JP2014191654A - Input device and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve resolution of position estimation of a detection object and to expand a detectable range from a sensor to the detection object.SOLUTION: An input device (1) includes a main electrode (D), and a pair of a sub-electrode (S1) and a sub-electrode (S2) arranged on both opposite edge sides of the main electrode (D). Further, the input device (1) includes a capacity ratio detection circuit (11) which detects the capacitance ratio (C2/C1) of capacitance(C1) between the main electrode (D) and the sub-electrode (S1) to capacitance (C2) between the main electrode (D) and the sub-electrode (S2); and a distance ratio estimation part (12) which estimates the distance ratio (L2/L1) of a distance between a detection object and the center of the sub-electrode (S1) to a distance between the detection object and the center of the sub-electrode (S2) from the detected capacity ratio (C2/C1) based upon previously estimated relation between the distance ratio (L2/L1) and capacitance ratio (C2/C1).

Description

本発明は、検知対象物の空間位置または動きを静電容量を用いて推定することにより電子機器への入力操作を受け付ける入力装置および電子機器に関する。   The present invention relates to an input device and an electronic device that accept an input operation to an electronic device by estimating a spatial position or a movement of a detection object using capacitance.

指や手などの動きを入力操作として受け付ける入力装置としては、光学装置を用いたものが良く知られている。このような光学装置は、光を通すための窓を設ける必要であるため、装置の小型化が制限されたり、デザイン上で制約を受けたりするといった問題がある。このような問題を解消する入力装置としては、静電容量を用いたセンサが挙げられる。   An input device that uses an optical device is well known as an input device that accepts a movement of a finger or hand as an input operation. Such an optical device needs to be provided with a window for allowing light to pass therethrough, and thus there is a problem in that downsizing of the device is limited or restrictions are imposed on the design. An example of an input device that solves such a problem is a sensor using capacitance.

例えば、特許文献1には、センサパッド上にマトリックス状に形成された静電容量センサアレイを用いて、検知対象物の位置に応じた電気信号を生成する方法が記載されている。   For example, Patent Document 1 describes a method of generating an electrical signal corresponding to the position of a detection target using a capacitance sensor array formed in a matrix on a sensor pad.

米国特許第8054300号明細書(2011年11月8日発行)US Patent No. 8054300 (issued November 8, 2011)

しかしながら、特許文献1に記載された方法では、センサマトリックスの各ノードのキャパシタンスの変化を求めることで検知対象物の位置を推定するため、その解像度はマトリックスの格子サイズに制約される。さらに、格子サイズを小さくするとセンサアレイを形成する電極が相対的に小さくなるため、センサパッドから検知対象物までの垂直方向の検知可能距離が小さくなるという課題があった。   However, in the method described in Patent Document 1, since the position of the detection target is estimated by obtaining the change in capacitance of each node of the sensor matrix, the resolution is limited by the grid size of the matrix. Furthermore, since the electrodes forming the sensor array are relatively small when the lattice size is small, there is a problem that the detectable distance in the vertical direction from the sensor pad to the detection target is small.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、検知対象物の位置推定の解像度の向上およびセンサから検知対象物までの検知可能範囲の拡大を図ることにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to improve the resolution of position estimation of the detection target and to expand the detectable range from the sensor to the detection target.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る入力装置は、主電極と、前記主電極の対向する両辺側に配置された1対の第1副電極および第2副電極と、前記主電極と前記第1副電極との間の第1静電容量と前記主電極と前記第2副電極との間の第2静電容量との第1容量比を検出する容量比検出手段と、検知対象物と前記第1副電極の中心との間の距離と、前記検知対象物と前記第2副電極の中心との間の距離との第1距離比、および前記第1容量比の予め推定された関係に基づいて、検出された前記容量比から前記第1距離比を推定する距離比推定手段とを備えている。   In order to solve the above problems, an input device according to an aspect of the present invention includes a main electrode, a pair of first sub-electrode and second sub-electrode disposed on opposite sides of the main electrode, Capacitance ratio detection means for detecting a first capacitance ratio between a first capacitance between the main electrode and the first sub electrode and a second capacitance between the main electrode and the second sub electrode. A first distance ratio between the distance between the detection object and the center of the first sub electrode, and a distance between the detection object and the center of the second sub electrode, and the first capacitance ratio. Distance ratio estimating means for estimating the first distance ratio from the detected capacity ratio based on the previously estimated relationship.

本発明の一態様によれば、したがって、検知対象物の位置推定の解像度の向上およびセンサから検知対象物までの検知可能範囲の拡大を図ることができるという効果を奏する。   Therefore, according to the aspect of the present invention, it is possible to improve the resolution of the position estimation of the detection target and to expand the detectable range from the sensor to the detection target.

(a)は本発明の実施形態1および5に係る入力装置の構成を示す図であり、(b)は当該入力装置における電極の構成を示す平面図である。(A) is a figure which shows the structure of the input device which concerns on Embodiment 1 and 5 of this invention, (b) is a top view which shows the structure of the electrode in the said input device. 上記入力装置で用いる2つの静電容量の比と、上記入力装置で用いる2つの電極と検知対象物との距離の比との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between ratio of two electrostatic capacitances used with the said input device, and ratio of the distance of two electrodes used with the said input device, and a detection target. 上記入力装置によって位置が推定される検知対象物と2つの電極との距離の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the distance of the detection target object in which a position is estimated by the said input device, and two electrodes. 上記入力装置における容量比検出回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the capacitance ratio detection circuit in the said input device. 上記容量比検出回路の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the said capacitance ratio detection circuit. (a)は本発明の実施形態1に係る変形例の入力装置の構成を示す図であり、(b)は当該入力装置における電極の構成を示す平面図である。(A) is a figure which shows the structure of the input device of the modification concerning Embodiment 1 of this invention, (b) is a top view which shows the structure of the electrode in the said input device. 本発明の実施形態2に係る入力装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the input device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図7の入力装置によって推定される検知対象物の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the detection target estimated by the input device of FIG. 本発明の実施形態2に係る変形例の入力装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the input device of the modification which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態3に係る入力装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the input device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施形態4に係る入力装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the input device which concerns on Embodiment 4 of this invention. (a)は図11の入力装置による電極の駆動状態(第1フェーズ)を示す図であり、(b)は図11の入力装置による電極の他の駆動状態(第2フェーズ)を示す図である。(A) is a figure which shows the drive state (1st phase) of the electrode by the input device of FIG. 11, (b) is a figure which shows the other drive state (2nd phase) of the electrode by the input device of FIG. is there. 本発明の実施形態5に係る入力装置で用いる2つの静電容量の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of two electrostatic capacitances used with the input device which concerns on Embodiment 5 of this invention. 上記2つの静電容量とそれぞれの静電容量の最小値との差の比と、実施形態5に係る入力装置の2つの電極と検知対象物との距離の比との関係を示すグラフである。10 is a graph showing a relationship between a ratio of a difference between the two capacitances and the minimum value of each capacitance and a ratio of a distance between two electrodes of the input device according to the fifth embodiment and a detection target. . 本発明の実施形態5に係る入力装置における容量比検出回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the capacitance ratio detection circuit in the input device which concerns on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態6に係る入力装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the input device which concerns on Embodiment 6 of this invention. 図16の入力装置によって推定される検知対象物の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the detection target estimated with the input device of FIG. (a)は図16の入力装置の上記2つの静電容量の比を推定する場合の動作状態を示す回路図であり、(b)は図16の入力装置の上記2つの静電容量の和と基準容量との比を推定する場合の動作状態を示す回路図である。FIG. 17A is a circuit diagram illustrating an operation state when the ratio of the two capacitances of the input device of FIG. 16 is estimated, and FIG. 17B is a sum of the two capacitances of the input device of FIG. It is a circuit diagram which shows the operation | movement state in the case of estimating ratio with a reference capacity. 上記2つの静電容量と電極から検知対象物までの距離との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between said 2 electrostatic capacitance and the distance from an electrode to a detection target object. 本発明の実施形態7に係る入力装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the input device which concerns on Embodiment 7 of this invention. 本発明の実施形態8に係る入力装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the input device which concerns on Embodiment 8 of this invention. (a)および(b)は図21の入力装置によって検知される検知対象物としての指の動きを示す図である。(A) And (b) is a figure which shows the motion of the finger | toe as a detection target detected by the input device of FIG. 本発明の実施形態9に係るスマートフォンの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the smart phone which concerns on Embodiment 9 of this invention.

[実施形態1]
本発明に係る実施形態1について、図1〜図6を参照して以下に説明する。
[Embodiment 1]
Embodiment 1 according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1の(a)は本発明の実施形態1に係る入力装置1の構成を示す図であり、図1の(b)は入力装置1における電極D,S1,S2の構成を示す平面図である。図2は、入力装置1で用いる2つの静電容量C1,C2の比と、入力装置1で用いる2つの副電極S1,S2と検知対象物との距離の比との関係の一例を示すグラフである。図3は、入力装置1によって位置が推定される検知対象物と副電極S1,S2との距離の関係を示す図である。図4は、入力装置1における容量比検出回路11の構成を示す回路図である。図5は、容量比検出回路11の動作を示すタイミングチャートである。   1A is a diagram illustrating a configuration of the input device 1 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view illustrating a configuration of electrodes D, S1, and S2 in the input device 1. FIG. is there. FIG. 2 is a graph showing an example of the relationship between the ratio of the two capacitances C1 and C2 used in the input device 1 and the ratio of the distance between the two sub-electrodes S1 and S2 used in the input device 1 and the object to be detected. It is. FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the distance between the detection object whose position is estimated by the input device 1 and the sub-electrodes S1 and S2. FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the capacitance ratio detection circuit 11 in the input device 1. FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the capacitance ratio detection circuit 11.

〔入力装置の構成〕
図1の(a)および(b)に示すように、入力装置1は、主電極D、副電極S1,S2、容量比検出回路11および距離比推定部12を備えている。
[Configuration of input device]
As shown in FIGS. 1A and 1B, the input device 1 includes a main electrode D, sub-electrodes S 1 and S 2, a capacitance ratio detection circuit 11, and a distance ratio estimation unit 12.

〈電極の構成〉
図1の(a)および(b)に示すように、主電極D(主電極)は、長方形の広い面積を有する平面状の電極である。1対の副電極S1,S2は、主電極Dよりも小さい面積を有し、細長い長方形に形成されている。副電極S1(第1副電極)は、主電極Dが配置される平面と同一平面上における主電極Dの側方かつ主電極Dの短辺の近傍に、当該短辺と間隔をおくが近接して配置されている。また、副電極S2(第2副電極)は、副電極S1が配置される側と反対側、すなわち、主電極Dが配置される平面と同一平面上における主電極Dの側方かつ主電極Dの他の短辺の近傍に、当該短辺と間隔をおくが近接して配置されている。
<Electrode configuration>
As shown in FIGS. 1A and 1B, the main electrode D (main electrode) is a planar electrode having a large rectangular area. The pair of sub-electrodes S1, S2 has an area smaller than that of the main electrode D, and is formed in an elongated rectangle. The sub-electrode S1 (first sub-electrode) is adjacent to the side of the main electrode D on the same plane as the plane on which the main electrode D is arranged and in the vicinity of the short side of the main electrode D, but spaced from the short side. Are arranged. The sub electrode S2 (second sub electrode) is opposite to the side on which the sub electrode S1 is arranged, that is, on the side of the main electrode D on the same plane as the plane on which the main electrode D is arranged and the main electrode D. In the vicinity of other short sides, the short sides are arranged in close proximity to each other.

〈検知対象物の位置推定の原理〉
主電極Dには、ドライブ信号Vdriが印加されている。これにより、主電極Dと副電極S1,S2との間に電気力線が生じる。指Fなどの検知対象物を主電極Dに近づけると、主電極Dと指Fとの間にも電気力線が生じるので、主電極Dと副電極S1,S2との間の電気力線が、その影響を受けて変化する。したがって、主電極Dと副電極S1との間の静電容量C1(第1静電容量)、および主電極Dと副電極S2との間の静電容量C2(第2静電容量)が、主電極Dと副電極S1,S2との間の電気力線の変化に応じて変化する。よって、静電容量C1,C2の比(C2/C1)に基づけば、指Fの位置を推定することができる。
<Principle of position estimation of detection target>
A drive signal Vdri is applied to the main electrode D. Thereby, electric lines of force are generated between the main electrode D and the sub-electrodes S1, S2. When a detection object such as a finger F is brought close to the main electrode D, electric lines of force are also generated between the main electrode D and the finger F, so that electric lines of force between the main electrode D and the sub-electrodes S1 and S2 are generated. , Change under the influence. Therefore, the electrostatic capacity C1 (first electrostatic capacity) between the main electrode D and the sub-electrode S1 and the electrostatic capacity C2 (second electrostatic capacity) between the main electrode D and the sub-electrode S2 are: It changes in accordance with changes in the lines of electric force between the main electrode D and the sub-electrodes S1, S2. Therefore, the position of the finger F can be estimated based on the ratio (C2 / C1) of the capacitances C1 and C2.

ここで、指Fと副電極S1の中心との間の距離L1と、指Fと副電極S2の中心との間の距離L2との距離比L2/L1は、図2に示すように、C2/C1の関数で表される。図2において、距離L1,L2が等しいとき、幾何学的対称性により、静電容量C1,C2も等しくなる(距離比L2/L1および容量比C2/C1がともに1となる)。ただし、実際には、副電極S1,S2や周囲環境の非対称性により、距離L1,L2が等しいときに、静電容量C1,C2が等しくならないこともある。   Here, the distance ratio L2 / L1 between the distance L1 between the finger F and the center of the sub-electrode S1 and the distance L2 between the finger F and the center of the sub-electrode S2 is C2 as shown in FIG. It is expressed by a function of / C1. In FIG. 2, when the distances L1 and L2 are equal, the capacitances C1 and C2 are also equal due to geometric symmetry (the distance ratio L2 / L1 and the capacitance ratio C2 / C1 are both 1). However, actually, the capacitances C1 and C2 may not be equal when the distances L1 and L2 are equal due to the asymmetry of the sub-electrodes S1 and S2 and the surrounding environment.

上記のように、距離比L2/L1が容量比C2/C1から推定できるので、図3に示すように、指Fと副電極S1の中心との間の距離を1とすると、指Fと副電極S2の中心との間の距離Aは距離比L2/L1となる。したがって、指Fは、副電極S1,S2の中心からの距離の比が1:Aとなる関係を満たす球面上に位置することが推定できる。   As described above, since the distance ratio L2 / L1 can be estimated from the capacitance ratio C2 / C1, if the distance between the finger F and the center of the sub-electrode S1 is 1, as shown in FIG. The distance A from the center of the electrode S2 is a distance ratio L2 / L1. Therefore, it can be estimated that the finger F is located on a spherical surface that satisfies the relationship that the ratio of the distances from the centers of the sub-electrodes S1 and S2 is 1: A.

なお、上記の球面上においても、主電極Dの上方から外れる外側の範囲では、主電極Dと副電極S1,S2との間の電気力線に影響を与えにくいため、指Fの位置を推定することが難しい。   Even on the spherical surface, the position of the finger F is estimated because it is difficult to affect the lines of electric force between the main electrode D and the sub-electrodes S1 and S2 in the outer range outside the main electrode D. Difficult to do.

〈容量比検出回路の構成〉
容量比検出回路11は、上記の容量比C2/C1を検出するための回路である。図4に示すように、この容量比検出回路11は、スイッチSW1,SW2、差動積分回路111、量子化器112、演算部113および切替制御回路114を有している。
<Configuration of capacitance ratio detection circuit>
The capacitance ratio detection circuit 11 is a circuit for detecting the capacitance ratio C2 / C1. As illustrated in FIG. 4, the capacitance ratio detection circuit 11 includes switches SW1 and SW2, a differential integration circuit 111, a quantizer 112, a calculation unit 113, and a switching control circuit 114.

(差動積分回路)
差動積分回路111は、静電容量C1,C2に蓄えられた電荷の変化量を積分して電圧へと変換する回路であり、差動増幅器111aおよび2つの積分容量Cf1,Cf2を有している。
(Differential integration circuit)
The differential integration circuit 111 is a circuit that integrates the amount of change in charge stored in the capacitances C1 and C2 and converts it into a voltage, and includes a differential amplifier 111a and two integration capacitors Cf1 and Cf2. Yes.

差動増幅器111aは、2つの入力端子として正極性の入力端子Inpおよび負極性の入力端子Innを有し、2つの出力端子として正極性の出力端子および負極性の出力端子を有している。正極性の出力端子は負極性の入力端子Innに対応し、負極性の出力端子は正極性の入力端子Inpに対応している。差動増幅器111aの正極性の出力端子からは、正極性のアナログ出力電圧Vo+が出力され、負極性の出力端子からは、負極性のアナログ出力電圧Vo−が出力される。   The differential amplifier 111a has a positive input terminal Inp and a negative input terminal Inn as two input terminals, and has a positive output terminal and a negative output terminal as two output terminals. The positive output terminal corresponds to the negative input terminal Inn, and the negative output terminal corresponds to the positive input terminal Inp. A positive analog output voltage Vo + is output from the positive output terminal of the differential amplifier 111a, and a negative analog output voltage Vo− is output from the negative output terminal.

差動増幅器111aの入力端子Inpは、スイッチSW1と接続されるとともに、積分容量Cf1を介して負極性の出力端子と接続されている。また、差動増幅器111aの入力端子Innは、スイッチSW2と接続されるとともに、積分容量Cf2を介して、正極性の出力端子と接続されている。   The input terminal Inp of the differential amplifier 111a is connected to the switch SW1 and is connected to the negative output terminal via the integration capacitor Cf1. The input terminal Inn of the differential amplifier 111a is connected to the switch SW2 and is connected to the positive output terminal via the integration capacitor Cf2.

また、差動増幅器111aの正極性の出力端子および負極性の出力端子は、量子化器112の入力端子に接続されている。   Further, the positive output terminal and the negative output terminal of the differential amplifier 111 a are connected to the input terminal of the quantizer 112.

積分容量Cf1は、静電容量C1に蓄えられた電荷の変化量を積分するためのキャパシタンスであり、一端がスイッチSW1および入力端子Inpに接続され、他端が差動増幅器111aの負極性の出力端子に接続されている。積分容量Cf2は、静電容量C2に蓄えられた電荷の変化量を積分するためのキャパシタンスであり、一端がスイッチSW2および入力端子Innに接続され、他端が差動増幅器111aの正極性の出力端子に接続されている。   The integration capacitor Cf1 is a capacitance for integrating the amount of change in the electric charge stored in the capacitance C1, one end of which is connected to the switch SW1 and the input terminal Inp, and the other end is a negative output of the differential amplifier 111a. Connected to the terminal. The integration capacitor Cf2 is a capacitance for integrating the amount of change in the electric charge stored in the capacitance C2, one end of which is connected to the switch SW2 and the input terminal Inn, and the other end is a positive output of the differential amplifier 111a. Connected to the terminal.

(量子化器)
量子化器112は、差動積分回路111から入力されたアナログ信号としての差動出力電圧Voを量子化(デジタル化)し、デジタル信号としての量子化信号Doを出力する。具体的には、量子化器112は、差動積分回路111の正極性のアナログ出力電圧Vo+と負極性のアナログ出力電圧Vo−との差、すなわち、Vo=(Vo+)−(Vo−)によって定められる、差動信号としての差動出力電圧Voの値を、閾値電圧Vthと比較することにより、量子化信号Doの値を決定する。この量子化器112は、AD(Analog-Digital)変換器であり、公知のコンパレータ回路によって実現可能である。
(Quantizer)
The quantizer 112 quantizes (digitizes) the differential output voltage Vo as an analog signal input from the differential integration circuit 111, and outputs a quantized signal Do as a digital signal. Specifically, the quantizer 112 calculates the difference between the positive analog output voltage Vo + and the negative analog output voltage Vo− of the differential integration circuit 111, that is, Vo = (Vo +) − (Vo−). The value of the quantized signal Do is determined by comparing the determined value of the differential output voltage Vo as a differential signal with the threshold voltage Vth. The quantizer 112 is an AD (Analog-Digital) converter and can be realized by a known comparator circuit.

量子化器112は、容量比検出回路11に与えられるクロック信号Clkの立ち下がりのタイミングにおいて、差動出力電圧Voと所定の閾値電圧Vthとを比較する。クロック信号Clkの立ち下がりのタイミングにおいて、差動出力電圧Voの値が閾値電圧Vth以下であるとき、量子化器112は、クロック信号Clkの立ち下がりのタイミングにおいて、量子化信号Doの値として、Do=0を出力する(後述の図5を参照)。   The quantizer 112 compares the differential output voltage Vo with a predetermined threshold voltage Vth at the falling timing of the clock signal Clk supplied to the capacitance ratio detection circuit 11. When the value of the differential output voltage Vo is equal to or lower than the threshold voltage Vth at the falling timing of the clock signal Clk, the quantizer 112 determines the value of the quantized signal Do as the value of the quantized signal Do at the falling timing of the clock signal Clk. Do = 0 is output (see FIG. 5 described later).

他方、クロック信号Clkの立ち下がりのタイミングにおいて、差動出力電圧Voの値が閾値電圧Vthを超えているとき、量子化器112は、クロック信号Clkの立ち下がりのタイミングにおいて、量子化信号Doの値として、Do=1を出力する(図5を参照)。   On the other hand, when the value of the differential output voltage Vo exceeds the threshold voltage Vth at the falling timing of the clock signal Clk, the quantizer 112 outputs the quantized signal Do at the falling timing of the clock signal Clk. As a value, Do = 1 is output (see FIG. 5).

(スイッチおよび切替制御回路)
スイッチSW1は、副電極S1をコモンモード端子COMと差動積分回路111とに選択的に接続する切替回路である。また、スイッチSW2は、副電極S2をコモンモード端子COMと差動積分回路111とに選択的に接続する切替回路である。コモンモード端子COMは、コモンモード電圧Vcが印加されている。
(Switch and switching control circuit)
The switch SW1 is a switching circuit that selectively connects the sub-electrode S1 to the common mode terminal COM and the differential integration circuit 111. The switch SW2 is a switching circuit that selectively connects the sub electrode S2 to the common mode terminal COM and the differential integration circuit 111. A common mode voltage Vc is applied to the common mode terminal COM.

具体的には、スイッチSW1の固定端子は副電極S1と接続され、スイッチSW1の一方の切替端子は差動増幅器111aの入力端子Inpと接続され、スイッチSW1の他方の切替端子はコモンモード端子COMと接続されている。また、スイッチSW2の固定端子は副電極S2と接続され、スイッチSW2の一方の切替端子は差動増幅器111aの入力端子Innと接続され、スイッチSW2の他方の切替端子はコモンモード端子COMと接続されている。   Specifically, the fixed terminal of the switch SW1 is connected to the sub-electrode S1, one switching terminal of the switch SW1 is connected to the input terminal Inp of the differential amplifier 111a, and the other switching terminal of the switch SW1 is the common mode terminal COM. Connected with. The fixed terminal of the switch SW2 is connected to the sub-electrode S2, one switching terminal of the switch SW2 is connected to the input terminal Inn of the differential amplifier 111a, and the other switching terminal of the switch SW2 is connected to the common mode terminal COM. ing.

スイッチSW1,SW2は、クロック信号ClkがLow値であるときに、副電極S1,S2をコモンモード端子COMに接続する。また、スイッチSW1は、クロック信号ClkがHigh値であり、かつ量子化器112から出力される量子化信号DoがHigh値であるときに、副電極S1を差動積分回路111に接続する。さらに、スイッチSW2は、クロック信号ClkがHigh値であり、かつ量子化信号DoがLow値であるときに、副電極S1を差動積分回路111に接続する。   The switches SW1 and SW2 connect the sub electrodes S1 and S2 to the common mode terminal COM when the clock signal Clk has a low value. The switch SW1 connects the sub electrode S1 to the differential integration circuit 111 when the clock signal Clk has a high value and the quantized signal Do output from the quantizer 112 has a high value. Further, the switch SW2 connects the sub electrode S1 to the differential integration circuit 111 when the clock signal Clk has a high value and the quantized signal Do has a low value.

切替制御回路114は、図5に示すように、クロック信号ClkがLow値であるときに、Low値の切替制御信号Clk×DoをスイッチSW1に与えるとともに、Low値の切替制御信号Clk×Do_bをスイッチSW2に与える。スイッチSW1は、上記の制御信号Clk×Doを受けて副電極S1をコモンモード端子COMに接続する。また、スイッチSW2は、上記の切替制御信号Clk×Do_bを受けて副電極S2をコモンモード端子COMに接続する。   As shown in FIG. 5, when the clock signal Clk has a low value, the switching control circuit 114 supplies a low value switching control signal Clk × Do to the switch SW1, and also provides a low value switching control signal Clk × Do_b. Apply to switch SW2. The switch SW1 receives the control signal Clk × Do and connects the sub electrode S1 to the common mode terminal COM. The switch SW2 receives the switching control signal Clk × Do_b and connects the sub electrode S2 to the common mode terminal COM.

切替制御回路114は、クロック信号ClkがHigh値であるときに、量子化信号DoがHigh値であれば、High値の切替制御信号Clk×DoをスイッチSW1に与えるとともに、Low値の切替制御信号Clk×Do_bをスイッチSW2に与える。スイッチSW1は、上記の制御信号Clk×Doを受けて副電極S1を差動積分回路111に接続する。また、スイッチSW2は、上記の制御信号Clk×Do_bを受けて副電極S2をコモンモード端子COMに接続した状態を維持する。   When the clock signal Clk has a high value and the quantized signal Do has a high value, the switching control circuit 114 provides a switch control signal Clk × Do having a high value to the switch SW1, and a switching control signal having a low value. Clk × Do_b is applied to the switch SW2. The switch SW1 receives the control signal Clk × Do and connects the sub electrode S1 to the differential integration circuit 111. Further, the switch SW2 receives the control signal Clk × Do_b and maintains the state in which the sub electrode S2 is connected to the common mode terminal COM.

切替制御回路114は、クロック信号ClkがHigh値であるときに、量子化信号DoがLow値であれば、Low値の切替制御信号Clk×DoをスイッチSW1に与えるとともに、High値の切替制御信号Clk×Do_bをスイッチSW2に与える。スイッチSW1は、上記の制御信号Clk×Doを受けて副電極S1をコモンモード端子COMに接続した状態を維持する。また、スイッチSW2は、上記の制御信号Clk×Do_bを受けて副電極S2を差動積分回路111に接続する。   If the quantized signal Do is a low value when the clock signal Clk has a high value, the switching control circuit 114 provides the switch SW1 with a low value switching control signal Clk × Do, and also switches a high value switching control signal. Clk × Do_b is applied to the switch SW2. The switch SW1 receives the control signal Clk × Do and maintains the state where the sub electrode S1 is connected to the common mode terminal COM. The switch SW2 receives the control signal Clk × Do_b and connects the sub electrode S2 to the differential integration circuit 111.

このように、切替制御回路114は、2値のクロック信号Clkおよび量子化信号Doに基づいて、切替制御信号Clk×Do,Clk×Do_bを出力することから、論理回路によって構成することができる。   As described above, the switching control circuit 114 outputs the switching control signals Clk × Do and Clk × Do_b based on the binary clock signal Clk and the quantized signal Do, and thus can be configured by a logic circuit.

(演算部)
演算部113は、切替制御回路114が上記のようにスイッチSW1,SW2の切り替えを制御することによって、クロック信号ClkのN周期の間に量子化信号DoがHigh値になった周期の数Kに基づいて、容量比C2/C1を算出する。具体的には、ドライブ信号Vdriがクロック信号Clkに同期して電圧Vrとコモンモード電圧Vc(Vr>Vc)とを交互に繰り返す信号であるとき、次式が成り立つ。
(Calculation unit)
The arithmetic unit 113 controls the switching control circuit 114 to switch the switches SW1 and SW2 as described above, so that the quantization signal Do becomes the high number K during the N periods of the clock signal Clk. Based on this, the capacity ratio C2 / C1 is calculated. Specifically, when the drive signal Vdri is a signal that alternately repeats the voltage Vr and the common mode voltage Vc (Vr> Vc) in synchronization with the clock signal Clk, the following equation holds.

C1(Vr−Vc)×K=C2(Vr−Vc)×(N−K)
量子化信号DoがHigh値であれば、C1(Vr−Vc)の電荷が積分容量Cf1によって積分されて、差動出力電圧VoがC1(Vr−Vc)/Cf1減少する。一方、量子化信号DoがLow値であれば、C2(Vr−Vc)の電荷が積分容量Cf2によって積分されて、差動出力電圧VoがC2(Vr−Vc)/Cf2増加する。これらの作用は差動出力電圧Voからの負帰還を形成する。したがって、差動出力電圧Voは後述する動作のように0Vの近傍に保持される。これは、量子化信号DoがHigh値となる回数が、クロック信号ClkのN周期の間にK回である場合、次式が近似的に成立することを意味している。
C1 (Vr−Vc) × K = C2 (Vr−Vc) × (N−K)
If the quantized signal Do is a high value, the charge of C1 (Vr−Vc) is integrated by the integration capacitor Cf1, and the differential output voltage Vo decreases by C1 (Vr−Vc) / Cf1. On the other hand, if the quantized signal Do is a low value, the charge of C2 (Vr−Vc) is integrated by the integration capacitor Cf2, and the differential output voltage Vo increases by C2 (Vr−Vc) / Cf2. These actions form a negative feedback from the differential output voltage Vo. Therefore, the differential output voltage Vo is held in the vicinity of 0 V as in the operation described later. This means that when the number of times that the quantized signal Do becomes the High value is K times during the N period of the clock signal Clk, the following equation is approximately established.

C1(Vr−Vc)×K/Cf1=C2(Vr−Vc)×(N−K)/Cf2
ここで、Cf1=Cf2であるので、前記の式が成立する。したがって、前記の式から次の式(1)に表されるように容量比が算出される。
C1 (Vr−Vc) × K / Cf1 = C2 (Vr−Vc) × (NK) / Cf2
Here, since Cf1 = Cf2, the above equation is established. Therefore, the capacity ratio is calculated from the above equation as represented by the following equation (1).

C2/C1=K/(N−K) …(1)
演算部113は、クロック信号Clkをカウントする第1カウンタと、第1カウンタがクロック信号Clkをカウントする期間で量子化信号DoのHigh値をカウントする第2カウンタを有している。また、演算部113は、第1カウンタのカウント値であるNと、第2カウンタのカウント値であるKとに基づいて、上記の式(1)を用いて容量比C2/C1を算出する。
C2 / C1 = K / (N−K) (1)
The calculation unit 113 includes a first counter that counts the clock signal Clk and a second counter that counts the High value of the quantized signal Do during a period in which the first counter counts the clock signal Clk. Further, the calculation unit 113 calculates the capacity ratio C2 / C1 using the above equation (1) based on the count value N of the first counter and the count value K of the second counter.

〈距離比推定部〉
距離比推定部12は、図2に示す前述の容量比C2/C1と距離比L2/L1との関係に基づいて、演算部113で算出された上記の容量比C2/C1から、距離比L2/L1を推定する。ここで、上記の容量比C2/C1と距離比L2/L1との関係は、測定やシミュレーションによって予め推定されている。例えば、距離比推定部12は、上記の容量比C2/C1と距離比L2/L1との関係に基づいて、容量比C2/C1と距離比L2/L1とを対応付けたルックアップテーブルを有しており、当該ルックアップテーブルに入力される容量比C2/C1に対応した距離比L2/L1を出力する。
<Distance ratio estimation unit>
The distance ratio estimator 12 calculates the distance ratio L2 from the capacity ratio C2 / C1 calculated by the calculator 113 based on the relationship between the capacity ratio C2 / C1 and the distance ratio L2 / L1 shown in FIG. / L1 is estimated. Here, the relationship between the capacity ratio C2 / C1 and the distance ratio L2 / L1 is estimated in advance by measurement or simulation. For example, the distance ratio estimation unit 12 has a lookup table in which the capacity ratio C2 / C1 and the distance ratio L2 / L1 are associated with each other based on the relationship between the capacity ratio C2 / C1 and the distance ratio L2 / L1. The distance ratio L2 / L1 corresponding to the capacity ratio C2 / C1 input to the lookup table is output.

〔入力装置の動作〕
続いて、上記のように構成される入力装置1の動作について説明する。
[Operation of input device]
Next, the operation of the input device 1 configured as described above will be described.

まず、図4に示すように、主電極Dには、クロック信号Clkと同期して変化するドライブ信号Vdriが入力されている。ドライブ信号Vdriは、クロック信号ClkがLow値であるときに電圧Vrとなり、クロック信号ClkがHigh値であるときにコモンモード電圧Vcとなる。ここで、Vr>Vcの関係がある。   First, as shown in FIG. 4, a drive signal Vdri that changes in synchronization with the clock signal Clk is input to the main electrode D. The drive signal Vdri becomes the voltage Vr when the clock signal Clk has a low value, and becomes the common mode voltage Vc when the clock signal Clk has a high value. Here, there is a relationship of Vr> Vc.

クロック信号Clkの1周期における前半期間(Low期間)において、主電極Dには電圧Vrが印加され、副電極S1,S2は、それぞれスイッチSW1,SW2によりコモンモード端子COMに接続されて、コモンモード電圧Vcが印加される。これにより、スイッチSW1,SW2における差動積分回路111に接続される端子を基準として、静電容量C1にはC1(Vr−Vc)なる電荷が蓄えられ、静電容量C2にはC2(Vr−Vc)なる電荷が蓄えられる。   In the first half period (Low period) of one cycle of the clock signal Clk, the voltage Vr is applied to the main electrode D, and the sub-electrodes S1 and S2 are connected to the common mode terminal COM by the switches SW1 and SW2, respectively. A voltage Vc is applied. Thereby, with reference to the terminal connected to the differential integration circuit 111 in the switches SW1 and SW2, charges C1 (Vr−Vc) are stored in the capacitance C1, and C2 (Vr−) is stored in the capacitance C2. Vc) is stored.

クロック信号Clkの1周期における後半期間(High期間)において、量子化信号DoがHigh値であれば、副電極S1がスイッチSW1を介して差動積分回路111に接続される。このとき、静電容量C1に蓄えられた電荷は、C1(Vc−Vc)=0に変化するので、クロック信号Clkの前半期間からの電荷の変化量であるC1(Vr−Vc)が、入力端子Inpを通して差動積分回路111に入力されると、積分容量Cf1で積分される。この積分動作による差動出力電圧Vo(アナログ出力電圧)は、次式に表されるように変化する。   In the latter half period (High period) of one cycle of the clock signal Clk, if the quantized signal Do has a High value, the sub electrode S1 is connected to the differential integration circuit 111 via the switch SW1. At this time, since the charge stored in the capacitance C1 changes to C1 (Vc−Vc) = 0, C1 (Vr−Vc), which is the amount of change in charge from the first half period of the clock signal Clk, is input. When input to the differential integration circuit 111 through the terminal Inp, integration is performed by the integration capacitor Cf1. The differential output voltage Vo (analog output voltage) by this integration operation changes as represented by the following equation.

Vo=(Vo+)−(Vo−)
=−C1(Vr−Vc)/Cf1
このように、量子化信号DoがHigh値である場合は、差動出力電圧Voが減少する。
Vo = (Vo +) − (Vo−)
= -C1 (Vr-Vc) / Cf1
As described above, when the quantized signal Do has a high value, the differential output voltage Vo decreases.

クロック信号Clkの1周期における後半期間において、量子化信号DoがLow値であれば、副電極S2がスイッチSW2を介して差動積分回路111に接続される。このとき、静電容量C2に蓄えられた電荷は、C2(Vc−Vc)=0に変化するので、クロック信号Clkの前半期間からの電荷の変化量であるC2(Vr−Vc)が、入力端子Innを通して差動積分回路111に入力されると、積分容量Cf2で積分される。この積分動作による差動出力電圧Voは、次式で表されるように変化する。   If the quantized signal Do is a low value in the latter half of one cycle of the clock signal Clk, the sub electrode S2 is connected to the differential integrating circuit 111 via the switch SW2. At this time, since the charge stored in the capacitance C2 changes to C2 (Vc−Vc) = 0, C2 (Vr−Vc), which is the change in charge from the first half period of the clock signal Clk, is input. When input to the differential integration circuit 111 through the terminal Inn, integration is performed by the integration capacitor Cf2. The differential output voltage Vo by this integration operation changes as represented by the following equation.

Vo=(Vo+)−(Vo−)
=C2(Vr−Vc)/Cf2
このように、量子化信号DoがLow値である場合は、差動出力電圧Voが増加する。
Vo = (Vo +) − (Vo−)
= C2 (Vr-Vc) / Cf2
Thus, when the quantized signal Do has a low value, the differential output voltage Vo increases.

クロック信号Clkの立ち下り時に差動出力電圧Voが正の値であれば、クロック信号Clkの立ち下りから1周期の間に、量子化信号DoがHigh値となり、その周期の後半において差動出力電圧Voが減少する。一方、クロック信号Clkの立ち下り時に差動出力電圧Voが負の値であれば、クロック信号Clkの立ち下りから1周期の間に、量子化信号DoがLow値になり、その周期の後半において差動出力電圧Voが増加する。   If the differential output voltage Vo is a positive value at the fall of the clock signal Clk, the quantized signal Do becomes a High value during one cycle from the fall of the clock signal Clk, and the differential output is output in the latter half of the cycle. The voltage Vo decreases. On the other hand, if the differential output voltage Vo is a negative value at the fall of the clock signal Clk, the quantized signal Do becomes a Low value during one cycle from the fall of the clock signal Clk, and in the latter half of the cycle. The differential output voltage Vo increases.

以上の動作により、図5に示すように、差動出力電圧Voはゼロの近くの値に保たれることがわかる。   With the above operation, it can be seen that the differential output voltage Vo is maintained at a value close to zero, as shown in FIG.

ここで、演算部113において、クロック信号Clkの周期数Nがカウントされるとともに、周期数Nがカウントされる期間に量子化信号DoがHigh値となる数Kがカウントされ、これらのNおよびKを用いて前述の式(1)に基づき、容量比C2/C1が算出される。   Here, the arithmetic unit 113 counts the number of periods N of the clock signal Clk, and also counts the number K at which the quantized signal Do has a high value during the period in which the number of periods N is counted. Is used to calculate the capacity ratio C2 / C1 based on the above equation (1).

さらに、距離比推定部12において、上記のようにして算出された容量比C2/C1が入力されると、当該容量比C2/C1に対応する距離比L2/L1が出力される。   Further, when the capacity ratio C2 / C1 calculated as described above is input to the distance ratio estimation unit 12, the distance ratio L2 / L1 corresponding to the capacity ratio C2 / C1 is output.

〔入力装置による効果〕
以上のように、本実施形態に係る入力装置1は、主電極Dと、その両側に配置される副電極S1,S2とを備えている。これにより、主電極Dに近づく指F(検知対象物)によって、主電極Dと副電極S1との間の静電容量C1、および主電極Dと副電極S2との間の静電容量C2が変化する。入力装置1は、静電容量C1,C2の比である容量比C2/C1を容量比検出回路11によって検出し、さらに、距離比推定部12によって、検出された容量比C2/C1から距離比L2/L1を推定する。
[Effects of input device]
As described above, the input device 1 according to this embodiment includes the main electrode D and the sub-electrodes S1 and S2 disposed on both sides thereof. Thereby, the capacitance C1 between the main electrode D and the sub electrode S1 and the capacitance C2 between the main electrode D and the sub electrode S2 are caused by the finger F (detection target) approaching the main electrode D. Change. The input device 1 detects the capacitance ratio C2 / C1 that is the ratio of the capacitances C1 and C2 by the capacitance ratio detection circuit 11, and further, the distance ratio estimation unit 12 detects the distance ratio from the detected capacitance ratio C2 / C1. Estimate L2 / L1.

これにより、図3に示すように、指Fが、副電極S1,S2の中心からの距離の比が1:A(A=L2/L1)となる関係を満たす点の集合で形成される球面上に位置することが推定できる。距離比L2/L1に基づいて、指Fの位置を球面上に限定できれば、指Fが副電極S1,S2のどちらに近い位置にあるか(2つの領域のいずれにあるか)を区別できるので、指Fの位置を2値の情報として入力することができる。したがって、検知対象物の位置推定の解像度の向上およびセンサから検知対象物までの検知可能範囲の拡大を図ることが可能となる。   As a result, as shown in FIG. 3, a spherical surface formed by a set of points where the finger F satisfies a relationship in which the ratio of the distances from the centers of the sub-electrodes S1 and S2 is 1: A (A = L2 / L1). It can be estimated that it is located above. If the position of the finger F can be limited to a spherical surface based on the distance ratio L2 / L1, it is possible to distinguish which of the sub-electrodes S1 and S2 is closer to the finger F (in which of the two regions). The position of the finger F can be input as binary information. Therefore, it is possible to improve the resolution of the position estimation of the detection target and to expand the detectable range from the sensor to the detection target.

〔変形例〕
続いて、本実施形態における変形例について、図6を参照して以下に説明する。
[Modification]
Subsequently, a modified example of the present embodiment will be described below with reference to FIG.

図6の(a)は本実施形態に係る変形例の入力装置2の構成を示す図であり、図6の(b)は入力装置2における電極の構成を示す平面図である。   FIG. 6A is a diagram illustrating a configuration of the input device 2 of a modification according to the present embodiment, and FIG. 6B is a plan view illustrating a configuration of electrodes in the input device 2.

図6の(a)および(b)に示すように、本変形例に係る入力装置2は、前述の入力装置1と同様、主電極D、副電極S1,S2、容量比検出回路11および距離比推定部12を備えている。   As shown in FIGS. 6A and 6B, the input device 2 according to this modification example is similar to the above-described input device 1, and the main electrode D, the sub-electrodes S1 and S2, the capacitance ratio detection circuit 11 and the distance. A ratio estimation unit 12 is provided.

入力装置2における副電極S1,S2は、主電極Dの検出面上に重ねて配置されている。具体的には、副電極S1,S2は、主電極Dの両方の短辺の近傍に、当該短辺に沿うように、主電極Dの検出面上に主電極Dと絶縁が確保された状態で配置されている。   The sub-electrodes S1 and S2 in the input device 2 are arranged on the detection surface of the main electrode D so as to overlap. Specifically, the sub-electrodes S1 and S2 are in the vicinity of both the short sides of the main electrode D, and the main electrode D and the insulation are secured on the detection surface of the main electrode D along the short side. Is arranged in.

このように、入力装置2では、副電極S1,S2が主電極D上に配置されていても、入力装置1と同様、主電極Dと副電極S1との間の静電容量C1と、主電極Dと副電極S2との間の静電容量C2とが生じている。これにより、入力装置2は、入力装置1と同様、容量比検出回路11によって容量比C2/C1を検出し、距離比推定部12によって容量比C2/C1に基づいて距離比L2/L1を推定することにより、指Fの位置を球面上に推定することができる。   As described above, in the input device 2, even if the sub-electrodes S1 and S2 are arranged on the main electrode D, the capacitance C1 between the main electrode D and the sub-electrode S1, There is a capacitance C2 between the electrode D and the sub-electrode S2. Accordingly, the input device 2 detects the capacitance ratio C2 / C1 by the capacitance ratio detection circuit 11 and estimates the distance ratio L2 / L1 based on the capacitance ratio C2 / C1 by the distance ratio estimation unit 12 as in the input device 1. By doing so, the position of the finger F can be estimated on the spherical surface.

また、入力装置2では、副電極S1,S2が主電極D上に配置されているので、入力装置1における副電極S1,S2を配置する領域が不要となる。したがって、電極設置面積を小さくすることができる。   Further, in the input device 2, since the sub-electrodes S1 and S2 are disposed on the main electrode D, a region for disposing the sub-electrodes S1 and S2 in the input device 1 is not necessary. Therefore, the electrode installation area can be reduced.

これに対し、入力装置1では、電極設置面積が大きくなるものの、同一の平面(層)上に主電極Dおよび副電極S1,S2を配置するので、主電極Dおよび副電極S1,S2を形成するために多層基板を用いる必要がない。   On the other hand, in the input device 1, although the electrode installation area becomes large, the main electrode D and the sub electrodes S1, S2 are arranged on the same plane (layer), so the main electrode D and the sub electrodes S1, S2 are formed. Therefore, it is not necessary to use a multilayer substrate.

[実施形態2]
本発明に係る実施形態2について、図7〜図9を参照して以下に説明する。
[Embodiment 2]
Embodiment 2 according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

図7は、実施形態2に係る入力装置3の構成を示す図である。図8は、入力装置3によって推定される検知対象物の位置を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the input device 3 according to the second embodiment. FIG. 8 is a diagram illustrating the position of the detection target estimated by the input device 3.

なお、本実施形態において、前述の実施形態1における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記するとともに、その説明を省略する。   In the present embodiment, components having functions equivalent to those of the components in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

〔入力装置の構成〕
図7に示すように、入力装置3は、主電極D、副電極S1〜S4、容量比検出回路31,32、距離比推定部33,34および円弧算出部35を備えている。
[Configuration of input device]
As illustrated in FIG. 7, the input device 3 includes a main electrode D, sub-electrodes S1 to S4, capacitance ratio detection circuits 31 and 32, distance ratio estimation units 33 and 34, and an arc calculation unit 35.

〈電極の構成〉
図7に示すように、主電極Dおよび副電極S1,S2の構成および配置は、前述の入力装置1における主電極Dおよび副電極S1,S2と同様であるので、ここでは、その説明を省略する。副電極S3,S4は、主電極Dよりも小さい面積を有し、細長い長方形に形成されている。副電極S3(第3副電極)は、主電極Dが配置される平面と同一平面上における主電極Dの側方かつ主電極Dの長辺の近傍に、当該長辺と間隔をおくが近接して配置されている。また、副電極S4波(第4副電極)、副電極S3が配置される側と反対側、すなわち、主電極Dが配置される平面と同一平面上における主電極Dの側方かつ主電極Dの他の長辺の近傍に、当該長辺と間隔をおくが近接して配置されている。
<Electrode configuration>
As shown in FIG. 7, the configuration and arrangement of the main electrode D and the sub-electrodes S1 and S2 are the same as those of the main electrode D and the sub-electrodes S1 and S2 in the input device 1 described above. To do. The sub-electrodes S3 and S4 have a smaller area than the main electrode D, and are formed in an elongated rectangle. The sub-electrode S3 (third sub-electrode) is close to the side of the main electrode D on the same plane as the plane on which the main electrode D is arranged and in the vicinity of the long side of the main electrode D, but spaced from the long side. Are arranged. Further, the sub electrode S4 wave (fourth sub electrode), the side opposite to the side where the sub electrode S3 is arranged, that is, the side of the main electrode D on the same plane as the plane where the main electrode D is arranged and the main electrode D In the vicinity of the other long side, the long side is arranged close to the long side.

〈検知対象物の位置推定の原理〉
主電極D1には、ドライブ信号Vdriが印加されている。これにより、主電極Dと副電極S1,S2との間だけでなく、主電極Dと副電極S3,S4との間にも電気力線が生じる。指Fなどの検知対象物を主電極Dに近づけると、主電極Dと指Fとの間にも電気力線が生じるので、主電極Dと副電極S3,S4との間の電気力線が、その影響を受けて変化する。したがって、主電極Dと副電極S3との間の静電容量C3、および主電極Dと副電極S4との間の静電容量C4が、主電極Dと副電極S3,S4との間の電気力線の変化に応じて変化する。よって、静電容量C3,C4の比(C4/C3)に基づけば、指Fの位置を推定することができる。
<Principle of position estimation of detection target>
A drive signal Vdri is applied to the main electrode D1. As a result, electric lines of force are generated not only between the main electrode D and the sub-electrodes S1 and S2, but also between the main electrode D and the sub-electrodes S3 and S4. When a detection object such as a finger F is brought close to the main electrode D, electric lines of force are also generated between the main electrode D and the finger F, so that electric lines of force between the main electrode D and the sub-electrodes S3 and S4 are generated. , Change under the influence. Therefore, the electrostatic capacitance C3 between the main electrode D and the sub electrode S3 and the electrostatic capacitance C4 between the main electrode D and the sub electrode S4 are the electric current between the main electrode D and the sub electrodes S3 and S4. It changes according to the change of field lines. Therefore, the position of the finger F can be estimated based on the ratio (C4 / C3) of the capacitances C3 and C4.

ここで、指Fと副電極S3の中心との間の距離L3と、指Fと副電極S4の中心との間の距離L4との距離比L4/L3も、図2に示すC2/C1の関数と同様、C4/C3の関数で表される。   Here, the distance ratio L4 / L3 between the distance L3 between the finger F and the center of the sub-electrode S3 and the distance L4 between the finger F and the center of the sub-electrode S4 is also C2 / C1 shown in FIG. Like the function, it is represented by a C4 / C3 function.

上記のように、距離比L4/L3が容量比C4/C3から推定できるので、図3に示す副電極S1,S2と同様、指Fと副電極S3の中心との間の距離を1とすると、指Fと副電極S4の中心との間の距離Bは距離比L4/L3となる。したがって、指Fは、副電極S3,S4の中心からの距離の比が1:Bとなる関係を満たす球面上に位置することが推定できる。また、指Fは、実施形態1ですでに説明したように、副電極S1,S2の中心からの距離の比が1:Aとなる関係を満たす球面上に位置することが推定できる。よって、図8に示すように、指Fは、主電極Dおよび副電極S1,S2の容量比C2/C1に基づいて推定される球面SP1と、主電極Dおよび副電極S3,S4の容量比C4/C3に基づいて推定される球面SP2とが交差する円弧AR上に位置することが推定できる。   As described above, since the distance ratio L4 / L3 can be estimated from the capacitance ratio C4 / C3, if the distance between the finger F and the center of the sub-electrode S3 is 1, similarly to the sub-electrodes S1 and S2 shown in FIG. The distance B between the finger F and the center of the sub electrode S4 is a distance ratio L4 / L3. Therefore, it can be estimated that the finger F is located on a spherical surface that satisfies the relationship that the ratio of the distances from the centers of the sub-electrodes S3 and S4 is 1: B. Further, as already described in the first embodiment, it can be estimated that the finger F is located on a spherical surface that satisfies the relationship in which the ratio of the distances from the centers of the sub-electrodes S1 and S2 is 1: A. Therefore, as shown in FIG. 8, the finger F is a spherical SP1 estimated based on the capacitance ratio C2 / C1 of the main electrode D and the sub-electrodes S1 and S2, and the capacitance ratio of the main electrode D and the sub-electrodes S3 and S4. It can be estimated that the spherical surface SP2 estimated based on C4 / C3 is located on the arc AR.

なお、上記の球面SP1,SP2上においても、主電極Dの上方から外れる外側の範囲では、主電極Dと副電極S1〜S4との間の電気力線に影響を与えにくいため、指Fの位置を推定することが難しい。   In addition, on the spherical surfaces SP1 and SP2, the electric field lines between the main electrode D and the sub-electrodes S1 to S4 are hardly affected in the outer range outside the main electrode D. It is difficult to estimate the position.

〈容量比検出回路の構成〉
容量比検出回路31は、上記の容量比C2/C1を検出するための回路であり、実施形態1の入力装置1における容量比検出回路11と同様に構成されている。また、容量比検出回路32は、上記の容量比C4/C3を検出するための回路であり、接続されるのが副電極S3,S4であることが異なるのみで容量比検出回路11と同様に構成されている。
<Configuration of capacitance ratio detection circuit>
The capacitance ratio detection circuit 31 is a circuit for detecting the capacitance ratio C2 / C1 and is configured similarly to the capacitance ratio detection circuit 11 in the input device 1 of the first embodiment. The capacitance ratio detection circuit 32 is a circuit for detecting the capacitance ratio C4 / C3, and is similar to the capacitance ratio detection circuit 11 except that the sub-electrodes S3 and S4 are connected. It is configured.

〈距離比推定部の構成〉
距離比推定部33は、容量比検出回路32で検出された上記の容量比C2/C1から、距離比L2/L1を推定し、距離比推定部34は、容量比検出回路33で検出された上記の容量比C4/C3から、距離比L4/L3を推定する。距離比推定部33,34は、ともに実施形態1の入力装置1における距離比推定部12と同様に構成されている。
<Configuration of distance ratio estimation unit>
The distance ratio estimation unit 33 estimates the distance ratio L2 / L1 from the capacitance ratio C2 / C1 detected by the capacitance ratio detection circuit 32, and the distance ratio estimation unit 34 is detected by the capacitance ratio detection circuit 33. The distance ratio L4 / L3 is estimated from the capacity ratio C4 / C3. The distance ratio estimation units 33 and 34 are both configured in the same manner as the distance ratio estimation unit 12 in the input device 1 of the first embodiment.

〈円弧算出部の構成〉
円弧算出部35は、距離比推定部33,34によって推定された距離比L2/L1,L4/L3に基づいて前述の円弧ARを算出する。具体的には、円弧算出部35は、距離比L2/L1と距離比L4/L3との一致を検出する一致検出コンパレータと、一致が検出された両者の値を出力する出力回路とを有している。
<Configuration of arc calculation unit>
The arc calculation unit 35 calculates the aforementioned arc AR based on the distance ratios L2 / L1 and L4 / L3 estimated by the distance ratio estimation units 33 and 34. Specifically, the circular arc calculation unit 35 includes a coincidence detection comparator that detects a coincidence between the distance ratio L2 / L1 and the distance ratio L4 / L3, and an output circuit that outputs both values where the coincidence is detected. ing.

〔入力装置の動作〕
続いて、上記のように構成される入力装置3の動作について説明する。
[Operation of input device]
Next, the operation of the input device 3 configured as described above will be described.

主電極D1と副電極S1,S2との容量比C2/C1が容量比検出回路31で検出されると、距離比L2/L1が、その容量比C2/C1に基づいて、距離比推定部33によって推定される。一方、主電極D1と副電極S3,S4との容量比C4/C3が容量比検出回路32で検出されると、距離比L4/L3が、その容量比C4/C3に基づいて、距離比推定部34によって推定される。   When the capacitance ratio C2 / C1 between the main electrode D1 and the sub-electrodes S1 and S2 is detected by the capacitance ratio detection circuit 31, the distance ratio L2 / L1 is calculated based on the capacitance ratio C2 / C1. Is estimated by On the other hand, when the capacitance ratio C4 / C3 between the main electrode D1 and the sub-electrodes S3 and S4 is detected by the capacitance ratio detection circuit 32, the distance ratio L4 / L3 is estimated based on the capacitance ratio C4 / C3. Estimated by the unit 34.

そして、推定された距離比L2/L1,L4,L3に基づいて、円弧算出部35によって球面SP1,SP2上で交差する円弧ARが算出される。   Based on the estimated distance ratios L2 / L1, L4, and L3, the arc calculation unit 35 calculates an arc AR that intersects the spherical surfaces SP1 and SP2.

〔入力装置による効果〕
以上のように、本実施形態に係る入力装置3は、主電極Dおよび副電極S1,S2から得られる容量比C2/C1によって距離比L2/L1を推定するだけでなく、主電極Dおよび副電極S3,S4から得られる容量比C4/C3によって距離比L4/L3を推定している。これにより、副電極S1,S2が対向する方向と、副電極S3,S4が対向する方向との直交する2方向について、指Fの位置を推定することにより、上記の円弧AR上に指Fが位置することを推定することができる。
[Effects of input device]
As described above, the input device 3 according to the present embodiment not only estimates the distance ratio L2 / L1 based on the capacitance ratio C2 / C1 obtained from the main electrode D and the sub-electrodes S1 and S2, but also the main electrode D and the sub-electrode. The distance ratio L4 / L3 is estimated from the capacitance ratio C4 / C3 obtained from the electrodes S3 and S4. Thus, by estimating the position of the finger F in two directions orthogonal to the direction in which the sub-electrodes S1 and S2 face each other and the direction in which the sub-electrodes S3 and S4 face each other, the finger F is placed on the arc AR. It can be estimated that it is located.

それゆえ、円弧ARと主電極Dとの交点の位置により、多値の情報を入力することができる。また、円弧ARと主電極Dとの交点の動きの方向により、情報を入力することもできる。   Therefore, multi-value information can be input according to the position of the intersection between the arc AR and the main electrode D. Information can also be input according to the direction of movement of the intersection of the arc AR and the main electrode D.

〔変形例〕
続いて、本実施形態における変形例について、図9を参照して以下に説明する。
[Modification]
Subsequently, a modified example of the present embodiment will be described below with reference to FIG.

図9は、本実施形態に係る変形例の入力装置4の構成を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the input device 4 according to a modified example of the present embodiment.

図9に示すように、本変形例に係る入力装置4は、前述の入力装置3と同様、主電極D、副電極S1〜S4、容量比検出回路31,32、距離比推定部33,34および円弧算出部35を備えている。   As shown in FIG. 9, the input device 4 according to this modification example is similar to the above-described input device 3. And an arc calculator 35.

入力装置4における副電極S1〜S4は、主電極Dの検出面上に重ねて配置されている。具体的には、副電極S1,S2は、主電極Dの両方の短辺の近傍に、当該短辺に沿うように、主電極Dの検出面上に主電極Dと絶縁が確保された状態で配置されている。また、副電極S3,S4は、主電極Dの両方の長辺の近傍に、当該長辺に沿うように、主電極Dの検出面上に主電極Dと絶縁が確保された状態で配置されている。   The sub-electrodes S1 to S4 in the input device 4 are arranged on the detection surface of the main electrode D so as to overlap. Specifically, the sub-electrodes S1 and S2 are in the vicinity of both the short sides of the main electrode D, and the main electrode D and the insulation are secured on the detection surface of the main electrode D along the short side. Is arranged in. Further, the sub-electrodes S3 and S4 are arranged in the vicinity of both long sides of the main electrode D in a state where insulation with the main electrode D is secured on the detection surface of the main electrode D so as to follow the long side. ing.

このように、入力装置4では、副電極S1〜S4が主電極D上に配置されていても、入力装置3と同様、主電極Dと副電極S1との間の静電容量C1と、主電極Dと副電極S2との間の静電容量C2と、主電極Dと副電極S3との間の静電容量C3と、主電極Dと副電極S4との間の静電容量C4とが生じている。これにより、入力装置4は、入力装置3と同様、容量比検出回路31,32によって容量比C2/C1,C4/C3を検出し、距離比推定部33,34によって容量比C2/C1,C4/C3に基づいて距離比L2/L1,L4/L3を推定し、円弧算出部35によって距離比L2/L1,L4/L3に基づいて円弧ARを算出している。これにより、指Fの位置を球面SP1,SP2上の円弧ARに推定することができる。   Thus, in the input device 4, even if the sub-electrodes S <b> 1 to S <b> 4 are arranged on the main electrode D, the capacitance C <b> 1 between the main electrode D and the sub-electrode S <b> 1, A capacitance C2 between the electrode D and the sub electrode S2, a capacitance C3 between the main electrode D and the sub electrode S3, and a capacitance C4 between the main electrode D and the sub electrode S4. Has occurred. As a result, the input device 4 detects the capacitance ratios C2 / C1, C4 / C3 by the capacitance ratio detection circuits 31, 32, and the capacitance ratio C2 / C1, C4 by the distance ratio estimation units 33, 34, similarly to the input device 3. The distance ratios L2 / L1, L4 / L3 are estimated based on / C3, and the arc AR is calculated by the arc calculation unit 35 based on the distance ratios L2 / L1, L4 / L3. Thereby, the position of the finger F can be estimated to the arc AR on the spherical surfaces SP1 and SP2.

また、入力装置4では、副電極S1〜S4が主電極D上に配置されているので、入力装置3における副電極S1〜S4を配置する領域が不要となる。したがって、電極設置面積を小さくすることができる。   Further, in the input device 4, the sub electrodes S <b> 1 to S <b> 4 are arranged on the main electrode D, so that the region for arranging the sub electrodes S <b> 1 to S <b> 4 in the input device 3 is not necessary. Therefore, the electrode installation area can be reduced.

これに対し、入力装置3では、電極設置面積が大きくなるものの、同一の平面(層)上に主電極Dおよび副電極S1〜S4を配置するので、主電極Dおよび副電極S1〜S4を形成するために多層基板を用いる必要がない。   On the other hand, in the input device 3, although the electrode installation area becomes large, the main electrode D and the sub-electrodes S1 to S4 are arranged on the same plane (layer), so the main electrode D and the sub-electrodes S1 to S4 are formed. Therefore, it is not necessary to use a multilayer substrate.

[実施形態3]
本発明に係る実施形態3について、図10を参照して以下に説明する。
[Embodiment 3]
Embodiment 3 according to the present invention will be described below with reference to FIG.

図10は、実施形態3に係る入力装置5の構成を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of the input device 5 according to the third embodiment.

なお、本実施形態において、前述の実施形態1における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記するとともに、その説明を省略する。   In the present embodiment, components having functions equivalent to those of the components in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

〔入力装置の構成〕
図10に示すように、入力装置5は、電極モジュール51、容量比検出回路52および距離比推定部53を備えている。
[Configuration of input device]
As shown in FIG. 10, the input device 5 includes an electrode module 51, a capacitance ratio detection circuit 52, and a distance ratio estimation unit 53.

〈電極モジュールの構成〉
図10に示すように、電極モジュール51は、タッチパネルシート51aおよび複数の電極X,Yを有している。
<Configuration of electrode module>
As shown in FIG. 10, the electrode module 51 includes a touch panel sheet 51 a and a plurality of electrodes X and Y.

タッチパネルシート51aは、長方形に形成された透明の基板であり、透光性を有するガラスやプラスチックなどの板状やフィルム状の材料からなる。タッチパネルシート51aの一方の面には、複数の透明な電極X(第1線状電極)が互いに平行に同一方向(タッチパネルシート51aの長手方向)へ伸びるように形成されている。一方、タッチパネルシート51aの他方の面には、複数の透明な電極Y(第2線状電極)が互いに平行に同一方向(タッチパネルシート51aの長手方向に直交する方向)へ伸びるように形成されている。また、タッチパネルシート51aの電極X,Yが形成される面は、ハードコートによって保護されている。   The touch panel sheet 51a is a transparent substrate formed in a rectangular shape, and is made of a plate-like or film-like material such as translucent glass or plastic. A plurality of transparent electrodes X (first linear electrodes) are formed on one surface of the touch panel sheet 51a so as to extend in parallel to each other in the same direction (longitudinal direction of the touch panel sheet 51a). On the other hand, a plurality of transparent electrodes Y (second linear electrodes) are formed on the other surface of the touch panel sheet 51a so as to extend in parallel to each other in the same direction (direction orthogonal to the longitudinal direction of the touch panel sheet 51a). Yes. The surface on which the electrodes X and Y of the touch panel sheet 51a are formed is protected by a hard coat.

電極Xは、その長手方向に、対向する2つの角が一直線上に並ぶように多数の方形が配された構成をなしている。同様に、電極Yも、その長手方向に、対向する2つの角が一直線上に並ぶように多数の方形が配された構成をなしている。   The electrode X has a configuration in which a number of squares are arranged in the longitudinal direction so that two opposing corners are aligned on a straight line. Similarly, the electrode Y has a configuration in which a large number of squares are arranged in the longitudinal direction so that two opposing corners are aligned in a straight line.

タッチパネルシート51aにおいては、電極Xおよび電極Yは、上記のように形成されることにより、互いに直交するように配置されている。具体的には、隣接する2つの電極Xの間に形成される6角形の領域に電極Yの方形の部分が配置され、隣接する2つの電極Yの間に形成される6角形の領域に電極Xの方形の部分が配置されている。また、電極X,Yは、隣接するもの同士で僅かな隙間を間においてタッチパネルシート51aを覆うように配置されている。   In the touch panel sheet 51a, the electrodes X and Y are formed so as to be orthogonal to each other. Specifically, a rectangular portion of the electrode Y is arranged in a hexagonal region formed between two adjacent electrodes X, and an electrode is formed in the hexagonal region formed between two adjacent electrodes Y. A square portion of X is arranged. Further, the electrodes X and Y are arranged so as to cover the touch panel sheet 51a with a slight gap between adjacent electrodes X and Y.

通常、電極Xおよび電極Yには、図示しないICによって構成されるコントローラから駆動のための交流信号が供給される。これにより、マトリックス状に配置された電極X,Yを順次スキャンして静電容量の変化を検出することで、タッチパネルシート51a上の検知対象物の位置を検知している。本実施形態の入力装置5では、このような通常の使用方法と異なり、電極X,Yを利用して、前述の主電極Dおよび副電極S1,S2を構成している。   Usually, an AC signal for driving is supplied to the electrode X and the electrode Y from a controller constituted by an IC (not shown). Accordingly, the position of the detection target object on the touch panel sheet 51a is detected by sequentially scanning the electrodes X and Y arranged in a matrix to detect a change in capacitance. In the input device 5 of the present embodiment, unlike the normal usage method, the above-described main electrode D and sub-electrodes S1, S2 are configured using the electrodes X, Y.

具体的には、主電極Dは、全ての電極Yの端部が互いに接続することにより構成されており、当該端部にドライブ信号Vdriが入力される。また、副電極S1,S2は、タッチパネルシート51aの両短辺側で、それぞれ3つの電極Xの端部が互いに接続することにより構成されている。   Specifically, the main electrode D is configured by connecting the ends of all the electrodes Y to each other, and the drive signal Vdri is input to the ends. The sub-electrodes S1 and S2 are configured by connecting the ends of the three electrodes X to each other on both short sides of the touch panel sheet 51a.

〈容量比検出回路および距離比推定部の構成〉
容量比検出回路52は、主電極Dおよび副電極S1,S2によって得られる静電容量C1,C2の容量比C2/C1を検出するための回路であり、実施形態1の入力装置1における容量比検出回路11と同様に構成されている。容量比検出回路52の入力端子には、副電極S1,S2を構成する電極Xが互いに接続された端部が接続されている。
<Configuration of capacitance ratio detection circuit and distance ratio estimation unit>
The capacitance ratio detection circuit 52 is a circuit for detecting the capacitance ratio C2 / C1 of the capacitances C1 and C2 obtained by the main electrode D and the sub-electrodes S1 and S2, and the capacitance ratio in the input device 1 of the first embodiment. The configuration is the same as that of the detection circuit 11. The input terminal of the capacitance ratio detection circuit 52 is connected to the end where the electrodes X constituting the sub-electrodes S1 and S2 are connected to each other.

距離比推定部53は、容量比検出回路52で検出された上記の容量比C2/C1から、距離比L2/L1を推定し、入力装置1における距離比推定部12と同様に構成されている。   The distance ratio estimation unit 53 estimates the distance ratio L2 / L1 from the capacitance ratio C2 / C1 detected by the capacitance ratio detection circuit 52, and is configured similarly to the distance ratio estimation unit 12 in the input device 1. .

〔入力装置の動作および効果〕
続いて、上記のように構成される入力装置3の動作について説明する。
[Operation and effects of input device]
Next, the operation of the input device 3 configured as described above will be described.

主電極D1と副電極S1,S2との容量比C2/C1が容量比検出回路52で検出されると、距離比L2/L1が、その容量比C2/C1に基づいて、距離比推定部53によって推定される。これにより、検知対象物の位置は、入力装置1と同様に、L2/L1=Aで特定される点の集合で形成される球面上にあることが推定できる。   When the capacitance ratio C2 / C1 between the main electrode D1 and the sub-electrodes S1 and S2 is detected by the capacitance ratio detection circuit 52, the distance ratio L2 / L1 is determined based on the capacitance ratio C2 / C1. Is estimated by Thereby, it can be estimated that the position of the detection target is on a spherical surface formed by a set of points specified by L2 / L1 = A, as in the input device 1.

これにより、少ない検出回路を用いて検知対象物の位置を限定することができる。   Thereby, the position of a detection target object can be limited using few detection circuits.

なお、主電極Dを構成する電極Yの数や、副電極S1,S2を構成する電極Xの数は、上記の例に限定されることなく、適宜選択されてもよい。例えば、副電極S1,S2については、両短辺側に位置する電極Xで構成されるのではなく、短辺側から離れた位置にある電極Xで構成されてもよい。   The number of electrodes Y constituting the main electrode D and the number of electrodes X constituting the sub-electrodes S1, S2 are not limited to the above example, and may be selected as appropriate. For example, the sub-electrodes S1 and S2 may not be configured by the electrodes X positioned on both short sides, but may be configured by the electrodes X positioned away from the short sides.

[実施形態4]
本発明に係る実施形態4について、図11および図12を参照して以下に説明する。
[Embodiment 4]
Embodiment 4 according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 11 and 12.

図11は、実施形態4に係る入力装置6の構成を示す図である。図12の(a)は入力装置6による電極の駆動状態(第1フェーズ)を示す図であり、図12の(b)は入力装置6による電極の他の駆動状態(第2フェーズ)を示す図である。   FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the input device 6 according to the fourth embodiment. 12A is a diagram showing an electrode driving state (first phase) by the input device 6, and FIG. 12B is another electrode driving state (second phase) by the input device 6. FIG. FIG.

なお、本実施形態において、前述の実施形態2,3における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記するとともに、その説明を省略する。   In the present embodiment, components having the same functions as those in the above-described second and third embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

〔入力装置の構成〕
図11に示すように、入力装置6は、電極モジュール61、スイッチマトリックス62、容量比検出回路63、容量比推定部64、レジスタ65および円弧算出部66を備えている。
[Configuration of input device]
As shown in FIG. 11, the input device 6 includes an electrode module 61, a switch matrix 62, a capacitance ratio detection circuit 63, a capacitance ratio estimation unit 64, a register 65, and an arc calculation unit 66.

〈電極モジュールの構成〉
図11に示すように、電極モジュール61は、タッチパネルシート61aおよび複数の電極X,Yを有している。
<Configuration of electrode module>
As shown in FIG. 11, the electrode module 61 includes a touch panel sheet 61 a and a plurality of electrodes X and Y.

タッチパネルシート61aは、実施形態3の入力装置5におけるタッチパネルシート51aと同様、長方形に形成された透明の基板であり、一方の面に、複数の電極Xが互いに平行に形成される一方、他方の面に、複数の電極Yが互いに平行に形成されている。電極X,Yは、互いに直交するように配置されている。   The touch panel sheet 61a is a transparent substrate formed in a rectangular shape, like the touch panel sheet 51a in the input device 5 of the third embodiment, and a plurality of electrodes X are formed in parallel with each other on one side, while the other side A plurality of electrodes Y are formed in parallel on the surface. The electrodes X and Y are arranged so as to be orthogonal to each other.

タッチパネルシート61aにおける電極X,Yは、タッチパネルシート51aにおける電極X,Yと異なり、それぞれの一端が互いに接続されることなく、独立してスイッチマトリックス62に接続されている。   Unlike the electrodes X and Y in the touch panel sheet 51a, the electrodes X and Y in the touch panel sheet 61a are independently connected to the switch matrix 62 without being connected to each other.

〈スイッチマトリックスの構成〉
スイッチマトリックス62は、全ての電極X,Yについて1つずつ設けられたスイッチの集合体であり、各スイッチが各電極X,Yと、ドライブ信号Vdri印加される駆動端子または容量比検出回路63への出力端子とを選択的に切り替えて接続する。これにより、電極Xのうちの所定の数の電極Xおよび電極Yのうちの所定の数の電極Yを選択して、ドライブ信号Vdriを印加したり、容量比検出回路63に接続したりすることができる。本実施形態では、スイッチマトリックス62が次のように特定の電極X,Yを選択する。
<Configuration of switch matrix>
The switch matrix 62 is an aggregate of switches provided for each of the electrodes X and Y, and each switch is connected to the electrodes X and Y and a drive terminal to which the drive signal Vdri is applied or the capacitance ratio detection circuit 63. Selectively connect to the output terminal. Accordingly, a predetermined number of electrodes X and a predetermined number of electrodes Y among the electrodes X are selected, and the drive signal Vdri is applied or connected to the capacitance ratio detection circuit 63. Can do. In the present embodiment, the switch matrix 62 selects specific electrodes X and Y as follows.

具体的には、スイッチマトリックス62は、図12の(a)に示すように、第1フェーズにおいて、全ての電極Yを選択することによって、前述の主電極Dに相当する主電極D1を構成し、選択した電極Yにドライブ信号Vdriを印加する。また、スイッチマトリックス62は、第1フェーズにおいて、タッチパネルシート61aの両短辺側の3つの電極Xを選択することによって、それぞれ副電極S1,S2を構成し、選択した電極Xを容量比検出回路63に接続する。   Specifically, as shown in FIG. 12A, the switch matrix 62 configures the main electrode D1 corresponding to the main electrode D by selecting all the electrodes Y in the first phase. The drive signal Vdri is applied to the selected electrode Y. In the first phase, the switch matrix 62 configures the sub-electrodes S1 and S2 by selecting the three electrodes X on both short sides of the touch panel sheet 61a in the first phase, and the selected electrode X is used as the capacitance ratio detection circuit. 63.

一方、スイッチマトリックス62は、図12の(b)に示すように、第2フェーズにおいて、全ての電極Xを選択することによって、前述の主電極Dに相当する主電極D2を構成し、選択した電極Xにドライブ信号Vdriを印加する。また、スイッチマトリックス62は、第2フェーズにおいて、タッチパネルシート61aの両長辺側の2つの電極Yを選択することによって、それぞれ副電極S3,S4を構成し、選択した電極Yを容量比検出回路63に接続する。   On the other hand, as shown in FIG. 12 (b), the switch matrix 62 configures and selects the main electrode D2 corresponding to the aforementioned main electrode D by selecting all the electrodes X in the second phase. A drive signal Vdri is applied to the electrode X. In the second phase, the switch matrix 62 configures the sub-electrodes S3 and S4 by selecting the two electrodes Y on both long sides of the touch panel sheet 61a, and the selected electrode Y is connected to the capacitance ratio detection circuit. 63.

〈容量比検出回路および距離比推定部の構成〉
容量比検出回路63は、主電極D1および副電極S1,S2によって得られる静電容量C1,C2の容量比C2/C1、および主電極D2および副電極S3,S4によって得られる静電容量C3,C4の容量比C4/C3を検出するための回路である。この容量比検出回路63は、実施形態1の入力装置1における容量比検出回路11と同様に構成されている。容量比検出回路63の入力端子には、スイッチマトリックス62の出力端子が接続されている。
<Configuration of capacitance ratio detection circuit and distance ratio estimation unit>
The capacitance ratio detection circuit 63 includes a capacitance ratio C2 / C1 of capacitances C1 and C2 obtained by the main electrode D1 and the sub-electrodes S1 and S2, and a capacitance C3 obtained by the main electrode D2 and the sub-electrodes S3 and S4. This is a circuit for detecting the capacitance ratio C4 / C3 of C4. The capacitance ratio detection circuit 63 is configured in the same manner as the capacitance ratio detection circuit 11 in the input device 1 of the first embodiment. The output terminal of the switch matrix 62 is connected to the input terminal of the capacitance ratio detection circuit 63.

距離比推定部64は、容量比検出回路63で検出された上記の容量比C2/C1,C4/C3から、それぞれ距離比L2/L1,L4/L3を推定する。この距離比推定部64は、入力装置1における距離比推定部12と同様に構成されている。   The distance ratio estimation unit 64 estimates the distance ratios L2 / L1 and L4 / L3 from the capacitance ratios C2 / C1, C4 / C3 detected by the capacitance ratio detection circuit 63, respectively. The distance ratio estimation unit 64 is configured in the same manner as the distance ratio estimation unit 12 in the input device 1.

〈レジスタの構成〉
レジスタ65は、第1フェーズにおいて距離比推定部12によって推定された距離比L2/L1と、第2フェーズにおいて距離比推定部12によって推定された距離比L4/L3とを一時的に記憶するために設けられている。
<Register configuration>
The register 65 temporarily stores the distance ratio L2 / L1 estimated by the distance ratio estimation unit 12 in the first phase and the distance ratio L4 / L3 estimated by the distance ratio estimation unit 12 in the second phase. Is provided.

〈円弧算出部の構成〉
円弧算出部66は、レジスタ65に記憶されている距離比L2/L1,L4/L3に基づいて前述の円弧ARを算出する。この円弧算出部66は、実施形態2に入力装置3における円弧算出部35と同等に構成されている。
<Configuration of arc calculation unit>
The arc calculation unit 66 calculates the aforementioned arc AR based on the distance ratios L2 / L1 and L4 / L3 stored in the register 65. The arc calculation unit 66 is configured in the same manner as the arc calculation unit 35 in the input device 3 in the second embodiment.

〔入力装置の動作〕
続いて、上記のように構成される入力装置6の動作について説明する。
[Operation of input device]
Next, the operation of the input device 6 configured as described above will be described.

まず、第1フェーズにおいて、スイッチマトリックス62によって、図12の(a)に示すように、全ての電極Yが選択されて主電極D1が構成されるとともに、両短辺側の3つの電極Xが選択されて副電極S1,S2が構成される。主電極D1にはドライブ信号Vdriが印加される一方、副電極S1,S2は容量比検出回路63に接続される。この状態で、主電極D1と副電極S1,S2との間でそれぞれ発生する静電容量C1,C2の容量比C2/C1が容量比検出回路63で検出される。そして、距離比L2/L1が、検出された容量比C2/C1に基づいて、距離比推定部64によって推定されて、レジスタ65に記憶される。   First, in the first phase, as shown in FIG. 12A, the switch matrix 62 selects all the electrodes Y to form the main electrode D1, and the three electrodes X on both short sides are Sub-electrodes S1 and S2 are configured by selection. The drive signal Vdri is applied to the main electrode D1, while the sub electrodes S1 and S2 are connected to the capacitance ratio detection circuit 63. In this state, the capacitance ratio detection circuit 63 detects the capacitance ratio C2 / C1 of the capacitances C1 and C2 generated between the main electrode D1 and the sub-electrodes S1 and S2. The distance ratio L2 / L1 is estimated by the distance ratio estimation unit 64 based on the detected capacity ratio C2 / C1 and stored in the register 65.

続く第2フェーズにおいて、スイッチマトリックス62によって、図12の(b)に示すように、全ての電極Xが選択されて主電極D2が構成されるとともに、両長辺側の2つの電極Yが選択されて副電極S3,S4が構成される。主電極D2にはドライブ信号Vdriが印加される一方、副電極S3,S4は容量比検出回路63に接続される。この状態で、主電極D2と副電極S3,S4との間でそれぞれ発生する静電容量C3,C4の容量比C4/C3が容量比検出回路63で検出される。そして、距離比L4/L3が、検出された容量比C4/C3に基づいて、距離比推定部64によって推定されて、レジスタ65に記憶される。   In the subsequent second phase, as shown in FIG. 12B, the switch matrix 62 selects all the electrodes X to form the main electrode D2, and selects the two electrodes Y on both long sides. Thus, sub-electrodes S3 and S4 are formed. The drive signal Vdri is applied to the main electrode D2, while the sub electrodes S3 and S4 are connected to the capacitance ratio detection circuit 63. In this state, the capacitance ratio detection circuit 63 detects the capacitance ratio C4 / C3 of the capacitances C3 and C4 respectively generated between the main electrode D2 and the sub-electrodes S3 and S4. The distance ratio L4 / L3 is estimated by the distance ratio estimation unit 64 based on the detected capacity ratio C4 / C3 and stored in the register 65.

そして、円弧算出部66によって、レジスタ65から読み出された容量比C2/C1,C4/C3に基づいて、球面SP1,SP2上で交差する円弧ARが算出される(図8を参照)。   Then, the arc calculation unit 66 calculates an arc AR that intersects the spherical surfaces SP1 and SP2 based on the capacity ratios C2 / C1 and C4 / C3 read from the register 65 (see FIG. 8).

〔入力装置による効果〕
以上のように、本実施形態に係る入力装置6は、主電極D1および副電極S1,S2から得られる容量比C2/C1によって距離比L2/L1を推定するだけでなく、主電極D2および副電極S3,S4から得られる容量比C4/C3によって距離比L4/L3を推定している。これにより、実施形態2の入力装置3と同様、副電極S1,S2が対向する方向と、副電極S3,S4が対向する方向との直交する2方向について、指Fの位置を推定することにより、上記の円弧AR上に指Fが位置することを推定することができる。
[Effects of input device]
As described above, the input device 6 according to the present embodiment not only estimates the distance ratio L2 / L1 based on the capacitance ratio C2 / C1 obtained from the main electrode D1 and the sub-electrodes S1 and S2, but also the main electrode D2 and the sub-electrode. The distance ratio L4 / L3 is estimated from the capacitance ratio C4 / C3 obtained from the electrodes S3 and S4. Thereby, like the input device 3 of the second embodiment, by estimating the position of the finger F in two directions orthogonal to the direction in which the sub-electrodes S1 and S2 face each other and the direction in which the sub-electrodes S3 and S4 face each other. It can be estimated that the finger F is positioned on the arc AR.

それゆえ、円弧ARと主電極D1,D2との交点の位置により、多値の情報を入力することができる。また、円弧ARと主電極D1,D2との交点の動きの方向により、情報を入力することもできる。   Therefore, multi-value information can be input according to the position of the intersection between the arc AR and the main electrodes D1 and D2. Information can also be input according to the direction of movement of the intersection between the arc AR and the main electrodes D1, D2.

しかも、入力装置6は、一般の静電容量方式のタッチパネルで用いられるマトリックス状に配置された電極X,Yを、スイッチマトリックス62を用いて主電極D1,D2および副電極S1,S2として利用することができる。これにより、タッチパネルを通常のタッチセンサとして利用したり、上記のように多値の情報を入力するセンサとして利用したりといったことが可能となる。   In addition, the input device 6 uses the electrodes X and Y arranged in a matrix used in a general capacitive touch panel as the main electrodes D1 and D2 and the sub electrodes S1 and S2 using the switch matrix 62. be able to. As a result, the touch panel can be used as a normal touch sensor, or can be used as a sensor for inputting multi-value information as described above.

[実施形態5]
本発明に係る実施形態5について、図1、図13、図14および図15を参照して以下に説明する。
[Embodiment 5]
Embodiment 5 according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 13, 14, and 15.

図13は、実施形態5に係る入力装置1で用いる2つの静電容量C1,C2の関係を示すグラフである。図14は、静電容量C1,C2とそれぞれの静電容量C1,C2の最小値C10,C20との差の比と、入力装置1の副電極S1,S2と検知対象物との距離の比との関係を示すグラフである。図15は、実施形態5に係る入力装置1における容量比検出回路11Aの構成を示す回路図である。   FIG. 13 is a graph showing the relationship between the two capacitances C1 and C2 used in the input device 1 according to the fifth embodiment. FIG. 14 shows the ratio of the difference between the capacitances C1 and C2 and the minimum values C10 and C20 of the respective capacitances C1 and C2, and the ratio of the distance between the sub-electrodes S1 and S2 of the input device 1 and the object to be detected. It is a graph which shows the relationship. FIG. 15 is a circuit diagram illustrating a configuration of the capacitance ratio detection circuit 11A in the input device 1 according to the fifth embodiment.

なお、本実施形態において、前述の実施形態1における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記するとともに、その説明を省略する。   In the present embodiment, components having functions equivalent to those of the components in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

〔入力装置の構成〕
本実施形態では、実施形態1の入力装置1を用いて距離比L2/L1の推定精度を向上させることについて説明する。
[Configuration of input device]
This embodiment demonstrates improving the estimation precision of distance ratio L2 / L1 using the input device 1 of Embodiment 1. FIG.

まず、静電容量C1,C2と距離比L2/L1との間には、図13に示すような関係がある。具体的には、検知対象物が副電極S1に近い位置にあるとき、このときの距離比L2/L1に対する静電容量C1が大きくなり、静電容量C2小さくなる。逆に、検知対象物が副電極S2に近い位置にあるとき、このときの距離比L2/L1に対する静電容量C2が大きくなり、静電容量C1が小さくなる。副電極S1,S2が全く対称に形成されていれば、L2/L1=1(L1=L2)となるとき、C1=C2となる。   First, there is a relationship as shown in FIG. 13 between the capacitances C1 and C2 and the distance ratio L2 / L1. Specifically, when the detection target is at a position close to the sub-electrode S1, the capacitance C1 with respect to the distance ratio L2 / L1 at this time increases and the capacitance C2 decreases. On the contrary, when the detection target is located near the sub-electrode S2, the capacitance C2 with respect to the distance ratio L2 / L1 at this time increases, and the capacitance C1 decreases. If the sub-electrodes S1 and S2 are formed symmetrically, when L2 / L1 = 1 (L1 = L2), C1 = C2.

静電容量C1,C2は、それぞれ最小値C10,C20を有している。最小値C10は、主電極Dと副電極S1との直接対向する側面の領域の間で形成される静電容量である。最小値C20は、主電極Dと副電極S2との直接対向する側面の領域の間で形成される静電容量である。ここでは、副電極S1,S2が全く対称に形成されているものとして、最小値C10,C20が等しい値であるとする。   Capacitances C1 and C2 have minimum values C10 and C20, respectively. The minimum value C10 is a capacitance formed between the regions of the side surfaces of the main electrode D and the sub electrode S1 that directly face each other. The minimum value C20 is a capacitance formed between the regions of the side surfaces of the main electrode D and the sub electrode S2 that directly face each other. Here, it is assumed that the sub-electrodes S1 and S2 are formed completely symmetrically, and the minimum values C10 and C20 are equal.

本実施形態では、実施形態1で距離比L2/L1の推定に用いていた容量比C2/C1に代えて、容量比(C2−C20)/(C1−C10)を用いる。   In the present embodiment, the capacity ratio (C2-C20) / (C1-C10) is used instead of the capacity ratio C2 / C1 used in the estimation of the distance ratio L2 / L1 in the first embodiment.

〈容量比検出回路の構成〉
ここで、入力装置1は、容量比(C2−C20)/(C1−C10)を検出するために、前述の容量比検出回路11に代えて、容量比検出回路11Aを備えている。
<Configuration of capacitance ratio detection circuit>
Here, the input device 1 includes a capacitance ratio detection circuit 11A instead of the above-described capacitance ratio detection circuit 11 in order to detect the capacitance ratio (C2-C20) / (C1-C10).

容量比検出回路11Aは、入力装置1における容量比検出回路11に、さらにスイッチSW3,SW4および最小値C10,C20に相当する静電容量C10,C20を加えて構成される。   The capacitance ratio detection circuit 11A is configured by adding switches SW3 and SW4 and capacitances C10 and C20 corresponding to the minimum values C10 and C20 to the capacitance ratio detection circuit 11 in the input device 1.

静電容量C10,C20は、容量比検出回路11Aに形成されている。静電容量C10,C20の一方の電極は、ともに主電極Dに接続されている。   Capacitances C10 and C20 are formed in the capacitance ratio detection circuit 11A. One electrode of each of the capacitances C10 and C20 is connected to the main electrode D.

スイッチSW3は、静電容量C10をコモンモード端子COMと差動積分回路111とに選択的に接続する切替回路である。また、スイッチSW4は、静電容量C20をコモンモード端子COMと差動積分回路111とに選択的に接続する切替回路である。   The switch SW3 is a switching circuit that selectively connects the capacitance C10 to the common mode terminal COM and the differential integration circuit 111. The switch SW4 is a switching circuit that selectively connects the capacitance C20 to the common mode terminal COM and the differential integration circuit 111.

具体的には、スイッチSW3の固定端子は静電容量C10の他方の電極と接続され、スイッチSW3の一方の切替端子は差動増幅器111aの入力端子Innと接続され、スイッチSW3の他方の切替端子はコモンモード端子COMと接続されている。また、スイッチSW4の固定端子は静電容量C20の他方の電極と接続され、スイッチSW4の一方の切替端子は差動増幅器111aの入力端子Inpと接続され、スイッチSW4の他方の切替端子はコモンモード端子COMと接続されている。   Specifically, the fixed terminal of the switch SW3 is connected to the other electrode of the capacitance C10, one switching terminal of the switch SW3 is connected to the input terminal Inn of the differential amplifier 111a, and the other switching terminal of the switch SW3. Are connected to a common mode terminal COM. The fixed terminal of the switch SW4 is connected to the other electrode of the capacitance C20, one switching terminal of the switch SW4 is connected to the input terminal Inp of the differential amplifier 111a, and the other switching terminal of the switch SW4 is common mode. It is connected to the terminal COM.

スイッチSW3,SW4は、クロック信号ClkがLow値であるときに、静電容量C10,20をコモンモード端子COMに接続する。また、スイッチSW3は、クロック信号ClkがHigh値であり、かつ量子化器112から出力される量子化信号DoがHigh値であるときに、静電容量C10を差動積分回路111に接続する。さらに、スイッチSW4は、クロック信号ClkがHigh値であり、かつ量子化信号DoがLow値であるときに、静電容量C10を差動積分回路111に接続する。   The switches SW3 and SW4 connect the capacitances C10 and C20 to the common mode terminal COM when the clock signal Clk has a low value. The switch SW3 connects the capacitance C10 to the differential integration circuit 111 when the clock signal Clk has a high value and the quantized signal Do output from the quantizer 112 has a high value. Further, the switch SW4 connects the capacitance C10 to the differential integration circuit 111 when the clock signal Clk has a high value and the quantized signal Do has a low value.

このため、切替制御回路114は、スイッチSW1,SW2だけでなく、スイッチSW3,SW4に対しても、切替制御信号Clk×Doおよび切替制御信号Clk×Do_bを与える。   Therefore, the switching control circuit 114 provides the switching control signal Clk × Do and the switching control signal Clk × Do_b not only to the switches SW1 and SW2 but also to the switches SW3 and SW4.

〔入力装置の動作〕
続いて、上記の容量比検出回路11Aを含む入力装置1の動作について説明する。
[Operation of input device]
Next, the operation of the input device 1 including the capacitance ratio detection circuit 11A will be described.

まず、クロック信号Clkの1周期における前半期間(Low期間)において、主電極Dには電圧Vrが印加され、副電極S1,S2および静電容量C10,C20は、それぞれスイッチSW1,SW2およびスイッチSW3,SW4によりコモンモード端子COMに接続されて、コモンモード電圧Vcが印加される。これにより、スイッチSW1,SW2およびスイッチSW3,SW4における差動積分回路111に接続される端子を基準として、静電容量C1にはC1(Vr−Vc)なる電荷が蓄えられ、静電容量C2にはC2(Vr−Vc)なる電荷が蓄えられ、静電容量C10にはC10(Vr−Vc)なる電荷が蓄えられ、静電容量C20にはC20(Vr−Vc)なる電荷が蓄えられる。   First, in the first half period (Low period) of one cycle of the clock signal Clk, the voltage Vr is applied to the main electrode D, and the sub-electrodes S1, S2 and the capacitances C10, C20 are respectively switched by the switches SW1, SW2, and SW3. , SW4 are connected to the common mode terminal COM, and the common mode voltage Vc is applied. As a result, with reference to the terminals connected to the differential integration circuit 111 in the switches SW1 and SW2 and the switches SW3 and SW4, a charge C1 (Vr−Vc) is stored in the capacitance C1, and the capacitance C2 is stored. Is stored with a charge of C2 (Vr-Vc), a charge of C10 (Vr-Vc) is stored in the capacitance C10, and a charge of C20 (Vr-Vc) is stored in the capacitance C20.

クロック信号Clkの1周期における後半期間(High期間)において、量子化信号DoがHigh値であれば、副電極S1がスイッチSW1を介して、また、静電容量C10の主電極Dに接続されていない側の電極がスイッチSW3を介して、それぞれ差動積分回路111に接続される。このとき、静電容量C1に蓄えられた電荷は、C1(Vc−Vc)=0に変化し、静電容量C10に蓄えられた電荷は、C10(Vc−Vc)=0に変化する。これにより、クロック信号Clkの前半期間からの電荷の変化量であるC1(Vr−Vc)とC10(Vr−Vc)とが、それぞれ、入力端子Inpと入力端子Innとを通して差動積分回路111に入力されて、積分容量Cf1と積分容量Cf2とで積分される。この積分動作による差動出力電圧Vo(アナログ出力電圧)は、次式に表されるように変化する。ここで、Cf1=Cf2=Cfとする。   In the latter half period (High period) of one cycle of the clock signal Clk, if the quantized signal Do is a High value, the sub electrode S1 is connected to the main electrode D of the capacitance C10 via the switch SW1. The non-side electrodes are respectively connected to the differential integration circuit 111 via the switch SW3. At this time, the charge stored in the capacitance C1 changes to C1 (Vc−Vc) = 0, and the charge stored in the capacitance C10 changes to C10 (Vc−Vc) = 0. Thus, C1 (Vr−Vc) and C10 (Vr−Vc), which are the amount of change in charge from the first half period of the clock signal Clk, are respectively input to the differential integration circuit 111 through the input terminal Inp and the input terminal Inn. The input is integrated by the integration capacitor Cf1 and the integration capacitor Cf2. The differential output voltage Vo (analog output voltage) by this integration operation changes as represented by the following equation. Here, Cf1 = Cf2 = Cf.

Vo=(Vo+)−(Vo−)
=C10(Vr−Vc)/Cf2−C1(Vr−Vc)/Cf1
=−(C1−C10)(Vr−Vc)/Cf
このように、量子化信号DoがHigh値である場合は、差動出力電圧Voが減少する。
Vo = (Vo +) − (Vo−)
= C10 (Vr-Vc) / Cf2-C1 (Vr-Vc) / Cf1
=-(C1-C10) (Vr-Vc) / Cf
As described above, when the quantized signal Do has a high value, the differential output voltage Vo decreases.

クロック信号Clkの1周期における後半期間(High期間)において、量子化信号DoがLow値であれば、副電極S2がスイッチSW2を介して、また、静電容量C20の電極Dに接続されていない側の電極がスイッチSW4を介して、それぞれ差動積分回路111に接続される。このとき、静電容量C2に蓄えられた電荷は、C2(Vc−Vc)=0に変化し、静電容量C20に蓄えられた電荷は、C20(Vc−Vc)=0に変化する。これにより、クロック信号Clkの前半期間からの電荷の変化量であるC2(Vr−Vc)とC20(Vr−Vc)とが、それぞれ、入力端子Innと入力端子Inpとを通して、差動積分回路111に入力され、積分容量Cf2と積分容量Cf1とで積分される。この積分動作による差動出力電圧Vo(アナログ出力電圧)は、次式に表されるように変化する。ここで、Cf1=Cf2=Cfとする。   If the quantized signal Do is a low value in the second half period (High period) of one cycle of the clock signal Clk, the sub-electrode S2 is not connected to the electrode D of the capacitance C20 via the switch SW2. The electrodes on the side are respectively connected to the differential integration circuit 111 via the switch SW4. At this time, the charge stored in the capacitance C2 changes to C2 (Vc−Vc) = 0, and the charge stored in the capacitance C20 changes to C20 (Vc−Vc) = 0. As a result, C2 (Vr−Vc) and C20 (Vr−Vc), which are the amount of change in charge from the first half period of the clock signal Clk, pass through the input terminal Inn and the input terminal Inp, respectively, and the differential integration circuit 111. Is integrated by the integration capacitor Cf2 and the integration capacitor Cf1. The differential output voltage Vo (analog output voltage) by this integration operation changes as represented by the following equation. Here, Cf1 = Cf2 = Cf.

Vo=(Vo+)−(Vo−)
=C2(Vr−Vc)/Cf2−C20(Vr−Vc)/Cf1
=(C2−20)(Vr−Vc)/Cf
このように、量子化信号DoがLow値である場合は、差動出力電圧Voが増加する。
Vo = (Vo +) − (Vo−)
= C2 (Vr-Vc) / Cf2-C20 (Vr-Vc) / Cf1
= (C2-20) (Vr-Vc) / Cf
Thus, when the quantized signal Do has a low value, the differential output voltage Vo increases.

クロック信号Clkの立ち下り時に差動出力電圧Voが正の値であれば、クロック信号Clkの立ち下りから1周期の間に、量子化信号DoがHigh値となり、その周期の後半において差動出力電圧Voが減少する。一方、クロック信号Clkの立ち下り時に差動出力電圧Voが負の値であれば、クロック信号Clkの立ち下りから1周期の間に、量子化信号DoがLow値になり、その周期の後半において差動出力電圧Voが増加する。   If the differential output voltage Vo is a positive value at the fall of the clock signal Clk, the quantized signal Do becomes a High value during one cycle from the fall of the clock signal Clk, and the differential output is output in the latter half of the cycle. The voltage Vo decreases. On the other hand, if the differential output voltage Vo is a negative value at the fall of the clock signal Clk, the quantized signal Do becomes a Low value during one cycle from the fall of the clock signal Clk, and in the latter half of the cycle. The differential output voltage Vo increases.

以上の動作により、図5に示すように、差動出力電圧Voはゼロの近くの値に保たれることがわかる。   With the above operation, it can be seen that the differential output voltage Vo is maintained at a value close to zero, as shown in FIG.

ここで、演算部113において、クロック信号Clkの周期数Nがカウントされるとともに、周期数Nがカウントされる期間に量子化信号DoがHigh値となる数Kがカウントされ、これらのNおよびKを用いて前述の式(1)に基づき、容量比(C2−C20)/(C1−C10)が算出される。   Here, the arithmetic unit 113 counts the number of periods N of the clock signal Clk, and also counts the number K at which the quantized signal Do has a high value during the period in which the number of periods N is counted. Is used to calculate the capacity ratio (C2-C20) / (C1-C10) based on the above equation (1).

さらに、距離比推定部12において、上記のようにして算出された容量比(C2−C20)/(C1−C10)が入力されると、当該容量比(C2−C20)/(C1−C10)に対応する距離比L2/L1が出力される。   Further, when the capacity ratio (C2-C20) / (C1-C10) calculated as described above is input in the distance ratio estimation unit 12, the capacity ratio (C2-C20) / (C1-C10). A distance ratio L2 / L1 corresponding to is output.

〔入力装置の効果〕
上記のように容量比(C2−C20)/(C1−C10)を用いることにより、次の効果が得られる。
[Effect of input device]
By using the capacitance ratio (C2-C20) / (C1-C10) as described above, the following effects can be obtained.

静電容量C1の最大値をC11とすると、C10<C1<C11の関係が成り立ち、静電容量C2の最大値をC21とすると、C20<C2<C21が成り立つ。したがって、容量比C2/C1の変化については、C20/C11≦C2/C1≦C21/C10という関係が成り立つ。ここで、図14に示すように、容量比(C2−C20)/(C1−C10)の最小値は、静電容量C2が最小値C20に近づくと0に近づくため、C20/C11より小さくなる。一方、容量比(C2−C20)/(C1−C10)の最大値は、静電容量C1が最小値C10に近づくと無限に大きくなるためC21/C10より大きくなる。   When the maximum value of the capacitance C1 is C11, the relationship C10 <C1 <C11 is established, and when the maximum value of the capacitance C2 is C21, C20 <C2 <C21 is established. Therefore, the relationship of C20 / C11 ≦ C2 / C1 ≦ C21 / C10 holds for the change in the capacity ratio C2 / C1. Here, as shown in FIG. 14, the minimum value of the capacitance ratio (C2-C20) / (C1-C10) approaches 0 when the capacitance C2 approaches the minimum value C20, and thus becomes smaller than C20 / C11. . On the other hand, the maximum value of the capacitance ratio (C2-C20) / (C1-C10) becomes larger than C21 / C10 because the capacitance C1 increases infinitely as the capacitance C1 approaches the minimum value C10.

これにより、図14に示すように、距離比L2/L1に対する容量比(C2−C20)/(C1−C10)の変化が、図2に示す距離比L2/L1に対する容量比C2/C1の変化と比較して大きくなる。したがって、より精度良く距離比L2/L1を推定することが可能になる。   As a result, as shown in FIG. 14, the change in the capacity ratio (C2-C20) / (C1-C10) with respect to the distance ratio L2 / L1 is the change in the capacity ratio C2 / C1 with respect to the distance ratio L2 / L1 shown in FIG. Compared to Accordingly, the distance ratio L2 / L1 can be estimated with higher accuracy.

[実施形態6]
本発明に係る実施形態6について、図16〜図19を参照して以下に説明する。
[Embodiment 6]
Embodiment 6 according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

図16は、実施形態6に係る入力装置7の構成を示す回路図である。図17は、入力装置7によって推定される検知対象物の位置を示す図である。図18の(a)は入力装置7の静電容量C1,C2の比を推定する場合の動作状態を示す回路図であり、図18の(b)は入力装置7の静電容量C1,C2の和と基準容量Crとの比を推定する場合の動作状態を示す回路図である。図19は、静電容量C1,C2と副電極S1,S2から検知対象物までの距離との関係を示すグラフである。   FIG. 16 is a circuit diagram illustrating a configuration of the input device 7 according to the sixth embodiment. FIG. 17 is a diagram illustrating the position of the detection target estimated by the input device 7. 18A is a circuit diagram showing an operation state when the ratio of the capacitances C1 and C2 of the input device 7 is estimated, and FIG. 18B is a circuit diagram of the capacitances C1 and C2 of the input device 7. It is a circuit diagram which shows the operation | movement state in the case of estimating the ratio of the sum of these and reference capacity | capacitance Cr. FIG. 19 is a graph showing the relationship between the capacitances C1 and C2 and the distance from the sub-electrodes S1 and S2 to the detection target.

なお、本実施形態において、前述の実施形態1〜5における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記するとともに、その説明を省略する。   In addition, in this embodiment, about the component which has a function equivalent to the component in above-mentioned Embodiment 1-5, while attaching the same code | symbol, the description is abbreviate | omitted.

〔入力装置の構成〕
図16に示すように、入力装置7は、実施形態2の入力装置3と同様、主電極Dおよび副電極S1〜S4を備えている。また、入力装置7は、容量比・容量和検出回路71および位置推定部72を備えている。
[Configuration of input device]
As illustrated in FIG. 16, the input device 7 includes a main electrode D and sub-electrodes S <b> 1 to S <b> 4, similar to the input device 3 of the second embodiment. The input device 7 includes a capacitance ratio / capacity sum detection circuit 71 and a position estimation unit 72.

〈入力装置による検知対象物の位置の特定〉
実施形態2でも述べたように、主電極Dと副電極S1,S2との間の静電容量C1,C2で決まる容量比C2/C1と、主電極Dと副電極S3,S4との間の静電容量C3,C4で決まる容量比C4/C3とを用いて2つの球面SP1,SP2の交差する円弧AR上に検知対象物の位置を推定することができる(図8参照)。本実施形態では、図17に示すように、円弧ARの推定と併せて、主電極Dと検知対象物との間の距離H(垂直距離)を推定することにより、円弧AR上で距離Hの点Pを検知対象物の位置として特定する。
<Identification of the position of the object to be detected by the input device>
As described in the second embodiment, the capacitance ratio C2 / C1 determined by the capacitances C1 and C2 between the main electrode D and the sub-electrodes S1 and S2, and between the main electrode D and the sub-electrodes S3 and S4 Using the capacitance ratio C4 / C3 determined by the capacitances C3 and C4, the position of the detection object can be estimated on the arc AR where the two spherical surfaces SP1 and SP2 intersect (see FIG. 8). In the present embodiment, as shown in FIG. 17, the distance H (vertical distance) between the main electrode D and the detection target is estimated together with the estimation of the arc AR, so that the distance H on the arc AR The point P is specified as the position of the detection target.

図19に示すように、距離Hは、静電容量C1,C2の和(C1+C2)と特定の関係を有するので、容量和C1+C2を算出することにより、距離Hを推定することができる。   As shown in FIG. 19, since the distance H has a specific relationship with the sum (C1 + C2) of the capacitances C1 and C2, the distance H can be estimated by calculating the capacitance sum C1 + C2.

なお、距離Hは、静電容量C3,C4の和(C3+C4)とも特定の関係を有するので、容量和C3+C4を算出することにより、距離Hを推定することができる。   Since the distance H has a specific relationship with the sum of the capacitances C3 and C4 (C3 + C4), the distance H can be estimated by calculating the capacitance sum C3 + C4.

〈容量比・容量和検出回路の構成〉
容量比・容量和検出回路71は、容量比C2/C1,C4/C3を推定する第1モードと、距離Hを推定する第2モードとで動作する。この容量比・容量和検出回路71は、実施形態1の入力装置1における容量比検出回路11と同様、スイッチSW1,SW2、差動積分回路111および量子化器112を有している。また、容量比・容量和検出回路71は、基準容量Cr、切替回路711、切替制御回路712、演算部713およびモード切替スイッチSW11,SW12を有している。
<Configuration of capacitance ratio / capacitance sum detection circuit>
The capacitance ratio / capacity sum detection circuit 71 operates in a first mode for estimating the capacitance ratios C2 / C1 and C4 / C3 and a second mode for estimating the distance H. The capacitance ratio / capacitance sum detection circuit 71 includes switches SW1 and SW2, a differential integration circuit 111, and a quantizer 112, similar to the capacitance ratio detection circuit 11 in the input device 1 of the first embodiment. The capacitance ratio / capacity sum detection circuit 71 includes a reference capacitance Cr, a switching circuit 711, a switching control circuit 712, a calculation unit 713, and mode switching switches SW11 and SW12.

(基準容量)
基準容量Crは、一端が主電極Dに接続され、他端がモード切替スイッチSW12の入力端子に接続されている。この基準容量Crは、容量比・容量和検出回路71を構成する集積回路の内部また容量比・容量和検出回路71を構成する回路基板に形成されている。
(Reference capacity)
The reference capacitor Cr has one end connected to the main electrode D and the other end connected to the input terminal of the mode switch SW12. The reference capacitance Cr is formed inside the integrated circuit constituting the capacitance ratio / capacity sum detection circuit 71 or on a circuit board constituting the capacitance ratio / capacity sum detection circuit 71.

(切替回路)
切替回路711は、第1モードにおいて、副電極S1,S2および副電極S3,S4とスイッチSW1,SW2との接続を選択的に切り替えるスイッチである。具体的には、切替回路711は、容量比C2/C1を検出するときに、副電極S1,S2とスイッチSW1,SW2とを接続し、容量比C4/C3を検出するときに、副電極S3,S4とスイッチSW1,SW2とを接続する。この切替回路711は、切替制御回路712から与えられる選択制御信号によって選択動作が制御される。
(Switching circuit)
The switching circuit 711 is a switch that selectively switches the connection between the sub-electrodes S1 and S2, the sub-electrodes S3 and S4, and the switches SW1 and SW2 in the first mode. Specifically, the switching circuit 711 connects the sub-electrodes S1 and S2 and the switches SW1 and SW2 when detecting the capacitance ratio C2 / C1, and detects the capacitance ratio C4 / C3. , S4 and the switches SW1, SW2. The switching operation of the switching circuit 711 is controlled by a selection control signal given from the switching control circuit 712.

(モード切替スイッチ)
モード切替スイッチSW11は、副電極S2,S4をスイッチSW1,SW2とモードに応じて選択的に切り替えて接続するスイッチである。具体的には、モード切替スイッチSW11は、第1モードにおいて、切替回路711を介して副電極S2または副電極S4とスイッチSW2の固定端子とを接続する。また、モード切替スイッチSW11は、第2モードにおいて、切替回路711を介して副電極S2または副電極S4とスイッチSW1の固定端子とを接続する。
(Mode switch)
The mode switch SW11 is a switch that selectively connects the sub-electrodes S2 and S4 to the switches SW1 and SW2 according to the mode. Specifically, the mode switch SW11 connects the sub electrode S2 or the sub electrode S4 and the fixed terminal of the switch SW2 via the switching circuit 711 in the first mode. Further, the mode changeover switch SW11 connects the sub-electrode S2 or the sub-electrode S4 and the fixed terminal of the switch SW1 via the change-over circuit 711 in the second mode.

モード切替スイッチSW12は、基準容量CrとスイッチSW2の固定端子との間を、第1モードにおいて開く一方、第2モードにおいて閉じるスイッチである。   The mode changeover switch SW12 is a switch that opens in the first mode and closes in the second mode between the reference capacitor Cr and the fixed terminal of the switch SW2.

(切替制御回路)
切替制御回路712は、第1モードにおいて、実施形態1の入力装置1における切替制御回路114と同様、スイッチSW1,SW2の動作を制御する切替制御信号をスイッチSW1,SW2に与える。また、切替制御回路712は、モードに応じて、モード切替スイッチSW11,SW12の動作を制御する制御信号をモード切替スイッチSW11,SW12に与える。さらに、切替制御回路712は、切替回路711に前述の選択制御信号を与える。
(Switching control circuit)
In the first mode, the switching control circuit 712 gives a switching control signal for controlling the operation of the switches SW1 and SW2 to the switches SW1 and SW2, similarly to the switching control circuit 114 in the input device 1 of the first embodiment. In addition, the switching control circuit 712 gives a control signal for controlling the operation of the mode selector switches SW11 and SW12 to the mode selector switches SW11 and SW12 according to the mode. Further, the switching control circuit 712 gives the above-described selection control signal to the switching circuit 711.

(演算部)
演算部713は、第1モードにおいて、入力装置1における演算部113と同様、量子化器112から出力される量子化信号Doと、クロック信号ClkのN周期の間に量子化信号DoがHigh値になった周期の数Kとに基づいて、容量比C2/C1,C4/C3を算出する。また、演算部713は、第2モードにおいて、容量比C2/C1を算出する手順と同様の手順で、容量比Cr/(C1+C2)を算出し、この容量比Cr/(C1+C2)から基準容量Crの既知の容量値を用いて、容量和C1+C2を算出する。
(Calculation unit)
In the first mode, the arithmetic unit 713 outputs a high value between the quantized signal Do output from the quantizer 112 and the N period of the clock signal Clk in the same manner as the arithmetic unit 113 in the input device 1. The capacity ratios C2 / C1 and C4 / C3 are calculated on the basis of the number K of the periods that become. Further, in the second mode, the calculation unit 713 calculates the capacity ratio Cr / (C1 + C2) in the same procedure as that for calculating the capacity ratio C2 / C1, and uses the capacity ratio Cr / (C1 + C2) as the reference capacity Cr. The capacitance sum C1 + C2 is calculated using the known capacitance value.

〈距離比推定部〉
位置推定部72は、実施形態2の入力装置3における距離比推定部33,34と同様、上記の容量比C2/C1,C4/C3から距離比L2/L1,L4/L3を推定する。位置推定部72は、入力装置3における円弧算出部35と同様、上記の距離比L2/L1,L4/L3に基づいて前述の円弧ARを算出する。
<Distance ratio estimation unit>
The position estimation unit 72 estimates the distance ratios L2 / L1, L4 / L3 from the capacity ratios C2 / C1, C4 / C3, similarly to the distance ratio estimation units 33, 34 in the input device 3 of the second embodiment. The position estimation unit 72 calculates the above-described arc AR based on the distance ratios L2 / L1 and L4 / L3, similarly to the arc calculation unit 35 in the input device 3.

また、位置推定部72は、演算部713によって得られた上記の容量和C1+C2に基づいて、距離Hを推定する。ここで、図19に示す容量和C1+C2と距離Hの関係は、測定やシミュレーションによって予め推定されている。例えば、位置推定部72は、上記の容量和C1+C2と距離Hとの関係に基づいて、容量和C1+C2と距離Hとルックアップテーブルを有しており、当該ルックアップテーブルに入力される容量和C1+C2に対応した距離Hを出力する。   Further, the position estimation unit 72 estimates the distance H based on the above-described capacitance sum C1 + C2 obtained by the calculation unit 713. Here, the relationship between the capacitance sum C1 + C2 and the distance H shown in FIG. 19 is estimated in advance by measurement or simulation. For example, the position estimation unit 72 has a capacitance sum C1 + C2, a distance H, and a lookup table based on the relationship between the capacitance sum C1 + C2 and the distance H, and the capacitance sum C1 + C2 input to the lookup table. The distance H corresponding to is output.

さらに、位置推定部72は、円弧ARおよび距離Hから、主電極Dからの距離が距離Hとなる円弧AR上の点を特定して検知対象物の位置を推定する。具体的には、位置推定部72は、主電極Dから円弧ARにおける各点の位置までの円弧距離を特定して、距離Hと一致する円弧距離で特定される円弧ARにおける位置を検知対象物の位置と推定する。   Further, the position estimation unit 72 estimates the position of the detection target object by specifying a point on the arc AR where the distance from the main electrode D is the distance H from the arc AR and the distance H. Specifically, the position estimation unit 72 specifies the arc distance from the main electrode D to the position of each point in the arc AR, and detects the position in the arc AR specified by the arc distance that matches the distance H. Estimated as the position of.

〔入力装置の動作〕
続いて、上記のように構成される入力装置1の動作について説明する。
[Operation of input device]
Next, the operation of the input device 1 configured as described above will be described.

まず、図18の(a)に示すように、第1モードにおいて、モード切替スイッチSW11が切替回路711を介して副電極S2または副電極S4とスイッチSW2とを接続している(図中“mode1”側)。容量比C2/C1を検出する場合、切替回路711を介して、副電極S1とスイッチSW1とが接続される一方、副電極S2とスイッチSW2とが接続される。また、容量比C4/C3を検出する場合、切替回路711を介して、副電極S3とスイッチSW1とが接続される一方、副電極S4とスイッチSW2とが接続される。容量比C2/C1,C4/C3の検出は、入力装置1の容量比検出回路11によって行なわれる容量比C2/C1の検出と同様にして行なわれる。また、このとき、モード切替スイッチSW12は、開状態にある。   First, as shown in FIG. 18A, in the first mode, the mode changeover switch SW11 connects the subelectrode S2 or the subelectrode S4 and the switch SW2 via the changeover circuit 711 (“mode1” in the figure). "side). When detecting the capacitance ratio C2 / C1, the sub electrode S1 and the switch SW1 are connected via the switching circuit 711, while the sub electrode S2 and the switch SW2 are connected. Further, when detecting the capacitance ratio C4 / C3, the sub electrode S3 and the switch SW1 are connected via the switching circuit 711, while the sub electrode S4 and the switch SW2 are connected. The detection of the capacitance ratios C2 / C1 and C4 / C3 is performed in the same manner as the detection of the capacitance ratio C2 / C1 performed by the capacitance ratio detection circuit 11 of the input device 1. At this time, the mode switch SW12 is in an open state.

次に、図18の(b)に示すように、第2モードにおいて、モード切替スイッチSW11が切替回路711を介して副電極S2とスイッチSW1とを接続することにより(図中“mode2”側)、スイッチSW1には副電極S1,S2が共に接続される。また、モード切替スイッチSW12が閉じることにより、基準容量CrがスイッチSW2に接続される。これにより、差動積分回路111、量子化器112、切替制御回路712および演算部713による容量比C2/C1の検出動作と同様の動作によって、容量比Cr/(C1+C2)が検出される。   Next, as shown in FIG. 18B, in the second mode, the mode changeover switch SW11 connects the sub electrode S2 and the switch SW1 via the changeover circuit 711 (“mode2” side in the figure). The sub-electrodes S1 and S2 are connected to the switch SW1. Further, when the mode changeover switch SW12 is closed, the reference capacitor Cr is connected to the switch SW2. Accordingly, the capacitance ratio Cr / (C1 + C2) is detected by the same operation as the detection operation of the capacitance ratio C2 / C1 by the differential integration circuit 111, the quantizer 112, the switching control circuit 712, and the calculation unit 713.

演算部713によって、第1モードで検出された容量比C2/C1,C4/C3から距離比L2/L1,L4/L3が推定され、さらに距離比L2/L1,L4/L3から円弧ARが推定される。また、演算部713によって、検出された容量比Cr/(C1+C2)から既知の基準容量Crの容量値を用いて容量和C1+C2が求められる。   The arithmetic unit 713 estimates the distance ratios L2 / L1, L4 / L3 from the capacity ratios C2 / C1, C4 / C3 detected in the first mode, and further estimates the arc AR from the distance ratios L2 / L1, L4 / L3. Is done. Further, the calculation unit 713 obtains the capacitance sum C1 + C2 from the detected capacitance ratio Cr / (C1 + C2) using the known capacitance value of the reference capacitance Cr.

そして、位置推定部72によって、上記の容量和C1+C2に基づいて距離Hが推定され、この距離Hと上記の円弧ARとから検知対象物の位置が推定される。   Then, the position estimation unit 72 estimates the distance H based on the capacitance sum C1 + C2, and the position of the detection target is estimated from the distance H and the arc AR.

〔入力装置による効果〕
以上のように、本実施形態に係る入力装置7は、容量比・容量和検出回路71および位置推定部72を用いて距離Hを推定することにより、円弧ARおよび容量和C1+C2に基づいて、円弧AR上の主電極Dから距離Hとなる点を検知対象物の位置と推定することができる。これにより、検知対象物の位置をより正確に推定することができる。
[Effects of input device]
As described above, the input device 7 according to the present embodiment estimates the distance H by using the capacitance ratio / capacity sum detection circuit 71 and the position estimation unit 72, thereby generating the arc based on the arc AR and the capacitance sum C1 + C2. A point at a distance H from the main electrode D on the AR can be estimated as the position of the detection target. Thereby, the position of a detection target object can be estimated more correctly.

また、容量比・容量和検出回路71は、モード切替スイッチSW11,SW12を有することにより、容量比C2/C1,C4/C3および容量比Cr/(C1+C2)を検出することができる。これにより、回路規模の拡大を最小限に抑えて、これらの容量比を検出することができる。   Further, the capacitance ratio / capacity sum detection circuit 71 can detect the capacitance ratio C2 / C1, C4 / C3 and the capacitance ratio Cr / (C1 + C2) by including the mode changeover switches SW11 and SW12. This makes it possible to detect these capacitance ratios while minimizing the expansion of the circuit scale.

[実施形態7]
本発明に係る実施形態7について、図20を参照して以下に説明する。
[Embodiment 7]
Embodiment 7 according to the present invention will be described below with reference to FIG.

図20は、実施形態7に係る入力装置8の構成を示す図である。   FIG. 20 is a diagram illustrating a configuration of the input device 8 according to the seventh embodiment.

なお、本実施形態において、前述の実施形態3における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記するとともに、その説明を省略する。   In the present embodiment, components having the same functions as the components in the above-described third embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

〔入力装置の構成〕
図20に示すように、入力装置8は、電極モジュール81、スイッチマトリックス82および容量比・容量和検出回路83などを備えている。スイッチマトリックス82は、実施形態4の入力装置6におけるスイッチマトリックス62と同等の機能を有する。容量比・容量和検出回路83は、実施形態6の入力装置7における容量比・容量和検出回路71と同等の機能を有する。
[Configuration of input device]
As shown in FIG. 20, the input device 8 includes an electrode module 81, a switch matrix 82, a capacitance ratio / capacitance sum detection circuit 83, and the like. The switch matrix 82 has the same function as the switch matrix 62 in the input device 6 of the fourth embodiment. The capacity ratio / capacitance sum detection circuit 83 has the same function as the capacity ratio / capacitance sum detection circuit 71 in the input device 7 of the sixth embodiment.

〈電極モジュールの構成〉
図20に示すように、電極モジュール81は、タッチパネルシート81aを有しており、実施形態4の入力装置6におけるタッチパネルシート61aと同様に、複数の電極X,Yがマトリックス状に形成されている。また、タッチパネルシート81aには、各電極X,Yの一端から引き出された引出線Xa,Yaが形成されている。さらに、タッチパネルシート81aには、引出線Xa,Yaを遮蔽するシールド81bが銅箔などによって形成されている。
<Configuration of electrode module>
As shown in FIG. 20, the electrode module 81 has a touch panel sheet 81a, and a plurality of electrodes X and Y are formed in a matrix like the touch panel sheet 61a in the input device 6 of the fourth embodiment. . In addition, lead lines Xa and Ya drawn from one end of each electrode X and Y are formed on the touch panel sheet 81a. Furthermore, a shield 81b that shields the lead lines Xa and Ya is formed on the touch panel sheet 81a with a copper foil or the like.

〔入力装置による効果〕
以上のように、本実施形態に係る入力装置8は、電極モジュール81が電極X,Yの引出線Xa,Yaを遮蔽するシールド81bを有している。
[Effects of input device]
As described above, in the input device 8 according to this embodiment, the electrode module 81 includes the shield 81b that shields the lead lines Xa and Ya of the electrodes X and Y.

タッチパネルシート81aの電極X,Yは、引出線Xa,Yaを介して、スイッチマトリックス82や容量比・容量和検出回路83などを内蔵する集積回路に接続される。引出線Xa,Yaが長くなると、引出線Xa,Yaと電極X,Yとの間の静電容量や、引出線Xa,Yaと検知対象物との間の静電容量が静電容量C1,C2の値に影響を与えるために、静電容量C1,C2の誤差が大きくなる。そこで、引出線Xa,Yaの少なくとも検知対象物に向かう側をシールド81bで遮蔽することで、静電容量の誤差を軽減することができる。   The electrodes X and Y of the touch panel sheet 81a are connected to an integrated circuit including a switch matrix 82, a capacitance ratio / capacitance sum detection circuit 83, and the like via lead lines Xa and Ya. When the leader lines Xa and Ya become longer, the electrostatic capacity between the leader lines Xa and Ya and the electrodes X and Y, and the electrostatic capacity between the leader lines Xa and Ya and the detection object become electrostatic capacity C1. Since the value of C2 is affected, the error between the capacitances C1 and C2 increases. Therefore, by shielding at least the side of the leader lines Xa and Ya toward the detection target with the shield 81b, it is possible to reduce the capacitance error.

[実施形態8]
本発明に係る実施形態8について、図21および図22を参照して以下に説明する。
[Embodiment 8]
An eighth embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 21 and 22.

図21は、実施形態8に係る入力装置9の構成を示すブロック図である。図22の(a)および(b)は入力装置9によって検知される検知対象物としての指Fの動きを示す図である。   FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of the input device 9 according to the eighth embodiment. FIGS. 22A and 22B are diagrams illustrating the movement of the finger F as a detection target detected by the input device 9.

なお、本実施形態において、前述の実施形態2における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記するとともに、その説明を省略する。   In the present embodiment, components having functions equivalent to the components in the above-described second embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

〔入力装置の構成〕
図21に示すように、入力装置9は、実施形態6の入力装置7と同様、主電極D、副電極S1〜S4、容量比・容量和検出回路71および位置推定部72を備えており、さらに移動方向推定部91を備えている。
[Configuration of input device]
As shown in FIG. 21, the input device 9 includes a main electrode D, sub-electrodes S1 to S4, a capacitance ratio / capacitance sum detection circuit 71, and a position estimation unit 72, like the input device 7 of the sixth embodiment. Furthermore, a moving direction estimation unit 91 is provided.

〈移動方向推定部の構成〉
移動方向推定部91は、位置推定部72によって推定された検知対象物の複数の位置を記憶するメモリを有している。この移動方向推定部91は、メモリに記憶された検知対象物の近接する2つの位置を順次比較して、その変化量から検知対象物の移動方向Mを高さおよび水平面の方向で推定する。
<Configuration of moving direction estimation unit>
The moving direction estimation unit 91 includes a memory that stores a plurality of positions of the detection target estimated by the position estimation unit 72. The movement direction estimation unit 91 sequentially compares two adjacent positions of the detection object stored in the memory, and estimates the movement direction M of the detection object from the amount of change based on the height and the horizontal plane direction.

〔入力装置による効果〕
以上のように、本実施形態の入力装置9は、移動方向推定部91を備えることにより、検知対象物の移動方向Mを推定し、移動方向Mにより、機器の制御を行うことができる。例えば、図22の(a)に示すように、検知対象物としての指Fが主電極Dの上を水平方向に移動しているときは、その高さと方向とが併せて推定される。また、図22の(b)に示すように、検知対象物としての指Fが主電極Dに近づくように移動しているときは、その変化する高さと方向とが併せて推定される。
[Effects of input device]
As described above, the input device 9 according to the present embodiment includes the moving direction estimation unit 91, thereby estimating the moving direction M of the detection target and controlling the device based on the moving direction M. For example, as shown in FIG. 22A, when the finger F as the detection target is moving in the horizontal direction on the main electrode D, the height and direction are estimated together. Further, as shown in FIG. 22B, when the finger F as the detection target moves so as to approach the main electrode D, the changing height and direction are estimated together.

なお、位置推定部72は、検知対象物の位置の推定を10msec程度の周期で繰り返して行なう。これにより、検知対象物しての指Fの動きの方向を正確に捉えることができる。   The position estimation unit 72 repeatedly performs estimation of the position of the detection target with a period of about 10 msec. Thereby, the direction of movement of the finger F as a detection target can be accurately captured.

[実施形態9]
本発明に係る実施形態9について、図23を参照して以下に説明する。
[Embodiment 9]
Embodiment 9 according to the present invention will be described below with reference to FIG.

なお、本実施形態において、前述の実施形態1〜8における構成要素と同等の機能を有する構成要素については、同一の符号を付記するとともに、その説明を省略する。   In the present embodiment, components having functions equivalent to those in the above-described first to eighth embodiments are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図23は、本発明の実施形態9に係るスマートフォン201の構成を示す平面図である。   FIG. 23 is a plan view showing a configuration of a smartphone 201 according to Embodiment 9 of the present invention.

図23に示すように、電子機器としてのスマートフォン201(電子機器)は、筐体202に液晶パネル203およびタッチパネル204が組み込まれることによって構成されている。このスマートフォン201において、液晶パネル203は、筐体202の操作面側に設けられている。また、タッチパネル204は、液晶パネル203の上に設けられている。   As shown in FIG. 23, a smartphone 201 (electronic device) as an electronic device is configured by incorporating a liquid crystal panel 203 and a touch panel 204 into a housing 202. In the smartphone 201, the liquid crystal panel 203 is provided on the operation surface side of the housing 202. The touch panel 204 is provided on the liquid crystal panel 203.

スマートフォン201は、前述の入力装置1〜9のいずれか備えており、タッチパネル204として、主電極Dおよび副電極S1〜S4を含んでいる。   The smartphone 201 includes any of the input devices 1 to 9 described above, and includes a main electrode D and sub-electrodes S1 to S4 as the touch panel 204.

これにより、スマートフォン201は、入力装置1〜9のそれぞれの優れた機能を利用することができる。   Thereby, the smart phone 201 can utilize each excellent function of the input devices 1 to 9.

〔まとめ〕
本発明の第1の態様に係る入力装置(1〜9)は、主電極(D)と、前記主電極の対向する両辺側に配置された1対の第1副電極(S1)および第2副電極(S2)と、前記主電極と前記第1副電極との間の第1静電容量と前記主電極と前記第2副電極との間の第2静電容量との第1容量比を検出する容量比検出回路(11)と、検知対象物(指F)と前記第1副電極の中心との間の距離と、前記検知対象物と前記第2副電極の中心との間の距離との第1距離比、および前記第1容量比の予め推定された関係に基づいて、検出された前記第1容量比から前記第1距離比を推定する距離比推定部(12)を備えている。
[Summary]
The input devices (1-9) according to the first aspect of the present invention include a main electrode (D), a pair of first sub-electrodes (S1) and a second pair disposed on opposite sides of the main electrode. The first capacitance ratio of the sub-electrode (S2), the first capacitance between the main electrode and the first sub-electrode, and the second capacitance between the main electrode and the second sub-electrode A capacitance ratio detection circuit (11) for detecting the distance between the detection object (finger F) and the center of the first sub electrode, and between the detection object and the center of the second sub electrode A distance ratio estimation unit (12) that estimates the first distance ratio from the detected first capacity ratio based on a first distance ratio to the distance and a previously estimated relationship of the first capacity ratio. ing.

上記の構成では、主電極に近づく検知対象物によって、主電極と第1副電極との間の第1静電容量、および主電極と第2副電極との間の第2静電容量が変化する。第1および第2静電容量の第1容量比は、容量比検出手段によって検出され、さらに、距離比推定手段によって、検出された第1容量比から第1距離比が推定される。   In the above configuration, the first capacitance between the main electrode and the first sub-electrode and the second capacitance between the main electrode and the second sub-electrode change depending on the detection object approaching the main electrode. To do. The first capacitance ratio of the first and second capacitances is detected by the capacitance ratio detection means, and further, the first distance ratio is estimated from the detected first capacitance ratio by the distance ratio estimation means.

検知対象物が、第1および第2副電極の中心からの距離の比が1:A(A=第1距離比)となる関係を満たす点の集合で形成される球面上に位置することが推定できる。第1距離比に基づいて、検知対象物の位置を球面上に限定できれば、検知対象物が第1および第2副電極のどちらに近い位置にあるか(2つの領域のいずれにあるか)を区別できるので、検知対象物の位置を2値の情報として入力することができる。   The detection object may be positioned on a spherical surface formed by a set of points satisfying a relationship in which a ratio of distances from the centers of the first and second sub-electrodes is 1: A (A = first distance ratio). Can be estimated. If the position of the detection object can be limited to a spherical surface based on the first distance ratio, it is determined whether the detection object is closer to the first or second sub-electrode (in which of the two regions). Since it can distinguish, the position of a detection target object can be input as binary information.

第2の対応の入力装置は、第1の態様の入力装置において、前記第1副電極および前記第2副電極が配置されていない前記主電極の対向する両辺側に配置された1対の第3副電極(S3)および第4副電極(S4)を備え、前記容量比検出回路が、前記主電極と前記第3副電極との間の第3静電容量(C3)と前記主電極と前記第4副電極との間の第4静電容量(C4)との第2容量比(C4/C3)をさらに検出し、前記距離比推定部が、検知対象物と前記第3副電極の中心との間の距離と、前記検知対象物と前記第4副電極の中心との間の距離との第2距離比、および前記第2容量比の予め推定された関係に基づいて、検出された前記第2容量比から前記第2距離比をさらに推定することが好ましい。   A second corresponding input device is the input device according to the first aspect, wherein a pair of first electrodes disposed on opposite sides of the main electrode where the first sub electrode and the second sub electrode are not disposed. 3 sub-electrodes (S3) and a fourth sub-electrode (S4), wherein the capacitance ratio detection circuit includes a third capacitance (C3) between the main electrode and the third sub-electrode, and the main electrode. A second capacitance ratio (C4 / C3) to the fourth capacitance (C4) between the fourth sub electrode and the fourth sub electrode is further detected, and the distance ratio estimation unit is configured to detect the detection target and the third sub electrode. Detected based on a second distance ratio between a distance between the center and a distance between the detection object and the center of the fourth sub electrode, and a preliminarily estimated relationship between the second capacitance ratio. It is preferable that the second distance ratio is further estimated from the second capacity ratio.

上記の構成では、主電極および第1および第2副電極から得られる第1容量比によって第1距離比を推定するだけでなく、主電極および第3および第4副電極から得られる第2容量比によって第2距離比を推定している。これにより、第1および第2副電極が対向する方向と、第3および第4副電極が対向する方向との直交する2方向について、検知対象物の位置を推定することができる。それゆえ、第1距離比で検知対象物の位置が推定できる球面と、第2距離比で検知対象物の位置が推定できる球面とが交差する円弧上に検知対象物が位置することを推定することができる。   In the above configuration, not only the first distance ratio is estimated by the first capacitance ratio obtained from the main electrode and the first and second sub-electrodes, but also the second capacitance obtained from the main electrode and the third and fourth sub-electrodes. The second distance ratio is estimated from the ratio. Thereby, the position of the detection target can be estimated in two directions orthogonal to the direction in which the first and second sub electrodes face each other and the direction in which the third and fourth sub electrodes face each other. Therefore, it is estimated that the detection target is located on an arc intersecting with the spherical surface that can estimate the position of the detection target with the first distance ratio and the spherical surface with the position of the detection target estimated with the second distance ratio. be able to.

したがって、円弧と主電極との交点の位置により、多値の情報を入力することができる。また、円弧と主電極との交点の動きの方向により、情報を入力することもできる。   Therefore, multi-value information can be input according to the position of the intersection between the arc and the main electrode. Information can also be input according to the direction of movement of the intersection of the arc and the main electrode.

第3の態様の入力装置は、第1の態様の入力装置において、互いに交差するように配置された複数の第1線状電極および複数の第2線状電極が形成されたタッチパネルシートを備え、前記主電極が、前記第1線状電極および前記第2線状電極のうちの一方が互いに接続されて構成され、前記第1副電極および第2副電極が、前記第1線状電極および前記第2線状電極のうちの他方が、前記タッチパネルシートの対向する両辺側で互いに任意の数だけ接続されて構成されていることが好ましい。   An input device according to a third aspect includes a touch panel sheet in which a plurality of first linear electrodes and a plurality of second linear electrodes arranged to cross each other are formed in the input device according to the first aspect, The main electrode is configured such that one of the first linear electrode and the second linear electrode is connected to each other, and the first sub electrode and the second sub electrode are the first linear electrode and the It is preferable that the other of the second linear electrodes is configured to be connected to an arbitrary number of opposite sides of the touch panel sheet.

上記の構成では、一般の静電容量方式のタッチパネルで用いられるマトリックス状に配置された第1および第2線状電極を、主電極、第1副電極および第2副電極として利用することができる。これにより、タッチパネルを通常のタッチセンサとして利用したり、上記のように多値の情報を入力するセンサとして利用したりといったことが可能となる。   In the above configuration, the first and second linear electrodes arranged in a matrix used in a general capacitive touch panel can be used as the main electrode, the first sub electrode, and the second sub electrode. . As a result, the touch panel can be used as a normal touch sensor, or can be used as a sensor for inputting multi-value information as described above.

第4の態様の入力装置は、第2の態様の入力装置において、互いに交差するように配置された複数の第1線状電極および複数の第2線状電極が形成されたタッチパネルシートと、前記主電極を構成するように前記第1線状電極を互いに接続するとともに、前記第1副電極および前記第2副電極を構成するように前記タッチパネルシートの対向する両辺側における任意の数の前記第2線状電極を互いに接続する一方、前記主電極を構成するように前記第2線状電極を互いに接続するとともに、前記第1副電極および前記第2副電極を構成するように前記タッチパネルシートの対向する他方の両辺側における任意の数の前記第1線状電極を互いに接続する電極接続手段とを備えていることが好ましい。   The input device according to a fourth aspect is the input device according to the second aspect, wherein the touch panel sheet on which a plurality of first linear electrodes and a plurality of second linear electrodes are arranged so as to cross each other, The first linear electrodes are connected to each other so as to constitute a main electrode, and any number of the first electrodes on the opposite sides of the touch panel sheet so as to constitute the first sub electrode and the second sub electrode. The two linear electrodes are connected to each other, the second linear electrodes are connected to each other so as to constitute the main electrode, and the touch panel sheet is configured to constitute the first sub electrode and the second sub electrode. It is preferable to include electrode connecting means for connecting an arbitrary number of the first linear electrodes on both opposite sides.

上記の構成では、一般の静電容量方式のタッチパネルで用いられるマトリックス状に配置された第1および第2線状電極を、電極接続手段を用いて、主電極、第1副電極および第2副電極として利用することができる。これにより、タッチパネルを通常のタッチセンサとして利用したり、上記のように多値の情報を入力するセンサとして利用したりといったことが可能となる。   In the above configuration, the first and second linear electrodes arranged in a matrix used in a general capacitive touch panel are connected to the main electrode, the first sub electrode, and the second sub electrode using the electrode connecting means. It can be used as an electrode. As a result, the touch panel can be used as a normal touch sensor, or can be used as a sensor for inputting multi-value information as described above.

前記各態様の入力装置において、前記容量比検出手段は、前記第1静電容量から第1固定容量を減じた値と、前記第2静電容量から第2固定容量値を減じた値との第3容量比を検出することが好ましい。   In the input device according to each aspect, the capacitance ratio detection unit includes a value obtained by subtracting a first fixed capacitance from the first capacitance, and a value obtained by subtracting a second fixed capacitance value from the second capacitance. It is preferable to detect the third capacity ratio.

上記の構成では、第1距離比に対する第3容量比の変化が、第1容量比の変化と比較して大きくなる。したがって、より精度良く第1距離比を推定することが可能になる。   In the above configuration, the change in the third capacitance ratio relative to the first distance ratio is larger than the change in the first capacitance ratio. Therefore, the first distance ratio can be estimated with higher accuracy.

前記第2または第4の態様の入力装置において、前記第1距離比、前記第2距離比、および前記第1静電容量と前記第2静電容量との容量和に基づいて、前記主電極と前記検知対象物との間の垂直距離を推定する垂直距離推定手段を備えていることが好ましい。   In the input device according to the second or fourth aspect, the main electrode based on the first distance ratio, the second distance ratio, and a capacitance sum of the first capacitance and the second capacitance. It is preferable to include a vertical distance estimating means for estimating a vertical distance between the object and the detection object.

上記の構成では、垂直距離推定手段により、垂直距離を推定することにより、前述の円弧および容量和に基づいて、円弧上の主電極から垂直距離となる点を検知対象物の位置と推定することができる。これにより、検知対象物の位置をより正確に推定することができる。   In the above configuration, by estimating the vertical distance by the vertical distance estimating means, the point that is the vertical distance from the main electrode on the arc is estimated as the position of the detection object based on the aforementioned arc and the sum of the capacities. Can do. Thereby, the position of a detection target object can be estimated more correctly.

上記入力装置において、前記容量比検出手段は、前記容量和と既知の基準静電容量との比を検出することが好ましい。   In the input device, it is preferable that the capacitance ratio detecting unit detects a ratio between the capacitance sum and a known reference capacitance.

上記の構成では、容量和と基準静電容量との比を検出することにより、当該比と既知の基準静電容量とから容量和を検出することができる。また、容量比検出手段が、容量和と基準静電容量との比を検出するので、回路規模の拡大を最小限に抑えて、これらの容量比および容量和を検出することができる。   In the above configuration, by detecting the ratio between the capacitance sum and the reference capacitance, the capacitance sum can be detected from the ratio and the known reference capacitance. Further, since the capacitance ratio detection means detects the ratio between the capacitance sum and the reference capacitance, it is possible to detect these capacitance ratio and capacitance sum while minimizing the expansion of the circuit scale.

第3または第4の態様の入力装置において、前記第1線状電極および前記第2線状電極から引き出された引出線を前記タッチパネルシート上で遮蔽するシールドを備えていることが好ましい。   In the input device according to the third or fourth aspect, it is preferable that the input device includes a shield that shields the lead line drawn from the first linear electrode and the second linear electrode on the touch panel sheet.

上記の構成では、引出線と線状電極との間の静電容量や、引出線と検知対象物との間の静電容量が第1ないし第4静電容量の値に影響を与えるために、第1ないし第4静電容量の誤差が大きくなる。そこで、引出線の少なくとも検知対象物に向かう側をシールドで遮蔽することで、静電容量の誤差を軽減することができる。   In the above configuration, since the capacitance between the leader line and the linear electrode and the capacitance between the leader line and the detection object affect the values of the first to fourth capacitances. The error of the first to fourth capacitances becomes large. Therefore, by shielding at least the side of the leader line that faces the detection target, a capacitance error can be reduced.

前記入力装置において、前記検知対象物の位置を繰り返し推定することにより、前記検知対象物の動きを推定する移動推定手段を備えていることが好ましい。   The input device preferably includes a movement estimation unit that estimates the movement of the detection object by repeatedly estimating the position of the detection object.

上記の構成により、検知対象物の移動方向を推定し、移動方向により、機器の制御を行うことができる。   With the above configuration, the moving direction of the detection target can be estimated, and the device can be controlled based on the moving direction.

本発明の第1の態様の電子機器は、前記いずれかの入力装置を備えている。   An electronic apparatus according to a first aspect of the present invention includes any one of the input devices.

これにより、各入力装置のそれぞれの優れた機能を利用することができる。   Thereby, each excellent function of each input device can be used.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.

本発明は、反射型の光センサを用いた近接センサやジェスチャーセンサに好適に利用することができる。   The present invention can be suitably used for a proximity sensor or a gesture sensor using a reflective optical sensor.

1〜9 入力装置
11 容量比検出回路
11A 容量比検出回路
12 距離比推定部
31,32 容量比検出回路
33,34 距離比推定部
35 円弧算出部
51 電極モジュール
51a タッチパネルシート
52 容量比検出回路
53 距離比推定部
61 電極モジュール
61a タッチパネルシート
62 スイッチマトリックス(電極接続手段)
63 容量比検出回路
64 距離比推定部
65 レジスタ
66 円弧算出部
71 容量比・容量和検出回路
72 位置推定部
81 電極モジュール
81a タッチパネルシート
81b シールド
82 スイッチマトリックス
83 容量比・容量和検出回路
91 移動方向推定部
201 スマートフォン(電子機器)
204 タッチパネル
C1〜C4 静電容量
C2/C1 容量比
C4/C3 容量比
C1+C2 容量和
D 主電極
F 指(検知対象物)
S1 副電極(第1副電極)
S2 副電極(第2副電極)
S3 副電極(第3副電極)
S4 副電極(第4副電極)
X,Y 電極
1-9 Input device 11 Capacity ratio detection circuit 11A Capacity ratio detection circuit 12 Distance ratio estimation unit 31, 32 Capacity ratio detection circuit 33, 34 Distance ratio estimation unit 35 Arc calculation unit 51 Electrode module 51a Touch panel sheet 52 Capacity ratio detection circuit 53 Distance ratio estimation unit 61 Electrode module 61a Touch panel sheet 62 Switch matrix (electrode connection means)
63 Capacity ratio detection circuit 64 Distance ratio estimation unit 65 Register 66 Arc calculation unit 71 Capacity ratio / capacity sum detection circuit 72 Position estimation unit 81 Electrode module 81a Touch panel sheet 81b Shield 82 Switch matrix 83 Capacity ratio / capacity sum detection circuit 91 Movement direction Estimator 201 Smartphone (electronic device)
204 Touch panel C1 to C4 Capacitance C2 / C1 Capacitance ratio C4 / C3 Capacitance ratio C1 + C2 Capacitance sum D Main electrode F Finger (detection object)
S1 Sub electrode (first sub electrode)
S2 Sub electrode (second sub electrode)
S3 Sub electrode (third sub electrode)
S4 Sub electrode (4th sub electrode)
X and Y electrodes

Claims (10)

主電極と、
前記主電極の対向する両辺側に配置された1対の第1副電極および第2副電極と、
前記主電極と前記第1副電極との間の第1静電容量と前記主電極と前記第2副電極との間の第2静電容量との第1容量比を検出する容量比検出手段と、
検知対象物と前記第1副電極の中心との間の距離と、前記検知対象物と前記第2副電極の中心との間の距離との第1距離比、および前記第1容量比の予め推定された関係に基づいて、検出された前記第1容量比から前記第1距離比を推定する距離比推定手段とを備えていることを特徴とする入力装置。
A main electrode;
A pair of first and second sub-electrodes disposed on opposite sides of the main electrode;
Capacitance ratio detection means for detecting a first capacitance ratio between a first capacitance between the main electrode and the first sub electrode and a second capacitance between the main electrode and the second sub electrode. When,
The first distance ratio between the distance between the detection object and the center of the first sub electrode and the distance between the detection object and the center of the second sub electrode, and the first capacitance ratio in advance. An input device comprising: distance ratio estimating means for estimating the first distance ratio from the detected first capacity ratio based on the estimated relationship.
前記第1副電極および前記第2副電極が配置されていない前記主電極の対向する両辺側に配置された1対の第3副電極および第4副電極を備え、
前記容量比検出手段は、前記主電極と前記第3副電極との間の第3静電容量と前記主電極と前記第4副電極との間の第4静電容量との第2容量比をさらに検出し、
前記距離比推定手段は、検知対象物と前記第3副電極の中心との間の距離と、前記検知対象物と前記第4副電極の中心との間の距離との第2距離比、および前記第2容量比の予め推定された関係に基づいて、検出された前記第2容量比から前記第2距離比をさらに推定することを特徴とする請求項1に記載の入力装置。
A pair of third and fourth sub-electrodes disposed on opposite sides of the main electrode where the first and second sub-electrodes are not disposed;
The capacitance ratio detection means includes a second capacitance ratio between a third capacitance between the main electrode and the third sub electrode and a fourth capacitance between the main electrode and the fourth sub electrode. Detect further,
The distance ratio estimation means includes a second distance ratio between a distance between the detection object and the center of the third sub electrode and a distance between the detection object and the center of the fourth sub electrode, and The input device according to claim 1, wherein the second distance ratio is further estimated from the detected second capacity ratio based on a previously estimated relationship of the second capacity ratio.
互いに交差するように配置された複数の第1線状電極および複数の第2線状電極が形成されたタッチパネルシートを備え、
前記主電極は、前記第1線状電極および前記第2線状電極のうちの一方が互いに接続されて構成され、
前記第1副電極および第2副電極は、前記第1線状電極および前記第2線状電極のうちの他方が、前記タッチパネルシートの対向する両辺側で互いに任意の数だけ接続されて構成されていることを特徴とする請求項1に記載の入力装置。
Comprising a touch panel sheet on which a plurality of first linear electrodes and a plurality of second linear electrodes arranged to cross each other are formed;
The main electrode is configured by connecting one of the first linear electrode and the second linear electrode to each other,
The first sub-electrode and the second sub-electrode are configured such that the other of the first linear electrode and the second linear electrode is connected to any number on the opposite sides of the touch panel sheet. The input device according to claim 1, wherein:
互いに交差するように配置された複数の第1線状電極および複数の第2線状電極が形成されたタッチパネルシートと、
前記主電極を構成するように前記第1線状電極を互いに接続するとともに、前記第1副電極および前記第2副電極を構成するように前記タッチパネルシートの対向する両辺側における任意の数の前記第2線状電極を互いに接続する一方、前記主電極を構成するように前記第2線状電極を互いに接続するとともに、前記第1副電極および前記第2副電極を構成するように前記タッチパネルシートの対向する他方の両辺側における任意の数の前記第1線状電極を互いに接続する電極接続手段とを備えていることを特徴とする請求項2に記載の入力装置。
A touch panel sheet on which a plurality of first linear electrodes and a plurality of second linear electrodes arranged to cross each other are formed;
The first linear electrodes are connected to each other so as to constitute the main electrode, and any number of the sides on opposite sides of the touch panel sheet so as to constitute the first sub electrode and the second sub electrode The second linear electrodes are connected to each other, while the second linear electrodes are connected to each other so as to constitute the main electrode, and the touch panel sheet is configured to constitute the first sub electrode and the second sub electrode The input device according to claim 2, further comprising electrode connecting means for connecting an arbitrary number of the first linear electrodes on both opposite sides of each other.
前記容量比検出手段は、前記第1静電容量から第1固定容量を減じた値と、前記第2静電容量から第2固定容量値を減じた値との第3容量比を検出することを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の入力装置。   The capacitance ratio detection means detects a third capacitance ratio between a value obtained by subtracting a first fixed capacitance from the first capacitance and a value obtained by subtracting a second fixed capacitance value from the second capacitance. The input device according to any one of claims 1 to 4, wherein: 前記第1距離比、前記第2距離比、および前記第1静電容量と前記第2静電容量との容量和に基づいて、前記主電極と前記検知対象物との間の垂直距離を推定する垂直距離推定手段を備えていることを特徴とする請求項2または4に記載の入力装置。   A vertical distance between the main electrode and the detection target is estimated based on the first distance ratio, the second distance ratio, and a capacitance sum of the first capacitance and the second capacitance. The input device according to claim 2, further comprising a vertical distance estimating unit. 前記容量比検出手段は、前記容量和と既知の基準静電容量との比を検出することを特徴とする請求項6に記載の入力装置。   The input device according to claim 6, wherein the capacitance ratio detection unit detects a ratio between the capacitance sum and a known reference capacitance. 前記第1線状電極および前記第2線状電極から引き出された引出線を前記タッチパネルシート上で遮蔽するシールドを備えていることを特徴とする請求項3または4に記載の入力装置。   5. The input device according to claim 3, further comprising a shield that shields a leader line drawn from the first linear electrode and the second linear electrode on the touch panel sheet. 前記検知対象物の位置を繰り返し推定することにより、前記検知対象物の動きを推定する移動推定手段を備えていることを特徴とする請求項1から8までのいずれか1項に記載の入力装置。   The input apparatus according to claim 1, further comprising a movement estimation unit that estimates a movement of the detection target object by repeatedly estimating a position of the detection target object. . 請求項1から9までのいずれか1項に記載の入力装置を備えていることを特徴とする電子機器。 An electronic apparatus comprising the input device according to claim 1.
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