JP2001273086A - Input device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばコンピュー
タのデータ入力用として使用される入力装置に係り、特
に操作性に優れた入力装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an input device used for, for example, data input of a computer, and more particularly to an input device excellent in operability.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７は、従来の入力装置の概略を示す斜
視図、図８は図７の矢視６方向の断面図、図９は図７に
示す入力装置の電気的な回路構成図である。2. Description of the Related Art FIG. 7 is a perspective view schematically showing a conventional input device, FIG. 8 is a sectional view in the direction of arrow 6 in FIG. 7, and FIG. 9 is an electric circuit configuration diagram of the input device shown in FIG. It is.
【０００３】図７に示す入力装置１は、例えばノート型
パソコンなどの小型のコンピュータに組み込まれ、ある
いは入力装置単体として使用されるものである。An input device 1 shown in FIG. 7 is incorporated in a small computer such as a notebook personal computer or used as a single input device.
【０００４】図７および図８に示すように、前記入力装
置１は、主に基板２とこの基板２から所定の高さ位置で
対向する可動電極４とから構成されている。前記可動電
極４は人為的に操作可能な操作体５などに保持されてお
り、前記基板２に沿う方向に基板２に対し平行に移動で
きるようになっている。As shown in FIGS. 7 and 8, the input device 1 mainly includes a substrate 2 and a movable electrode 4 facing the substrate 2 at a predetermined height. The movable electrode 4 is held by an operation body 5 which can be manually operated and the like, and can be moved in parallel with the substrate 2 in a direction along the substrate 2.
【０００５】前記基板２上には、扇形状の検出電極３
ａ，３ｂ，３ｃおよび３ｄと十字形状の接地電極３ｇか
らなる固定電極３が形成されている。図９に示すよう
に、入力装置１では基板２上の接地電極３ｇと可動電極
４との間に静電容量Ｃｇが形成され、基板２上の検出電
極３ａ，３ｂ，３ｃおよび３ｄと可動電極４との間に静
電容量Ｃａ，Ｃｂ，ＣｃおよびＣｄがそれぞれ形成され
る。A fan-shaped detection electrode 3 is provided on the substrate 2.
A fixed electrode 3 composed of a, 3b, 3c and 3d and a cross-shaped ground electrode 3g is formed. As shown in FIG. 9, in the input device 1, a capacitance Cg is formed between the ground electrode 3g on the substrate 2 and the movable electrode 4, and the detection electrodes 3a, 3b, 3c and 3d on the substrate 2 and the movable electrode 4, the capacitances Ca, Cb, Cc and Cd are formed respectively.
【０００６】上記入力装置１を搭載したコンピュータの
内部には、接地電極３ｇと各検出電極３ａ，３ｂ，３ｃ
および３ｄの間の各合成容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびＣ
４を検出する検出手段（図示せず）が設けられており、
コンピュータの命令により前記各合成容量Ｃ１，Ｃ２，
Ｃ３およびＣ４が検出可能となっている。A computer equipped with the input device 1 has a ground electrode 3g and detection electrodes 3a, 3b, 3c.
And 3d each of the combined capacitances C1, C2, C3 and C
4 is provided with detecting means (not shown) for detecting
Each of the combined capacitors C1, C2,
C3 and C4 can be detected.
【０００７】入力装置１では、前記可動電極４を基板２
に沿って任意の方向に移動させると、可動電極４と各検
出電極３ａ，３ｂ，３ｃおよび３ｄとの間の対向面積が
変わるため、各静電容量Ｃａ，Ｃｂ，ＣｃおよびＣｄが
変化し、よって各合成容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびＣ４
も変化する。前記コンピュータは、前記検出手段を介し
て各合成容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびＣ４を検出するこ
とにより、操作体５（可動電極４）の基板２上の位置デ
ータを所定のサンプリングタイムで検出する。そして、
その位置データに基づき所定の演算処理を行うことによ
り、コンピュータディスプレイ上のカーソルの位置を前
記操作体５に合わせて移動するものとなっている。In the input device 1, the movable electrode 4 is connected to the substrate 2
When the movable electrode 4 is moved in any direction along the direction, the facing area between the movable electrode 4 and each of the detection electrodes 3a, 3b, 3c and 3d changes, so that the respective capacitances Ca, Cb, Cc and Cd change, Therefore, each combined capacitance C1, C2, C3 and C4
Also changes. The computer detects the position data of the operating body 5 (movable electrode 4) on the substrate 2 at a predetermined sampling time by detecting each of the combined capacitors C1, C2, C3, and C4 via the detection means. And
By performing a predetermined arithmetic processing based on the position data, the position of the cursor on the computer display is moved in accordance with the operation body 5.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の入
力装置では以下に示すような問題がある。However, the above-mentioned conventional input device has the following problems.
【０００９】図１０は従来の入力装置における移動方向
と移動量の関係を示す出力特性を示す図である。より詳
しくは、基板２上の原点Ｏ（Ｘ軸とＹ軸との交点）から
ある一定の操作量Ｄを維持しつつ、前記可動電極４を原
点Ｏの回りに１回転させたときの入力装置１の出力特性
である。図１０では、原点Ｏから出力特性を示す閉曲線
７までの長さが可動電極４の検出移動量Ｄ′（原点Ｏか
らの距離）を示しており、検出移動量Ｄ′が可動電極４
の移動方向αごとにプロットされている。なお、移動方
向αは、Ｙ１方向を０°（３６０°）、Ｘ１方向を９０
°、Ｙ２方向を１８０°、Ｘ２方向を２７０°として示
している。FIG. 10 is a diagram showing output characteristics showing a relationship between a moving direction and a moving amount in a conventional input device. More specifically, an input device when the movable electrode 4 is rotated once around the origin O while maintaining a certain operation amount D from the origin O (the intersection of the X axis and the Y axis) on the substrate 2 1 is the output characteristic. In FIG. 10, the length from the origin O to the closed curve 7 indicating the output characteristic indicates the detected movement amount D ′ (distance from the origin O) of the movable electrode 4, and the detected movement amount D ′ is the movable electrode 4.
Are plotted for each moving direction α. The movement direction α is 0 ° (360 °) in the Y1 direction and 90 ° in the X1 direction.
°, the Y2 direction is 180 °, and the X2 direction is 270 °.
【００１０】図１０に示すように、接地電極３ｇが延び
るＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って可動電極４を移動させ
たときの検出移動量Ｄ′に比べ、Ｘ軸とＹ軸の間で可動
電極４を移動させたときの検出移動量Ｄ′の方が小さく
出力され、全体として略十字形状の閉曲線７であること
が確認できる。As shown in FIG. 10, the distance between the X-axis and the Y-axis is smaller than the detected movement amount D 'when the movable electrode 4 is moved along the X-axis direction and the Y-axis direction where the ground electrode 3g extends. The detected movement amount D ′ when the movable electrode 4 is moved is output smaller, and it can be confirmed that the closed curve 7 has a substantially cross shape as a whole.
【００１１】すなわち、実際に原点Ｏから操作体５を移
動させた操作量Ｄが同じであっても、入力装置１から出
力される検出移動量Ｄ′は、その移動方向αにより異な
っている。このため、上記従来の入力装置１ではユーザ
ーが操作した操作体５の操作量Ｄと、実際にコンピュー
タのディスプレイ上で移動するカーソルの検出移動量
Ｄ′との間にずれが生じ、ユーザーの意思通りにカーソ
ルを操作しにくいという問題があった。That is, even if the operation amount D obtained by actually moving the operating body 5 from the origin O is the same, the detected movement amount D 'output from the input device 1 differs depending on the moving direction α. For this reason, in the conventional input device 1 described above, a shift occurs between the operation amount D of the operating tool 5 operated by the user and the detected movement amount D ′ of the cursor actually moving on the display of the computer, and the intention of the user There was a problem that it was difficult to operate the cursor on the street.
【００１２】また従来は上記問題に対処するため、コン
ピュータ内に格納されているソフトウエアによってカー
ソルの検出移動量Ｄ′を実際の操作体４の操作量Ｄに一
致するように補正し、これにより入力装置１の操作性を
向上させていた。Conventionally, in order to cope with the above-mentioned problem, the detected movement amount D 'of the cursor is corrected by software stored in a computer so as to coincide with the actual operation amount D of the operating body 4, whereby The operability of the input device 1 has been improved.
【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するもので
あり、ユーザーの意思通りに操作することができるよう
にした入力装置を提供することを目的としている。An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an input device which can be operated as desired by a user.
【００１４】また本発明はソフトウエアによる補正を加
えることく、操作性に優れた入力装置を提供することを
目的としている。Another object of the present invention is to provide an input device which is excellent in operability without making correction by software.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の検出電
極および接地電極が形成された基板と、この基板との距
離を一定に保ちつつ前記基板に沿う方向に移動可能な可
動電極と、前記可動電極を移動させる操作体とからな
り、前記操作体の操作量が、前記可動電極と接地電極と
の間の静電容量および前記可動電極と個々の検出電極と
の間の各静電容量による合成容量の変位量から検出され
る入力装置において、円盤形状の導電層が中心から放射
状に延びる絶縁層により分離されて、扇形状の前記検出
電極および前記接地電極が円周方向に交互に配置するよ
う形成されていることを特徴とするものである。According to the present invention, there is provided a substrate having a plurality of detection electrodes and a ground electrode formed thereon, a movable electrode movable in a direction along the substrate while maintaining a constant distance from the substrate. An operating body for moving the movable electrode, wherein the amount of operation of the operating body is a capacitance between the movable electrode and the ground electrode and a capacitance between the movable electrode and each detection electrode. In the input device that is detected from the displacement of the combined capacitance due to the above, the disk-shaped conductive layers are separated by an insulating layer extending radially from the center, and the fan-shaped detection electrodes and the ground electrodes are alternately arranged in the circumferential direction. It is characterized by being formed.
【００１６】本発明における入力装置では、操作体の移
動方向ごとに出力が異なることを防止することができ
る。すなわち、入力装置の出力が、操作体の移動方向に
影響を受けずに中心（原点）からの操作量に比例したも
のとすることができる。With the input device according to the present invention, it is possible to prevent the output from being different for each moving direction of the operating tool. That is, the output of the input device can be made proportional to the operation amount from the center (origin) without being affected by the moving direction of the operating tool.
【００１７】よって、コンピュータのディスプレイ内の
カーソルを前記入力装置で操作させたときに、例えば操
作体を移動させたときの移動量をカーソルの移動距離に
比例するようにしたり、あるいは操作体の移動量をカー
ソルの移動速度に比例するように設定することができ
る。そして、このように設定された入力装置では、ユー
ザーが違和感なくその意思通りにカーソルを操作するこ
とができる。Therefore, when the cursor in the display of the computer is operated by the input device, for example, the amount of movement of the operating tool is made to be proportional to the moving distance of the cursor, or the operating tool is moved. The amount can be set to be proportional to the speed of movement of the cursor. With the input device set as described above, the user can operate the cursor according to his / her intention without feeling uncomfortable.
【００１８】また例えば接地電極の形成位置をＸＹ平面
上のＸ軸とＹ軸に沿うように設定すると、前記各接地電
極をＸ軸とＹ軸との間の４５°の方向に沿うようにそれ
ぞれ設定され、操作体をＸＹ平面座標軸に合わせて移動
させることが可能となる。Further, for example, when the formation position of the ground electrode is set along the X axis and the Y axis on the XY plane, each of the ground electrodes is respectively set so as to extend along a 45 ° direction between the X axis and the Y axis. Once set, the operating tool can be moved in accordance with the XY plane coordinate axes.
【００１９】前記複数の接地電極が、基板の裏面又は内
部で互いに接続されているものである。The plurality of ground electrodes are connected to each other on the back surface or inside the substrate.
【００２０】これにより、基板表面に分離形成された複
数の接地電極をすべて同電位に設定することができ、接
地電極と可動電極との間の静電容量を一定に維持するこ
とができる。したがって、操作体を移動させたときに変
化する静電容量（可変容量）を、可動電極と各検出電極
との間の各静電容量とすることができる。Thus, the plurality of ground electrodes separately formed on the substrate surface can all be set to the same potential, and the capacitance between the ground electrode and the movable electrode can be kept constant. Therefore, the capacitance (variable capacitance) that changes when the operating body is moved can be set as each capacitance between the movable electrode and each detection electrode.
【００２１】なお、この場合基板表面の接地電極を基板
裏面方向に導くには、例えばスルーホールを利用するこ
とができる。In this case, in order to guide the ground electrode on the front surface of the substrate toward the rear surface of the substrate, for example, a through hole can be used.
【００２２】上記において、前記検出電極の中心角を
θ、接地電極の中心角をφとしたときに、θ＋φ＝９０
°の関係を有するものが好ましい。In the above, when the central angle of the detection electrode is θ and the central angle of the ground electrode is φ, θ + φ = 90
Those having a relationship of ° are preferred.
【００２３】さらに、前記検出電極の中心角θが３５°
≦θ≦４０°の範囲内にあり、接地電極の中心角φが５
０°≦φ≦５５°の範囲内にあるものが好ましい。Further, the central angle θ of the detection electrode is 35 °.
≤θ≤40 ° and the center angle φ of the ground electrode is 5
Those in the range of 0 ° ≦ φ ≦ 55 ° are preferred.
【００２４】これにより、前記複数の検出電極と接地電
極とにより形成される円盤の直径と可動電極の直径との
関係を様々な態様とした場合であっても、操作体の移動
方向ごとに出力が異なることを防止できる。Thus, even when the relationship between the diameter of the disk formed by the plurality of detection electrodes and the ground electrode and the diameter of the movable electrode is varied, the output is performed for each moving direction of the operating body. Can be prevented from being different.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２６】図１は本発明における入力装置の外観を示
す斜視図、図２は図１の入力装置を分解した状態を示す
斜視図、図３は固定電極（接地電極と検出電極）と可動
電極を示す斜視図、図４は固定電極（接地電極と検出電
極）と可動電極の平面図である。FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the input device according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an exploded state of the input device of FIG. 1, and FIG. 3 is a fixed electrode (a ground electrode and a detection electrode) and a movable electrode. FIG. 4 is a plan view of a fixed electrode (a ground electrode and a detection electrode) and a movable electrode.
【００２７】本発明の入力装置１０は、図１に示すよう
に、外側は支持部１１と操作部１２とからなり、例えば
ノート型パソコンなどの小型のコンピュータに組み込ま
れ、あるいは入力装置単体として使用される。As shown in FIG. 1, the input device 10 of the present invention comprises a support portion 11 and an operation portion 12 on the outside, and is incorporated in a small computer such as a notebook computer, or used as a single input device. Is done.
【００２８】図１に示すように、支持部１１の中央に
は、操作体１３と入力部１４からなる操作部１２が設け
られ、前記操作体１３は、ＸＹ座標平面上でのスライド
動作、Ｚ軸を中心軸とする回転動作及びＺ軸下方への押
圧動作が可能に支持されている。また前記操作部１２の
操作体１３と入力部１４は、それぞれ独立して下方へ押
し込むことが可能となっている。As shown in FIG. 1, an operation section 12 comprising an operation body 13 and an input section 14 is provided at the center of the support section 11, and the operation body 13 is slid on an XY coordinate plane. It is supported so as to be able to rotate around the axis and to push down the Z axis. The operating body 13 and the input unit 14 of the operating unit 12 can be independently pushed downward.
【００２９】前記入力装置１０は、操作部１２（操作体
１３，入力部１４）、ハウジング部材１１Ａ、支持体と
してのスライド部材１６、検出基板１７及び基板１５
が、図２に示すように積層される。また、ハウジング部
材１１Ａと基板１５との間には空間確保のための円筒状
のスペーサ１８，１８，１８，１８が設けられている。
なお、図１に示すねじ８とナット９を用いてねじ止めす
る際には、スペーサ１８に形成されている穴を介してね
じ止めされる。The input device 10 includes an operation section 12 (operation body 13 and input section 14), a housing member 11A, a slide member 16 as a support, a detection board 17, and a board 15.
Are stacked as shown in FIG. Further, cylindrical spacers 18, 18, 18, 18 for securing a space are provided between the housing member 11A and the substrate 15.
When screwing with the screw 8 and the nut 9 shown in FIG. 1, the screw is screwed through a hole formed in the spacer 18.
【００３０】前記操作体１３は、樹脂製の円盤状部材な
どから形成され、また前記入力部１４は、樹脂製のリン
グ状部材などから形成されている。前記操作体１３は、
前記入力部１４に挿入可能な径で形成され、且つリング
状の内面下部に中心方向へ延出するフランジ１４ｃが全
周に設けられる。また前記フランジ１４ｃは、４個の爪
部１４ｄが９０度毎に切り欠かれており、これら爪部１
４ｄは上下方向に弾性可能に支持されている。The operating body 13 is formed of a disc-shaped member made of resin or the like, and the input section 14 is formed of a ring-shaped member made of resin or the like. The operation body 13 is
A flange 14c which is formed to have a diameter that can be inserted into the input portion 14 and extends in the center direction at the lower portion of the ring-shaped inner surface is provided on the entire circumference. The flange 14c has four claw portions 14d cut out every 90 degrees.
4d is supported so as to be elastic in the vertical direction.
【００３１】前記ハウジング部材１１Ａは、方形の板状
部材からなり、各縁部が下方へ折り曲げられ、各角部に
はねじ止め用の取付穴１１ｂが穿設されている。The housing member 11A is formed of a rectangular plate-like member, each edge is bent downward, and a mounting hole 11b for screwing is formed in each corner.
【００３２】図３に示すように、前記基板（固定側）１
５は、金属板の表面に絶縁体が積層されたものであり、
さらにこの基板１５の表面（絶縁層の表面）には導電層
からなる複数の検出電極２０（個別に２１，２２，２
３，２４で示す）と複数の接地電極３０（個別に３１，
３２，３３，３４で示す）とからなる固定電極が交互に
プリントされている。なお、基板１５の各角部には、ね
じ穴１５ａ，１５ａ，１５ａ，１５ａが穿設されてい
る。As shown in FIG. 3, the substrate (fixed side) 1
5 is a metal plate having a surface on which an insulator is laminated,
Further, on the surface of the substrate 15 (the surface of the insulating layer), a plurality of detection electrodes 20 (individually 21, 22, 2
3, 24) and a plurality of ground electrodes 30 (31,
32, 33, and 34) are alternately printed. Note that screw holes 15a, 15a, 15a, 15a are formed in each corner of the substrate 15.
【００３３】前記各検出電極２０および各接地電極３０
は、円盤形状の導電層の中心（原点Ｏ）から放射状に延
びる８本の筋状の絶縁層１５ｂによって８つに分離さ
れ、個々の検出電極２０と個々の接地電極３０は扇型形
状に形成されている。前記検出電極２０と接地電極３０
とは交互に配置されており、例えば検出電極２１と検出
電極２２の間に接地電極３１が位置するように配置され
ている。個々の検出電極２０の中心角θはすべて同じ角
度で形成され、同様に個々の接地電極３０の中心角φは
すべて同じ角度で形成されている。そして、隣り合う検
出電極２０の中心角θと接地電極３０の中心角φの和が
９０°の関係となるように設定されている（θ＋φ＝９
０°）。Each detection electrode 20 and each ground electrode 30
Are separated into eight by eight stripe-shaped insulating layers 15b extending radially from the center (origin O) of the disc-shaped conductive layer, and each detection electrode 20 and each ground electrode 30 are formed in a fan shape. Have been. The detection electrode 20 and the ground electrode 30
Are alternately arranged, for example, so that the ground electrode 31 is located between the detection electrode 21 and the detection electrode 22. The central angles θ of the individual detection electrodes 20 are all formed at the same angle, and similarly, the central angles φ of the individual ground electrodes 30 are all formed at the same angle. The sum of the center angle θ of the adjacent detection electrodes 20 and the center angle φ of the ground electrode 30 is set to be 90 ° (θ + φ = 9).
0 °).
【００３４】なお、前記接地電極３１，３２，３３，３
４の領域内には、スルーホール(図示せず)が穿設されて
おり、基板１５内部に設けられた金属板に接続されてい
る。あるいは基板１５の背面（裏面）に配線され、互い
に接続されている。よって、すべての接地電極３１，３
２，３３，３４が同電位に設定されている。なお、扇型
形状の接地電極３１，３２，３３，３４の各外周部より
配線パターンを延ばし、これらを接続することにより同
電位に設定するものであってもよい。The ground electrodes 31, 32, 33, 3
A through hole (not shown) is formed in the area 4 and is connected to a metal plate provided inside the substrate 15. Alternatively, they are wired on the back surface (back surface) of the substrate 15 and are connected to each other. Therefore, all the ground electrodes 31, 3
2, 33, and 34 are set to the same potential. The wiring patterns may be extended from the outer peripheral portions of the sector-shaped ground electrodes 31, 32, 33, and 34 and connected to each other to set the same potential.
【００３５】前記検出基板（可動側）１７は、円盤状の
ＰＣＢ（プリント配線基板）などからなり、その下面に
は前記検出電極２０と接地電極３０に対向する円盤形状
の可動電極４０が導電層により形成されている。なお、
図３および図４には検出電極２０と接地電極３０と対向
する上部位置に可動電極４０のみが示されている。The detection substrate (movable side) 17 is made of a disc-shaped PCB (printed wiring board) or the like, and a disc-shaped movable electrode 40 facing the detection electrode 20 and the ground electrode 30 is provided on the lower surface thereof. Is formed. In addition,
FIGS. 3 and 4 show only the movable electrode 40 at an upper position facing the detection electrode 20 and the ground electrode 30.
【００３６】前記スライド部材１６は、周縁が略円形の
部材からなり、中央部に円形の開口部１６ａが形成さ
れ、前記開口部１６ａの縁部から上方へ向けてリング状
の段差部１６ｂが一体に形成される。The slide member 16 is formed of a member having a substantially circular peripheral edge, a circular opening 16a is formed in the center, and a ring-shaped step 16b is integrally formed upward from the edge of the opening 16a. Formed.
【００３７】前記スライド部材１６の周囲には、復帰手
段としての４本の線ばね１９，１９，１９，１９が組み
合わされて設けられている。前記線ばね１９，１９，１
９，１９は井桁状に配置され、その内側に前記スライド
部材１６が配置される。また線ばね１９，１９，１９，
１９は、１辺の一部が前記スライド部材１６の周縁に当
接している。Around the slide member 16, there are provided four wire springs 19, 19, 19, 19 in combination as return means. The wire springs 19, 19, 1
Reference numerals 9 and 19 are arranged in a cross-girder shape, and the slide member 16 is disposed inside thereof. Wire springs 19, 19, 19,
Reference numeral 19 denotes a part of one side in contact with the periphery of the slide member 16.
【００３８】前記線ばね１９，１９，１９，１９は、図
２に示すように、各角部においてハウジング部材１１Ａ
と基板１５との間に設けられた円筒状のスペーサ１８に
掛け止めされ、それぞれ均等にスライド部材１６を付勢
する付勢力を有している。As shown in FIG. 2, the wire springs 19, 19, 19, 19 have housing members 11A at each corner.
And is hung on a cylindrical spacer 18 provided between the substrate 15 and the substrate 15, and has a biasing force for uniformly biasing the slide member 16.
【００３９】上述したスライド部材１６は、前記検出基
板１７と重ね合わされ、且つ前記スライド部材１６の周
囲に線ばね１９，１９，１９，１９が設けられた状態
で、ハウジング部材１１Ａと基板１５との間に組み込ま
れる。これによりハウジング部材１１Ａに形成された貫
通孔１１ａから前記段差部１６ｂが露出し、この露出し
た段差部１６ｂに操作体１３が取り付けられている。The above-mentioned slide member 16 is overlapped with the detection board 17 and the wire spring 19, 19, 19, 19 is provided around the slide member 16, and the housing member 11A and the board 15 are connected to each other. It is built in. Thereby, the step 16b is exposed from the through hole 11a formed in the housing member 11A, and the operating body 13 is attached to the exposed step 16b.
【００４０】図５は図１に示す入力装置の電気的な回路
構成図である。なお、前記接地電極３１，３２，３３お
よび３４は互いに接続されているため、回路構成は上記
従来の回路構成と同様となる（図９参照）。FIG. 5 is an electrical circuit diagram of the input device shown in FIG. Since the ground electrodes 31, 32, 33 and 34 are connected to each other, the circuit configuration is the same as the above-described conventional circuit configuration (see FIG. 9).
【００４１】図５に示すように、基板１５上の接地電極
３０（３１，３２，３３および３４）と可動電極４０と
の間に静電容量Ｃｇが形成され、可動電極４０と基板１
５上の各検出電極２１，２２，２３および２４との間
は、それぞれ静電容量Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄが形成さ
れる。そして、前記静電容量Ｃｇと各静電容量Ｃａ，Ｃ
ｂ，Ｃｃ，Ｃｄとが直列に接続された関係となってい
る。As shown in FIG. 5, a capacitance Cg is formed between the movable electrode 40 and the ground electrode 30 (31, 32, 33 and 34) on the substrate 15, and the movable electrode 40 and the substrate 1
Capacitances Ca, Cb, Cc, and Cd are formed between the detection electrodes 21, 22, 23, and 24 on the reference numeral 5, respectively. Then, the capacitance Cg and the capacitances Ca, C
b, Cc, and Cd are connected in series.
【００４２】したがって、検出電極２１と接地電極３０
との間の合成容量をＣ１、検出電極２２と接地電極３０
との間の合成容量をＣ２、検出電極２３と接地電極３０
との間の合成容量をＣ３、検出電極２４と接地電極３０
との間の合成容量をＣ４とすると、各合成容量Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ３およびＣ４は、次の数１で表わすことができ
る。Therefore, the detection electrode 21 and the ground electrode 30
C1, the detection electrode 22 and the ground electrode 30.
C2, the detection electrode 23 and the ground electrode 30
C3, the detection electrode 24 and the ground electrode 30
And C4, the combined capacitance between C1, C2
2, C3 and C4 can be represented by the following equation 1.
【００４３】[0043]
【数１】 (Equation 1)
【００４４】なお、入力装置１０を搭載するコンピュー
タには、各検出電極２０と接地電極３０との間の各合成
容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびＣ４を検出する検出手段
（図示せず）が設けられ、所定のサンプリング時間で検
出されている。またコンピュータ内には、各合成容量Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３およびＣ４から、操作体１３の位置デー
タを求める演算処理手段（図示せず）が搭載されてい
る。The computer equipped with the input device 10 is provided with detection means (not shown) for detecting the combined capacitances C1, C2, C3 and C4 between each detection electrode 20 and the ground electrode 30. , At a predetermined sampling time. In the computer, each combined capacitance C
An arithmetic processing unit (not shown) for obtaining position data of the operating tool 13 from 1, C2, C3 and C4 is mounted.
【００４５】原点Ｏに対する可動電極４０の中心４０ａ
の座標（ｘ，ｙ）（可動電極４０の位置）は、前記演算
処理手段により次の数２の式で求めるられる。The center 40a of the movable electrode 40 with respect to the origin O
(X, y) (position of the movable electrode 40) can be obtained by the following equation (2) by the arithmetic processing means.
【００４６】[0046]
【数２】 (Equation 2)
【００４７】前記演算処理手段では、あらかじめ可動電
極４０の中心４０ａが原点Ｏに一致する場合の各合成容
量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびＣ４の各値を検出し、これら
の値をオフセット量として演算処理手段内部のメモリに
記憶している。The arithmetic processing means detects in advance the respective values of the combined capacitors C1, C2, C3 and C4 when the center 40a of the movable electrode 40 coincides with the origin O, and uses these values as an offset amount to perform the arithmetic processing. It is stored in the memory inside the means.
【００４８】なお、可動電極４０の中心４０ａが原点Ｏ
に一致すると、理想的には可動電極４０と検出電極２
１，２２，２３および２４との各対向面積が一致し、各
合成容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびＣ４は同じ値となる
（Ｃ１＝Ｃ２＝Ｃ３＝Ｃ４）。よって、上記数２の式か
ら求められる可動電極４０の中心４０ａの座標（ｘ，
ｙ）は、ｘ＝０，ｙ＝０となり、これは原点Ｏ（座標
（０，０））を示すこととなる。The center O of the movable electrode 40 is at the origin O
Ideally, the movable electrode 40 and the detection electrode 2
The facing areas 1, 2, 23, and 24 match, and the combined capacitances C1, C2, C3, and C4 have the same value (C1 = C2 = C3 = C4). Therefore, the coordinates (x, x) of the center 40a of the movable electrode 40 obtained from the equation (2)
y) becomes x = 0, y = 0, which indicates the origin O (coordinates (0, 0)).
【００４９】次に、上記可動電極４０の中心４０ａを原
点Ｏから任意の方向（Ｘ１−Ｘ２方向および／またはＹ
１−Ｙ２方向）に移動させると、可動電極４０と各検出
電極２０との間の対向面積が変化する。このため、前記
各静電容量Ｃａ，Ｃｂ，ＣｃおよびＣｄが変化し、上記
数１で示される各合成容量がＣ１′，Ｃ２′，Ｃ３′お
よびＣ４′に変化する。なお、このとき同時に可動電極
４０と各接地電極３０との間の対向面積も変化するが、
各接地電極３１，３２，３３および３４は同電位に設定
されているため、この間の静電容量Ｃｇには大きな変動
は生じない。Next, the center 40a of the movable electrode 40 is moved from the origin O in any direction (X1-X2 direction and / or Y-direction).
When the movable electrode 40 is moved in the (1-Y2 direction), the facing area between the movable electrode 40 and each detection electrode 20 changes. Therefore, the respective capacitances Ca, Cb, Cc and Cd change, and the respective combined capacitances expressed by the above equation 1 change to C1 ', C2', C3 'and C4'. At this time, the facing area between the movable electrode 40 and each ground electrode 30 also changes,
Since the ground electrodes 31, 32, 33 and 34 are set to the same potential, there is no large variation in the capacitance Cg during this period.
【００５０】前記検出手段では、変化後の各合成容量Ｃ
１′，Ｃ２′，Ｃ３′およびＣ４′の各データ値を検出
する。演算処理手段では、これらのデータ値からあらか
じめ求められている前記オフセット量（合成容量Ｃ１，
Ｃ２，Ｃ３およびＣ４）をそれぞれ差し引いた後、上記
数２の式に基づき移動後の可動電極４０の座標（ｘ１，
ｙ１）が求められる。In the detecting means, each of the changed combined capacitances C
Each data value of 1 ', C2', C3 'and C4' is detected. In the arithmetic processing means, the offset amount (combined capacitance C1,
After subtracting C2, C3 and C4), the coordinates (x1,
y1) is required.
【００５１】そして、次の数３により可動電極４０の検
出移動量Ｄ′とその移動方向αが求められ、これらの位
置データが演算処理手段よりコンピュータの制御部に随
時送出され、ディスプレイ上のカーソルを移動させるた
めのデータとして使用される。Then, the detected movement amount D 'of the movable electrode 40 and its movement direction α are obtained from the following equation (3), and these position data are sent to the control unit of the computer from the arithmetic processing means as needed, and the cursor on the display is displayed. Is used as data for moving the data.
【００５２】[0052]
【数３】 (Equation 3)
【００５３】[0053]
【実施例】図６は、入力装置の好ましい実施例における
出力特性を示す図である。この実施例では、上記図３及
び図４に示した各検出電極２０と各接地電極３０により
形成される円盤の直径を１３．６ｍｍとし、可動電極４
０の円盤の直径を７．４ｍｍに設定してある。また検出
電極２０の中心角θがθ＝３７．３°に設定され、接地
電極３０の中心角φがφ＝５２．７°に設定されてい
る。FIG. 6 is a diagram showing output characteristics in a preferred embodiment of the input device. In this embodiment, the diameter of the disk formed by each detection electrode 20 and each ground electrode 30 shown in FIGS.
The diameter of the 0 disk is set to 7.4 mm. The central angle θ of the detection electrode 20 is set to θ = 37.3 °, and the central angle φ of the ground electrode 30 is set to φ = 52.7 °.
【００５４】このような入力装置１０において、前記可
動電極４０を原点Ｏからある一定の操作量Ｄを維持しつ
つ、原点Ｏの回りに１回転させたときに、入力装置１０
の検出移動量Ｄ′と移動方向αを上記図１０と同様に取
得した。なお、移動方向αは、Ｙ１方向を０°（３６０
°）、Ｘ１方向を９０°、Ｙ２方向を１８０°、Ｘ２方
向を２７０°として示している。In such an input device 10, when the movable electrode 40 is rotated once around the origin O while maintaining a certain amount of operation D from the origin O, the input device 10
The detected movement amount D ′ and the movement direction α of the above are obtained in the same manner as in FIG. The moving direction α is 0 ° (360 °) in the Y1 direction.
°), the X1 direction is 90 °, the Y2 direction is 180 °, and the X2 direction is 270 °.
【００５５】図６に示すように、この実施例に示される
入力装置１０は円形状の出力線２７を示し、操作体１３
の移動方向αの影響を受けることなく、いずれの方向で
も均一な出力を得ることができることを確認することが
できる。すなわち、上記図１０に示す閉曲線７に比べる
と、従来の問題点が解消されていることを分かる。As shown in FIG. 6, the input device 10 shown in this embodiment shows a circular output line 27 and the operating body 13
It can be confirmed that a uniform output can be obtained in any direction without being affected by the moving direction α. That is, it can be seen that the conventional problem is solved as compared with the closed curve 7 shown in FIG.
【００５６】これにより、操作体１３の操作量Ｄとコン
ピュータのディスプレイ上で移動するカーソルの検出移
動量Ｄ′との間にずれが生じることがなくなり、ユーザ
ーは違和感なくその意思通りにカーソルを操作すること
ができるようになる。As a result, there is no deviation between the operation amount D of the operating body 13 and the detected movement amount D 'of the cursor moving on the display of the computer, and the user can operate the cursor according to his / her intention without feeling uncomfortable. Will be able to
【００５７】また、この様に操作性に優れているため、
ソフトウエアによる補正を行う必要がなく、コンピュー
タ本体側の負担を軽減することが可能となる。Also, because of such excellent operability,
There is no need to perform correction by software, and the burden on the computer main body can be reduced.
【００５８】[0058]
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、操作体の
操作量に応じてカーソルを移動させることができるよう
になるため、ユーザーの意思通りにカーソルを操作する
ことが可能な入力装置を提供できる。According to the present invention described in detail above, the cursor can be moved according to the operation amount of the operating tool, so that the input device can operate the cursor as the user intends. Can be provided.
【００５９】またソフトウエアによる補正を受けなくと
も操作性の高い入力装置を提供することができ、コンピ
ュータ本体側の負担を軽減することが可能となる。Further, it is possible to provide an input device having high operability without receiving correction by software, and it is possible to reduce a burden on a computer main body.
【図１】本発明における入力装置の外観を示す斜視図、FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of an input device according to the present invention;
【図２】図１の入力装置を分解した状態を示す斜視図、FIG. 2 is an exemplary perspective view showing a state where the input device of FIG. 1 is disassembled;
【図３】固定電極（接地電極と検出電極）と可動電極を
示す斜視図、FIG. 3 is a perspective view showing a fixed electrode (a ground electrode and a detection electrode) and a movable electrode.
【図４】固定電極（接地電極と検出電極）と可動電極の
平面図、FIG. 4 is a plan view of a fixed electrode (a ground electrode and a detection electrode) and a movable electrode.
【図５】図１に示す入力装置の電気的な回路構成図、FIG. 5 is an electrical circuit configuration diagram of the input device shown in FIG. 1;
【図６】入力装置の好ましい実施例における出力特性を
示す図、FIG. 6 is a diagram showing output characteristics in a preferred embodiment of the input device;
【図７】従来の入力装置の概略を示す斜視図、FIG. 7 is a perspective view schematically showing a conventional input device.
【図８】図７の矢視６方向の断面図、FIG. 8 is a cross-sectional view of FIG.
【図９】図７に示す入力装置の電気的な回路構成図、9 is an electrical circuit configuration diagram of the input device shown in FIG. 7,
【図１０】従来の入力装置における移動方向と移動量の
関係を示す出力特性を示す図、FIG. 10 is a diagram showing output characteristics indicating a relationship between a moving direction and a moving amount in a conventional input device.
１０ 入力装置 １３ 操作体 １５ 基板 １５ｂ 絶縁層 ２０，２１，２２，２３，２４ 検出電極 ３０，３１，３２，３３，３４ 接地電極 ４０ 可動電極 ４０ａ 可動電極の中心 Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ 各検出電極と可動電極の間の
静電容量 Ｃｇ 可動電極と接地電極の間の静電容量 Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４ 各検出電極と接地電極の間の
合成容量 Ｄ 操作体の操作量 Ｄ′ 検出移動量 α 移動方向 θ 検出電極の中心角 φ 接地電極の中心角 Ｏ 原点Reference Signs List 10 input device 13 operating body 15 substrate 15b insulating layer 20, 21, 22, 23, 24 detecting electrode 30, 31, 32, 33, 34 ground electrode 40 movable electrode 40a center of movable electrode Ca, Cb, Cc, Cd detection Capacitance between the electrode and the movable electrode Cg Capacitance between the movable electrode and the ground electrode C1, C2, C3, C4 Combined capacitance between each detection electrode and the ground electrode D Operation amount of the operating body D 'Detection movement Amount α Moving direction θ Center angle of detection electrode φ Center angle of ground electrode O Origin
Claims (4)
れた基板と、この基板との距離を一定に保ちつつ前記基
板に沿う方向に移動可能な可動電極と、前記可動電極を
移動させる操作体とからなり、前記操作体の操作量が、
前記可動電極と接地電極との間の静電容量および前記可
動電極と個々の検出電極との間の各静電容量による合成
容量の変位量から検出される入力装置において、 円盤形状の導電層が中心から放射状に延びる絶縁層によ
り分離されて、扇形状の前記検出電極および前記接地電
極が円周方向に交互に配置するよう形成されていること
を特徴とする入力装置。1. A substrate on which a plurality of detection electrodes and a ground electrode are formed, a movable electrode movable in a direction along the substrate while maintaining a constant distance from the substrate, and an operating body for moving the movable electrode And the operation amount of the operation body is
In the input device, which is detected from the amount of displacement of the combined capacitance due to the capacitance between the movable electrode and the ground electrode and the capacitance between the movable electrode and each of the detection electrodes, the disk-shaped conductive layer has An input device, wherein the fan-shaped detection electrodes and the ground electrodes are formed so as to be alternately arranged in a circumferential direction, being separated by an insulating layer extending radially from a center.
内部で互いに接続されている請求項１記載の入力装置。2. The input device according to claim 1, wherein the plurality of ground electrodes are connected to each other on a back surface or inside a substrate.
中心角をφとしたときに、θ＋φ＝９０°の関係を有す
る請求項１または２記載の入力装置。3. The input device according to claim 1, wherein θ + φ = 90 ° when the central angle of the detection electrode is θ and the central angle of the ground electrode is φ.
４０°の範囲内にあり、接地電極の中心角φが５０°≦
φ≦５５°の範囲内にある請求項１ないし３のいずれか
に記載の入力装置。4. The method according to claim 1, wherein the central angle θ of the detection electrode is 35 ° ≦ θ ≦
40 °, the center angle φ of the ground electrode is 50 ° ≦
The input device according to any one of claims 1 to 3, wherein the input device is within a range of φ ≦ 55 °.
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