JP2009265924A - 座標入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４種類の電極のみで入力操作面が拡大しても精度良く操作位置を検出できる座標入力装置を提供する。
【解決手段】絶縁基板の一面側に、Ｘ方向の一側から他側に向けて複数のＸ＋分岐パターンが分岐するＸ＋電極と、Ｘ方向の他側から一側に向けて複数のＸ−分岐パターンが分岐するＸ−電極とが形成され、他面側に、Ｙ方向の一側から他側に向けて複数のＹ＋分岐パターンが分岐するＹ＋電極と、Ｙ方向の他側から一側に向けて複数のＹ−分岐パターンが分岐するＹ−電極とが形成される。対となるＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターン、及びＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンは、一方が一側に向かって絶縁基板への投影面積が漸次増加し、他方が漸次減少する形状に形成される。被検出体との対向面積に応じて変化するＸ＋電極とＸ−電極の浮遊容量の差分と、Ｙ＋電極とＹ−電極の浮遊容量の差分から、それぞれ被検出体による操作位置のＸ座標とＹ座標を検出する。
【選択図】図４

Description

本発明は、指などの被検出体の入力操作面への操作位置を、入力操作面に沿って形成された電極の浮遊容量の変化から検出する静電容量方式の座標入力装置に関し、更に詳しくは、少ない電極数で大面積の入力操作面上の操作位置を検出する座標入力装置に関する。

近年、可動部品を用いず、透明な薄型化した材料から構成可能な静電容量方式の座標入力装置が、液晶表示パネルなどの表示装置上に配置し、表示位置への入力操作を検出する入力デバイスとして好適であることから、広く使用されている。

従来の座標入力装置は、多数のＸ側電極とＹ側電極を絶縁基板の表裏で交差するようにマトリックス状に形成し、指などの被検出体を接近させた付近で、交差する各Ｘ側電極とＹ側電極間の静電容量が変化することを利用して、被検出体の絶縁基板への操作位置を検出していた（特許文献１）。

この座標入力装置では、例えば、多数のＹ側電極に順次、所定のパルス電圧を印加して走査し、各Ｙ側電極にパルス電圧を印加している間に、パルス電圧が印加されたＹ側電極に交差する各Ｘ側電極の電圧を検出する。指などの被検出体を絶縁基板へ接近させると、被検出体が接近する位置で交差するＸ側電極とＹ側電極間の静電容量が変化することから、静電容量の変化で電圧が変化したＸ側電極と、その時にパルス電圧を印加したＹ側電極の配置から、被検出体の絶縁基板への操作位置を検出する。

しかしながら、指などの被検出体を静電容量の変化から検出する為には、少なくともＸＹ方向に３ｍｍ以下のピッチでＸ側電極とＹ側電極を配置する必要があり、入力操作面が大面積となると、その入力面積の増加に応じて静電容量の変化を検出するＸ側電極とＹ側電極の数が増大して、各電極の交差位置について走査する走査周期が長くなり、短時間で操作位置を検出できず、Ａ４版以上の大きさの入力操作面では、実用に適さなかった。

そこで、Ａ４版以上の大きさの入力操作面について、被検出体の操作位置を検出する座標入力装置として、図８に示す構造の座標入力装置１００が知られている（特許文献２）。

この座標入力装置１００は、均一抵抗膜が表面に形成された絶縁基板１０１の四隅に、一定の交流電圧を印加する操作位置検出用の電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４が配置される。絶縁基板１０１の任意の位置に指を接触させると、各電極Ｅから、絶縁基板１０１の表面の抵抗を通して指に電流が流れる。この時、各電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４から指に流れる電流値ｉ１、ｉ２、ｉ３、ｉ４は、四隅の電極から指の接触位置までの距離に応じて変化するので、対向する電極対Ｅ１、Ｅ３を結ぶ直線をＸ軸、電極対Ｅ２、Ｅ４を結ぶ直線をＹ軸として、指の接触位置である操作位置の座標（Ｘ，Ｙ）は、
Ｘ＝ｉ１／（ｉ１＋ｉ３）、Ｙ＝ｉ１／（ｉ２＋ｉ４）から求めることができる。

特開２００５−３３７７７３号公報（明細書の項目００１７乃至項目００３１、図１） 特開平８−１３７６０７号公報（明細書の項目０００３、図１０）

このように、マトリックス状に多数のＸ側電極とＹ側電極を配線した前者の従来の座標入力装置では、入力操作面が拡大すると、操作位置の検出時間を要するだけではなく、増加したＸ側電極とＹ側電極を走査する為に、相当する本数に対応するマルチプレクサを用いなければならず、回路構成が複雑、大型化するという問題があった。

また、この問題を解決する後者の従来の座標入力装置１００についても、４種類の電極のみで操作位置を検出できるものの、一定の交流電圧を各電極へ印加し、単位長さあたりの抵抗値が均一となる抵抗被膜を絶縁基板上に貼り付ける必要があるので、回路構成が複雑、大型化するものであった。

更に、絶縁基板１０１の四隅に配置された４種類の電極Ｅで検出する検出値のみで、大型の入力操作面の全ての操作位置を検出するので、操作位置の検出誤差が大きくなるものであった。特に、指に電流を流して操作位置を検出するので、各電極に大きな電流値が流れるような交流電圧を印加することはできず、各電極に流れる微弱な電流値のみから操作位置を求める上記座標入力装置１００では、拡大した入力操作面に対して精度良く操作位置を検出できないものであった。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、４種類の電極のみで、入力操作面が拡大しても精度良く入力操作の操作位置を検出できる座標入力装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、請求項１の座標入力装置は、絶縁基板の一面側のＸ方向の一側で分岐された複数のＸ＋分岐パターンがＸ方向の他側に向けて形成されたＸ＋電極と、前記絶縁基板の一面側のＸ方向の他側で分岐された複数のＸ−分岐パターンが、それぞれ対となる前記各Ｘ＋分岐パターンに沿って前記Ｘ方向の一側に向けて形成されたＸ−電極と、絶縁基板の他面側のＸ方向に直交するＹ方向の一側で分岐された複数のＹ＋分岐パターンがＹ方向の他側に向けて形成されたＹ＋電極と、前記絶縁基板の他面側のＹ方向の他側で分岐された複数のＹ−分岐パターンが、それぞれ対となる前記各Ｙ＋分岐パターンに沿って前記Ｙ方向の一側に向けて形成されたＹ−電極と、Ｘ＋電極とＸ−電極の浮遊容量の差分を検出するＸ方向差分検出手段と、Ｙ＋電極とＹ−電極の浮遊容量の差分を検出するＹ方向差分検出手段とを備え、
絶縁基板の一面側に形成されるＸ＋分岐パターン及びＸ−分岐パターンと、他面側に形成されるＹ＋分岐パターン及びＹ−分岐パターンは、絶縁基板を介して交差する互いの交差領域で細幅に形成され、対となるＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンの一方は、交差領域で区切られたパターンの絶縁基板への投影面積がＸ方向の一側に向かって漸次増加し、他方が漸次減少する形状に形成されるとともに、対となるＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンの一方は、交差領域で区切られたパターンの絶縁基板への投影面積がＹ方向の一側に向かって漸次増加し、他方が漸次減少する形状に形成され、
被検出体を絶縁基板に接近させて入力操作を行った際に、被検出体のＸ方向の操作位置に応じて変化するＸ＋電極とＸ−電極の浮遊容量の差分から、被検出体のＸ方向の操作位置を検出し、被検出体のＹ方向の操作位置に応じて変化するＹ＋電極とＹ−電極の浮遊容量の差分から、被検出体のＹ方向の操作位置を検出することを特徴とする。

櫛形に分岐するＸ＋電極の複数のＸ＋分岐パターンと、櫛形に分岐するＸ−電極の複数のＸ−分岐パターンは、対となるＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンが、Ｘ方向で互いの櫛形が咬合するように向かい合うので、多数の対となるＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンを、絶縁基板の一面側の全体にむらなく形成することができる。

絶縁基板へ被検出体を接近させると、被検出体の近傍の対となるＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンの浮遊容量が増加する。浮遊容量の増加分は、被検出体との対向面積に比例し、また、Ｘ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンの投影面積は、Ｘ方向に沿って一方が漸次増加し、他方が漸次減少する関係にあるので、被検出体の近傍のＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンの浮遊容量の差分は、Ｘ方向の被検出体を接近させた位置、すなわちＸ方向の操作位置を表す。被検出体の近傍のＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンの各浮遊容量の増加は、それぞれＸ＋電極とＸ−電極の浮遊容量の増加となって表れるので、Ｘ＋電極とＸ−電極の浮遊容量の差分を、Ｘ方向差分検出手段で検出することによりＸ方向の操作位置が検出される。

櫛形に分岐するＹ＋電極の複数のＹ＋分岐パターンと、櫛形に分岐するＹ−電極の複数のＹ−分岐パターンは、対となるＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンが、Ｙ方向で互いの櫛形が咬合するように向かい合うので、多数の対となるＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンを、絶縁基板の他面側の全体にむらなく形成することができる。

絶縁基板へ被検出体を接近させると、被検出体の近傍の対となるＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンの浮遊容量が増加する。浮遊容量の増加分は、被検出体との対向面積に比例し、また、Ｙ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンの投影面積は、Ｙ方向に沿って一方が漸次増加し、他方が漸次減少する関係にあるので、被検出体の近傍のＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンの浮遊容量の差分は、Ｙ方向の被検出体を接近させた位置、すなわちＹ方向の操作位置を表す。被検出体の近傍のＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンの各浮遊容量の増加は、それぞれＹ＋電極とＹ−電極の浮遊容量の増加となって表れるので、Ｙ＋電極とＹ−電極の浮遊容量の差分を、Ｙ方向差分検出手段で検出することによりＹ方向の操作位置が検出される。

絶縁基板の一面側に形成されるＸ＋分岐パターン及びＸ−分岐パターンと、他面側に形成されるＹ＋分岐パターン及びＹ−分岐パターンは、絶縁基板を介して交差する互いの交差領域で細幅に形成されるので、絶縁基板の背面側に形成される分岐パターンは、交差領域でのみ、細幅に形成された表面側に形成される分岐パターンに覆われる。従って、両者が絶縁基板の表面側と背面側でマトリックス状に形成されていても、背面側に形成される分岐パターンは、表面側に形成される分岐パターンによる影響が少なく、被検出体を接近させることによって、背面側の分岐パターンの浮遊容量は、被検出体との対向面積に比例して増加する。

請求項２の座標入力装置は、交差領域で区切られるＸ＋分岐パターン若しくはＸ−分岐パターンの一方と、Ｙ＋分岐パターン若しくはＹ−分岐パターンの一方が、それぞれ同一の交差領域で区切られる対となる分岐パターンと略正方形を相補する形状に形成されることを特徴とする。

交差領域で区切られる対となるＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンで形成される略正方形と、交差領域で区切られる対となるＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンで形成される略正方形とは、絶縁基板への投影方向に市松模様のように表れ、表面側に形成されるいずれか一方の対となるパターンと、背面側に形成される他方の対となるパターンが投影方向で重ならずに、絶縁基板に接近する被検出体に対向する。

請求項３の座標入力装置は、交差領域で区切られる対となるＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンは、前記交差領域を結ぶＸ方向の対角線を底辺とするＸ側仮想三角形の残る２辺を互いの境界とし、交差領域間の各Ｘ側仮想三角形は、Ｘ方向に沿って、頂点の位置が前記Ｘ方向の対角線対称にＹ方向の一側から他側に向かって漸次変化する三角形であり、交差領域で区切られる対となるＹ＋分岐パターン若しくはＹ−分岐パターンは、前記交差領域を結ぶＹ方向の対角線を底辺とするＹ側仮想三角形の残る２辺を境界とし、交差領域間の各Ｙ側仮想三角形は、Ｙ方向に沿って、頂点の位置が前記Ｙ方向の対角線対称にＸ方向の一側から他側に向かって漸次変化する三角形であることを特徴とする

交差領域間のＸ側仮想三角形の絶縁基板への投影面積は、Ｘ方向の対角線から頂点までの高さに比例する。従って、Ｘ方向に沿った各Ｘ側仮想三角形の頂点を、Ｘ方向の対角線対称にＹ方向の一側から他側に漸次変化させことにより、変化させた長さに比例して、Ｙ方向の一側のＸ＋分岐パターン若しくはＸ−分岐パターンの投影面積が増加し、増加した分、他側の分岐パターンの投影面積が減少する。

また、同様に、交差領域間のＹ側仮想三角形の絶縁基板への投影面積は、Ｙ方向の対角線から頂点までの高さに比例する。従って、Ｙ方向に沿った各Ｙ側仮想三角形の頂点を、Ｙ方向の対角線対称にＸ方向の一側から他側に漸次変化させことにより、変化させた長さに比例して、Ｘ方向の一側のＹ＋分岐パターン若しくはＹ−分岐パターンの投影面積が増加し、増加した分、他側の分岐パターンの投影面積が減少する。

請求項１の発明によれば、Ｘ＋電極、Ｘ−電極、Ｙ＋電極及びＹ−電極の各電極がそれぞれ分岐した多数の分岐パターンを有するので、入力操作面とする絶縁基板の全体にむらなく分岐パターンを配線することができ、入力操作面のいずれの位置に被検出体が接近しても、被検出体に対向する分岐パターンの静電容量の増加から精度良く操作位置を検出できる。

また、入力操作面が大面積となっても、４種類の電極の静電容量の増加量を比較するだけで、ＸＹ方向の操作位置を検出できるので、短時間に操作位置が検出される。

また、４種類の電極の静電容量の増加を比較するだけで、ＸＹ方向の操作位置を検出できるので、多数の電極を走査したり、電極に交流電圧を印加することなく、簡単な構成で操作位置を検出できる。

絶縁基板の入力操作面の全体でＸＹ方向の操作位置を検出するために、絶縁基板の表面側と背面側に分岐パターンをマトリックス状に形成しても、被検出体を接近させることによる浮遊容量の増加を、絶縁基板の背面側に形成される分岐パターンにおいてもほぼ正確に検出でき、背面側に形成されるＸ＋電極とＸ−電極若しくはＹ＋電極とＹ−電極の浮遊容量の差分で操作位置が検出できる。

請求項２の発明によれば、絶縁基板の一面側に形成される対となるＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンと、他面側に形成される対となるＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンとを、互いに絶縁基板に直交する鉛直方向で重なる部分が少なく、それぞれ無駄なく広い投影面積とすることができ、被検出体を接近による浮遊容量の増加をより精度良く検出できる。

請求項３の発明によれば、Ｘ方向に沿った各Ｘ側仮想三角形の頂点の位置を、Ｙ方向で異ならせることにより、Ｘ方向に沿って絶縁基板への投影面積の増減量を所望に設定したＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンを容易に形成できる。特に、各Ｘ側仮想三角形の頂点のＹ方向の位置（高さ）を、底辺対称にＹ方向の一側から他側に向かって等間隔で変化させれば、交差領域で区切られたＸ＋分岐パターン及びＸ−分岐パターンの各投影面積が、Ｘ方向に沿って等しい増加量若しくは減少量で増減するＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンを容易に形成できる。このように形成したＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンによれば、投影面積に比例して変化する浮遊容量は、Ｘ方向の操作位置に応じてリニアに変化し、Ｘ方向の操作位置を正確に検出できる。

又、Ｙ方向も同様に、Ｙ方向に沿った各Ｙ側仮想三角形の頂点の位置を、Ｘ方向で異ならせることにより、Ｙ方向に沿って絶縁基板への投影面積の増減量を所望に設定したＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンを容易に形成できる。特に、各Ｙ側仮想三角形の頂点のＸ方向の位置（高さ）を、底辺対称にＸ方向の一側から他側に向かって等間隔で変化させれば、交差領域で区切られたＹ＋分岐パターン及びＹ−分岐パターンの各投影面積が、Ｙ方向に沿って等しい増加量若しくは減少量で増減するＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンを容易に形成できる。このように形成したＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンによれば、投影面積に比例して変化する浮遊容量は、Ｙ方向の操作位置に応じてリニアに変化し、Ｙ方向の操作位置も正確に検出できる。

以下、本発明の第１実施の形態に係る座標入力装置１を、図１乃至図５を用いて説明する。図１は、座標入力装置１の入力操作面１４ａを示す平面図、図２は、図１の要部拡大平面図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図、図４は、座標入力装置１の回路構成図、図５は、図４の各部の波形を示す波形図である。

座標入力装置１は、指を接近させて入力操作を行う操作パネル１０と、操作パネル１０への入力操作位置を検出する入力位置検出回路部２０とから構成されている。操作パネル１０は、図３に示すように、透明ガラス基板１１上に、下部絶縁シート１２、上部絶縁シート１３及びカバーシート１４を順に積層して構成されている。

下部絶縁シート１２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミドなどの透明な絶縁材料で薄肉の可撓性シートとしたもので、図４に示すように、その平面上に銀などの材料からなるＥ_Ｙ＋電極とＥ_Ｙ−電極の２種類の電極が互いに絶縁して印刷形成されている。

Ｅ_Ｙ＋電極は、図中、下部絶縁シート１２のＹ_１側でＹ方向と直交するＸ方向に沿って印刷されたＹ＋引き出しパターン２ａと、所定のピッチでＹ＋引き出しパターン２ａからＹ_０側に向けてＹ方向に沿って印刷された複数のＹ＋分岐パターン２ｂ、２ｂ・・とからなり、下部絶縁シート１２の平面上のほぼ全体に櫛形の形状となって表れている。Ｙ＋分岐パターン２ｂ、２ｂ・・のＸ方向のピッチは、ここでは操作パネル１０のいずれの位置に指が接近しても２乃至３本のＹ＋分岐パターン２ｂが対向するように、２ｍｍのピッチとなっている。

また、Ｅ_Ｙ−電極は、下部絶縁シート１２のＹ_０側でＸ方向に沿って印刷されたＹ−引き出しパターン３ａと、Ｘ方向の所定のピッチでＹ−引き出しパターン３ａからＹ_１側に向けてＹ方向に沿って印刷された複数のＹ−分岐パターン３ｂ、３ｂ・・とからなり、同様に下部絶縁シート１２の平面上のほぼ全体に、櫛形のＥ_Ｙ＋電極と咬合する櫛形の形状となって表れている。Ｙ−分岐パターン３ｂは、それぞれ対となるＹ＋分岐パターン２ｂに沿ってわずかな絶縁間隙を隔てて形成され、従って、Ｘ方向のピッチは、Ｙ＋分岐パターン２ｂと同じ２ｍｍとなっている。

図１、図２に示すように、Ｙ＋分岐パターン２ｂとＹ−分岐パターン３ｂは、鉛直方向（ＸＹ平面と直交するＺ方向）で上部絶縁シート１３を介して、後述のＸ＋分岐パターン４ｂ及びＸ−分岐パターン５ｂと交差する交差領域（以下、交差部という）が細幅のパターンとして形成され、交差部と交差部間の各形状は、Ｙ＋分岐パターン２ｂがＹ_１側からＹ_０側に向かってＺ方向の投影面積が徐々に小さく、Ｙ−分岐パターン３ｂがＹ_０側からＹ_１側に向かってＺ方向の投影面積が徐々に小さくなるように形成されている。また、隣り合うことによって対となるＹ＋分岐パターン２ｂとＹ−分岐パターン３ｂの交差部間の形状は、両者を組み合わせてほぼ同一の正方形状の輪郭となるように、互いに相補する形状としているので、Ｙ方向に沿っていずれか一方のＺ方向への投影面積が減少する分、他方の投影面積が増加するものとなる。

上部絶縁シート１３も、下部絶縁シート１２と同材質のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミドなどの透明な絶縁材料で薄肉の可撓性シートとしたもので、その平面上に銀などの材料からなるＥ_Ｘ＋電極とＥ_Ｘ−電極の２種類の電極が互いに絶縁して印刷形成されている。

Ｅ_Ｘ＋電極は、図４において、上部絶縁シート１３のＸ_１側でＹ方向に沿って印刷されたＸ＋引き出しパターン４ａと、所定のピッチでＸ＋引き出しパターン４ａからＸ_０側に向けてＸ方向に沿って印刷された複数のＸ＋分岐パターン４ｂ、４ｂ・・とからなり、上部絶縁シート１３の平面上のほぼ全体に櫛形の形状となって表れている。

また、Ｅ_Ｘ−電極は、上部絶縁シート１３のＸ_０側でＸ方向に沿って印刷されたＸ−引き出しパターン５ａと、所定のピッチでＸ−引き出しパターン５ａからＸ_１側に向けてＸ方向に沿って、それぞれ対となるＸ＋分岐パターン４ｂ、４ｂ・・に沿ってわずかな絶縁間隙を隔てて印刷された複数のＸ−分岐パターン５ｂ、５ｂ・・とからなっている。Ｅ_Ｘ−電極も同様に上部絶縁シート１３の平面上のほぼ全体で、櫛形のＥ_Ｘ＋電極と咬合する櫛形の形状となって表れている。

本実施の形態では、Ｘ＋分岐パターン４ｂ若しくはＸ−分岐パターン５ｂのＸ方向のピッチも、Ｙ＋分岐パターン２ｂ若しくはＹ＋分岐パターン２ｂと等ピッチの２ｍｍのピッチであり、図１、図２に示すように、上部絶縁シート１３を介して、Ｚ方向でＹ＋分岐パターン２ｂ及びＹ−分岐パターン３ｂと鉛直方向で交差する交差領域（以下、交差部という）が、細幅のパターンとなっている。また、交差部と交差部間の各形状は、Ｘ＋分岐パターン４ｂが、Ｘ_１側からＸ_０側に向かってＺ方向の投影面積が徐々に小さく、Ｘ−分岐パターン５ｂが、Ｘ_０側からＸ_１側に向かってＺ方向の投影面積が徐々に小さくなるように形成され、隣り合うことにより対となったＸ＋分岐パターン４ｂとＸ−分岐パターン５ｂの交差部間の形状は、上述のＹ＋分岐パターン２ｂ及びＹ−分岐パターン３ｂと同様に、両者を組み合わせてほぼ同一の正方形状の輪郭となるように、互いに相補する形状となり、Ｘ方向に沿っていずれか一方のＺ方向への投影面積が減少する分、他方の投影面積が増加するものとなっている。

上述のように、上部絶縁シート１３の表面側に形成されたＥ_Ｘ＋電極とＥ_Ｘ−電極は、背面側に形成されたＥ_Ｙ＋電極とＥ_Ｙ−電極と、直交方向で同一形状となっている。従って、Ｅ_Ｘ＋電極とＥ_Ｘ−電極を印刷形成した上部絶縁シート１３、又は、Ｅ_Ｙ＋電極とＥ_Ｙ−電極を印刷形成した下部絶縁シート１２のいずれか一方を製造し、直交方向に回転させて積層すれば、他方に代用できる。

カバーシート１４は、上部絶縁シート１３の印刷されたＥ_Ｘ＋電極とＥ_Ｘ−電極を覆い保護するもので、透明なポリエステル樹脂などで薄板状に形成されている。カバーシート１４の表面は、指を接近させ、若しくは接触させてなぞる入力操作面１４ａとなっている。

このように構成された操作パネル１０は、対となるＸ＋分岐パターン４ｂとＸ−分岐パターン５ｂの交差部間の形状と、対となるＹ＋分岐パターン２ｂとＹ−分岐パターン３ｂの交差部間の形状が、それぞれ正方形状で、図１、図２に示すように、操作パネル１０の上方（Ｚ方向）からみて、市松模様となっている。

図４に示すように、操作パネル１０への入力操作位置を検出する入力位置検出回路部２０は、Ｅ_Ｘ＋電極とＥ_Ｘ−電極の静電容量の差分を電圧Ｖ_Ｘに変換するＸ側Ｃ／Ｖ変換回路２１と、Ｅ_Ｙ＋電極とＥ_Ｙ−電極の静電容量の差分を電圧Ｖ_Ｙに変換するＹ側Ｃ／Ｖ変換回路２２とを有している。

Ｘ側Ｃ／Ｖ変換回路２１は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の入力側を共通の発振器３０に接続し、発振器３０から出力されるクロック信号を抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２へ同期入力している。抵抗Ｒ１の出力側は、Ｅ_Ｘ−電極に接続することにより、Ｅ_Ｘ−電極の浮遊容量Ｃ_Ｘ−と抵抗Ｒ１とで直列に接続したＲＣ時定数回路を形成し、更にＥ_Ｘ−電極をＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の一方の入力端子へ接続し、Ｅ_Ｘ−電極の電位Ｖｅ_Ｘ−をＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の一方の入力としている。また、同様に、抵抗Ｒ２の出力側は、Ｅ_Ｘ＋電極と可変容量コンデンサＶＣ_１の非接地側電極を介してＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の他方の入力端子へ接続し、抵抗Ｒ２にＥ_Ｘ＋電極の浮遊容量Ｃ_Ｘ＋と可変容量コンデンサＶＣ_１とを直列に接続してなるＲＣ時定数回路のＥ_Ｘ＋電極の電位Ｖｅ_Ｘ＋を、ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の他方へ入力している。

ここで、ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の一方に入力されるＥ_Ｘ−電極の電位Ｖｅ_Ｘ−の波形は、クロック信号を、抵抗Ｒ１の抵抗値と浮遊容量Ｃ_Ｘ−を乗じた時定数で遅延させた波形となり、他方に入力されるＥ_Ｘ＋電極の電位Ｖｅ_Ｘ＋は、図中の可変容量コンデンサＶＣ_１の容量を無視すれば、クロック信号を、抵抗Ｒ２の抵抗値と浮遊容量Ｃ_Ｘ＋を乗じた時定数で遅延させた波形となる。ここでは、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２に、同一抵抗値の抵抗を用いるとして、ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の一方と他方の入力に、Ｅ_Ｘ−電極の浮遊容量Ｃ_Ｘ−とＥ_Ｘ＋電極の浮遊容量Ｃ_Ｘ＋に応じてそれぞれ遅延時間が異なる２種類の電圧波形を入力する。その結果、ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の出力には、浮遊容量Ｃ_Ｘ−と浮遊容量Ｃ_Ｘ＋の差分に応じたパルス幅のパルス波形が表れ、ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の出力を、パルス幅に応じた電圧Ｖ_ＸとするＸ側平滑化回路２３へ接続することにより、Ｘ側平滑化回路２３から浮遊容量Ｃ_Ｘ−と浮遊容量Ｃ_Ｘ＋の差分に応じた出力Ｖ_Ｘが出力される。

Ｅ_Ｘ−電極の浮遊容量Ｃ_Ｘ−若しくはＥ_Ｘ＋電極の浮遊容量Ｃ_Ｘ＋は、指をＥ_Ｘ−電極とＥ_Ｘ＋電極へ接近させた際のＸ＋分岐パターン４ｂ若しくはＸ−分岐パターン５ｂの指との対向面積に比例して変化するが、上述の通りＥ_Ｘ−電極とＥ_Ｘ＋電極は、Ｘ_０とＸ_１の中間でＸ方向について対称形状となっているので、指がＸ_０とＸ_１の中間に接近した際に、浮遊容量Ｃ_Ｘ−と浮遊容量Ｃ_Ｘ＋の差分が０となり、出力Ｖ_Ｘが０となる。そこで、指がＸ_０の位置を入力操作した際に出力Ｖ_Ｘが０となるように、Ｅ_Ｘ＋電極と接地間に、Ｅ_Ｘ＋電極の浮遊容量Ｃ_Ｘ＋と並列に接続した可変容量コンデンサＶＣ_１の容量値を調整するもので、その調整方法は後述する。

Ｙ側Ｃ／Ｖ変換回路２２も、Ｘ側Ｃ／Ｖ変換回路２１と同一の構成となっている。すなわち、同一抵抗値の抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４の入力側を共通の発振器３０に接続し、発振器３０から出力されるクロック信号を抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４へ同期入力している。抵抗Ｒ３の出力側は、Ｅ_Ｙ−電極に接続することにより、Ｅ_Ｙ−電極の浮遊容量Ｃ_Ｙ−と抵抗Ｒ３とで直列に接続したＲＣ時定数回路を形成し、Ｅ_Ｙ−電極をＸＯＲ回路（ＩＣ_２）の一方の入力端子に接続し、Ｅ_Ｙ−電極の電位Ｖｅ_Ｙ−をＸＯＲ回路（ＩＣ_２）の一方の入力としている。また、抵抗Ｒ４の出力側は、Ｅ_Ｙ＋電極と可変容量コンデンサＶＣ_２の非接地側電極を介してＸＯＲ回路（ＩＣ_２）の他方の入力端子に接続し、抵抗Ｒ４にＥ_Ｙ＋電極の浮遊容量Ｃ_Ｙ＋と可変容量コンデンサＶＣ_２とを直列に接続したＲＣ時定数回路のＥ_Ｙ＋電極の電位Ｖｅ_Ｙ＋を、ＸＯＲ回路（ＩＣ_２）の他方へ入力している。

この構成によって、Ｘ側Ｃ／Ｖ変換回路２１と同様に、図中の可変容量コンデンサＶＣ_２の容量を無視すれば、ＸＯＲ回路（ＩＣ_２）の出力には、浮遊容量Ｃ_Ｙ−と浮遊容量Ｃ_Ｙ＋の差分に応じたパルス幅のパルス波形が表れ、ＸＯＲ回路（ＩＣ_２）の出力を、パルス幅に応じた電圧Ｖ_ＹとするＹ側平滑化回路２４へ接続することにより、Ｙ側平滑化回路２４から浮遊容量Ｃ_Ｙ−と浮遊容量Ｃ_Ｙ＋の差分に応じた出力Ｖ_Ｙが出力される。尚、Ｅ_Ｙ＋電極と接地間に、Ｅ_Ｙ＋電極の浮遊容量Ｃ_Ｙ＋と並列となるように接続された可変容量コンデンサＶＣ_２は、可変容量コンデンサＶＣ_１と同様に、指がＹ_０の位置を入力操作した際に、出力Ｖ_Ｙを０とするようにその容量が調整される。

Ｘ側Ｃ／Ｖ変換回路２１の出力（Ｘ側平滑化回路２３の出力）と、Ｙ側Ｃ／Ｖ変換回路２２の出力（Ｙ側平滑化回路２４の出力）は、それぞれ切換スイッチ２５の一対の選択端子に接続し、切換スイッチ２５を介してＡ／Ｄコンバータ２６の入力に接続している。Ａ／Ｄコンバータ２６は、切換スイッチ２５を切り換えて、それぞれ入力される出力Ｖ_Ｘと出力Ｖ_Ｙを、出力側に接続された制御部２７で演算処理が可能な２値データとし、制御部２７は、二値化した出力Ｖ_Ｘと出力Ｖ_Ｙとから、指の操作位置を表すＸＹ座標を得る。

以下、このように構成された座標入力装置１の動作を説明する。始めに、指がＸ_０の位置を入力操作した際に、出力Ｖ_Ｘを０とするように、可変容量コンデンサＶＣ_１の容量Ｃｖ_Ｘを調整する調整方法を説明する。

図４に示すように、上部絶縁シート１３に印刷されたＸ＋分岐パターン４ｂとＸ−分岐パターン５ｂの一側の位置をＸ_０、他側の位置をＸ_１として、指を操作パネル１０のＸ_０の位置となるいずれかに接近させると、指に対向する複数対のＸ＋分岐パターン４ｂとＸ−分岐パターン５ｂの浮遊容量が増加する。浮遊容量の増加は、指に対向する分岐パターンの面積にほぼ比例し、全てのＸ＋分岐パターン４ｂのＺ方向の投影面積は、Ｘ_０で最小、Ｘ_１で最大に形成されているので、指を位置Ｘ_０に接近させたときに、Ｅ_Ｘ＋電極の浮遊容量Ｃ_Ｘ＋は、最小Ｃ_Ｘ＋ｍｉｎと、位置Ｘ_１に接近させたときに、最大Ｃ_Ｘ＋ｍａｘとなる。一方、全てのＸ−分岐パターン５ｂのＺ方向の投影面積は、Ｘ_０で最大、Ｘ_１で最小に形成されているので、指を位置Ｘ_０に接近させたときに、Ｅ_Ｘ−電極の浮遊容量Ｃ_Ｘ−は、最大Ｃ_Ｘ−ｍａｘと、位置Ｘ_１に接近させたときに、最小Ｃ_Ｘ−ｍｉｎとなる。

上述のように、可変容量コンデンサＶＣ_１は、指がＸ_０の位置を入力操作した際に、出力Ｖ_Ｘを０とするように、つまり、Ｃ_Ｘ＋ｍｉｎに可変容量コンデンサＶＣ_１の容量Ｃｖ_Ｘを加えた値が、Ｃ_Ｘ−ｍａｘに等しくなるように、容量Ｃｖ_Ｘを設定する。

また、同様に、全てのＹ＋分岐パターン２ｂのＺ方向の投影面積は、Ｙ_０で最小、Ｙ_１で最大に形成されているので、指を位置Ｙ_０に接近させたときに、Ｅ_Ｙ＋電極の浮遊容量Ｃ_Ｙ＋は、最小Ｃ_Ｙ＋ｍｉｎと、位置Ｙ_１に接近させたときに、最大Ｃ_Ｙ＋ｍａｘとなり、一方、全てのＹ−分岐パターン３ｂのＺ方向の投影面積は、Ｙ_０で最大、Ｙ_１で最小に形成されているので、指を位置Ｙ_０に接近させたときに、Ｅ_Ｙ−電極の浮遊容量Ｃ_Ｙ−は、最大Ｃ_Ｙ−ｍａｘと、位置Ｙ_１に接近させたときに、最小Ｃ_Ｙ−ｍｉｎとなる。

そこで、可変容量コンデンサＶＣ_２の容量Ｃｖ_Ｙの調整は、可変容量コンデンサＶＣ_１と同様、指がＹ_０の位置を入力操作した際に、出力Ｖ_Ｙを０とするように、つまり、Ｃ_Ｙ＋ｍｉｎに可変容量コンデンサＶＣ_２の容量Ｃｖ_Ｙを加えた値が、Ｃ_Ｙ−ｍａｘに等しくなるように、容量Ｃｖ_Ｙを設定する。

次に、このように、可変容量コンデンサＶＣ_１と可変容量コンデンサＶＣ_２の容量を調整した座標入力装置１で、入力操作面１４ａ上のＸ方向の操作位置を検出する方法を説明する。始めに、説明上、Ｘ_０の位置に指を接近させたものとすると、ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の一方に入力されるＥ_Ｘ−電極の電位Ｖｅ_Ｘ−（Ｘ_０）は、図５に示すように、クロック信号のパルス入力とパルス休止期間中に、浮遊容量Ｃ_Ｘ−ｍａｘに比例した時定数で上昇し、下降する。また、ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の他方に入力されるＥ_Ｘ＋電極の電位Ｖｅ_Ｘ＋（Ｘ_０）も、Ｅ_Ｘ＋電極の浮遊容量Ｃ_Ｘ＋は、Ｃ_Ｘ＋ｍｉｎであるが、可変容量コンデンサＶＣ_１の容量Ｃｖ_Ｘを加えて、Ｃ_Ｘ−ｍａｘと等しい容量としているので、電位Ｖｅ_Ｘ−（Ｘ_０）と同一波形で上昇し、下降する。

ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）は、一方に入力される電位Ｖｅ_Ｘ−（Ｘ_０）と、他方に入力される電位Ｖｅ_Ｘ＋（Ｘ_０）を、それぞれ飽和電圧以下の所定電位に設定したしきい値Ｖ_ＳＬと比較して「Ｈ」「Ｌ」の二値化し、二値化した２入力の排他的論理和をＩＣ_１ｏｕｔとして出力する。電位Ｖｅ_Ｘ−（Ｘ_０）とＶｅ_Ｘ＋（Ｘ_０）は、遅延時間が同じ同一電圧波形であるので、ＩＣ_１ｏｕｔ（Ｘ_０）の出力は、図に示すように、「Ｌ」のみの出力となる。

入力操作面１４ａへの指の操作位置がＸ_０からＸ方向のＸ_１に移動すると、指に対向するＸ−分岐パターン５ｂの対向面積は、徐々に減少し、逆にＸ＋分岐パターン４ｂの対向面積は同じ割合で徐々に増加する。Ｘ_１の位置に指を接近させると、ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の一方に入力されるＥ_Ｘ−電極の浮遊容量は最小のＣ_Ｘ−ｍｉｎとなり、時定数が最小となるので、電位Ｖｅ_Ｘ−（Ｘ_１）は、クロック信号の入力に応じて、急激に上昇し、下降する。従って、図５に示すように、操作位置がＸ_０であるＶｅ_Ｘ−（Ｘ_０）と比較すると、クロック信号のパルス入力期間中は、より早く「Ｌ」から「Ｈ」へ移行し、パルス入力が休止すると、より早く「Ｈ」から「Ｌ」へ移行する。一方、ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の他方に入力されるＥ_Ｘ＋電極の電位Ｖｅ_Ｘ＋（Ｘ_１）は、Ｅ_Ｘ＋電極の浮遊容量が最大となるＣ_Ｘ＋ｍａｘに更に可変容量コンデンサＶＣ_１の容量Ｃｖ_Ｘを加えたものとなるので、時定数が増加し、Ｖｅ_Ｘ＋（Ｘ_０）と比較し、クロック信号のパルス入力期間中は、「Ｌ」から「Ｈ」への移行が遅れ、パルス入力が休止すると、「Ｈ」から「Ｌ」への移行が遅れる。

その結果、Ｖｅ_Ｘ−（Ｘ_１）とＶｅ_Ｘ＋（Ｘ_１）とは、「Ｌ」から「Ｈ」及び「Ｈ」から「Ｌ」へ移行するタイミングが異なり、同図に示すように、ＩＣ_１ｏｕｔ（Ｘ_１）の出力は、このタイミングが異なった期間で「Ｈ」を出力する。つまり、ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の出力ＩＣ_１ｏｕｔは、操作位置がＸ方向でＸ_０からＸ方向のＸ_１に移動するほど、「Ｈ」のパルス幅が長くなり、Ｘ_１で最長となるパルス信号を出力する。

ＸＯＲ回路（ＩＣ_１）の出力ＩＣ_１ｏｕｔを平滑化するＸ側平滑化回路２３は、ＩＣ_１ｏｕｔのデューティー比に比例した出力Ｖ_Ｘを出力するので、出力Ｖ_Ｘは、操作位置がＸ_０で０、Ｘ_１で最大の電圧値となり、指の操作位置のＸ座標を電圧値で表すものとなる。切換スイッチ２５をＸ側平滑化回路２３の出力側に切り換えて、Ａ／Ｄコンバータ２６により、この出力Ｖ_Ｘを二値化し、制御部２７は、出力Ｖ_Ｘから指のＸ方向の操作位置を表すＸ座標を得る。

入力操作面１４ａ上のＹ方向の操作位置の検出は、Ｘ方向の検出と同様であり、Ｙ側Ｃ／Ｖ変換回路２２は、Ｘ側Ｃ／Ｖ変換回路２１と同一の構成であるので、各部の詳細な説明は省略する。指の操作位置がＹ_０であるときには、Ｅ_Ｙ＋電極の浮遊容量Ｃ_Ｙ＋は、最小のＣ_Ｙ＋ｍｉｎであるが、可変容量コンデンサＶＣ_２の容量Ｃｖ_Ｙを加えて、Ｅ_Ｙ−電極の最大浮遊容量Ｃ_Ｙ−ｍａｘに等しくしているので、ＸＯＲ回路（ＩＣ_２）の一方に入力されるＥ_Ｙ−電極の電位Ｖｅ_Ｙ−（Ｙ_０）と他方に入力されるＥ_Ｙ＋電極の電位Ｖｅ_Ｙ＋（Ｙ_０）は、同一電圧波形となり、ＩＣ_１ｏｕｔ（Ｙ_０）の出力は、図に示すように、「Ｌ」のみの出力となる。

入力操作面１４ａへの指の操作位置がＹ_０からＹ方向のＹ_１に移動すると、指に対向するＹ−分岐パターン３ｂの対向面積は、徐々に減少し、逆にＹ＋分岐パターン２ｂの対向面積は同じ割合で徐々に増加する。Ｙ_１の位置に指を接近させると、ＸＯＲ回路（ＩＣ_２）の一方に入力されるＥ_Ｙ−電極の浮遊容量は最小のＣ_Ｙ−ｍｉｎとなり、時定数が最小となるので、電位Ｖｅ_Ｙ−（Ｙ_１）は、Ｖｅ_Ｙ−（Ｙ_０）と比較し、クロック信号のパルス入力期間中は、より早く「Ｌ」から「Ｈ」へ移行し、パルス入力が休止すると、より早く「Ｈ」から「Ｌ」へ移行する。一方、ＸＯＲ回路（ＩＣ_２）の他方に入力されるＥ_Ｙ＋電極の電位Ｖｅ_Ｙ＋（Ｙ_１）は、Ｅ_Ｙ＋電極の浮遊容量が最大となるＣ_Ｙ＋ｍａｘに可変容量コンデンサＶＣ_２の容量Ｃｖ_Ｙを加えたものとなるので、時定数が増加し、Ｖｅ_Ｙ＋（Ｙ_０）と比較し、クロック信号のパルス入力期間中は、「Ｌ」から「Ｈ」への移行が遅れ、パルス入力が休止すると、「Ｈ」から「Ｌ」への移行が遅れる。

その結果、Ｖｅ_Ｙ−（Ｙ_１）とＶｅ_Ｙ＋（Ｙ_１）とは、「Ｌ」から「Ｈ」及び「Ｈ」から「Ｌ」へ移行するタイミングが異なり、同図に示すように、ＩＣ_２ｏｕｔ（Ｙ_１）の出力は、操作位置がＹ方向でＹ_０からＹ方向のＹ_１に移動するほど、「Ｈ」のパルス幅が長くなり、Ｙ_１で最長となるパルス信号を出力する。

ＸＯＲ回路（ＩＣ_２）の出力ＩＣ_２ｏｕｔを平滑化するＹ側平滑化回路２４は、ＩＣ_２ｏｕｔのデューティー比に比例した出力Ｖ_Ｙを出力するので、出力Ｖ_Ｙは、操作位置がＹ_０で０、Ｙ_１で最大の電圧値となり、指の操作位置のＹ座標を電圧値で表すものとなる。切換スイッチ２５をＹ側平滑化回路２４の出力側に切り換えて、Ａ／Ｄコンバータ２６により、この出力Ｖ_Ｙを二値化し、制御部２７は、出力Ｖ_Ｙから指のＹ方向の操作位置を表すＹ座標を得る。

本実施の形態によれば、Ｙ方向で指との対向面積が異なる多数のＹ＋分岐パターン２ｂ及びＹ−分岐パターン３ｂと、Ｘ方向で指との対向面積が異なる多数のＸ＋分岐パターン４ｂ及びＸ−分岐パターン５ｂとを、それぞれ互いに絶縁させて、操作パネル１０の入力操作面１４ａの全体にマトリックス状に配置するので、いずれの位置に指を接近させても、正確に接近させた操作位置が検出できる。

更に、多数のＹ＋分岐パターン２ｂ及びＹ−分岐パターン３ｂと、多数のＸ＋分岐パターン４ｂ及びＸ−分岐パターン５ｂとを、マトリックス状に配置させても、操作位置のＸＹ座標を検出する為の電極は、Ｙ方向のＥ_Ｙ＋電極及びＥ_Ｙ−電極と、Ｘ方向のＥ_Ｘ＋電極及びＥ_Ｘ−電極の４種類のみであり、操作位置の検出回路及び検出方法が簡単で、全ての分岐パターンを走査することなく、短時間に操作位置が検出できる。

また、マトリックス状に配置される多数のＹ＋分岐パターン２ｂ及びＹ−分岐パターン３ｂと、多数のＸ＋分岐パターン４ｂ及びＸ−分岐パターン５ｂとは、互いに指を接近させるＺ方向で一部が交差するが、交差部を細幅とするとともに、他の領域はＺ方向で重ならないように、市松模様で配置するので、上部絶縁シート１３の背面側に配置されるＹ＋分岐パターン２ｂ及びＹ−分岐パターン３ｂであっても、表面側のＸ＋分岐パターン４ｂ及びＸ−分岐パターン５ｂに覆われずに、接近する指との対向面積を効率よく確保でき、浮遊容量をより大きく変化させて、操作位置を確実に検出できる。

上述の第１実施の形態において、交差部で区切られる互いに対となる分岐パターン２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂの輪郭形状は、絶縁基板の表裏で重ならない形状であれば、任意形状でよく、例えば正六角形などの正多角形としてもよい。

以下、交差部で区切られるＸ＋分岐パターン及びＸ−分岐パターンと、Ｙ＋分岐パターン及びＹ−分岐パターンを異なる形状とした他の実施の形態に係る座標入力装置４０を、図６と図７を用いて説明する。座標入力装置４０は、分岐パターンの形状が異なる他は、上述の座標入力装置１と同一であるので、同一構成には同一番号を用いて、その詳細な説明は省略する。

座標入力装置４０のＥ_Ｘ＋電極及びＥ_Ｘ−電極と、Ｅ_Ｙ＋電極及びＥ_Ｙ−電極も、図６に示すように、第１実施の形態と同様に、絶縁基板となる上部絶縁シート１３の表面側で櫛形に形成されたＥ_Ｘ＋電極とＥ_Ｘ−電極がＸ方向で咬合し、背面側で櫛形に形成されたＥ_Ｙ＋電極とＥ_Ｙ−電極がＹ方向で咬合し、両者が上部絶縁シート１３を介して投影方向でマトリックス状に形成されている。

すなわち、Ｅ_Ｘ＋電極は、Ｘ_１側のＸ＋引き出しパターン４１ａからＸ_０側に向けて複数のＸ＋分岐パターン４１ｂ、４１ｂ・・が分岐して上部絶縁シート１３の平面に印刷され、Ｅ_Ｘ−電極は、Ｘ_０側のＸ−引き出しパターン４２ａからＸ_１側に向けて複数のＸ−分岐パターン４２ｂ、４２ｂ・・が分岐して同平面に印刷され、それぞれ対となるＸ＋分岐パターン４１ｂとＸ−分岐パターン４２ｂが、わずかな絶縁間隙を隔て、Ｘ方向に沿って印刷されている。

また、Ｅ_Ｙ＋電極は、Ｙ_１側のＹ＋引き出しパターン４３ａからＹ_０側に向けて複数のＹ＋分岐パターン４３ｂ、４３ｂ・・が分岐して上部絶縁シート１３の背面側に印刷され、Ｅ_Ｙ−電極は、Ｙ_０側のＹ−引き出しパターン４４ａからＹ_１側に向けて複数のＹ−分岐パターン４４ｂ、４４ｂ・・が分岐して同平面に形成され、それぞれ対となるＹ＋分岐パターン４３ｂとＹ−分岐パターン４４ｂが、わずかな絶縁間隙を隔て、Ｙ方向に沿って形成されている。

上部絶縁シート１３の表面側のＸ＋分岐パターン４１ｂ及びＸ−分岐パターン４２ｂと、背面側の各Ｙ＋分岐パターン４３ｂ及びＹ−分岐パターン４４ｂとは、それぞれ上部絶縁シート１３を介して他側の分岐パターンと交差する交差部が細幅に形成され、交差部で区切られるＸ＋分岐パターン４１ｂとＸ−分岐パターン４２ｂの形状と、交差部で区切られるＹ＋分岐パターン４３ｂとＹ−分岐パターン４４ｂの形状が、対となる分岐パターンと組み合わせてほぼ同一の正方形状の輪郭となるように、互いに相補する形状であることも第１実施の形態と同様である。

対となるＸ＋分岐パターン４１ｂとＸ−分岐パターン４２ｂは、図７の（ａ）に示すように、Ｘ方向に沿って交差部で区切られる分岐パターン毎に、交差部間を結ぶＸ方向の対角線を底辺とするＸ側仮想三角形４５を想定し、Ｘ側仮想三角形４５の残る２辺を互いの境界として、それぞれの輪郭が決定される。各交差部間毎に想定するＸ側仮想三角形４５は、同図の破線でその領域を示すように、Ｘ方向のＸ_０側からＸ_１側に向かって、その頂点４５ａのＹ方向の位置が、Ｘ方向の対角線対称にＹ_０側からＹ_１側に向かって漸次変化する形状となっている。ここでは、隣り合うＸ側仮想三角形４５の頂点４５ａのＹ方向で変化する距離を一定としているので、Ｘ_０側からＸ_１側に向かって、交差部で区切られるＸ＋分岐パターン４１ｂのＺ方向の投影面積は、等面積で増加し、交差部で区切られるＸ−分岐パターン４２ｂの投影面積は、等面積で減少する。

同様に、対となるＹ＋分岐パターン４３ｂとＹ−分岐パターン４４ｂは、図７の（ｂ）に示すように、Ｙ方向に沿って交差部で区切られる分岐パターン毎に、交差部間を結ぶＹ方向の対角線を底辺とするＹ側仮想三角形４６を想定し、Ｙ側仮想三角形４６の残る２辺を互いの境界とし、それぞれの輪郭が決定される。各交差部間毎に想定するＹ側仮想三角形４６は、同図の破線でその領域を示すように、Ｙ方向のＹ_０側からＹ_１側に向かって、その頂点４６ａのＸ方向の位置が、Ｙ方向の対角線対称にＸ_１側からＸ_０側に向かって漸次変化する形状となっている。ここでは、隣り合うＹ側仮想三角形４６の頂点４６ａのＸ方向で変化する距離も一定としているので、Ｙ_０側からＹ_１側に向かって、交差部で区切られるＹ＋分岐パターン４３ｂのＺ方向の投影面積は、等面積で増加し、交差部で区切られるＹ−分岐パターン４４ｂの投影面積は、等面積で減少する。

従って、この第２実施の形態によれば、Ｘ＋分岐パターン４１ｂとＸ−分岐パターン４２ｂの入力操作面１４ａへの投影面積は、Ｘ方向に沿って等しい面積で一方が増加し、他方が減少するので、投影面積に比例して変化する浮遊容量は、Ｘ方向の操作位置に応じてリニアに変化し、Ｘ方向の操作位置を正確に検出できる。

また、同様に、Ｙ＋分岐パターン４３ｂとＹ−分岐パターン４４ｂの入力操作面１４ａへの投影面積も、Ｙ方向に沿って等しい面積で一方が増加し、他方が減少するので、Ｙ方向の操作位置に応じてＥ_Ｙ＋電極とＥ_Ｙ−電極の浮遊容量はリニアに変化し、Ｙ方向の操作位置も正確に検出できる

上述の各実施の形態で、Ｙ方向の操作位置を検出するためのＥ_Ｙ＋電極とＥ_Ｙ−電極は、下部絶縁シート１２の平面上に形成しているが、Ｅ_Ｘ＋電極とＥ_Ｘ−電極を平面に形成する上部絶縁シート１３の背面に形成し、１枚の絶縁基板の表裏に分けて形成してもよく、また、Ｅ_Ｘ＋電極とＥ_Ｘ−電極を絶縁基板の背面側に、Ｅ_Ｙ＋電極とＥ_Ｙ−電極を平面側に形成してもよい。

更に、上述の実施の形態では、多数のＹ＋分岐パターン２ｂ及びＹ−分岐パターン３ｂと、多数のＸ＋分岐パターン４ｂ及びＸ−分岐パターン５ｂとを、それぞれ等ピッチで対となる分岐パターンに沿って配置しているが、必ずしも等ピッチで配置しなくても本発明を実施できる。

更に、指を入力操作面１４ａに接近させて入力操作を行っているが、指以外の他側が操作者などを介して接地されるものであれば、指以外の他の入力操作具であってもよい。

本発明は、静電容量方式で被検出体によるＸＹ方向の操作位置を検出する座標入力装置に適している。

座標入力装置１の入力操作面を示す平面図である。 図１の要部拡大平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 座標入力装置１の回路構成図である。 図４の各部の波形を示す波形図である。 本発明の他の実施の形態に係る座標入力装置４０の入力操作面を示す平面図である。 座標入力装置４０の（ａ）は、一対のＸ＋分岐パターン４１ｂ及びＸ−分岐パターン４２ｂの間隙を拡大して示す部分平面図、（ｂ）は、一対のＹ＋分岐パターン４３ｂ及びＹ−分岐パターン４４ｂの間隙を拡大して示す部分平面図である。 従来の座標入力装置１００を示す斜視図である。

符号の説明

１ 座標入力装置
２ｂ Ｙ＋分岐パターン
３ｂ Ｙ−分岐パターン
４ｂ Ｘ＋分岐パターン
５ｂ Ｘ−分岐パターン
１３ 上部絶縁シート（絶縁基板）
２１ Ｘ側Ｃ／Ｖ変換回路（Ｘ方向差分検出手段）
２２ Ｙ側Ｃ／Ｖ変換回路（Ｙ方向差分検出手段）
Ｅ_Ｘ＋ Ｘ＋電極
Ｅ_Ｘ− Ｘ−電極
Ｅ_Ｙ＋ Ｙ＋電極
Ｅ_Ｙ− Ｙ−電極

Claims (3)

1. 絶縁基板の一面側のＸ方向の一側で分岐された複数のＸ＋分岐パターンがＸ方向の他側に向けて形成されたＸ＋電極と、
   絶縁基板の前記一面側のＸ方向の他側で分岐された複数のＸ−分岐パターンが、それぞれ対となる前記各Ｘ＋分岐パターンに沿ってＸ方向の前記一側に向けて形成されたＸ−電極と、
   前記絶縁基板の他面側のＸ方向に直交するＹ方向の一側で分岐された複数のＹ＋分岐パターンがＹ方向の他側に向けて形成されたＹ＋電極と、
   絶縁基板の前記他面側のＹ方向の他側で分岐された複数のＹ−分岐パターンが、それぞれ対となる前記各Ｙ＋分岐パターンに沿ってＹ方向の前記一側に向けて形成されたＹ−電極と、
   Ｘ＋電極とＸ−電極の浮遊容量の差分を検出するＸ方向差分検出手段と、
   Ｙ＋電極とＹ−電極の浮遊容量の差分を検出するＹ方向差分検出手段とを備え、
   前記絶縁基板の一面側に形成されるＸ＋分岐パターン及びＸ−分岐パターンと、他面側に形成されるＹ＋分岐パターン及びＹ−分岐パターンは、前記絶縁基板を介して交差する互いの交差領域で細幅に形成され、
   対となるＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンの一方は、前記交差領域で区切られたパターンの前記絶縁基板への投影面積がＸ方向の一側に向かって漸次増加し、他方が漸次減少する形状に形成されるとともに、
   対となるＹ＋分岐パターンとＹ−分岐パターンの一方は、前記交差領域で区切られたパターンの前記絶縁基板への投影面積がＹ方向の一側に向かって漸次増加し、他方が漸次減少する形状に形成され、
   被検出体を前記絶縁基板に接近させて入力操作を行った際に、被検出体のＸ方向の操作位置に応じて変化するＸ＋電極とＸ−電極の浮遊容量の差分から、被検出体のＸ方向の操作位置を検出し、被検出体のＹ方向の操作位置に応じて変化するＹ＋電極とＹ−電極の浮遊容量の差分から、被検出体のＹ方向の操作位置を検出することを特徴とする座標入力装置。
2. 交差領域で区切られるＸ＋分岐パターン若しくはＸ−分岐パターンの一方と、Ｙ＋分岐パターン若しくはＹ−分岐パターンの一方は、それぞれ同一の交差領域で区切られる対となる分岐パターンと略正方形を相補する形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の座標入力装置。
3. 交差領域で区切られる対となるＸ＋分岐パターンとＸ−分岐パターンは、前記交差領域を結ぶＸ方向の対角線を底辺とするＸ側仮想三角形の残る２辺を互いの境界とし、交差領域間の各Ｘ側仮想三角形は、Ｘ方向に沿って、頂点の位置が前記Ｘ方向の対角線対称にＹ方向の一側から他側に向かって漸次変化する三角形であり、
   交差領域で区切られる対となるＹ＋分岐パターン若しくはＹ−分岐パターンは、前記交差領域を結ぶＹ方向の対角線を底辺とするＹ側仮想三角形の残る２辺を境界とし、交差領域間の各Ｙ側仮想三角形は、Ｙ方向に沿って、頂点の位置が前記Ｙ方向の対角線対称にＸ方向の一側から他側に向かって漸次変化する三角形であることを特徴とする請求項２に記載の座標入力装置。

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