JP2011058889A - Capacitance type pointing device - Google Patents
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Abstract
【課題】誤動作を防止する。
【解決手段】下部電極基板(第1の基板)30と上部電極基板(第2の基板)40とがスペーサ51を介して対向配置され、それら下部電極基板30と上部電極基板40の互いの対向面の一方に複数の電極が形成され、他方にそれら電極と対向して静電容量を形成する電極が形成され、押圧により上部電極基板40が変位することにより静電容量が変化する構成とされた静電容量式ポインティングデバイスにおいて、上部電極基板40を押圧する押し子55dと上部電極基板40との間に空隙を設け、電極が位置する下部電極基板30と上部電極基板40とスペーサ51とで囲まれた空間を密閉しない構造とする。一方の電極側を押圧した場合に、押圧した位置と逆側の電極間距離が広がるといった問題は発生せず、電極間距離が広がることに起因する誤動作を防止することができる。
【選択図】図2A malfunction is prevented.
A lower electrode substrate (first substrate) 30 and an upper electrode substrate (second substrate) 40 are arranged to face each other via a spacer 51, and the lower electrode substrate 30 and the upper electrode substrate 40 are opposed to each other. A plurality of electrodes are formed on one of the surfaces, an electrode for forming a capacitance is formed on the other side to face the electrodes, and the capacitance is changed by the displacement of the upper electrode substrate 40 by pressing. In the capacitive pointing device, a gap is provided between the pusher 55d that presses the upper electrode substrate 40 and the upper electrode substrate 40, and the lower electrode substrate 30, the upper electrode substrate 40, and the spacer 51 where the electrodes are located The enclosed space is not sealed. When one of the electrodes is pressed, the problem that the distance between the electrodes opposite to the pressed position is not increased, and a malfunction due to the increased distance between the electrodes can be prevented.
[Selection] Figure 2
Description
この発明は静電容量検出方式のポインティングデバイスに関する。 The present invention relates to a capacitance detection type pointing device.
図18は一般的な静電容量検出方法の全体構成例を示したものであり、上部電極11と下部電極12との間に形成された静電容量Cを制御部13の静電容量検出回路14によって検出する。検出された静電容量はデータ処理部15によって適当なデジタル値に変換され、ホストコンピュータ16に渡される。なお、図18では詳細図示を省略しているが、下部電極12は複数の電極を有しており、制御部13はアナログスイッチ17によって検出する電極を順次切り替えることにより、全ての電極をスキャンする。
FIG. 18 shows an example of the overall configuration of a general electrostatic capacity detection method. The electrostatic capacity C formed between the
静電容量検出回路14には特に制限はなく、発振回路、論理演算回路による遅延測定、チャージアンプ、スイッチトキャパシタ回路等、各種技術を適用することができる。データ処理部15はデジタル回路で構成してもよいし、マイコン等のCPUで構成してもよい。データ処理部15からホストコンピュータ16に渡すデータは、静電容量をデジタル変換した値(生データ)でもよいし、ホストコンピュータ16側のアプリケーションに適した形に変換したデータでもよい。
The
図19はセンサ部(下部電極12)と制御部13の要部詳細を示したものであり、ここでは下部電極12として4つの電極がリング状に配置されている場合を示している。4つの電極はそれぞれアナログスイッチ17の一方の端子に接続されており、アナログスイッチ17の他方の端子は一体となって静電容量検出回路14に接続されている。図示しない制御信号によって、いずれかのスイッチをオンにし、スイッチがオンになった下部電極12と上部電極11との間の静電容量を静電容量検出回路14によって検出する。
FIG. 19 shows the details of the main parts of the sensor unit (lower electrode 12) and the control unit 13. Here, a case where four electrodes are arranged in a ring shape as the
次に、実際の静電容量の検出方法について説明する。 Next, an actual capacitance detection method will be described.
上部電極と下部電極間の静電容量値は上部・下部電極間の距離が定常状態(上部電極が非押圧)になっている時の出力値を基準値(ベースライン)として保存し、計測値を基準値と比較、判定することで、上部電極がどれだけ押圧されているかが分かる。 The capacitance value between the upper and lower electrodes is stored as the reference value (baseline) as the output value when the distance between the upper and lower electrodes is in a steady state (the upper electrode is not pressed). Is compared with the reference value to determine how much the upper electrode is pressed.
しかしながら、定常状態の出力値は温度変化や湿度変化、部品の経年変化による誘電率の変化等により変動することが知られている。そのため、基準値を固定してしまうと、図20Aに示したように環境変化による出力値の変動を電極間距離の変化による変動と誤判定してしまう。 However, it is known that the steady-state output value fluctuates due to changes in temperature, humidity, changes in dielectric constant due to aging of parts, and the like. For this reason, if the reference value is fixed, as shown in FIG. 20A, the fluctuation in the output value due to the environmental change is erroneously determined as the fluctuation due to the change in the interelectrode distance.
そこで、一般的には環境変化による誤判定を防止するために、図20Bに示したように基準値を更新(キャリブレーション)する処理が行われている。但し、環境変化に伴う基準値の更新は上部電極の押圧(正常な出力値の変化)と区別するために、通常は出力値の緩やかな変化に対して行われ、正常な押圧に対する出力値の変化に追従してしまわないように若干の時間的な遅れをもって基準値は更新されていく。 Therefore, in general, processing for updating (calibrating) the reference value is performed as shown in FIG. 20B in order to prevent erroneous determination due to environmental changes. However, the update of the reference value accompanying the environmental change is usually performed for a gradual change of the output value in order to distinguish it from the pressing of the upper electrode (change of the normal output value). The reference value is updated with a slight time delay so as not to follow the change.
ここで、一般的な電子機器において想定されるケースとして、図21に示したように上部電極11が何らかの原因で押圧されている状態で電源が投入された後、押圧が解除された場合を考えてみると、出力値及び基準値は図22Aに示したようになる。基準値(ベースライン)は電源投入毎にその時の出力値に対して設定されるため、電源投入時の高い出力値に対して図22Aに示したように設定される。そして、押圧が解除されると、出力値が急激に低下するため、この出力値の低下に対し、環境変化に伴う基準値の更新と同様に若干の時間的な遅れをもって基準値を更新すると、図22A中に示したように、出力値が基準値を下回っている時間、即ち「押圧検出不能時間」が生じてしまう。従って、このような急激な出力値の低下に対しては基準値を直ちに更新するという図22Bに示したような処理が行われている。
Here, as a case assumed in a general electronic device, a case is considered in which the pressure is released after the power is turned on while the
一方、図23は静電容量式ポインティングデバイスの従来例として特許文献1に記載されている構成を示したものであり、基板21には回路パターンDU及び電極Dx+,Dx−,Dy+,Dy−,Dzが形成され、これら電極Dx+,Dx−,Dy+,Dy−,Dzと間隙を介して導電性を有する金属板(電極板)22が基板21上に対向配置されている。金属板22の上面は化粧フィルム23によって被覆され、化粧フィルム23の上面には操作ボタン24が貼り付けられて設けられている。図中、25はスペーサとして機能する両面テープを示す。
On the other hand, FIG. 23 shows a configuration described in Patent Document 1 as a conventional example of an electrostatic capacitance type pointing device. A circuit pattern DU and electrodes Dx + , Dx − , Dy + , Dy are provided on a
この例では図23Bに示したように操作ボタン24を押圧操作することにより金属板22が弾性変形し、これにより基板21上の電極と金属板22間の静電容量が変化するものとなっている。
In this example, as shown in FIG. 23B, pressing the
ところで、上述したような構成を有する静電容量式ポインティングデバイスでは図23Bに示したように操作ボタン24を押圧した場合に、押圧した位置の電極間距離は定常状態より小さくなるものの、押圧した位置と逆側の電極間距離は定常状態より大きくなってしまうという現象が発生する。
By the way, in the capacitive pointing device having the above-described configuration, when the
このような現象が発生する原因として下記2つが挙げられる。 There are the following two causes for such a phenomenon.
・原因の一つ目は、電極間が密閉されているため、一方の電極側を押圧すると電極間の空気が移動し、押圧した位置と逆側の電極間距離を広げてしまうことである。 The first cause is that the gap between the electrodes is hermetically sealed, and when one electrode side is pressed, the air between the electrodes moves, and the distance between the electrodes opposite to the pressed position is widened.
・原因の二つ目は、操作ボタン24と金属板(電極板)22が固定されているために、操作ボタン24の端を押圧すると、操作ボタン24の剛性により押圧した位置と逆側の操作ボタン24の端が浮き上がることである。
-The second cause is that the
図24はこの場合の押圧側及び押圧逆側の出力値・基準値をそれぞれ示したものであり、押圧した位置と逆側の出力値は押圧時に電極間距離が大きくなるため、出力値が下がる。前述したように出力値の急激な低下に対しては基準値が直ちに更新される。その後、押圧が解除されると、電極間距離は定常状態に戻るため、出力値は元の状態に戻る。しかしながら、元に戻る際の出力値の変化は急激な上昇となるため、基準値は更新されない。そのため、図24中に示したように押圧した位置と逆側が押圧されていると誤判定されることになる。 FIG. 24 shows the output value and the reference value on the pressing side and the pressing reverse side in this case, and the output value decreases because the distance between the electrodes increases when the pressing position and the output value on the opposite side are pressed. . As described above, the reference value is updated immediately in response to a sudden drop in the output value. After that, when the pressing is released, the distance between the electrodes returns to the steady state, so that the output value returns to the original state. However, since the change in the output value when returning to the original value increases rapidly, the reference value is not updated. Therefore, it is erroneously determined that the opposite side to the pressed position is pressed as shown in FIG.
以上説明したように、図23に示したような構成を有する従来の静電容量式ポインティングデバイスには、実使用上に必要となる基準値の更新処理を行った場合に誤判定してしまうという問題があった。 As described above, the conventional capacitive pointing device having the configuration shown in FIG. 23 is erroneously determined when the reference value update processing necessary for actual use is performed. There was a problem.
この発明の目的はこのような問題に鑑み、上述したような基準値の更新処理を行っても誤判定せず、つまり誤動作が発生しない信頼性に優れた静電容量式ポインティングデバイスを提供することにある。 In view of such problems, an object of the present invention is to provide an electrostatic capacitance type pointing device that is not erroneously determined even when the reference value updating process as described above is performed, that is, that does not cause a malfunction and has excellent reliability. It is in.
請求項1の発明によれば、第1の基板と第2の基板とがスペーサを介して対向配置され、それら第1の基板と第2の基板の互いの対向面の一方に複数の電極が形成され、他方にそれら複数の電極と対向して静電容量を形成する電極が形成され、押圧により第2の基板が変位することにより前記静電容量が変化する構成とされた静電容量式ポインティングデバイスにおいて、第2の基板を押圧する第1の押し子と第2の基板との間に空隙が設けられ、電極が位置する第1の基板と第2の基板とスペーサとで囲まれた空間が密閉されていないものとされる。 According to the first aspect of the present invention, the first substrate and the second substrate are disposed to face each other via the spacer, and the plurality of electrodes are provided on one of the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate. An electrostatic capacitance type in which an electrode for forming a capacitance is formed on the other side to face the plurality of electrodes, and the capacitance is changed by displacement of the second substrate by pressing. In the pointing device, a gap is provided between the first pusher that presses the second substrate and the second substrate, and is surrounded by the first substrate, the second substrate, and the spacer on which the electrodes are positioned. It is assumed that the space is not sealed.
請求項2の発明では請求項1の発明において、前記空間と外部とを連通する空気穴が第1の基板もしくは第2の基板に形成される。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, an air hole that communicates the space and the outside is formed in the first substrate or the second substrate.
請求項3の発明では請求項1の発明において、スペーサは前記複数の電極がそれぞれ臨む複数の開口を備え、それら各開口と外部とを連通するスリットがスペーサに形成されているものとされる。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the spacer includes a plurality of openings through which the plurality of electrodes respectively face, and a slit is formed in the spacer to communicate the openings and the outside.
請求項4の発明では請求項1乃至3のいずれかの発明において、前記複数の電極はその電極形成面上の直交2軸のそれぞれ正及び負方向に配置された4つの電極とされる。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the plurality of electrodes are four electrodes arranged in the positive and negative directions of two orthogonal axes on the electrode formation surface.
請求項5の発明では請求項1乃至4のいずれかの発明において、前記複数の電極の位置にそれぞれ対応して第2の基板上に第2の押し子が形成される。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a second pusher is formed on the second substrate corresponding to the positions of the plurality of electrodes.
請求項6の発明では請求項1乃至5のいずれかの発明において、第1の押し子の外側に、前記押圧の際、第1の押し子による第2の基板の押圧より先に第2の基板と接触し、かつ前記押圧により変形する突起が設けられる。 According to the invention of claim 6, in the invention of any one of claims 1 to 5, the second pusher is pushed outside the first pusher before the second substrate is pushed by the first pusher. Protrusions that contact the substrate and are deformed by the pressing are provided.
この発明によれば、押圧によって変位する基板と、その基板を押圧する押し子との間に空隙が設けられ、つまり押し子と基板は互いに固定されないため、従来のように一方の電極側を押圧した場合に、押圧した位置と逆側の電極間距離が広がるといった問題は発生しない。 According to the present invention, a gap is provided between the substrate that is displaced by pressing and the presser that presses the substrate, that is, the presser and the substrate are not fixed to each other. In this case, there is no problem that the distance between the electrodes opposite to the pressed position increases.
さらに、静電容量を形成する電極が位置する空間が密閉されていないため、従来のように押圧の際の空気移動により押圧した位置と逆側の電極間距離が広がるといった問題も発生しない。 Furthermore, since the space where the electrodes forming the capacitance are located is not sealed, there is no problem that the distance between the electrodes opposite to the pressed position is widened by air movement during pressing as in the conventional case.
従って、この発明によれば、押圧していない側の電極間距離が広がることに起因する誤動作を防止することができ、信頼性に優れた静電容量式ポインティングデバイスを得ることができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent a malfunction due to an increase in the distance between the electrodes on the non-pressed side, and it is possible to obtain a capacitive pointing device having excellent reliability.
以下、この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1はこの発明による静電容量式ポインティングデバイスの実施例1の外観を示したものであり、図2はその断面構造を示したものである。また、図3は各部に分解して示したものである。まず、各部の構成を図3等を参照して説明する。 FIG. 1 shows an appearance of a capacitive pointing device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a sectional structure thereof. FIG. 3 is an exploded view of each part. First, the configuration of each part will be described with reference to FIG.
下部電極基板(第1の基板)30はこの例ではFPC(フレキシブルプリント配線板)によって形成されており、略円形をなすセンサ部30aと、そのセンサ部30aの外周の互いに対向する位置から延長された一対の腕部30bと、それら一対の腕部30bの先端側を連結する連結部30cと、連結部30cからさらに延長されたケーブル部30dとを備えている。
The lower electrode substrate (first substrate) 30 is formed of an FPC (flexible printed wiring board) in this example, and extends from a
図4は下部電極基板30の詳細を示したものであり、センサ部30aには扇形をなす電極31が90度間隔で4つ形成されており、これら電極31の回りにはGNDパターン32が形成されている。各電極31及びGNDパターン32から引き出された引き出しパターン33は一対の腕部30bを通って連結部30cに至り、連結部30cに実装されている制御回路34に接続されている。なお、連結部30cにおける引き出しパターン33の図示及び制御回路34からケーブル部30d側に導出されている引き出しパターンの図示は省略している。
FIG. 4 shows details of the lower electrode substrate 30, and four sensor-shaped electrodes 31 are formed at intervals of 90 degrees on the
センサ部30aにおける4つの電極31で囲まれた中央部には空気穴35が貫通形成されている。また、センサ部30aにおける一方の腕部30bが延長形成されている側には方形状をなす突出部30eが設けられており、この突出部30eにはGNDパターン32から延長されたGND接続部36が形成されている。
An
上部電極基板(第2の基板)40は下部電極基板30のセンサ部30a及び突出部30eとそれぞれ対応する形状のセンサ部40a及び突出部40bを備えている。
The upper electrode substrate (second substrate) 40 includes a
図5A,Bは上部電極基板40の下面(下部電極基板30と対向する側)及び上面の詳細を示したものであり、下面には図5Aに示したように、下部電極基板30の4つの電極31と対向して静電容量を形成するための電極41が形成されており、さらに下部電極基板30のGND接続部36と対向する位置に電極41から延長されてGND接続部42が形成されている。
5A and 5B show details of the lower surface (the side facing the lower electrode substrate 30) and the upper surface of the upper electrode substrate 40. The lower surface shows four details of the lower electrode substrate 30 as shown in FIG. 5A. An electrode 41 for forming a capacitance is formed facing the electrode 31, and a
上部電極基板40は可撓性を有する材料によって形成され、例えば樹脂フィルム上に導電ペーストを印刷することに形成される。樹脂フィルムにはPET,PEN,PI,PC等を用いることができる。電極41及びGND接続部42を構成する導電ペーストには銀、カーボン、銅等を用いることができる。なお、導電ペーストのGND接続部42を除く部分は絶縁レジストによって覆われている。図5A中、43はGND接続部42を露出させるべく、絶縁レジストに設けられる開口を示す。
The upper electrode substrate 40 is formed of a flexible material, and is formed, for example, by printing a conductive paste on a resin film. PET, PEN, PI, PC, etc. can be used for the resin film. Silver, carbon, copper, or the like can be used for the conductive paste constituting the electrode 41 and the
一方、上部電極基板40の上面には図5Bに示したように押し子44が4つ形成されている。これら押し子44は下部電極基板30の4つの電極31と対応する位置にそれぞれ設けられている。
On the other hand, four
押し子44はこの例では円板状とされている。押し子44は例えば印刷や打ち抜いた樹脂フィルムの接着、ポッテング、エンボス加工等により形成される。
The
スペーサ51は図3に示したように開口51aを有するリング状とされ、その外径は下部電極基板30のセンサ部30aの外径と一致されている。スペーサ51は例えば粘着テープによって形成される。
As shown in FIG. 3, the
台座52は方形板状をなし、その4隅には1段高い段部52aがそれぞれ形成され、さらにそれら段部52a上にボス52bがそれぞれ突設されている。台座52は硬質樹脂または金属で形成される。
The
両面テープ53は下部電極基板30のセンサ部30a及び突出部30eと対応する形状とされる。両面テープ53にはスリット53aが形成されており、スリット53aの内端は下部電極基板30に形成されている空気穴35と対応する位置に位置されている。スリット53aは両面テープ53の外縁に至って開放されている。
The double-
キートップ54は円板状とされ、図3ではラバーシート55の上面に固定された状態を示している。
The key top 54 has a disk shape, and FIG. 3 shows a state in which the key top 54 is fixed to the upper surface of the
ラバーシート55は台座52の形状と対応する方形をなし、その下面の4隅には図6に示したように1段高い段部55aがそれぞれ形成され、それら段部55aが形成されている部分に台座52のボス52bと対応してそれぞれ貫通穴55bが形成されている。
The
ラバーシート55の下面には方形状の凹部55cが形成され、外周部に対して凹部55cは肉薄とされている。凹部55cの中央には円形をなす押し子55dが突出形成されており、押し子55dの回りには突起55eが90°間隔で4つ形成されている。
A
筐体56はラバーシート55の外形と対応する方形板状とされ、中央には円形の開口56aが形成されている。
The
筐体56及びキートップ54は硬質樹脂や金属、樹脂フィルム等で形成される。
The
各部の組み立ては台座52上に両面テープ53、下部電極基板30、スペーサ51、上部電極基板40、キートップ54が固定されたラバーシート55及び筐体56を順次搭載することによって行われる。
The assembly of each part is performed by sequentially mounting a double-
下部電極基板30のセンサ部30a及び突出部30eは両面テープ53によって台座52上に固定され、上部電極基板40は粘着テープよりなるスペーサ51を介して下部電極基板30上に固定される。なお、これらの位置決めは位置決め治具の位置決めピンによって行われ、台座52には図3に示したように位置決めピンが挿通される穴52cが2つ形成されている。また、両面テープ53には2本の位置決めピンが挿通される穴53bと長円切欠き53cが形成されており、同様に下部電極基板30、上部電極基板40にも穴37,45と長円切欠き38,46が形成され、スペーサ51には2つの長円切欠き51b,51cが形成されている。
The
下部電極基板30上への上部電極基板40の配置において、下部電極基板30のGND接続部36と上部電極基板40のGND接続部42とは互いに接続導通される。接続には例えばACF(異方導電性フィルム)が用いられる。
In the arrangement of the upper electrode substrate 40 on the lower electrode substrate 30, the
一方、キートップ54が固定されたラバーシート55はその4つの貫通穴55bに台座52のボス52bがそれぞれ挿入されることによって台座52に位置決め固定され、このラバーシート55上に筐体56が取り付け固定される。キートップ54は筐体56の開口56aに位置して外部に突出され、これにより図1及び2に示した静電容量式ポインティングデバイスが完成する。
On the other hand, the
図7はスペーサ51を介して積層された下部電極基板30及び上部電極基板40の積層構成詳細を示したものであり、図中、301はFPCよりなる下部電極基板30のベースフィルムを示し、302はカバーフィルムを示す。また、401は上部電極基板40のベースフィルムを示し、402は絶縁レジストを示す。下部電極基板30の電極31及び上部電極基板40の電極41はそれぞれカバーフィルム302及び絶縁レジスト402によって覆われ、互いに接触した際に導通しないように絶縁される。なお、絶縁上、絶縁レジスト402とカバーフィルム302はどちらか一方があればよい。
Figure 7 is shows the layered configuration details of the lower electrode substrate 30 and the upper electrode substrate 40 which is laminated via
上記のような構成とされた静電容量式ポインティングデバイスでは図2に示したようにラバーシート55の下面に形成されている押し子(第1の押し子)55dと上部電極基板40との間には空隙が存在する構造とされ、つまりキートップ54と一体化された押し子55dと、この押し子55dによって押圧される上部電極基板40とは互いに固定されない構造となっている。
In the capacitance-type pointing device configured as described above, as shown in FIG. 2, the gap between the pusher (first pusher) 55 d formed on the lower surface of the
なお、下部電極基板30の4つの電極31の位置と対応して上部電極基板40上に形成されている4つの押し子(第2の押し子)44と第1の押し子55dとの間にもわずかな隙間が設けられている。
The four pushers (second pushers) 44 formed on the upper electrode substrate 40 in correspondence with the positions of the four electrodes 31 on the lower electrode substrate 30 and the
また、第1の押し子55dの回りに形成されている4つの突起55eの先端(下端)と上部電極基板40との間にもわずかな隙間が設けられている。これら4つの突起55eはキートップ54の非押圧時に第1の押し子55dと第2の押し子44との間の隙間を確実に確保するため、及びキートップ54の押圧操作時に上部電極基板40に過荷重が加わらないように設けられている。
Further, a slight gap is also provided between the tips (lower ends) of the four
図8はキートップ54が押圧操作された状態を示したものである。図8に示したように、キートップ54を押圧すると、ラバーシート55が変位し、まず第1の押し子55dの外側に位置する突起55eが上部電極基板40に接触する。さらに、力を加えると突起55eが圧縮変形され、ラバーシート55に形成されている第1の押し子55dが上部電極基板40上に形成されている第2の押し子44と接触する。さらに、力を加えると上部電極基板40が押圧されて下方へ変位し、これにより上部電極基板40の電極41と下部電極基板30の電極31との間の距離が変化し、その静電容量が変化する。この時、下部電極基板30と上部電極基板40とスペーサ51とで囲まれた空間、即ち電極31,41が位置する空間の空気は下部電極基板30に設けられた空気穴35及び両面テープ53に設けられたスリット53aを通って外部に排出される。
FIG. 8 shows a state where the key top 54 is pressed. As shown in FIG. 8, when the key top 54 is pressed, the
以上説明したように、この例ではキートップ54と一体化されて上部電極基板40を押圧する押し子55dと上部電極基板40とは互いに固定されておらず、また電極31,41が位置する空間は密閉されていないため、一方の電極側を押圧すべく、キートップ54の端を押圧した場合に、例えばキートップ54の剛性や空間内の空気移動に起因して押圧した位置と逆側の電極間距離が広がるといった状況は発生しない。
As described above, in this example, the
従って、この例によれば押圧した位置と逆側の電極間距離が広がることによる誤動作を防止することができ、信頼性に優れた静電容量式ポインティングデバイスを得ることができる。 Therefore, according to this example, it is possible to prevent malfunction due to an increase in the distance between the electrodes opposite to the pressed position, and it is possible to obtain a capacitive pointing device with excellent reliability.
また、電極31,41が位置する空間の空気は上部電極基板40が押圧された際に空気穴35から排出されるため、空間が密閉されている場合と比較して軽荷重で静電容量を変化させることができる。
Further, since the air in the space where the electrodes 31 and 41 are located is discharged from the
キートップ54の押圧において、筐体56からのキートップ54の突出量が小さいと、押圧した際に図9に示したように指61の一部が筐体56に接触してしまい、キートップ54に加わる荷重(上部電極基板40を押圧する荷重)は変化しにくくなり、その分静電容量の変化が小さくなってしまう。これに対し、軽荷重で静電容量変化が可能であれば、キートップ54の突出量を小さく抑えても操作可能となり、静電容量式ポインティングデバイスの薄型化が可能となる。
When the key top 54 is pressed and the amount of protrusion of the key top 54 from the
また、キートップ54の外形が小さい場合についても、筐体56への指の接触により、キートップ54に加わる荷重は減少してしまうため、軽荷重で静電容量変化が可能であれば、キートップ54の外形を小さくすることができ、静電容量式ポインティングデバイスの小型化が可能となる。
In addition, even when the outer shape of the key top 54 is small, the load applied to the key top 54 is reduced by the contact of the finger with the
なお、この例では下部電極基板30には90度間隔で4つの電極31が形成されており、言い換えれば電極形成面上の直交2軸のそれぞれ正及び負方向に配置された4つの電極31を有するものとなっており、これら電極31を図4中に示したようにX+,X−,Y+,Y−とすれば、X,Y各軸方向に加えられた荷重(移動量)の大きさにより、電極31と電極41の距離が小さくなり、静電容量が大きくなる。この静電容量の変化によって力の大きさを検出することができるため、2軸のポインティングデバイスを提供することができる。 In this example, four electrodes 31 are formed on the lower electrode substrate 30 at intervals of 90 degrees. In other words, the four electrodes 31 arranged in the positive and negative directions of the two orthogonal axes on the electrode formation surface are provided. If these electrodes 31 are X + , X − , Y + , Y − as shown in FIG. 4, the load (moving amount) applied in the X and Y axial directions is as follows. Depending on the size, the distance between the electrode 31 and the electrode 41 decreases, and the capacitance increases. Since the magnitude of the force can be detected by the change in capacitance, a biaxial pointing device can be provided.
上記構成において、下部電極基板30にはFPCを用いているが、リジッド基板や上部電極基板40のような印刷基板等を用いることもできる。また、下部電極基板30には制御回路34(図18,19における制御部13に対応)が実装されているが、制御回路34は必ずしも実装されている必要はなく、別の基板に実装されていてもよい。
In the above configuration, FPC is used for the lower electrode substrate 30, but a printed substrate such as a rigid substrate or the upper electrode substrate 40 can also be used. Further, a control circuit 34 (corresponding to the control unit 13 in FIGS. 18 and 19) is mounted on the lower electrode substrate 30, but the
可撓性を有する上部電極基板40は樹脂フィルム上に導電ペーストが印刷された印刷基板としているが、薄い金属板や導電性ラバー、FPC等を使用することもできる。 The flexible upper electrode substrate 40 is a printed substrate in which a conductive paste is printed on a resin film, but a thin metal plate, conductive rubber, FPC, or the like can also be used.
上部電極基板40上に形成されている4つの押し子44の高さは電極31と電極41の距離(上下電極間距離)より大きいことが好ましいが、それ以下でも問題はない。また、押し子44は電極31に対して1対1ではなく、図10に示したように1つの電極31に対して複数設けるようにしてもよい。
The height of the four
上部電極基板40と下部電極基板30とを所定の間隔で保持し、かつ上部電極基板40を押圧変位可能とするスペーサ51には粘着テープを用いているが、例えば接着剤によってスペーサ51を形成してもよい。
Adhesive tape is used for the
上部電極基板40の電極41はGND接続部42を介して下部電極基板30のGND接続部36と接続され、下部電極基板30の配線を通じてGNDに接続されているが、このGND接続は必ずしも必要ではない。但し、ノイズ対策上、GND接続した方が好ましい。GND接続部42と36の接続はACFに限らず、他の手段を用いてもよい。
The electrode 41 of the upper electrode substrate 40 is connected to the
キートップ54はラバーシート55に固定され、押圧操作された際にラバーシート55により変位可能とされ、かつ押圧が解除された際に元の位置に復帰する構造とされているが、上部電極基板40を押圧可能で押圧解除後にキートップ54が元の位置に復帰するものであれば構成はこれに限らない。例えば、キートップ54とラバーシート55を一体のフィルムに置き換えてもよい。また、キートップ54の形状は円形となっているが、円形に限らず、例えば方形としてもよい。
The key top 54 is fixed to the
なお、台座52は上部電極基板40が押圧された際に下部電極基板30を支える役割をしているが、例えば静電容量式ポインティングデバイスが取り付けられる機器内部のフレーム等を代用することもできる。
The
上部電極基板40が押圧された際に、電極31,41が位置する空間の空気を排出する空気穴35は下部電極基板30に設けられているが、これに替え、上部電極基板40に電極31,41が位置する空間と外部とを連通する空気穴を設けてもよい。 When the upper electrode substrate 40 is pressed, the air holes 35 for discharging the air in the space where the electrodes 31 and 41 are located are provided in the lower electrode substrate 30. , 41 may be provided with an air hole communicating with the outside.
第1の押し子55dの回りの突起55eは、例えばラバーシート55の硬度や肉薄とされ、変形可能とされる凹部55cの大きさの選定等により、キートップ54の非押圧時に第1の押し子55dと第2の押し子44との間の隙間を確保可能な場合はなしとすることもできる。
The
図11はこの発明による静電容量式ポインティングデバイスの実施例2の構成を各部に分解して示したものであり、この例ではスペーサ51’は実施例1の1つの開口51aを有するリング状のスペーサ51と異なり、下部電極基板30に形成されている4つの電極31と対応し、4つの電極31がそれぞれ臨む4つの独立した開口51dを有するものとなっている。
FIG. 11 is an exploded view of the configuration of the second embodiment of the capacitive pointing device according to the present invention. In this example, the
各開口51dには開口51dからスペーサ51’の外縁に至って外縁に開放されたスリット51eがそれぞれ形成されており、この例ではこれらスリット51eが電極31,41が位置する空間と外部とを連通し、上部電極基板40が押圧された際に空間内の空気を排出する空気穴として機能する。
Each
ラバーシート55の下面にはこの例では図12に示したように、上部電極基板40を押圧する押し子55fが4つ形成されている。
In this example, as shown in FIG. 12, four
図13はこの実施例2の静電容量式ポインティングデバイスの断面構造を示したものであり、4つの押し子(第1の押し子)55fはスペーサ51’の各開口51dの位置に対応して位置し、上部電極基板40を押圧可能となっている。
FIG. 13 shows a cross-sectional structure of the capacitive pointing device of the second embodiment. Four pushers (first pushers) 55f correspond to the positions of the
この例では実施例1において上部電極基板40上に形成されていた第2の押し子44は不要となる。また、この例では電極31毎にスペーサ51’の開口51dが独立しているため、実施例1のように一方の電極側を押圧した際に上部電極基板40のベースフィルム401が引っ張られることで、その他の電極側も若干押圧され、上下の電極間距離が変化してしまうといった状況は発生せず、その点で各電極の出力の干渉を防ぐことができる。
In this example, the
図14はこの発明による静電容量式ポインティングデバイスの実施例3の断面構造を示したものである。 FIG. 14 shows a cross-sectional structure of Example 3 of the capacitive pointing device according to the present invention.
この例では上部電極基板40上には第2の押し子44は形成されておらず、ラバーシート55に形成されている1つの第1の押し子55dが直接、上部電極基板40を押圧するものとなっている。
In this example, the
このように第2の押し子44をなしとすることもできるが、位置精度良く、上部電極基板40を押圧する上では第2の押し子44はあった方が好ましい。
In this way, the
実施例4は下部電極基板30と上部電極基板40とをFPCで一体形成したものであり、その構成を図15及び図16に示す。 In Example 4, the lower electrode substrate 30 and the upper electrode substrate 40 are integrally formed by FPC, and the configuration is shown in FIGS. 15 and 16.
図15はFPCを平面展開した状態を示し、下部電極基板30と上部電極基板40とは実施例1におけるそれらの突出部30e,40bが互いに連結された形状となっており、図15中、破線で示した部分を折り返すことによってセンサ部30a,40aが互いに対向配置される。
FIG. 15 shows a state in which the FPC is flatly developed, and the lower electrode substrate 30 and the upper electrode substrate 40 have a shape in which their
この例では下部電極基板30には空気穴は形成されておらず、上部電極基板40に空気穴47が形成されている。空気穴47は図15に示したようにX字状をなすように開口されている。図16はスペーサ51を介して積層された下部電極基板30及び上部電極基板40の積層構成を示したものである。この空気穴47によりそれぞれの電極を個別に押圧
することができ、押圧しない側の電極に対しての誤動作も防止できる。
In this example, no air hole is formed in the lower electrode substrate 30, and an
図17はこの発明による静電容量式ポインティングデバイスの実施例5の断面構造を示したものである。 FIG. 17 shows a cross-sectional structure of a capacitive pointing device according to Example 5 of the present invention.
この例ではキートップ54はスライド可能にラバーシート55に保持されている。キートップ54をスライド操作すると、第1の押し子55dがキートップ54と共にスライドし、上部電極基板40上に形成されている第2の押し子44と接触する。さらに、スライドさせると第1の押し子55dが第2の押し子44に乗り上げることで上部電極基板40が押圧され、下方へ変位する。これにより、上部電極基板40の電極41と下部電極基板30の電極31の間の距離が変化し、その静電容量が変化するものとなっている。キートップ54をこのようにスライド操作する構成とすることもできる。
In this example, the key top 54 is slidably held on the
以上、各種実施例について説明したが、この発明による静電容量式ポインティングデバイスは、背景技術において説明したように、出力値を基準値と比較、判定し、かつ実使用上、必要となる基準値の2種類の更新処理、即ち、
・環境変化による緩やかな出力値の変化に対しては時間的な遅れをもって更新する、
・出力値の急激な低下に対しては直ちに更新する、
といった処理が行われる検出方法(使用状況下)でも、誤判定が生じることはなく、よって誤動作しない、信頼性に優れた静電容量式ポインティングデバイスを実現することができる。
Although various embodiments have been described above, the capacitance-type pointing device according to the present invention, as described in the background art, compares and determines an output value with a reference value, and a reference value required for actual use. Two types of update processing, namely,
・ Updates with time delay for gradual output value changes due to environmental changes.
・ Update immediately for sudden drop in output value.
Even in a detection method (under use conditions) in which such processing is performed, an erroneous determination does not occur, and thus a capacitive pointing device with excellent reliability that does not malfunction can be realized.
Claims (6)
前記第2の基板を押圧する第1の押し子と前記第2の基板との間に空隙が設けられ、
前記電極が位置する前記第1の基板と第2の基板とスペーサとで囲まれた空間が密閉されていないことを特徴とする静電容量式ポインティングデバイス。 The first substrate and the second substrate are arranged to face each other via a spacer, a plurality of electrodes are formed on one of the opposing surfaces of the first substrate and the second substrate, and the plurality of electrodes are formed on the other In an electrostatic capacitance type pointing device in which an electrode for forming a capacitance is formed opposite to the electrode, and the capacitance is changed by displacing the second substrate by pressing,
A gap is provided between the first pusher that presses the second substrate and the second substrate,
A capacitive pointing device, wherein a space surrounded by the first substrate, the second substrate, and the spacer on which the electrode is located is not sealed.
前記空間と外部とを連通する空気穴が前記第1の基板もしくは第2の基板に形成されていることを特徴とする静電容量式ポインティングデバイス。 The capacitive pointing device according to claim 1,
An electrostatic capacitance pointing device, wherein an air hole communicating the space with the outside is formed in the first substrate or the second substrate.
前記スペーサは前記複数の電極がそれぞれ臨む複数の開口を備え、
それら各開口と外部とを連通するスリットが前記スペーサに形成されていることを特徴とする静電容量式ポインティングデバイス。 The capacitive pointing device according to claim 1,
The spacer includes a plurality of openings through which the plurality of electrodes respectively face.
The electrostatic capacitance type pointing device, wherein the spacer is formed with a slit for communicating each of the openings and the outside.
前記複数の電極はその電極形成面上の直交2軸のそれぞれ正及び負方向に配置された4つの電極とされていることを特徴とする静電容量式ポインティングデバイス。 The capacitive pointing device according to any one of claims 1 to 3,
The capacitance type pointing device, wherein the plurality of electrodes are four electrodes respectively arranged in two positive and negative directions on two orthogonal axes on the electrode forming surface.
前記複数の電極の位置にそれぞれ対応して前記第2の基板上に第2の押し子が形成されていることを特徴とする静電容量式ポインティングデバイス。 The capacitive pointing device according to any one of claims 1 to 4,
A capacitance-type pointing device, wherein a second pusher is formed on the second substrate corresponding to the positions of the plurality of electrodes.
前記第1の押し子の外側に、前記押圧の際、前記第1の押し子による前記第2の基板の押圧より先に前記第2の基板と接触し、かつ前記押圧により変形する突起が設けられていることを特徴とする静電容量式ポインティングデバイス。 The capacitive pointing device according to any one of claims 1 to 5,
Provided on the outer side of the first pusher is a protrusion that contacts the second substrate prior to the pressing of the second substrate by the first pusher and is deformed by the pressing. Capacitive pointing device, characterized in that
Priority Applications (1)
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| JP2009207320A JP2011058889A (en) | 2009-09-08 | 2009-09-08 | Capacitance type pointing device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023080894A (en) * | 2021-11-30 | 2023-06-09 | 独立行政法人国立高等専門学校機構 | Metal membrane, hydrogen permeation device and hydrogen production method using the same |
-
2009
- 2009-09-08 JP JP2009207320A patent/JP2011058889A/en not_active Withdrawn
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