(57)【要約】【課題】少ない検出電極数でスライド操作量および方向の検出を可能とする静電スライド入力装置を提供する。【解決手段】スライド操作される方向に長尺状に形成された電極１００と、電極１００を支持して固定するベース２００と、電極１００をスライド操作される側から覆い、電極１００の長尺状方向に高低差を有してベース２００上に固定する、誘電体で形成されたカバー３００と、を有して構成する。【選択図】図１
2011044071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スライド操作される方向に長尺状に形成された電極と、
前記電極を支持して固定するベースと、
前記電極を前記スライド操作される側から覆い、前記電極の長尺状方向に高低差を有して前記ベース上に固定する、誘電体で形成されたカバーと、
を有することを特徴とする静電スライド入力装置。
【請求項２】
前記カバーは、前記スライド操作される表面と前記電極と接する当接面との距離が、前記長尺状方向に線形に変化する断面形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の静電スライド入力装置。
【請求項３】
前記カバーを形成する誘電体は、樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の静電スライド入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電スライド入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スライド操作量を検出してその方向と操作量を入力するスライド入力装置として、光学式、抵抗膜式等の種々のものが提案され使用されている。例えば、直線または平面曲線もしくは空間曲線状の所定の軌跡上に連続してタッチ検出センサーを配したタッチ検知手段を有す入力装置において、軌跡上を倣って繰り返しタッチ入力される長さと方向と、を取り込む手段を持つタッチ入力検知装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このタッチ入力検知装置によれば、連続した多くの項目、データが検出可能であり、これを使用して多くの機能やデータの選択を行ったり、多くの機能を簡単に利用することが出来る良好な操作性の電子機器等を構成することが可能になるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９３６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のタッチ入力検知装置は、複数のタッチ検出センサを多数連続して配置した構成とする必要がある。このため、静電検出回路の規模が大きくなり、また、電極と回路の接続線数が多くなりコスト高になるという問題もあった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、少ない検出電極数でスライド操作量および方向の検出を可能とする静電スライド入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明は、上記目的を達成するため、スライド操作される方向に長尺状に形成された電極と、前記電極を支持して固定するベースと、前記電極を前記スライド操作される側から覆い、前記電極の長尺状方向に高低差を有して前記ベース上に固定する、誘電体で形成されたカバーと、を有することを特徴とする静電スライド入力装置を提供する。
【０００８】
［２］前記カバーは、前記スライド操作される表面と前記電極と接する当接面との距離が、前記長尺状方向に線形に変化する断面形状に形成されていることを特徴とする上記に記載の静電スライド入力装置であってもよい。
【０００９】
［３］また、前記カバーを形成する誘電体は、樹脂であることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の静電スライド入力装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一形態によれば、少ない検出電極数でスライド操作量および方向の検出を可能とする静電スライド入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０の縦断面図である。
【図２】図２は、図１のＡ方向から見た本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０の上平面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０を用いた検出装置全体の概略構成ブロック図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０のスライド位置Ｘと静電容量Ｃの関係を示す特性図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０を使用したスライド操作量と操作方向を検出する静電スライド検出装置５００の構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０のスライド操作状態を示す図１相当図である。
【図７】図７（ａ）は、スライド操作時間ｔと検出信号Ｖｓの関係、図７（ｂ）は、スライド操作時間ｔと検出信号Ｖｓの微分信号との関係、図７（ｃ）は、スライド操作時間ｔと静電容量Ｃとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０の構成）
本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０は、スライド操作される方向に長尺状に形成された電極１００と、電極１００を支持して固定するベース２００と、電極１００をスライド操作される側から覆い、電極１００の長尺状方向に高低差を有してベース２００上に固定する、誘電体で形成されたカバー３００と、を有して構成されている。
【００１３】
電極１００は、長尺状に形成されたものであって、例えば、ポリイミドの電極シート１１０に銅系材料で薄膜状に貼り付けられたものである。この電極１００は、コネクタを介して回路系に接続されるためのコネクタ部１３０にリード部１２０で接続されている。電極１００、リード部１２０、およびコネクタ部１３０は、上記銅系材料で一体に電極シート１１０上に形成され、フレキシブル基板を構成する。
【００１４】
ベース２００は、電極シート１１０を下方から支持固定するためのものである。図１は、本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置の縦断面図であり、ベース下面２０１に対してベース上面２０２は所定の角度で傾斜して形成され、このベース上面２０２に当接した状態で電極シート１１０が支持固定される。尚、図２は、図１のＡ方向から見た本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置の上平面図であり、この図２に示すコネクタ部１３０を支持固定する部分はベース下面２０１と平行なベース水平面２０３が形成されている。
【００１５】
カバー３００は、ベース２００に下方から支持された電極シート１１０を上方向から覆う誘電体で形成されたものであって、電極１００の長尺状方向に高低差を有して形成されている。カバー下面３０１は電極シート１１０を上方から覆い、カバー上面３０２はベース下面２０１に対して平行になるように所定の角度で傾斜して形成されている。尚、カバー水平面３０３は、ベース水平面２０３に対応してカバー上面３０２と平行に形成されている。
【００１６】
図１に示すように、左端部をゼロとして右方向にＸをとると、Ｘ＝Ｘ１の位置でカバー３００の厚さはｄ１であり、Ｘ＝Ｘ２の位置でカバー３００の厚さはｄ２である。その間は直線的に形成されている。従って、カバー上面３０２を操作者が指でスライド操作すると、指と電極１００の距離は、ｄ１からｄ２の間で移動距離に比例して、すなわち、リニアに変化する。
【００１７】
ここで、カバー３００の材質は誘電体である。例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂で形成され、このＰＣの場合は、比誘電率εｒが約３である。
【００１８】
図３は、本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０を用いた検出装置全体の概略構成ブロック図である。交流信号を出力する発振器４００は、この発振器４００から出力された交流信号を増幅するオペアンプ４１０とオペアンプ４１０によって増幅された交流信号を調整する負荷抵抗４２０を介して直列に静電スライド入力装置１０に接続されている。また、静電スライド入力装置１０のコネクタ部１３０は、上記した負荷抵抗４２０の一端に接続されると共に、交流信号を増幅するオペアンプ４３０と、所定の周波数のみを通過させてノイズを除去するＢＰＦ（Band-Pass-Filter）４４０と、交流信号を整流するダイオード等からなる整流器４５０と、整流された整流信号をＤＣ信号にするＬＰＦ（Low-Pass-Filter）４６０に直列に接続されて、検出信号Ｖｓを出力する。
【００１９】
上記示した検出装置において、発振器４００から出力される交流信号は、オペアンプ４１０および負荷抵抗４２０を介して直列に静電スライド入力装置１０に入力されている。よって、この静電スライド入力装置１０は交流電圧が印加された状態になっている。ここで、例えば、操作者が静電スライド入力装置１０のカバー上面３０２にタッチすると、指と電極１００との間に静電容量Ｃが形成され、上記の交流電圧により交流電流が指を介して通電する。これにより、静電スライド入力装置１０のコネクタ部１３０の交流信号の振幅は低下する。この電圧信号をオペアンプ４３０で増幅し、ＢＰＦ通過後に整流して、ＬＰＦにより直流信号として、指タッチにより変化した検出信号Ｖｓが出力される。
【００２０】
ここで、
静電容量：Ｃ
真空の誘電率：ε０
カバー３００の比誘電率：εｒ
指接触面積：Ｓ
指と電極間の距離：ｄ
とすると、静電容量Ｃは、Ｃ＝ε０εｒ×Ｓ／ｄで算出できる。
【００２１】
図４は、本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０のスライド位置Ｘと静電容量Ｃの関係を示す特性図である。上記示した静電容量Ｃの算出式によれば、図１で示したＸ１での指と電極間の距離ｄ１およびＸ２での指と電極間の距離ｄ２から、それぞれの位置での静電容量は、Ｃ１＝ε０εｒ×Ｓ／ｄ１、Ｃ２＝ε０εｒ×Ｓ／ｄ２となる。これをプロットすれば、スライド位置Ｘと静電容量Ｃの関係は、図４に示すように、（Ｘ１，Ｃ１）と（Ｘ２，Ｃ２）を端点とする直線で表すことができる。従って、本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０は、リニアな出力特性を有する位置検出センサとして機能する。
【００２２】
尚、上記示した位置検出センサとして使用する場合には、検出信号Ｖｓに基づいて位置信号を出力するので、図１に示したＸ１およびＸ２と位置信号が一致するように、回路定数等の調整あるいは演算時の定数等を調整するキャリブレーションを実施する。
【００２３】
（適用例）
本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０を使用して、スライド操作量と操作方向を検出する静電スライド検出装置５００が構成できる。図５は、本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０を使用したスライド操作量と操作方向を検出する静電スライド検出装置５００の構成図である。図３で示した検出信号Ｖｓを取り込み、操作者のスライド操作の状態を判定し、これに基づいてスライド操作量と操作方向を算出して出力する操作判定部４８０を有する。
【００２４】
図６は、本発明の実施の形態に係る静電スライド入力装置１０のスライド操作状態を示す図１相当図である。操作者が、第１タッチポイントＰ１でカバー上面３０２に指でタッチし、そのまま指を離さずに矢印で示す方向へスライド操作し、第２タッチポイントＰ２でカバー上面３０２から指を離す。第１タッチポイントＰ１での指と電極１００の距離をｄｐ１、第２タッチポイントＰ２での指と電極１００の距離をｄｐ２とする。
【００２５】
図７（ａ）は、スライド操作時間ｔと検出信号Ｖｓの関係、図７（ｂ）は、スライド操作時間ｔと検出信号Ｖｓの微分信号との関係、図７（ｃ）は、スライド操作時間ｔと静電容量Ｃとの関係である。上記示した操作判定部４８０には検出信号Ｖｓが取り込まれ、内部での演算により検出信号Ｖｓの微分信号が算出される。また、この微分信号と操作判定部４８０に取り込まれた図７（ｃ）に示す静電容量Ｃに基づいて、スライド操作量と操作方向が算出されて出力される。
【００２６】
図７（ｂ）に示した検出信号Ｖｓの微分信号から、操作者が第１タッチポイントＰ１に指でタッチした時間ｔ１および第２タッチポイントＰ２に指でタッチした時間ｔ２を決定する。この時間ｔ１、ｔ２での静電容量Ｃｔ１、Ｃｔ２の差分ΔＣから、
スライド操作量ΔＫは、ΔＫ＝Ｌ/（ｄ１−ｄ２）×ε０εｒ×Ｓ／ΔＣ
で算出される。
【００２７】
一方、スライド操作方向は、例えば図７（ａ）の検出信号Ｖｓの大小判断により可能であり、図６に示すようなスライド操作の方向が容易に判別できる。
【００２８】
（本発明の実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、次のような効果を有する。
（１）少ない検出電極数、例えば１つの電極でスライド操作量および方向の検出が可能となる。これにより、静電容量検出回路の規模が低減でき、制御処理負荷が低減できる。
（２）電極接続線の省線化が可能なので、電極シートの省スペース化が可能となる。
（３）指でタッチした位置の位置信号が出力できるので、アナログ位置検出センサとして使用することが可能である。
【００２９】
尚、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。例えば、ベース上面２０２およびカバー下面３０１を曲面とすることにより、ノンリニアな出力特性を有する位置検出センサとして機能させる構成とすることもできる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  …静電スライド入力装置
１００…電極
１１０…電極シート
１２０…リード部
１３０…コネクタ部
２００…ベース
２０１…ベース下面
２０２…ベース上面
２０３…ベース水平面
３００…カバー
３０１…カバー下面
３０２…カバー上面
３０３…カバー水平面
４００…発振器
４１０…オペアンプ
４２０…負荷抵抗
４３０…オペアンプ
４４０…ＢＰＦ
４５０…整流器
４６０…ＬＰＦ
４８０…操作判定部
５００…静電スライド検出装置
【図１】
2011044071.tif 000003
【図２】
2011044071.tif 000004
【図３】
2011044071.tif 000005
【図４】
2011044071.tif 000006
【図５】
2011044071.tif 000007
【図６】
2011044071.tif 000008
【図７】
2011044071.tif 000009