專利名稱：在檢測操作中使用電容式傳感方法的輸入裝置和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在檢測操作中使用電容式傳感方法的輸入裝置以及具有該輸入裝置的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，對于諸如便攜式電話、個人計(jì)算機(jī)、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)和數(shù)字式照相機(jī)等數(shù)字設(shè)備來說，使用觸摸傳感器或觸摸面板作為輸入裝置的技術(shù)已經(jīng)被廣泛地使用。上述輸入裝置的示例包括電容式、電阻式以及光學(xué)式，所述輸入裝置具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)并且用于廣泛范圍的目的。在所述輸入裝置中，電容式在檢測精度方面優(yōu)異并且被用于許多裝置。裝備有使用電容式傳感方法的觸摸面板的ー些數(shù)字式照相機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)被投放市場。
對于使用電容式傳感方法的輸入裝置來說，存在一些檢測方法，這些檢測方法中的ー種方法檢測人體的對地電容，并且該方法已經(jīng)被用于許多觸摸傳感器IC (集成電路)。使用該方法的IC能檢測接近傳感器的具有接地電位的導(dǎo)電體。存在將該電容傳感式檢測技術(shù)應(yīng)用到輸入裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)(日本特開2009-218785號公報(bào)和日本特開2001-296966號公報(bào))。首先，日本特開2009-218785號公報(bào)公開了與龍頭裝置(faucet device)相關(guān)聯(lián)以檢測人手指等的觸摸并且甚至當(dāng)人將手指移離龍頭裝置時仍繼續(xù)操作狀態(tài)的技木。當(dāng)使用觸摸傳感器檢測到人手指的觸摸并且龍頭裝置轉(zhuǎn)動時，能夠基于具有接地電位的導(dǎo)電體的位置來檢測并存儲龍頭裝置的轉(zhuǎn)動狀態(tài)。通過使施加到傳感器部分的電壓在傳感器檢測電位和接地電位之間動態(tài)地切換，能夠利用一個傳感器圖案(sensor pattern)檢測轉(zhuǎn)動狀態(tài)。日本特開2001-296966號公報(bào)公開了一種組裝在轉(zhuǎn)動操作單元中以提高轉(zhuǎn)動檢測的分辨率的導(dǎo)電體的結(jié)構(gòu)。一般地，當(dāng)觸摸傳感器技術(shù)用于轉(zhuǎn)動操作構(gòu)件吋，能夠通過配設(shè)大量的傳感器圖案來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動檢測的分辨率的提高。如果使用該方法，如可能的情況那樣可能需要許多觸摸傳感器1C，這不是效率良好的。因此，根據(jù)日本特開2001-296966號公報(bào)，在注意力僅集中在檢測轉(zhuǎn)動方向的情況下，分成塊的傳感器的類型的數(shù)量是3種以上， 并且以不同類型的傳感器彼此相鄰的方式順次排列傳感器，從而能夠提高檢測轉(zhuǎn)動方向的分辨率。然而，在使用多種類型的傳感器以提高檢測分辨率的情況下，各類型的傳感器圖案的總面積小。因此，觸摸傳感器IC的檢測水平較低。該趨勢隨著轉(zhuǎn)動操作構(gòu)件的尺寸減小而増大。將來，期望如下的結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)隨著轉(zhuǎn)動操作構(gòu)件的尺寸減小而最優(yōu)化(最大化)傳感器的檢測水平，使得轉(zhuǎn)動操作構(gòu)件的轉(zhuǎn)動能夠以較高的水平被有效地檢測從而提高檢測靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種能夠提高使用電容式傳感方法的檢測操作中的檢測靈敏度的輸入裝置以及具有該輸入裝置的電子設(shè)備。
因此，本發(fā)明的第一方面提供一種輸入裝置，其包括基板，其被構(gòu)造成其上形成有接地電極和檢測電極；導(dǎo)電構(gòu)件，其被構(gòu)造成由導(dǎo)電性材料制成；以及操作構(gòu)件，其被構(gòu)造成能被操作以使所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化；其中，在所述導(dǎo)電構(gòu)件中，形成第一部分和第二部分，即使當(dāng)所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化時所述第一部分的與所述接地電極相面對的面對面積也不變化，所述第二部分的與所述檢測電極相面對的面對面積響應(yīng)于所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系的變化而變化，所述基板或所述導(dǎo)電構(gòu)件被形成為使得當(dāng)所述第二部分的與所述檢測電極相面對的面對面積達(dá)到最大時，所述第二部分的與所述檢測電極相面對的面對面積能夠基本上等于所述第一部分的與所述接地電極相面對的面對面積。因此，本發(fā)明的第二方面提供ー種具有上述輸入裝置的電子設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明，能夠提高使用電容式傳感方法的檢測操作中的檢測靈敏度。從下面對示例性實(shí)施方式的說明(參照附圖)，本發(fā)明的其他特征將變得明顯。


圖I是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的輸入裝置所適用于的電子設(shè)備的后視圖。圖2A至圖2C是用于說明電容式觸摸傳感器的示意圖。圖3是示意性地示出轉(zhuǎn)動操作単元的配置的圖。圖4是示出基板的示例性布局的圖。圖5是用于說明導(dǎo)電構(gòu)件的與接地圖案和傳感器圖案相面對的面積的圖。圖6是示出根據(jù)變型例的基板的布局的圖。圖7A至圖7C是示意性地示出使值以數(shù)字的方式變化的滑動件的配置的圖。圖8A和圖SB是示意性地示出使值以模擬的方式變化的滑動件的配置的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照示出本發(fā)明的實(shí)施方式的圖詳細(xì)說明本發(fā)明。圖I是示出具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的輸入裝置的電子設(shè)備的后視圖。諸如數(shù)字式照相機(jī)等攝像設(shè)備(image pickup apparatus) 100被描述為輸入裝置所適用于的示例性電子設(shè)備，但是輸入裝置不僅可以適用于攝像設(shè)備100還可以適用于各種類型的電子設(shè)備。兩種類型的輸入裝置、即轉(zhuǎn)動操作単元102和能滑動的滑動件601被描述為示例性輸入裝置，但是攝像設(shè)備100可以僅設(shè)置有這些輸入裝置中的一方。攝像設(shè)備100裝備有顯示單元101、電源開關(guān)103、操作鈕104、電池單元105等。轉(zhuǎn)動操作單元102、操作鈕104和滑動件601是在攝像設(shè)備100的操作中提供指令的操作構(gòu)件。在本實(shí)施方式中，電容式傳感器適用于轉(zhuǎn)動操作単元102和滑動件601。首先，將說明在電容式傳感器適用于轉(zhuǎn)動操作単元102的情況下的配置。顯示單元101由IXD等構(gòu)成，并且根據(jù)攝像設(shè)備100的內(nèi)部狀態(tài)利用字符、圖像等顯示操作狀態(tài)、信息等。電源開關(guān)103是用于開關(guān)攝像設(shè)備100的電源的開關(guān)。關(guān)閉電源開關(guān)103能夠使例如轉(zhuǎn)動操作單元102、操作鈕104和滑動件601無效，這使攝像設(shè)備100進(jìn)入低電カ消耗狀態(tài)。作為攝像設(shè)備100的電源單元的電池單元105由諸如堿性電池或鋰電池等一次電池；諸如NiCd電池、NiMH電池或Li電池等二次電池；或AC適配器等構(gòu)成。
圖2A至圖2C是用于說明電容式觸摸傳感器的示意圖。已經(jīng)為電容式觸摸傳感器想出多種檢測方法，并且圖2A至圖2C用于說明如何檢測人體的對地電容。圖2A示出電容式觸摸傳感器的簡化配置。傳感器圖案201被連接到電容式傳感器IC 200，并且以預(yù)定的定時向傳感器圖案201施加電壓。因?yàn)槿耸种?02具有對地電容，所以積累于傳感器圖案201的電荷量根據(jù)人手指202是否觸摸傳感器圖案201而不同。通過檢測電荷量的不同的傳感器IC 200，能夠確定人手指202是否觸摸傳感器圖案201。傳感器IC 200不僅能夠檢測人手指202還能夠任意地檢測對地電容的變化。因此，通過鄰近傳感器圖 案201地配設(shè)接地圖案203，能夠檢測是否存在與傳感器圖案201的上部和接地圖案203的上部相對的諸如金屬等導(dǎo)電構(gòu)件204。圖2B所示的配置能夠被等價地(概念地)理解為圖2C所示的電容器的串聯(lián)電路。即，傳感器圖案201和導(dǎo)電構(gòu)件204的相對面構(gòu)成電容器205，導(dǎo)電構(gòu)件204和接地圖案203的相對面構(gòu)成電容器206。電容器205的電容量Cl由下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式I表不[數(shù)學(xué)表達(dá)式I]Cl = ε I · Sl/dl其中，電容器205的電容量為Cl，電容器205的各電極的彼此面對的平行平面的面積是SI，平行平面之間的距離是dl，平行平面之間的物質(zhì)的介電常數(shù)是ε I。同樣地，電容器206的電容量C2由下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式2表不[數(shù)學(xué)表達(dá)式2]C2 = ε 2 · S2/d2其中，電容器206的電容量為C2，電容器206的各電極的彼此面對的平行平面的面積是S2，平行平面之間的距離是d2，平行平面之間的物質(zhì)的介電常數(shù)是ε 2。因?yàn)橥ㄟ^傳感器IC 200所檢測的總電容量Ctotal是由上述數(shù)學(xué)表達(dá)式I和2所表示的電容器的串聯(lián)連接中的電容量，所以總電容量Ctotal由下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式3表示[數(shù)學(xué)表達(dá)式3]Ctotal = Cl · C2/(C1+C2) = ε I · ε 2 · SI · S2バ ε I · d2 · SI+ ε 2 · dl · S2)假設(shè)在上述數(shù)學(xué)表達(dá)式3中，dl = d2并且ε I = ε 2以簡化表達(dá)式，則總電容量Ctotal由下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式4表示[數(shù)學(xué)表達(dá)式4]Ctotal = ε I · SI · S2/dl (S1+S2)如從上述數(shù)學(xué)表達(dá)式4可以清楚看出，當(dāng)SI = S2時總電容量Ctotal最大，此時，總電容量Ctotal由下面的數(shù)學(xué)表達(dá)式5表示[數(shù)學(xué)表達(dá)式5]Ctotal = ε I · SI/ (2 · dl)基于該思考方式，當(dāng)電容式傳感器適用于轉(zhuǎn)動操作単元102和滑動件601時，通過使與總電容量Ctotal對應(yīng)的電容量最大化能夠提高檢測靈敏度。首先，將對轉(zhuǎn)動操作単元102進(jìn)行說明。圖3是示意性地示出轉(zhuǎn)動操作單元102的配置的圖。轉(zhuǎn)動操作單元102主要包括操作構(gòu)件300、導(dǎo)電構(gòu)件310、觸擊(click)部(觸擊單元)301、基板303以及固定部307。固定部307被固定到攝像設(shè)備100。在下面的說明中，從攝像設(shè)備100的背面看的轉(zhuǎn)動操作単元102的圖被認(rèn)為是轉(zhuǎn)動操作単元102的主視圖。在圖3中，從上方依次示出轉(zhuǎn)動操作單元102的剖視圖、操作構(gòu)件300的主視圖、觸擊單元301和操作構(gòu)件300的主視圖、導(dǎo)電構(gòu)件310的主視圖以及基板303的主視圖。操作構(gòu)件300是環(huán)狀構(gòu)件，其被用戶直接觸摸和操作，并且能相對于固定部307圍繞轉(zhuǎn)動中心C轉(zhuǎn)動。設(shè)定鈕304被布置于操作構(gòu)件300的徑向上的中心位置。設(shè)定鈕304被用于例如使操作構(gòu)件300轉(zhuǎn)動到期望位置并確定操作。設(shè)定鈕304貫通操作構(gòu)件300、導(dǎo)電構(gòu)件310和基板303。通過按壓設(shè)定鈕304，布置于固定部307的推動開關(guān)被打開。在操作構(gòu)件300的外部，經(jīng)由彈簧306以從操作構(gòu)件300沿徑向稍微向外突出的 方式設(shè)置球305。彈簧306和球305與操作構(gòu)件300 —起轉(zhuǎn)動。彈簧306的彈性使球305能沿操作構(gòu)件300的徑向移動。觸擊部301被固定到固定部307并且無論操作構(gòu)件300是否轉(zhuǎn)動，觸擊部301都保持固定。觸擊部301形成為環(huán)狀形狀，并且其內(nèi)周面具有由重復(fù)的凹部301a和凸部301b構(gòu)成的凹凸結(jié)構(gòu)。當(dāng)操作構(gòu)件300轉(zhuǎn)動時，球305彈性地嵌入凹部301a，并且在該位置處，球305進(jìn)入臨時穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)球305抵抗彈簧306的排斥力越過凸部301b而嵌入相鄰的凹部301a時，產(chǎn)生觸擊力。凹部301a的數(shù)量(二十個)是每轉(zhuǎn)的觸擊數(shù)。然而，用于對操作構(gòu)件300施加觸擊カ的結(jié)構(gòu)不限于此處所示的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電構(gòu)件310由諸如金屬等導(dǎo)電性材料制成，并且被布置成能與操作構(gòu)件300 —體地相對于固定部307圍繞轉(zhuǎn)動中心C轉(zhuǎn)動。在導(dǎo)電構(gòu)件310中，在設(shè)定鈕304的周圍形成環(huán)狀的接地面對部311。接地面對部311對應(yīng)于第一部分。設(shè)定鈕304貫通接地面對部311的孔311a。多個(五個)葉片狀的傳感器面對部(第二部分)312從接地面對部311放射狀地延伸。傳感器面對部312對應(yīng)于第二部分。傳感器面對部312在以轉(zhuǎn)動中心C為中心的圓的周向上等間隔地設(shè)置并且具有相同的形狀。操作構(gòu)件300和導(dǎo)電構(gòu)件310所能移動的方向是圍繞轉(zhuǎn)動中心C的轉(zhuǎn)動方向。圖4是示出基板303的示例性布局的圖。基板303被固定于固定部307。因?yàn)樵O(shè)定鈕304被布置于基板303的中心，所以基板303形成為圓環(huán)狀形狀。然而，基板303的形狀不限于此?；?03是其上布置有接地圖案308和傳感器圖案309的印刷基板。接地圖案308被配設(shè)于基板303的內(nèi)周部，傳感器圖案309被配設(shè)于接地圖案308的外側(cè)并且被配設(shè)于基板303的外周部。接地圖案308是接地的接地電極。這里，根據(jù)本實(shí)施方式的導(dǎo)電構(gòu)件310、接地圖案308以及傳感器圖案309相應(yīng)地對應(yīng)于參照圖2說明的導(dǎo)電構(gòu)件204、接地圖案203和傳感器圖案201。如圖3和圖4所示，接地圖案308與導(dǎo)電構(gòu)件310的接地面對部311對應(yīng)，并且接地圖案308形成為以轉(zhuǎn)動中心C為中心的環(huán)狀形狀。傳感器圖案309包括四種類型的檢測電極309a、309b、309c和309d，并且該四種類型的檢測電極在360度的范圍內(nèi)等間隔地重復(fù)配設(shè)五次。由此，在圓周方向上以72度的間隔依次配設(shè)檢測電極309a、309b、309c和309d。這里，雖然連接到不同類型的檢測電極的端子和從不同類型的檢測電極輸出的信號不同，但這些不同類型的檢測電極具有相同的配置。即，在基板303和導(dǎo)電構(gòu)件310之間的位置關(guān)系變化的方向上形成多個各類型的檢測電極309a、309b、309c和309d。這里，檢測電極309a對應(yīng)于第一檢測電極，檢測電極309b對應(yīng)于第二檢測電極，檢測電極309c對應(yīng)于第二檢測電極。多個各類型的檢測電極被等角度間隔地配置，該角度間隔對應(yīng)于配置傳感器面對部312的間隔。由此，根據(jù)傳感器面對部312的位置關(guān)系，所有五個傳感器面對部312均覆蓋在同一類型的五個檢測電極(例如，檢測電極309a)上。在圖3中，五個傳感器面對部312面對五個檢測電極309c。由此，傳感器面對部312的數(shù)量(在本實(shí)施方式中為五個)等于配設(shè)于360度的范圍內(nèi)的檢測電極309a、309b、309c和309d中的一種類型的檢測電極的數(shù)量。觸擊部301中的凹部301a的數(shù)量和形成凹部301a的間隔與傳感器圖案309的檢測電極的數(shù)量和配設(shè)傳感器圖案309的檢測電極的間隔相應(yīng)一致，從而檢測電極的位置與二十個凹凸一一對應(yīng)。由此，在轉(zhuǎn)動操作中操作檢測對應(yīng)于操作感覺。即，當(dāng)與四種類型的檢測電極309a、309b、309c和309d中的任一種檢測電極相面對的五個傳感器面對部312的面積達(dá)到最大時，用于保持操作構(gòu)件300的觸擊カ被施加給操作構(gòu)件300。傳感器面對部312以與傳感器圖案309平行的方式面對傳感器圖案309，并且接地 面對部311以與接地圖案308平行的方式面對接地圖案308。這些相面對的平行平面之間的距離均一，并且這些平行平面之間的物質(zhì)的介電常數(shù)相同。如圖4所示，傳感器圖案309的同種類型的檢測電極在基板303上聯(lián)接在一起并且被連接到傳感器IC(未示出，但是對應(yīng)于圖2中的傳感器IC 200)。四種類型的檢測電極309a,309b,309c和309d經(jīng)由各不相同的端子被連接到傳感器1C。通過使導(dǎo)電構(gòu)件310以覆蓋基板303上的接地圖案308和傳感器圖案309的方式轉(zhuǎn)動，能夠檢測操作構(gòu)件300的轉(zhuǎn)動，進(jìn)而能夠檢測轉(zhuǎn)動操作単元102的轉(zhuǎn)動。當(dāng)導(dǎo)電構(gòu)件310與操作構(gòu)件300 —起轉(zhuǎn)動時，接地面對部311始終面對接地圖案308，從而接地面對部311的與接地圖案308相面對的面積幾乎不變化。因此，接地面對部311和接地圖案308之間的電容量被維持為基本恒定。另ー方面，當(dāng)導(dǎo)電構(gòu)件310轉(zhuǎn)動時，傳感器面對部312所面對的傳感器圖案309 (的檢測電極)逐步變化,并且當(dāng)注重于特定類型的檢測電極時,可能發(fā)生傳感器面對部312根本不面對這種類型的檢測電極的情況以及傳感器面對部312的整個表面基本面對這種類型的檢測電極的情況。即，傳感器面對部312與特定類型的檢測電極之間的電容量根據(jù)導(dǎo)電構(gòu)件310的轉(zhuǎn)動位置而變化?；陔娙萘康淖兓ㄟ^傳感器IC檢測到操作構(gòu)件300的轉(zhuǎn)動動作。還有，因?yàn)榇嬖谌N以上類型的檢測電扱，并且兩側(cè)相鄰的檢測電極的類型是不同的并且是已知的，所以能夠基于電容量變化的發(fā)生順序把握操作構(gòu)件300的轉(zhuǎn)動方向。圖5是用于說明導(dǎo)電構(gòu)件310的與接地圖案308和傳感器圖案309相面對的面積的圖。如上所述，導(dǎo)電構(gòu)件310的接地面對部311面對接地圖案308，并且接地面對部311的與接地圖案308相面對的面對面積SG基本恒定而與導(dǎo)電構(gòu)件310的轉(zhuǎn)動角度無關(guān)。傳感器面對部312的與傳感器圖案309相面對的面積根據(jù)導(dǎo)電構(gòu)件310的轉(zhuǎn)動角度而變化。例如，當(dāng)五個傳感器面對部312的轉(zhuǎn)動位置與五個檢測電極309a —致，并且五個傳感器面對部312與五個檢測電極309a同時彼此面對時,面對面積達(dá)到最大。一個傳感器面對部312的與一個檢測電極相面對的面積的最大值由SS表不。當(dāng)導(dǎo)電構(gòu)件310的與同種類型的檢測電極相面對的區(qū)域的總面積達(dá)到最大吋，總面積的最大值由最大面積Smax表示。最大面積Smax是最大值SS的五倍。同樣的情況適于所有類型的檢測電極(309a至309d)。在本實(shí)施方式中，最大面積Smax被設(shè)定為基本上等于導(dǎo)電構(gòu)件310的與接地圖案308相面對的上述面對面積SG。最優(yōu)選地,將兩者設(shè)定為相等。這相當(dāng)于圖2所示的一般示例中的SI = S2。結(jié)果，所檢測到的導(dǎo)電構(gòu)件310和傳感器圖案309之間的電容量變化的水平被最大化(最優(yōu)化)。即，將傳感器圖案配置為使得電容式傳感器的檢測水平被最優(yōu)化(最大化)，從而提高了檢測靈敏度。根據(jù)本實(shí)施方式，在操作構(gòu)件300移動時，導(dǎo)電構(gòu)件310的與傳感器圖案309相面對的區(qū)域的總面積變化。當(dāng)總面積達(dá)到最大面積Smax時,最大面積Smax基本上等于導(dǎo)電構(gòu)件310的與接地圖案308相面對的區(qū)域的面積。結(jié)果，即使在轉(zhuǎn)動操作単元102被小型 化并且因此傳感器圖案309的尺寸被減小的情況下，也能夠以有效的方式獲得檢測水平，并且電容式傳感器的傳感器圖案能夠被最優(yōu)地構(gòu)造。因此，電容式操作檢測的檢測靈敏度能夠被提尚。而且，因?yàn)閭鞲衅鲌D案309包括多種類型的檢測電極，并且導(dǎo)電構(gòu)件310的所有傳感器面對部312都同時與ー種類型的所有檢測電極相面對，所以能夠在維持高檢測靈敏度的狀態(tài)下提聞分辨率。而且，因?yàn)樵诓僮鳂?gòu)件300能移動的方向上，配置傳感器圖案309的檢測電極的位置與由于觸擊単元301的凹凸而產(chǎn)生觸擊感覺的位置對應(yīng)，所以操作感覺與操作檢測能夠彼此對應(yīng)?；?03的布局不限于所示的布局。雖然在本實(shí)施方式中，接地圖案308被布置在基板303的內(nèi)周側(cè)，并且傳感器圖案309被布置在基板303的外周側(cè)，但是也可以反過來。具體地，可以將ー個大的環(huán)狀形狀的接地圖案308設(shè)置于基板303的外周側(cè)，并且可以將傳感器圖案309的多個檢測電極沿周向配置于接地圖案308的內(nèi)側(cè)。而且，雖然在本實(shí)施方式中，觸擊數(shù)為二十次，存在傳感器圖案309的四種類型的檢測電極(a、b、c和d)，并且傳感器圖案的總數(shù)是二十個，但是數(shù)量不限于此。特別地，只要存在至少三種類型的檢測電極，就能檢測轉(zhuǎn)動方向。而且，如圖6所示的變型例那樣，可以僅存在兩種類型的檢測電扱。圖6是示出根據(jù)變型例的基板303的布局的圖。在該變型例中，與圖4所示的布局相比，設(shè)置兩種類型的傳感器圖案321和322代替?zhèn)鞲衅鲌D案309。在基板303的徑向上，傳感器圖案322被布置在接地圖案308的外側(cè)，并且傳感器圖案321被布置在傳感器圖案322的外側(cè)。具體地，傳感器圖案321的檢測電極和傳感器圖案322的檢測電極在與基板303和導(dǎo)電構(gòu)件310之間的位置關(guān)系變化的方向垂直的方向上形成為交錯配置。傳感器圖案321的檢測電極與第一檢測電極對應(yīng)，并且傳感器圖案322的檢測電極與第二檢測電極對應(yīng)。五個傳感器圖案321(e)和五個傳感器圖案322 (f)在周向上被等間隔地間歇地配置。然而，傳感器圖案321和傳感器圖案322在周向上被配置于交錯的位置，即，傳感器圖案321和傳感器圖案322呈所謂的交錯配置，在該交錯配置中，傳感器圖案321的相位和傳感器圖案322的相位交錯半周期。在該情況下，存在傳感器圖案321和322的任意端在周向上所位于的二十個位置。因此，可以以20的分辨率進(jìn)行檢測。對于二十次觸擊來說，傳感器圖案的總數(shù)可以是十個。因?yàn)閮煞N類型的檢測電極在操作構(gòu)件300能移動的方向上被如此布置成交錯配置，所以能夠利用兩種類型的檢測電極提高分辨率。下面參照圖7A至圖SB，將說明電容式傳感器適用于滑動件601的情況的配置。圖7A至圖7C是示意性地示出滑動件601的配置的圖?；瑒蛹?01是滑動操作構(gòu)件。圖7A至圖7C示出檢測值以數(shù)字的方式變化的配置，并且后面將參照圖8A和圖SB對檢測值以模擬的方式變化的配置進(jìn)行說明。使值以數(shù)字的方式變化的示例性用途包括諸如電源在0N/0FF之間的切換、照相模式的切換和其他操作構(gòu)件在0N/0FF之間的切換等操作。使值以模擬的方式變化的示例性用途包括諸如動畫的再生期間的揚(yáng)聲器音量調(diào)整、動畫的記錄期間的麥克風(fēng)音量調(diào)整、顯示單元101的亮度調(diào)整和拍攝期間的參數(shù)(諸如色溫度等)調(diào)整等操作。
如圖7A所示，滑動件601主要包括操作構(gòu)件700、導(dǎo)電構(gòu)件706、觸擊部702以及基板707，這些構(gòu)件相應(yīng)地對應(yīng)于轉(zhuǎn)動操作單元102 (參見圖3)的操作構(gòu)件300、導(dǎo)電構(gòu)件310、觸擊部301和基板303。圖7A是滑動件601的剖視圖，圖7B是觸擊部702的主視圖，圖7C是基板707的主視圖。操作構(gòu)件700被用戶直接觸摸和操作并且能沿如圖7A中所看到的水平方向相對于攝像設(shè)備100的殼體的一部分701直線地滑動。導(dǎo)電構(gòu)件706由諸如金屬等導(dǎo)電性材料制成，并且與操作構(gòu)件700 —體地滑動。觸擊部702被固定到殼體的該部分701并且維持固定而與操作構(gòu)件700是否移動無關(guān)。操作構(gòu)件700設(shè)置有與操作構(gòu)件700 —體地滑動的連動部703。如圖7B所示，連動部703具有與轉(zhuǎn)動操作單元102 (圖3)的彈簧306和球305相應(yīng)對應(yīng)的彈簧705和球704。觸擊部702具有由重復(fù)的凹部702a和凸部702b構(gòu)成的凹凸結(jié)構(gòu)，凹部702a和凸部702b與轉(zhuǎn)動操作單元102的凹部301a和凸部301b相應(yīng)對應(yīng)。形成凹凸結(jié)構(gòu)所沿的方向是與操作構(gòu)件700能移動的方向相同的直線方向。與轉(zhuǎn)動操作単元102類似，當(dāng)球704抵抗彈簧705的排斥力越過凸部702b而嵌入相鄰的凹部702a時，可以產(chǎn)生一次觸擊的觸擊力。然而，用于對操作構(gòu)件700的轉(zhuǎn)動施加觸擊カ的結(jié)構(gòu)不限于此處所示的結(jié)構(gòu)。如圖7C所示，基板707是其上布置有接地圖案709和傳感器圖案708的印刷基板。傳感器圖案708由多個(十種類型)的方形的檢測電極(a至j)構(gòu)成，檢測電極(a至j)在操作構(gòu)件700能移動的方向上排列成列。檢測電極(a至j)的尺寸和形狀均一，但是連接到檢測電極(a至j)的端子和輸出線不同。ー個接地圖案709配設(shè)于沿操作構(gòu)件700能移動的方向排列檢測電極(a至j)的整個區(qū)域、即操作構(gòu)件700的可動范圍的整個區(qū)域。導(dǎo)電構(gòu)件706和基板707具有非接觸結(jié)構(gòu)，并且導(dǎo)電構(gòu)件706以與接地圖案709和傳感器圖案708平行的方式與接地圖案709和傳感器圖案708相面對。觸擊部702的凹凸與傳感器圖案708的檢測電極的數(shù)量(十個)和排列傳感器圖案708的檢測電極的間隔對應(yīng)。導(dǎo)電構(gòu)件706的與接地圖案709相面對的區(qū)域與導(dǎo)電構(gòu)件310的接地面對部311對應(yīng)，并且導(dǎo)電構(gòu)件706的與傳感器圖案708相面對的區(qū)域與導(dǎo)電構(gòu)件310的傳感器面對部312對應(yīng)(參見圖3)。導(dǎo)電構(gòu)件706和傳感器圖案708的特定類型的檢測電極之間的電容量根據(jù)導(dǎo)電構(gòu)件706的滑動位置而變化。基于電容量的變化，由傳感器IC檢測操作構(gòu)件700的移動動作。因?yàn)榇嬖谌N以上類型的檢測電極，并且兩側(cè)相鄰的檢測電極的類型是不同的并且是已知的，所以也能夠基于電容量變化的發(fā)生順序把握操作構(gòu)件700滑動的方向。此外，基本配置與轉(zhuǎn)動操作單元102的基本配置相同。當(dāng)操作構(gòu)件700移動時，導(dǎo)電構(gòu)件706的與接地圖案709相面對的面對面積SG恒定。另ー方面，當(dāng)導(dǎo)電構(gòu)件706的在導(dǎo)電構(gòu)件706的移動方向上的位置與傳感器圖案708中的任意檢測電極的位置一致吋，導(dǎo)電構(gòu)件706的與傳感器圖案708相面對的面對面積達(dá)到最大。因此，當(dāng)導(dǎo)電構(gòu)件706的與傳感器圖案708相面對的總面積達(dá)到最大時，該最大面積Smax基本上等于面對面積SG。圖8A和圖8B是示意性地示出使值以模擬的方式變化的滑動件601的配置的圖。圖8A和圖8B示出的滑動件601與圖7A示出的滑動件601的不同之處在于省略了觸擊部702和連動部703，并且布置于基板707的傳感器圖案具有不同的形狀，此外，圖8A和圖8B示出的滑動件601與圖7A示出的滑動件601具有相同的配置。圖8A是滑動件601的剖視 圖，圖8B是基板707的主視圖。如圖8B所示，在基板707上，設(shè)置傳感器圖案803代替圖7A至圖7C所示的示例中的傳感器圖案708。傳感器圖案803由多個(十種類型)檢測電極(a至j)構(gòu)成，檢測電極(a至j)在操作構(gòu)件700能移動的方向上排列成列。檢測電極(a至j)是平行四邊形并且被構(gòu)造成使得相鄰的檢測電極在操作構(gòu)件700能移動的方向上重疊。通過滑動操作構(gòu)件700來使從傳感器圖案803的各檢測電極所獲得的檢測水平以模擬的方式變化。因此，能檢測操作構(gòu)件700的移動方向和操作構(gòu)件700所在的位置。在操作構(gòu)件700的行程中，導(dǎo)電構(gòu)件706的與接地圖案709相面對的面對面積SG恒定。另ー方面，根據(jù)傳感器圖案803的檢測電極的形狀和檢測電極之間的間隙，當(dāng)導(dǎo)電構(gòu)件706的與傳感器圖案803相面對的區(qū)域的總面積達(dá)到最大時，這被認(rèn)為是最大面積Smax。對圖8A至圖8B所示的示例來說，導(dǎo)電構(gòu)件706的與傳感器圖案803相面對的面積是均一的并且在導(dǎo)電構(gòu)件706的任意位置處該面積都是最大的。最大面積Smax被設(shè)定為基本上等于面對面積SG。即使對于如圖7A至圖7C以及圖8A和圖8B所示的配置那樣操作構(gòu)件700能直線地移動的滑動件601來說，也能夠提高電容式操作檢測中的檢測靈敏度。應(yīng)注意,在圖7A至圖7C以及圖8A和圖8B所示的示例中，僅必需的是,傳感器圖案708和803的檢測電極的類型的數(shù)量是三種以上，并且從可以檢測操作構(gòu)件700的移動方向的觀點(diǎn)出發(fā)，在操作構(gòu)件700能移動的方向上以預(yù)定的順序排列檢測電極。而且，導(dǎo)電構(gòu)件706可以設(shè)置有多個傳感器面對部，這些傳感器面對部如導(dǎo)電構(gòu)件310的傳感器面對部312(圖4)的情況那樣，同時面對同一類型的檢測電扱。應(yīng)注意，圖6所不的基板布局可以適用于圖7A至圖7C以及圖8A和圖8B所不的示例，傳感器圖案的兩種類型的檢測電極可以沿直線方向被交錯配置。應(yīng)注意，雖然在上述示例中，操作構(gòu)件(300和700)能夠沿轉(zhuǎn)動方向和直線方向移動，但這不是限制性的。操作構(gòu)件可以被構(gòu)造成在諸如彎曲的弧狀等非直線路徑上往返或繞該非直線路徑行進(jìn)，并且可以在操作構(gòu)件能移動的方向上排列傳感器圖案的多個檢測電極。而且，可以在操作構(gòu)件被推拉的方向上操作操作構(gòu)件。
應(yīng)注意，雖然在上述示例中，操作構(gòu)件300和700可動，并且基板303和707被固定，但是操作構(gòu)件300和700可以被構(gòu)造成相對于基板303和707移位。其他實(shí)施方式本發(fā)明的方面還能夠通過如下的系統(tǒng)或設(shè)備的計(jì)算機(jī)(或者例如CPU或MPU等器件)和如下的方法來實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)或設(shè)備的計(jì)算機(jī)讀取并執(zhí)行記錄于存儲裝置的程序以執(zhí)行上述實(shí)施方式的功能，該方法的步驟由所述系統(tǒng)或設(shè)備的計(jì)算機(jī)通過例如讀取并執(zhí)行記錄于儲存裝置的程序以執(zhí)行上述實(shí)施方式的功能而執(zhí)行。為此，例如經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)或從用作存儲裝置的各種記錄介質(zhì)(例如，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))為計(jì)算機(jī)提供程序。雖然已經(jīng)參照示例性實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但是應(yīng)理解的是本發(fā)明不限于所公 開的示例性實(shí)施方式。所附的權(quán)利要求書的范圍應(yīng)符合最寬泛的解釋，以涵蓋所有的變型、等同結(jié)構(gòu)和功能。本申請要求2011年3月10日提交的日本專利申請2011-052883的優(yōu)先權(quán)，該日本專利申請的全部內(nèi)容通過引用包含于此。
權(quán)利要求
1.一種輸入裝置，其包括 基板，其被構(gòu)造成其上形成有接地電極和檢測電極； 導(dǎo)電構(gòu)件，其被構(gòu)造成由導(dǎo)電性材料制成；以及 操作構(gòu)件，其被構(gòu)造成能被操作以使所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化； 其中，在所述導(dǎo)電構(gòu)件中，形成第一部分和第二部分，即使當(dāng)所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化時所述第一部分的與所述接地電極相面對的面對面積也不變化，所述第二部分的與所述檢測電極相面對的面對面積響應(yīng)于所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系的變化而變化， 所述基板或所述導(dǎo)電構(gòu)件被形成為使得當(dāng)所述第二部分的與所述檢測電極相面對的面對面積達(dá)到最大時，所述第二部分的與所述檢測電極相面對的面對面積能夠等于所述第一部分的與所述接地電極相面對的面對面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸入裝置，其特征在于， 在所述基板上，沿所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化的方向形成多個檢測電極， 在所述導(dǎo)電構(gòu)件中，沿所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化的方向形成數(shù)量與所述檢測電極的數(shù)量對應(yīng)的所述第二部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸入裝置，其特征在于， 所述檢測電極包括輸出各不相同的信號的第一檢測電極、第二檢測電極以及第三檢測電極， 在所述基板上，沿所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化的方向依次形成所述第一檢測電極、所述第二檢測電極和所述第三檢測電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸入裝置，其特征在于， 所述檢測電極包括第一檢測電極和第二檢測電極，所述第二檢測電極輸出與所述第一檢測電極所輸出的信號不同的信號， 在所述基板上，所述第一檢測電極和所述第二檢測電極在與所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化的方向垂直的方向上形成為交錯配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸入裝置，其特征在于， 在所述基板上，沿所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化的方向形成多個第一檢測電極，并且沿所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化的方向形成數(shù)量與所述第一檢測電極的數(shù)量對應(yīng)的所述第二檢測電極， 在所述導(dǎo)電構(gòu)件中，沿所述基板和所述導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化的方向形成數(shù)量與所述第一檢測電極的數(shù)量對應(yīng)的所述第二部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸入裝置，其特征在于， 所述輸入裝置還包括觸擊單元，所述觸擊單元被構(gòu)造成對所述操作構(gòu)件施加觸擊力， 其中，當(dāng)所述第二部分的與所述檢測電極相面對的面對面積達(dá)到最大時，所述觸擊單元將用于保持所述操作構(gòu)件的觸擊力施加給所述操作構(gòu)件。
7.一種電子設(shè)備，其具有權(quán)利要求I所述的輸入裝置。
全文摘要
在檢測操作中使用電容式傳感方法的輸入裝置和電子設(shè)備。輸入裝置能提高使用電容式傳感方法的檢測操作中的檢測靈敏度。操作構(gòu)件被操作以使基板和導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化。在導(dǎo)電構(gòu)件中，形成第一部分和第二部分，即使當(dāng)基板和導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系變化時第一部分的與基板的接地電極相面對的面對面積也不變化，第二部分的與基板的檢測電極相面對的面對面積響應(yīng)于基板和導(dǎo)電構(gòu)件之間的位置關(guān)系的變化而變化。基板或?qū)щ姌?gòu)件被形成為使得當(dāng)?shù)诙糠值呐c檢測電極相面對的面對面積達(dá)到最大時，第二部分的與檢測電極相面對的面對面積能夠等于第一部分的與接地電極相面對的面對面積。
文檔編號G06F3/033GK102681692SQ20121006197
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者稻井健人 申請人:佳能株式會社