。図示の絶縁性薄膜９２は、チャンネル毎に分離されているが、全チャンネルにわたって連続したものでもよい。
基板８２ａの下にあるバネ部材８７は、移動子基板８８を絶縁性薄膜９０、９２を介して固定子基板７２に押し付ける。その結果、移動体７５は、移動子基板８８と固定子基板７２との間隔を一定に保持された状態で直線移動する。
【００６５】
図７（ａ）に示すバネ部材８７は、弾性を有する金属線材であり、折り曲げられて４辺を有するリング状の加圧バネである。
スライド移動方向に対し側辺となるバネ部材８７の２辺には、中央点８７ａが突き出るように形成され、基板８２ａに接触する。スライド移動方向の前後となるバネ部材８７の辺８７ｂは、直線状であり、移動子基板８８の上面に接触する。バネ部材８７に代えて、図３（ｃ）〜図３（ｅ）に示したバネ部材４４，４４’，４４”を用いてもよい。
なお、図６、図７に示した移動体７５の構造と固定子基板７２の構造、及び、相互の関係は、単一チャンネルのスライド操作装置においても適用できる。
【００６６】
図６、図７を参照した説明では、固定子基板７２と移動子基板８８との間を、絶縁性薄膜９０，９２を用いて一定に保持する構造を前提に説明した。
固定子基板７２を図２に示した多層基板３１として、多層基板の表層を間隔保持部材としてもよい。この場合、多層基板の表層は全チャンネルに共通の絶縁性薄膜９２とすることができる。
また、図３（ｆ）に示したスペーサ４８を間隔保持部材としてもよい。
また、ガイドシャフトを２本として、移動体７５が固定子基板７２側に接触しないようにしてスライド移動させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のスライド移動装置は、オーディオ装置の音量レベル等の設定値を入力するためのスライド操作装置に適している。手動操作を前提としているが、電動モータを併設し、移動体をモータ駆動することもできる。
その他、工作機械などにおいて、設定値入力装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施形態の主要構造を示す説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の主要構造を示す説明図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の主要構造を示す説明図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の主要構造を示す、底面図の要部拡大図である。
【図５】図４に示したタッチ検出回路の説明図である。
【図６】本発明の第５の実施形態の８chスライド操作装置の要部構造を示す説明図である。
【図７】図６に示した移動体の構造を示す説明図である。
【図８】静電誘導型エンコーダの説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…スライド操作装置、２…パネル、１１…ケース体（固定対）、１２…固定子基板、１３，１４…ガイドシャフト、１５…移動体、１５ａ，１５ｂ…ガイド保持部、１５ｃ…移動子基板保持部、１６ａ，１６ｂ…保持孔、１７…ノブ装着部、１８…ノブ、１９…移動子基板、２０…固定子電極、２１…移動子電極、
３１…多層基板（固定子基板）、３２…固定子電極、
４１…固定子基板、４２…固定子電極、４３…絶縁性薄膜（間隔保持部材）、４４，４４’，４４”…バネ部材、４５…移動子基板、４６…移動子電極、４７…絶縁性薄膜（間隔保持部材）、４８…スペーサ（間隔保持部材）、
５１…ノブ、５１ａ…タッチ電極、５２…導体、５３…移動子基板、５４…スルーホール（導体）、５５…移動子電極、５６…固定子電極、
６１…指、６２…抵抗器、６３…等価容量、６４…直流カット用コンデンサ、６５…整流・平滑部、６６…レベル比較部、
７０…８chスライド操作装置、７１…ケース体、７１ａ…上面板、７１ｂ…前面板、７１ｃ…後面版、７１ｄ…右側面板、７１ｅ…左側面板、７１ｆ，７１ｇ…取付部、７２…固定子基板、７３…ネジ孔、７４…スリット、７５，７５’…移動体、７６…ノブ、７７…ガイドシャフト、７７ａ…前端部、７８…ネジ、７９Ｕ，７９Ｖ…励振電極、
８１…本体部、８１ａ，８１ｂ…ガイド保持部、８１ｃ…移動子保持板、８２…ノブ連結部、８２ａ…基板、８２ｂ…連結板、８２ｃ…ノブ装着部、８３…ネジ、８４…ネジ孔、８５…取付孔、８６ａ，８６ｂ…保持孔、８７…バネ部材、８７ａ…中央点、８７ｂ…前後辺、８８…移動子基板、８９…移動子電極、９０…絶縁性薄膜（間隔保持部材）、９１…固定子電極、９２…絶縁性薄膜（間隔保持部材）、
１００…静電誘導型エンコーダ、１０１…固定子基板、１０２…移動子基板、１０３Ｕ，１０３Ｖ…励振電極、１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄ…電位検出電極、１０５…励振信号源、１０６…平衡型ドライバ、１０７，１０８…浮遊電極、１０７ａ，１０８ａ…基部、１０７ｂ，１０８ｂ…櫛歯部、１０９…電位分布、１１０，１１１…差動増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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