以下、この発明の実施例を説明する。

 図1A、図1B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一実施例の構成を示 したものである。

 センサ基板11上には操作された位置のx座標� ��検出する列電極X(X ₁ ~X ₃ )と、y座標を検出する行電極Y(Y ₁ ~Y ₃ )とが直交配置されて配列形成されており、� �の例では3行×3列の電極が形成されている。� ��電極Y ₁ ~Y ₃ と列電極X ₁ ~X ₃ とは互いに独立している。

 センサ基板11上には行電極Y ₁ ~Y ₃ 及び列電極X ₁ ~X ₃ が配列形成されている領域(センサ領域)12を� �うように絶縁体13が配置され、この絶縁体13� ��上面(センサ基板11と反対側の面)が操作面14� ��される。操作面14には操作基準15が設けられ ており、この例では操作基準15は半球状の突� ��をなすものとされて絶縁体13に一体形成さ� �ている。なお、操作基準15は絶縁体13と別体� ��し、絶縁体13上に貼り付けるようにしても� �い。

 行電極Y ₁ ~Y ₃ 及び列電極X ₁ ~X ₃ が形成されている領域12の大きさは、図1Aに� �したように操作基準15の大きさより大とされ 、操作基準15は領域12の中心に位置するよう� �設けられている。

 なお、図1A中、16はセンサ基板11の導出部(ケ ーブル部)を示し、各行電極Y ₁ ~Y ₃ 及び各列電極X ₁ ~X ₃ からそれぞれ引き出された配線パターン17が� ��出部16に導出されている。各行電極Y ₁ ~Y ₃ 及び各列電極X ₁ ~X ₃ は配線パターン17を介して、図1Aでは図示を� �略しているが、静電容量検出部及びデータ� �理部を備える制御部に接続されている。

 センサ基板11はPWBやFPC、メンブレン印刷配� �板等によって構成され、行電極Y ₁ ~Y ₃ 及び列電極X ₁ ~X ₃ はセンサ基板11がPWBやFPCの場合には銅箔等で� ��成され、メンブレン印刷配線板の場合には� ��インクやITOなどの透明抵抗体等で形成され� ��。

 絶縁体13はこの静電容量式ポインティン� �デバイス10が小型携帯機器等の筐体に配置さ れる場合はその筐体に相当し、構成材はポリ カーボネートやABS、アクリル等の樹脂やガラ ス等、筐体の仕様に応じた仕様となる。この ような絶縁体13に対するセンサ基板11の固定� �例えば両面テープ(図示せず)を用いてセンサ 基板11を絶縁体13に貼り付けることによって� �うことができる。また、例えば図示しない� �造物によりセンサ基板11の裏面から絶縁体13� ��押し付けるようにして固定することもでき� ��。

 図2A、図2B、図3B、図4A~図4Dは上記のような� �成を有する静電容量式ポインティングデバ� �ス10に対する操作例を示したものであり、21� ��指を示す。突起状の操作基準15の存在によ� �、指21がどの位置を触れているかが触覚によ り認識可能となり、以下に示すような利点を 有するものとなる。
・図4A~図4Dに示したように、操作基準15に沿� �た操作を行うことが可能となり、操作位置� �操作方向を認識しやすく、誤操作しにくい� �なお、行電極Y ₁ ~Y ₃ 及び列電極X ₁ ~X ₃ が配列形成されている領域12は操作基準15よ� �大きいため、操作基準15に沿って操作した場 合、操作基準15の外側に位置する電極によっ� ��、操作位置を検出することができる。
・図3Bに示したように、指21で繰り返し撫で� �操作する場合、操作基準15により操作感触が 指21に伝わるので、指21の感触だけで同じ場� �を触らないように操作を修正することが可� �となる。これに対し、図3Aは比較として操作 基準15がなく、操作面14が単なる平面である� �来例の場合を示したものであり、指21で繰り 返し撫でて操作する際、従来例では図3Aに示� ��たように常に同じ場所aを触ってしまうとい ったことが生じ易く、指21の感触だけでは操� ��しづらいものとなっている。
・操作領域(領域12)の中心に位置する操作基� �15により、操作領域の中心を認識しやすくな ることから、小型化しても操作中に指21が操� ��領域から外れにくくなり、また操作方向も� ��識しやすくなる。

 このように、この例によれば小型であっ� ��も操作性の優れた静電容量式ポインティン� ��デバイスを得ることができる。

 上述した例では方形をなすセンサ基板11の� �形の領域12に3行×3列の電極(Y ₁ ~Y ₃ 、X ₁ ~X ₃ )が形成されたものとなっているが、電極数� �センサ基板11の形状、領域12の形状はこれに� ��るものではなく、適宜、選択される。図5B� �一例として4行×4列の電極(Y ₁ ~Y ₄ 、X ₁ ~X ₄ )が方形の領域12に形成された例を示したもの であり、また図6A、図6Bは円形をなすセンサ� �板11の円形の領域12にそれぞれ3行×3列の電極 (Y ₁ ~Y ₃ 、X ₁ ~X ₃ )、4行×4列の電極(Y ₁ ~Y ₄ 、X ₁ ~X ₄ )が形成された例を示したものである。

 なお、互いに組み合わされて直交配置さ� ��る行電極Y及び列電極Xをそれぞれ構成する� �素eの形状は上述した例では行・列方向に対� ��て辺が45°傾いた正方形としているが、この 要素eの形状もこれに限定されるものではな� �、例えば図7Aに示した形状に替え、図7B、図7 Cに示したような円形、行・列方向に辺が沿� �た正方形とすることもできる。

 図8A~図8Fは操作基準15の各種形状例を示し たものであり、図8Aに示した半球状の突起に� ��え、図8B、図8Cに示したような方形状の突起 とすることもできる。また、操作基準15は突� ��に限らず、図8Dに示したような凹みとして� �よく、さらに図8Eに示したようなリング状を なすリブや図8Fに示したようなリング状の溝� ��することもできる。

 操作基準15を図8E、図8Fに示したようなリ� ��や溝とした場合、リブや溝で囲まれた内側� ��部分の絶縁体13の厚さを操作基準15の外側の 部分の絶縁体13の厚さと同じにすることがで� ��る。これにより、操作基準15が存在する部� �における絶縁体13の厚さに起因する感度の低 下を抑制することができ、つまり操作基準15� ��感度への影響を小さくすることが可能とな� ��。なお、操作基準15をリブや溝とした場合� �は、例えば操作基準15と絶縁体13とを樹脂成� ��により一体形成する際、偏肉によるヒケや� ��みの発生を少なくすることができる。 

 次に、図9A、図9Bに示した実施例について 説明する。

 図9A、図9Bは操作基準15を押下することで� ��作することができるスイッチ(プッシュスイ ッチ)をセンサ基板11の下側に配置した例を示 したものであり、この例ではスイッチ31はメ� ��ルドームスイッチとされている。図9B中、32 はクリック反転するメタルドームを示し、33� ��メタルドーム32によって導通される電極(図� ��せず)が形成されている基板を示す。

 このスイッチ31を備えた静電容量式ポイ� �ティングデバイスはこの例では小型携帯機� �等の筐体41に取り付けられている。筐体41は� ��の例では樹脂成形体42と、その上に配置さ� �たフィルム43とよりなり、このフィルム43が� ��1A、図1Bにおいてセンサ基板11上に配置され� ��いる絶縁体13をなすものとされる。センサ� �板11は樹脂成形体42に設けられた開口44に位� �し、このセンサ基板11上のフィルム43の上面� ��操作面14とされる。操作面14には操作基準15� ��設けられている。なお、センサ基板11の下� �にはメタルドーム32を押圧するプッシャ34が� ��置されている。

 この図9A、図9Bに示したような構成によれ ば、ポインターとしての操作(カーソル操作)� ��外に、スイッチ31による確定機能を付加す� �ことができる。押下操作する操作基準15は触 覚により認識できるため、その点で押下操作 がしやすいものとなる。

 図10A、図10B、図11A、図12Aはこのような押� ��操作されるスイッチ31を備えた静電容量式� �インティングデバイスの他の構成例を示し� �ものであり、図10A、図10Bはセンサ基板11上の 絶縁体13が図9A、図9Bのように機器の筐体によ って構成されるのではなく、筐体と別体とさ れた例を示している。絶縁体13は機器の筐体4 5の開口46に位置し、図10Bに示したように開口 46の内周面と絶縁体13の外周面には互いに係� �して絶縁体13を抜け止めする段部46a、13aがそ れぞれ形成されている。絶縁体13の上面は操� ��面14とされ、この操作面14に操作基準15が形� ��されている。

 図11Aは操作基準15が存在する部分の絶縁� �のみを筐体と別体とした例を示したもので� �り、即ち筐体45に形成された開口46に操作基� ��15を構成する絶縁体13’が位置している。セ ンサ基板11は絶縁体13’の下面に取り付けら� �ている。この例では操作基準15の回りの操作 面14は筐体45の上面によって構成される。

 また、図12Aは図10A、図10Bに示した筐体45� �絶縁体13とが別体とされた構成に対し、操作 基準15の回りまで筐体45を延長し、その分絶� �体13を薄くし、操作基準15の回りの操作面14� �図11Aと同様、筐体45の上面によって構成され るようにしたものである。図11Aではセンサ基 板11はその中央部のみが絶縁体13’に固定さ� �、図11Bに示すように中央部以外はフリーと� �っているため、センサ基板11には所要の剛性 が要求されるが、この図12Aに示した構成では そのような剛性は不要となる。

 なお、図9B、図10B、図11A、図12Aに示した� �実施例においては、いずれもスイッチ31とし てメタルドームスイッチを配置しているが、 スイッチ31はこれに限らず、押下操作される� ��のであればよく、例えばメタルドームに替� ��てラバードームを用いるタクトスイッチや� ��ンブレンスイッチ、感圧スイッチ等、各種� ��イッチを用いることができる。

 次に、図13A、図13Bに示した実施例につい� ��説明する。

 この例では前述の図1A、図1Bに示した構成 に対し、操作基準15がその回りの絶縁体13と� �体とされ、絶縁体13に形成した貫通孔18内に� ��操作基準15を構成する絶縁体13’が位置して いるものとなっている。絶縁体13’はこの例� ��は透光材によって構成され、一方、絶縁体1 3は不透光材によって構成されており、これ� �より操作基準15を照光することができるもの となっている。図13B中、51は光源を示し、52� �光源51が実装されている基板を示す。

 光源51から出射された光はセンサ基板11に 設けられた穴19を介して絶縁体13’に入射し� �これにより操作基準15が照光される。なお、 センサ基板11が所要の透光性を有する場合に� ��穴19を不要とすることができる。

 一方、上記の構成とは逆に、絶縁体13を� �光材とし、操作基準15を構成する絶縁体13’� ��不透光材とすれば、操作基準15以外(操作基� ��15の回りの操作面14)を照光させることもで� �る。絶縁体13と13’は例えば2色成形により一 体形成することもできる。

 図13Cは絶縁体13を透明材とし、そのセン� �基板11が貼り付けられる側の面に印刷(図示� �ず)を施し、センサ基板11と反対側の面に操� �基準15を構成する透明な絶縁体13’が位置し� ��いるものである。この例では絶縁体13’が� �置する部分には絶縁体13に対する印刷をせず 、つまり印刷がない状態とすることで操作基 準15を照光することができる。

 図14A、図14Bは前述の図10A、図10Bに示した� ��うな操作基準15を押下することにより操作� �ることができるスイッチ(中央スイッチ)31を� ��備する構成に対し、さらに操作基準15の回� �の操作面14を押下することで操作することが できる周辺スイッチをセンサ基板11の下側に� ��置した例を示したものである。

 周辺スイッチ35はこの例では中央スイッ� �31と同様、メタルドームスイッチとされ、図 14Aに示したように操作基準15を中心として、� ��い換えれば中央スイッチ31を中心として円� �上に90°間隔で4個配置されている。各メタル ドーム32はセンサ基板11の下面に配置された� �ッシャ34によって押圧され、クリック反転し て基板33上に形成されている電極(図示せず)� �導通させる。

 センサ基板11上の絶縁体13は筐体45と別体� ��されており、さらに操作基準15を構成する� �分の絶縁体13’が回りの絶縁体13と別体とさ� ��ている。これら絶縁体13及び13’はこの例で は弾性シート47を介して筐体45に支持されて� �り、図14Bに示したように筐体45、絶縁体13、1 3’の下面に弾性シート47が貼り付けられてい る。このような構成により、絶縁体13及び13� �はそれぞれ独立して変位可能とされている� �なお、センサ基板11は弾性シート47の下面に� ��置されている。

 中央スイッチ31は操作基準15を押下するこ とにより、図14Cに示したように操作され、周 辺スイッチ35は操作基準15の回りの絶縁体13の 操作面14を押下し、操作面14(絶縁体13)を図14D� ��示したように傾動させることで操作される� ��なお、図14Eに示したように筐体41が樹脂成� �体42と、その上に配置されたフィルム43とよ� ��なるものとされて、操作面14が前述の図9A、 図9Bに示した構成と同様、フィルム43によっ� �構成される場合は操作面14は傾動せず、局所 的にたわむことで周辺スイッチ35が操作され� ��。4個の周辺スイッチ35は4方向スイッチとし て機能する。

 この図14A~図14Eに示した静電容量式ポイン ティングデバイス10’はいわゆる5WAYスイッチ を備えた構成となっており、例えば携帯電話 機などに搭載されている5WAYスイッチに替え� �、この図14A~図14Eに示した静電容量式ポイン� ��ィングデバイスを搭載すれば、5WAYスイッチ 以外にポインターとしてのタッチパッドを配 置したい場合に、そのための占有スペースを 確保する必要がなくなり、その点で省スペー ス化を図ることができる。

 図15A、図15Bは操作基準15を構成する絶縁� �13’を上述した例のように操作基準15の回り� ��絶縁体13と別体とせず、一体としたもので� �り、つまり図1A、図1Bに示した構成に図14A~図 14Eと同様、5WAYスイッチを付加したものであ� �、このような構成を採用することもできる� �なお、中央スイッチ31を押下操作する際、操 作基準15のみが回りの絶縁体13と独立して変� �する図14A、図14Bの構成の方が、操作性(操作� ��触)の点で優れていると言える。

 図16は中央スイッチ31がなく、4方向スイ� �チを構成する周辺スイッチ35のみとした例を 示したものであり、用途に応じてこのような 構成を採用することもできる。

 図17A~図17Cはこの発明による静電容量式ポ インティングデバイスを小型携帯機器に搭載 した例を示したものであり、図17Aは携帯電話 機61に図14A、図14Bに示したような5WAYスイッチ を備えた静電容量式ポインティングデバイス 10’を搭載した例を示し、図17B、図17Cはそれ� ��れ携帯電話機62、63に図1A、図1Bに示したよ� �な静電容量式ポインティングデバイス10を搭 載した例を示す。図17B、図17Cではそれぞれ筐 体64、65の表面によって操作面14が構成されて いる。

 図18A~図18Cは携帯電話機における操作例を 示したものであり、図18Aは従来の5WAYスイッ� �66が搭載されている携帯電話機61における操� ��例を示し、図18B、図18Cはこの発明による5WAY スイッチを備えた静電容量式ポインティング デバイス10’が搭載された携帯電話機61にお� �る操作例を示す。図18A~図18C中、67は表示器� �示す。

 図18Aに例示したように、従来の5WAYスイッチ 66ではその4方向キーの操作によりカーソルを 上下左右に移動させるものであったのに対し 、この発明による静電容量式ポインティング デバイス10’によれば、図18Bに示したように� ��作面14をタッチしてカーソルを移動させた� �方向に移動させることができ、また操作面14 を撫でることにより図18Cに示したようなカー ソル操作を行うことができる。従って、この ような5WAYスイッチを備えた静電容量式ポイ� �ティングデバイス10’によれば、従来の5WAY� �イッチがもつ機能に加え、フリーカーソル� �どの機能を追加することが可能となる。