JPH06324801A - 静電容量式センサー - Google Patents

静電容量式センサー

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JPH06324801A
JPH06324801A JP5111691A JP11169193A JPH06324801A JP H06324801 A JPH06324801 A JP H06324801A JP 5111691 A JP5111691 A JP 5111691A JP 11169193 A JP11169193 A JP 11169193A JP H06324801 A JPH06324801 A JP H06324801A
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conductive thin
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Hideo Morimoto
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高感度で且つ雰囲気温度によって感度が変化
しない静電容量式センサーを提供すること。 【構成】 片面に電極部Cを有する基板1と、前記基板
1と対向配設され且つ片面に90°角度間隔で配置され
た電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−を有する基板
2と、前記基板1,2のうち少なくともどちらか一方に
設けられた入力部Jとを具備し、電極部C及び電極部C
x+,Cx−,Cy+,Cy−をそれぞれ熱膨張率の小
さい非導電性薄膜4で被覆すると共に、前記電極部C側
の非導電性薄膜4と電極部Cx+,Cx−,Cy+,C
y−側のそれとを圧接させるべく基板1,2の少なくと
も一方を付勢したものとしている。

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、例えば、図
7〜図9に示すものがある。このセンサーは、同図に示
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、前記基
板90の下面に添設した電極部Cと、前記基板91の上
面に添設した電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−
と、前記した上下の電極部相互間に介在させた薄い弾性
板92とを有し、前記基板91に具備させた押え部材9
9により上記基板91の上面を押込むようにしている。
又、このセンサーの基板91の下面には図7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(方向及び量)を電
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7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。
【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使用した場合、弾性板92の収縮
・膨張量は雰囲気温度によって変化することから、入力
軸部90aの上端部を同量だけ変位させたとしても雰囲
気温度によってカーソルの移動速度が相違してしまう。
即ち、このセンサーでは雰囲気温度によって感度が変化
してしまうという問題がある。
【0005】また、操作感を得るために入力軸部90a
の変位量をある程度の大きさにするには弾性板92の厚
みを大きくしなければならないことから、電極部相互間
の静電容量を大きくとれず、このため、上記構成では、
高感度なセンサーを製作することが困難であるいう問題
もある。近年、カーソルの操作部として使用する場合に
限らず、高感度で且つ雰囲気温度によって感度が変化し
ない静電容量式センサー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、高感度で且つ雰囲気温度によって感度が変化しない
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】この請求項1記載の発明
の静電容量式センサーは、片面に電極部Cを有する基板
1と、前記基板1と対向配設され且つ片面に90°角度
間隔で配置された電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy
−を有する基板2と、前記基板1,2のうち少なくとも
どちらか一方に設けられた入力部Jとを具備し、電極部
C及び電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−をそれぞ
れ熱膨張率の小さい非導電性薄膜4で被覆すると共に、
前記電極部C側の非導電性薄膜4と電極部Cx+,Cx
−,Cy+,Cy−側のそれとを圧接させるべく基板
1,2の少なくとも一方を付勢したものとしている。
【0008】この請求項2記載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、前
記基板1と対向配設され且つ片面に90°角度間隔で配
置された電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−を有す
る基板2と、前記基板1,2のうち少なくともどちらか
一方に設けられた入力部Jとを具備し、前記基板1の電
極となる部分及び電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy
−をそれぞれ熱膨張率の小さい非導電性薄膜4で被覆す
ると共に、前記基板1側の非導電性薄膜4と電極部Cx
+,Cx−,Cy+,Cy−側のそれとを圧接させるべ
く基板1,2の少なくとも一方を付勢したものとしてい
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、電極部Cと電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy
−との間にあるのは非導電性薄膜4だけであるから、電
極部Cと電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−相互の
間隔は従来のものと比較して極めて小さくなり、その結
果、電極部相互間の静電容量を大きくとることができ
る。
【0010】又、上記非導電性薄膜4は熱膨張率の小さ
いものであるから、雰囲気温度の影響を受けにくく感度
は良好なものとなる。 (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の電極部となる部分と電極部Cx+,Cx
−,Cy+,Cy−との間にあるのは非導電性薄膜4だ
けであるから基板1の電極部となる部分と電極部Cx
+,Cx−,Cy+,Cy−相互の間隔は従来のものと
比較して極めて小さくなり、その結果、電極部相互間の
静電容量を大きくとることができる。
【0011】又、上記非導電性薄膜4は熱膨張率の小さ
いものであるから、雰囲気温度の影響を受けにくく感度
は良好なものとなる。
【0012】
【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。
【0013】上記静電容量式センサーは、同図に示すよ
うに、上面に入力軸部10を有し且つ下面に電極部Cを
有する基板1と、前記基板1と対向配設され且つ上面に
電極部C’を有する基板2と、前記基板2の下面部に配
設した電子装置3とを具備するものであり、前記電極部
C,C’にそれぞれテフロンコーティングTC(手段の
欄の非導電性薄膜4と対応し、10μ〜50μ程度の厚
みに設定)すると共に、基板2にネジ止めされた押え部
材5の下面に添設した環状弾性板53(材質は・・・・
・)により各電極部C,C’のテフロンコーティングT
C面相互を圧接させる構成としてある。
【0014】基板1は、円形状の合成樹脂板で構成して
あり、図1や図2に示すようにその上面中央部に設けら
れた上記入力軸部10はセンサーがキーボードKBに取
付けられた状態においてキーボードKBの上壁面から5
〜10mm程度突出する長さに設定してある。他方、こ
の基板1の下面中央部に設けられた電極部Cは、図3に
示すように銅を円形状に印刷して形成してある。
【0015】基板2は、図1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してあり、図4に示す
ような態様で銅印刷するようにして上記した電極部C’
(電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−)を形成させ
てある。尚、上記した電極部Cの中心はこれら電極部C
x+,Cx−,Cy+,Cy−の配置中心と平面視で一
致するように配設させてある。
【0016】押え部材5は、図1や図2に示すように、
円筒部50と、入力軸部10を貫通突出させるための貫
通孔52を有した上壁51とを具備するもので、前記上
壁51の下面に環状弾性板53を貼着して形成されてい
る。電子装置3は、電極部Cと各電極部Cx+,Cx
−,Cy+,Cy−との相互間距離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。
【0017】尚、この実施例のものでは、X−X方向に
入力軸部10を変位(傾動)させたときのその変位量は
〔(Vx+)−(Vx−)〕に、Y−Y方向に入力軸部
10を変位させたときのその変位量は〔(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、図5に示す如く入力軸部10を操作して基板1を基
板2に対してX−X方向における右側に変位させた場
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
左側に変位させた場合、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。又、
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方向に変位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。
【0018】この実施例の静電容量式センサーでは、電
極部C及び電極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−にテ
フロンコーティングTCすると共に、前記電極部C,
C’相互を環状弾性板53の弾性復帰力により圧接させ
る構成としてあるから、電極部Cと電極部Cx+,Cx
−,Cy+,Cy−相互の間隔は(10μ〜50μ)×
2となり、その結果、従来の欄に記載した弾性板を有す
るものと比較すると、電極部Cと各電極部Cx+,Cx
−,Cy+,Cy−相互間の静電容量を大きくとること
ができる。又、上記テフロンコーティングTCとしてあ
るから、その表面は硬質で且つ熱膨張率は小さく、その
結果、感度は入力軸部10への押込み力や雰囲気温度の
影響を受けにくい。
【0019】また、この実施例のものでは、基板1、基
板2、押え部材5及び環状弾性板53により構成される
空間部Kは密閉状態となり、このため、テフロンコーテ
ィングTC面相互間にゴミ等が挟まるような事態は発生
しないこととなり、センサーとしての感度は更に良好に
なる。尚、上記実施例において、電極部C’が、電極部
Cx+,Cx−,Cy+,Cy−,Czを有するものと
してもよく、この場合には入力軸部10に作用するX−
Y−Zの三方向の力をそれぞれ電圧出力として取出せる
ものとなる。
【0020】又、上記実施例において、電極部Cが、電
極部Cx+,Cx−,Cy+,Cy−から成るものとす
ることもできる。そして、上記実施例では電極部C側と
電極部C’側のテフロンコーティングTC面相互を圧接
させる手段として環状弾性板53を使用したが、これに
限定されることなく圧縮バネ等も使用でき、また、図6
のような構成とすれば引張りバネBも使用できる。
【0021】又、上記実施例では、非導電性薄膜4をテ
フロンコーティングTCにより構成させたが、これに限
定されることなく、非導電性であり且つ仕上りが硬質で
あれば他の材料も使用できる。
【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、高感度で且つ雰囲気温度によって感度が変化し
な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に設けた電
極部を示した図。
【図4】前記静電容量式センサーの下側基板に設けた電
極部を示した図。
【図5】図1の状態から入力軸部を右側に変位させたと
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】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8】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9】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】
J 入力部 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 3 非導電性薄膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 片面に電極部(C)を有する基板(1)
    と、前記基板(1)と対向配設され且つ片面に90°角
    度間隔で配置された電極部(Cx+)(Cx−)(Cy
    +)(Cy−)を有する基板(2)と、前記基板(1)
    (2)のうち少なくともどちらか一方に設けられた入力
    部(J)とを具備し、電極部(C)及び電極部(Cx
    +)(Cx−)(Cy+)(Cy−)をそれぞれ熱膨張
    率の小さい非導電性薄膜(4)で被覆すると共に、前記
    電極部(C)側の非導電性薄膜(4)と電極部(Cx
    +)(Cx−)(Cy+)(Cy−)側のそれとを圧接
    させるべく基板(1)(2)の少なくとも一方を付勢し
    てい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、前記基板(1)と対向配設され且つ片面に9
    0°角度間隔で配置された電極部(Cx+)(Cx−)
    (Cy+)(Cy−)を有する基板(2)と、前記基板
    (1)(2)のうち少なくともどちらか一方に設けられ
    た入力部(J)とを具備し、前記基板(1)の電極とな
    る部分及び電極部(Cx+)(Cx−)(Cy+)(C
    y−)をそれぞれ熱膨張率の小さい非導電性薄膜(4)
    で被覆すると共に、前記基板(1)側の非導電性薄膜
    (4)と電極部(Cx+)(Cx−)(Cy+)(Cy
    −)側のそれとを圧接させるべく基板(1)(2)の少
    なくとも一方を付勢していることを特徴とする静電容量
    式センサー。
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Cited By (6)

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