JP2016009475A - Input device and detection method - Google Patents

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豊憲 吉野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input device capable of reducing data output quantity to a host apparatus.SOLUTION: An input device includes: a first electrode pattern; a second electrode pattern which intersects the first electrode pattern; and a control part which detects a plurality of signal levels corresponding to electrostatic capacity on at least one electrode pattern of the first electrode pattern and the second electrode pattern, determines inclination of distribution of the plurality of signal levels on the basis of the plurality of signal levels, and outputs the inclination to a host apparatus.

Description

本発明は、入力装置および検出方法に関する。詳しくは、操作体と電極との間の静電容量に基づき位置を検出する入力装置および検出方法に関する。   The present invention relates to an input device and a detection method. Specifically, the present invention relates to an input device and a detection method for detecting a position based on a capacitance between an operating body and an electrode.

従来、タッチパネルのコントローラは、タッチ時やホバー時の座標データをホスト機器側に出力していた。しかしながら、操作者がタッチしようとしているのか、ホバー操作でメニューを開かせようとしているのかをホスト機器側で判断することは困難であり、操作者の意図と異なった動作になる場合があった。   Conventionally, touch panel controllers output coordinate data at the time of touch or hover to the host device side. However, it is difficult for the host device to determine whether the operator is trying to touch or the menu is opened by a hover operation, and there are cases where the operation differs from the operator's intention.

そこで、このような誤った動作を回避する技術として、メニューを開くときは手の平を操作面に近づけ、タッチ操作をするときには指で操作面にタッチすることと操作方法を定め、タッチパネル全電極に対応する感度レベルの生データをコントローラから上位ホスト機器に出力して、ホスト機器側でその生データを分析し、操作体の大きさを判断するものが提案されている。   Therefore, as a technology to avoid such an erroneous operation, the palm of the hand is brought close to the operation surface when opening the menu, and the operation method is determined by touching the operation surface with a finger when performing a touch operation. It has been proposed to output raw data having a sensitivity level from a controller to an upper host device, analyze the raw data on the host device side, and determine the size of the operating body.

例えば特許文献1には、デジタイザシステム100のコントローラとしてのデジタルユニット20が、デジタイザセンサに接触するスタイラスおよび/または指のような物理的オブジェクトの位置を算出し、インターフェース24を介してホストコンピュータに送ることが記載されている。また、デジタルユニット20が、ホバリングするオブジェクトの位置を算出し、インターフェース24を介してホストコンピュータに送ることも記載されている。   For example, in Patent Document 1, a digital unit 20 as a controller of a digitizer system 100 calculates the position of a physical object such as a stylus and / or a finger that contacts a digitizer sensor, and sends it to a host computer via an interface 24. It is described. It is also described that the digital unit 20 calculates the position of the object to be hovered and sends it to the host computer via the interface 24.

特表2009−543246号公報(段落[0088]、[0089]、[0092]参照)JP-T 2009-543246 (see paragraphs [0088], [0089], [0092])

しかし、上述の方法では、コントローラから上位ホスト機器側に出力するデータ量が多くなって、スキャン速度が遅くなったり、ホスト側にデータ分析の負担がかかったりするという問題がある。   However, the above-described method has a problem in that the amount of data output from the controller to the host device side increases, and the scanning speed becomes slow, or the host side is burdened with data analysis.

また、従来の技術では、手の平などで、操作面上でホバー操作する場合や操作面をタッチ操作する場合、手の平の面積が指先などと比較して面積が大きいことに起因して、正確なx、y座標を計算するのは困難で精度も悪いため、このような場合に正確な座標を検出することは実用的でない。その一方で、座標を特定する程度の精度を必要とせずに、操作面上における操作体の大凡の位置を検出したいという要求が増している。これは、例えば、手の平などの大凡の位置が判れば、手の平などが「左から右へ動いた」とか「上部で静止している」とか、様々な事象による処理が可能となるからである。   Further, in the conventional technique, when the hover operation is performed on the operation surface or the operation surface is touched with a palm or the like, an accurate x is obtained because the area of the palm is larger than that of a fingertip or the like. Since it is difficult to calculate the y coordinate and the accuracy is low, it is not practical to detect the accurate coordinate in such a case. On the other hand, there is an increasing demand for detecting the approximate position of the operating body on the operating surface without requiring the accuracy of specifying the coordinates. This is because, for example, if an approximate position such as a palm is known, processing based on various events such as “the palm has moved from left to right” or “still at the top” becomes possible.

したがって、本発明の目的は、ホスト機器へのデータ出力量を低減することができると共に、簡単な処理によって操作体の大凡の位置を検出することができる入力装置および検出方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an input device and a detection method capable of reducing the amount of data output to the host device and detecting the approximate position of the operating body by simple processing. .

上述の課題を解決するために、第1の発明は、第1の電極パターンと、第1の電極パターンと交差する第2の電極パターンと、第1の電極パターンおよび第2の電極パターンの少なくとも一方の電極パターンにより、静電容量に応じた複数の信号レベルを検出し、これらの複数の信号レベルに基づき、これらの複数の信号レベルの分布の傾きを求め、該傾きをホスト機器に出力する制御部とを備える入力装置である。   In order to solve the above-mentioned problem, the first invention is the first electrode pattern, the second electrode pattern intersecting the first electrode pattern, at least one of the first electrode pattern and the second electrode pattern. One electrode pattern detects a plurality of signal levels in accordance with the capacitance, obtains a slope of the distribution of the plurality of signal levels based on the plurality of signal levels, and outputs the slope to the host device. An input device including a control unit.

第2の発明は、第1の電極パターンおよび第1の電極パターンと交差する第2の電極パターンの少なくとも一方の電極パターンにより、静電容量に応じた複数の信号レベルを検出し、これらの複数の信号レベルに基づき、これらの複数の信号レベルの分布の傾きを求め、該傾きをホスト機器に出力することを含む検出方法である。   According to a second aspect of the present invention, a plurality of signal levels corresponding to the capacitance are detected by at least one electrode pattern of the first electrode pattern and the second electrode pattern intersecting the first electrode pattern. This is a detection method including obtaining the slope of the distribution of the plurality of signal levels based on the signal level and outputting the slope to the host device.

以上説明したように、本発明によれば、複数の信号レベルの分布の傾きをホスト機器に出力するので、ホスト機器へのデータ出力量を低減することができると共に、複数の信号レベルの分布の傾きを求めるという簡単な処理で操作体の大凡の位置を検出することができる。   As described above, according to the present invention, since the slope of the distribution of a plurality of signal levels is output to the host device, the amount of data output to the host device can be reduced, and the distribution of the distribution of the plurality of signal levels can be reduced. The approximate position of the operating body can be detected by a simple process of obtaining the inclination.

本発明の第1の実施形態に係る電子機器の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of the electronic device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図2Aは、操作面の一端に手の平をかざしたと状態を示す概略図である。図2Bは、図2Aに示した状態における感度分布の一例を示す図である。FIG. 2A is a schematic diagram illustrating a state where a palm is held over one end of the operation surface. FIG. 2B is a diagram illustrating an example of the sensitivity distribution in the state illustrated in FIG. 2A. 図3Aは、操作面のx方向の一端に手の平をかざしたときのx方向の感度分布の一例を示す図である。図3Bは、操作面のy方向の一端に手の平をかざしたときのy方向の感度分布の一例を示す図である。図3Cは、操作面のx、y方向それぞれの一端に手の平をかざしたときのx、y方向の各種情報の一例を示す図表である。FIG. 3A is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the x direction when a palm is held over one end of the operation surface in the x direction. FIG. 3B is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the y direction when a palm is held over one end of the operation surface in the y direction. FIG. 3C is a chart showing an example of various kinds of information in the x and y directions when a palm is held over one end of each of the operation surfaces in the x and y directions. 図4Aは、操作面のx方向の中央に手の平をかざしたときのx方向の感度分布の一例を示す図である。図4Bは、操作面のy方向の中央に手の平をかざしたときのy方向の感度分布の一例を示す図である。図4Cは、操作面のx、y方向それぞれの中央に手の平をかざしたときのx、y方向の各種情報の一例を示す図表である。FIG. 4A is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the x direction when a palm is held over the center of the operation surface in the x direction. FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the y direction when a palm is held over the center of the operation surface in the y direction. FIG. 4C is a chart showing an example of various types of information in the x and y directions when a palm is held over the center of each of the x and y directions on the operation surface. 図5Aは、操作面のx方向の他端に手の平をかざしたときのx方向の感度分布の一例を示す図である。図5Bは、操作面のy方向の他端に手の平をかざしたときのy方向の感度分布の一例を示す図である。図5Cは、操作面のx、y方向それぞれの他端に手の平をかざしたときのx、y方向の各種情報の一例を示す図表である。FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the x direction when a palm is held over the other end in the x direction of the operation surface. FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the y direction when a palm is held over the other end of the operation surface in the y direction. FIG. 5C is a chart showing an example of various types of information in the x and y directions when a palm is held over the other end in the x and y directions of the operation surface. 図6Aは、小面積の操作面に指を近づけたときのx方向の感度分布の一例を示す図である。図6Bは、小面積の操作面に指を近づけたときのy方向の感度分布の一例を示す図である。図6Cは、小面積の操作面に指を近づけたときのx、y方向の各種情報の一例を示す図表である。FIG. 6A is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the x direction when a finger is brought close to an operation surface having a small area. FIG. 6B is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the y direction when a finger is brought close to an operation surface with a small area. FIG. 6C is a chart showing an example of various types of information in the x and y directions when a finger is brought close to an operation surface with a small area. 図7Aは、小面積の操作面に手の平を近づけたときのx方向の感度分布の一例を示す図である。図7Bは、小面積の操作面に手の平を近づけたときのy方向の感度分布の一例を示す図である。図7Cは、小面積の操作面に手の平を近づけたときのx、y方向の各種情報の一例を示す図表である。FIG. 7A is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the x direction when a palm is brought close to an operation surface having a small area. FIG. 7B is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the y direction when a palm is brought close to a small-area operation surface. FIG. 7C is a chart showing an example of various types of information in the x and y directions when a palm is brought close to a small-area operation surface. 図8Aは、大面積の操作面に指を近づけたときのx方向の感度分布の一例を示す図である。図8Bは、大面積の操作面に手の平を近づけたときのx方向の感度分布の一例を示す図である。FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the x direction when a finger is brought close to a large-area operation surface. FIG. 8B is a diagram illustrating an example of a sensitivity distribution in the x direction when a palm is brought close to a large-sized operation surface. 平行平板電極の構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of a structure of a parallel plate electrode. 図10Aは、指−電極間の距離の一例を示す模式図である。図10Bは、手の平−電極間の距離の一例を示す模式図である。FIG. 10A is a schematic diagram illustrating an example of a distance between a finger and an electrode. FIG. 10B is a schematic diagram illustrating an example of a distance between the palm and the electrode. 図11Aは、小面積の操作面に指を近づけたときのx方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す図である。図11Bは、小面積の操作面に指を近づけたときのy方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す図である。図11Cは、小面積の操作面に指を近づけたときのx、y方向の各種情報の一例を示す図表である。FIG. 11A is a diagram illustrating an example of a reciprocal distribution of capacitance in the x direction when a finger is brought close to a small-area operation surface. FIG. 11B is a diagram illustrating an example of a reciprocal distribution of electrostatic capacitance in the y direction when a finger is brought close to a small-area operation surface. FIG. 11C is a chart showing an example of various types of information in the x and y directions when a finger is brought close to a small area operation surface. 図12Aは、小面積の操作面に手の平を近づけたときのx方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す図である。図12Bは、小面積の操作面に手の平を近づけたときのy方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す図である。図12Cは、小面積の操作面に手の平を近づけたときのx、y方向の各種情報の一例を示す図表である。FIG. 12A is a diagram illustrating an example of the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacitance in the x direction when the palm is brought close to a small-area operation surface. FIG. 12B is a diagram illustrating an example of the reciprocal distribution of the electrostatic capacitance in the y direction when the palm is brought close to the operation surface having a small area. FIG. 12C is a chart showing an example of various types of information in the x and y directions when the palm is brought close to a small-area operation surface. 図13Aは、大面積の操作面に指を近づけたときのx方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す図である。図13Bは、大面積の操作面に手の平を近づけたときのx方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す図である。FIG. 13A is a diagram illustrating an example of a reciprocal distribution of capacitance in the x direction when a finger is brought close to a large-area operation surface. FIG. 13B is a diagram illustrating an example of a reciprocal distribution of capacitance in the x direction when a palm is brought close to a large-area operation surface. 本発明の第4の実施形態に係る入力装置の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the input device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 入力装置の等価回路の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the equivalent circuit of an input device.

本発明の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
1.第1の実施形態(操作体の大凡の位置を検出する入力装置の例)
2.第2の実施形態(操作体のサイズ情報を検出する入力装置の第1の例)
3.第3の実施形態(操作体のサイズ情報を検出する入力装置の第2の例)
4.第4の実施形態(入力操作位置を精度良く検出可能な入力装置の例)
Embodiments of the present invention will be described in the following order with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
1. First embodiment (an example of an input device that detects an approximate position of an operating tool)
2. Second Embodiment (First Example of Input Device for Detecting Size Information of Operating Body)
3. Third Embodiment (Second Example of Input Device for Detecting Size Information of Operating Body)
4). Fourth embodiment (an example of an input device capable of accurately detecting an input operation position)

<1.第1の実施形態>
[電子機器の構成]
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電子機器10の構成の一例を示す。電子機器10は、タッチパネル機能を有する電子機器であり、図1に示すように、入力装置11と、表示装置12と、ホスト機器13とを備える。入力装置11は、センサ部21と、コントローラ22とを備える。入力装置11と表示装置12とは一体になっている。ホスト機器13は、入力装置11と表示装置12と一体の構成を有していてもよいし、一体となった入力装置11および表示装置12の外部に別体として設けられていてもよい。
<1. First Embodiment>
[Configuration of electronic equipment]
FIG. 1 shows an example of the configuration of an electronic device 10 according to the first embodiment of the present invention. The electronic device 10 is an electronic device having a touch panel function, and includes an input device 11, a display device 12, and a host device 13, as shown in FIG. The input device 11 includes a sensor unit 21 and a controller 22. The input device 11 and the display device 12 are integrated. The host device 13 may have a configuration integrated with the input device 11 and the display device 12, or may be provided separately from the integrated input device 11 and display device 12.

(入力装置)
入力装置11は、操作体の近接検知機能またはホバー機能を有する、投影型静電容量方式などの静電容量方式のタッチパネルである。入力装置11は、センサ部21と、コントローラ22とを備える。センサ部21は、矩形状の操作面21sを有し、この操作面21sが上側となるようにして表示装置12の表示面上に設けられている。ここでは、矩形状の操作面21sの短手方向をx方向、長手方向をy方向と定義する。
(Input device)
The input device 11 is a capacitive touch panel such as a projected capacitive touch panel that has a proximity detection function or a hover function of an operating tool. The input device 11 includes a sensor unit 21 and a controller 22. The sensor unit 21 has a rectangular operation surface 21s, and is provided on the display surface of the display device 12 so that the operation surface 21s is on the upper side. Here, the short direction of the rectangular operation surface 21s is defined as the x direction and the long direction is defined as the y direction.

入力装置11は、タッチ操作以外に、ホバー操作などのタッチレス操作も検出可能である。タッチ操作は、操作体により操作面21sに直接タッチすることにより実行される操作であり、タッチレス操作は、操作体に操作面21sに直接触れず、操作体を操作面21sから所定の間隔離した状態で実行される操作である。操作体としては、指、手の平、スタイラスなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。   In addition to the touch operation, the input device 11 can also detect a touchless operation such as a hover operation. The touch operation is an operation executed by directly touching the operation surface 21s with the operation body. The touchless operation does not directly touch the operation surface 21s with the operation body, and the operation body is separated from the operation surface 21s by a predetermined interval. This operation is executed in the Examples of the operating body include a finger, a palm, and a stylus, but are not limited thereto.

センサ部21は、操作面21sの下にX電極パターン(第1の電極パターン)31とY電極パターン(第2の電極パターン)32とを備える。また、センサ部21の周縁には、FPC(Flexible Printed Circuit)33が設けられている。   The sensor unit 21 includes an X electrode pattern (first electrode pattern) 31 and a Y electrode pattern (second electrode pattern) 32 below the operation surface 21s. Further, an FPC (Flexible Printed Circuit) 33 is provided on the periphery of the sensor unit 21.

X、Y電極パターン31、32は、直交交差するように配列、すなわちマトリックス状に配列されている。X電極パターン31は、y方向に延設された複数のX電極(第1の電極)X,X,・・・,X(M:1以上の整数)をx方向に配列することにより構成され、隣接するX電極XJ−1,Xの間は所定の間隔離されている。Y電極パターン32は、x方向に延設された複数のY電極(第2の電極)Y,Y,・・・,Y(N:1以上の整数)をy方向に配列することにより構成され、隣接するY電極XK−1,Xの間は所定の間隔離されている。X、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yは、直線状、複数の菱形状を一方向に連結した形状などが挙げられるが、特にこれらの形状に限定されるものではない。 The X and Y electrode patterns 31 and 32 are arranged in an orthogonal manner, that is, in a matrix. The X electrode pattern 31 has a plurality of X electrodes (first electrodes) X 0 , X 1 ,..., X M (M: an integer greater than or equal to 1) arranged in the x direction arranged in the x direction. The adjacent X electrodes X J-1 and X J are separated by a predetermined distance. The Y electrode pattern 32 is configured by arranging a plurality of Y electrodes (second electrodes) Y 0 , Y 1 ,..., Y N (N: an integer of 1 or more) extending in the x direction in the y direction. It is constituted by, between adjacent Y electrodes X K-1, X K are isolated for a predetermined. X, Y electrodes X 0 , X 1 ,..., X M , Y 0 , Y 1 ,..., Y N may be linear or a shape in which a plurality of rhombuses are connected in one direction. However, it is not particularly limited to these shapes.

X電極X,X,・・・,Xの一端にはそれぞれ、取り出し電極31aが電気的に接続され、これらの取り出し電極31aがFPC33に電気的に接続されている。また、Y電極Y,Y,・・・,Yの一端にはそれぞれ、取り出し電極32aが電気的に接続され、これらの取り出し電極32aがFPC33に電気的に接続されている。FPC33はコントローラ22に電気的に接続されている。 X electrodes X 0, X 1, · · ·, each of the one end of the X M, extraction electrode 31a are electrically connected, these lead-out electrode 31a is electrically connected to the FPC 33. Also, Y electrode Y 0, Y 1, · · ·, each of the one end of the Y N, extraction electrode 32a are electrically connected, these lead-out electrode 32a is electrically connected to the FPC 33. The FPC 33 is electrically connected to the controller 22.

操作体がX、Y電極X、Yに近づくと、操作体とX、Y電極X、Y間に容量結合が発生する。操作体がX、Y電極X、Yに近づくに従って、操作体とX、Y電極X、Y間の静電容量が増大する。コントローラ22は、操作体とX、Y電極X、Yとの間の静電容量に応じた複数の感度レベル(信号レベル)、すなわち感度分布を検出し、これらの感度分布に基づき操作体の座標およびタッチ数に加えて、傾きや操作体のサイズ情報を算出し、ホスト機器13に出力する。なお、傾きやサイズ情報は、例えば、操作体を操作面21sに近接させたときの傾きやサイズ情報である。 Operating body X, Y electrodes X J, approaches the Y K, operating tool and the X, Y electrodes X J, capacitive coupling between the Y K occurs. Operating body X, Y electrodes X J, toward the Y K, operating tool and the X, Y electrodes X J, the capacitance between the Y K increases. The controller 22 detects a plurality of sensitivity levels (signal levels) corresponding to the capacitance between the operating body and the X and Y electrodes X J and Y K , that is, sensitivity distribution, and the operating body is based on these sensitivity distributions. In addition to the coordinates and the number of touches, tilt and operating body size information are calculated and output to the host device 13. Note that the tilt and size information is, for example, tilt and size information when the operating tool is brought close to the operation surface 21s.

ここで、操作体の座標は、x方向の感度分布から求められるx方向の座標位置と、y方向の感度分布から求められるy方向の座標位置とからなる。タッチ数は、x方向の感度分布から求められるx方向のタッチ数と、y方向の感度分布から求められるy方向のタッチ数とからなる。傾きは、x方向の感度分布から求められるx方向に係る数値と、y方向の感度分布から求められるy方向に係る数値とからなる。なお、傾きは、x方向、y方向のいずれか一方に係る数値のみであってもよい。サイズ情報は、x方向の感度分布から求められるx方向の操作体のサイズに応じた数値と、y方向の感度分布から求められるy方向の操作体のサイズに応じた数値とからなる。なお、サイズ情報が、x方向の感度分布から求められるx方向の操作体のサイズと、y方向の感度分布から求められるy方向の操作体のサイズとからなるようにしてもよい。   Here, the coordinates of the operating tool include a coordinate position in the x direction obtained from the sensitivity distribution in the x direction and a coordinate position in the y direction obtained from the sensitivity distribution in the y direction. The number of touches includes the number of touches in the x direction obtained from the sensitivity distribution in the x direction and the number of touches in the y direction obtained from the sensitivity distribution in the y direction. The slope includes a numerical value related to the x direction obtained from the sensitivity distribution in the x direction and a numerical value related to the y direction obtained from the sensitivity distribution in the y direction. The inclination may be only a numerical value related to either the x direction or the y direction. The size information includes a numerical value corresponding to the size of the operating body in the x direction obtained from the sensitivity distribution in the x direction and a numerical value corresponding to the size of the operating body in the y direction determined from the sensitivity distribution in the y direction. The size information may include the size of the operating body in the x direction obtained from the sensitivity distribution in the x direction and the size of the operating body in the y direction obtained from the sensitivity distribution in the y direction.

コントローラ22は、所定の静電容量の測定アルゴリズムに基づき、操作体とX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yそれぞれとの間の静電容量を検出する。測定アルゴリズムとしては、例えば、Relaxation Oscillator方式、Charge Transfer方式などを用いることができるが、これに限定されるものではない。 The controller 22, based on the measurement algorithm predetermined capacitance, operating tool and the X, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, Y N with the respective Detect the capacitance between. As a measurement algorithm, for example, a Relaxation Oscillator method, a Charge Transfer method, or the like can be used, but is not limited thereto.

コントローラ22は、X、Y電極パターン31、32の配置ピッチと同様の分解能を有していてもよいが、X、Y電極パターン31、32の配置ピッチ以上の細かさの分解能、例えば配置ピッチの数倍の細かさの分解能を有していることが好ましい。   The controller 22 may have the same resolution as the arrangement pitch of the X and Y electrode patterns 31 and 32, but the resolution is finer than the arrangement pitch of the X and Y electrode patterns 31 and 32, for example, the arrangement pitch. It is preferable to have a resolution that is several times finer.

(表示装置)
表示装置12としては、例えば、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:EL)ディスプレイ、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、プラズマディスプレイ(Plasma Display Panel:PDP)などを用いることができる。表示装置12は、ホスト機器13の制御に基づき、メニュー画面などの各種画面を表示する。
(Display device)
As the display device 12, for example, a liquid crystal display, an electroluminescence (EL) display, a CRT (Cathode Ray Tube) display, a plasma display (Plasma Display Panel: PDP), or the like can be used. The display device 12 displays various screens such as a menu screen based on the control of the host device 13.

(ホスト機器)
ホスト機器13は、電子機器10の本体部である。電子機器10としては、例えば、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなど携帯電話(例えばスマートフォン)、タブレット型コンピュータ、テレビ、カメラ、携帯ゲーム機器、カーナビゲーションシステム、ウェアラブル機器などが挙げられるが、これに限定されるものではない。なお、ホスト機器13が独立して電子機器であってもよい。
(Host device)
The host device 13 is a main body of the electronic device 10. Examples of the electronic device 10 include, but are not limited to, a mobile phone (for example, a smart phone) such as a personal computer and a smartphone, a tablet computer, a television, a camera, a portable game device, a car navigation system, and a wearable device. is not. The host device 13 may be an electronic device independently.

ホスト機器13は、入力装置11から供給される操作体の座標あるいは大凡の位置、タッチ数およびサイズ情報などに基づき、表示装置12の画面表示を制御する。   The host device 13 controls the screen display of the display device 12 based on the coordinates of the operating body supplied from the input device 11 or the approximate position, the number of touches, and size information.

以下、図2から図6を用いて、入力装置11が簡単な処理で手の平などの操作体の大凡の位置を検出することについて説明する。ホスト機器13側で手の平などの大凡の位置が判れば、手の平などが「左から右へ動いた」とか「上部で静止している」とか、様々な事象による処理が可能になる。   Hereinafter, it will be described with reference to FIGS. 2 to 6 that the input device 11 detects an approximate position of an operating body such as a palm by a simple process. If an approximate position such as a palm is known on the host device 13 side, processing by various events such as “the palm has moved from left to right” or “still at the top” becomes possible.

[概要]
図2Aに示すように手の平52をセンサ部21の操作面21sの左端にかざした場合、図2Bに示すようにx方向の感度分布は左端の方が高くなる。このとき最も左端のX電極Xの感度レベルをLxとし、左端から所定間隔W離れたX電極Xの感度レベルをLxとすると、左端近傍におけるx方向の感度分布の傾き(平均傾き)kxは、
kx=(Lx−Lx)/W ・・・(1)
と求めることができる。また、所定間隔Wを固定値とすれば、左端近傍におけるx方向の感度分布の傾きkxは単純に、
kx=Lx−Lx ・・・(2)
で表すことができる。
[Overview]
When the palm 52 is held over the left end of the operation surface 21s of the sensor unit 21 as shown in FIG. 2A, the sensitivity distribution in the x direction becomes higher at the left end as shown in FIG. 2B. In this case the most left end of the sensitivity level of the X electrodes X 0 and Lx 0, when the sensitivity levels of the X electrodes X W spaced a predetermined distance W from the left end and Lx w, the slope of the sensitivity distribution in the x-direction in the left vicinity (average gradient ) Kx is
kx = (Lx w -Lx 0) / W ··· (1)
It can be asked. Further, if the predetermined interval W is a fixed value, the slope kx of the sensitivity distribution in the x direction near the left end is simply
kx = Lx w −Lx 0 (2)
Can be expressed as

同様に操作面21sの右端に手の平52をかざしたとき、右端のX電極Xの感度レベルをLx、右端から所定間隔W離れたX電極XM−Wの感度レベルをLxM−Wとすると、右端近傍におけるx方向の感度分布の傾きkxは、
kx=Lx−LxM−W ・・・(3)
で表すことができる。
When held over the palm 52 at the right end of the likewise operation surface 21s, the right end of the X electrodes X M sensitivity level Lx M of the sensitivity level of the X electrodes X M-W spaced a predetermined distance W from the right and Lx M-W Then, the slope kx of the sensitivity distribution in the x direction near the right end is
kx = Lx M -Lx M-W ··· (3)
Can be expressed as

また、手の平52が左右中央付近にあるときは、左端の傾きkxは“プラス”になり、右端の傾きkxは”マイナス”になる。そこで、このときは傾きkxを“ゼロ”と定義する。   When the palm 52 is near the center of the left and right, the left end inclination kx is “plus” and the right end inclination kx is “minus”. Therefore, at this time, the slope kx is defined as “zero”.

このような計算によれば、手の平52がセンサ部21の左端にあるときは、傾きkxは”マイナス”となり、手の平52がセンサ部21の中央部にあるときは、傾きkxは“ゼロ”となり、手の平52がセンサ部21の右端にあるときは、傾きkxは“プラス”となる。   According to such calculation, when the palm 52 is at the left end of the sensor unit 21, the inclination kx is “minus”, and when the palm 52 is at the center of the sensor unit 21, the inclination kx is “zero”. When the palm 52 is at the right end of the sensor unit 21, the inclination kx is “plus”.

y方向についても同様の計算を行うようにする。すなわち、上端のY電極Yの感度レベルをLY0とすると、上端から所定間隔W離れたY電極Yの感度レベルをLYWとすると、左端近傍におけるy方向の感度分布の傾き(平均傾き)kyは、
ky=Ly−Ly ・・・(4)
で表すことができる。
The same calculation is performed for the y direction. That is, if the sensitivity level of the Y electrode Y 0 at the upper end is L Y0, and the sensitivity level of the Y electrode Y W that is a predetermined distance W away from the upper end is L YW , the slope of the sensitivity distribution in the y direction in the vicinity of the left end (average slope) Ky is
ky = Ly w -Ly 0 (4)
Can be expressed as

同様にセンサ部21の下端に手の平52をかざしたとき、下端のY電極Yの感度レベルをLYN、下端から所定間隔W離れたY電極YM−Wの感度レベルをLYM−Wとすると、下端近傍におけるy方向の感度分布の傾きkyは、
ky=Ly−LyM−W ・・・(5)
で表すことができる。
When held over the palm 52 similarly to the lower end of the sensor unit 21, the sensitivity level L YN of the lower end of the Y electrodes Y N, the sensitivity level of the Y electrode Y M-W spaced a predetermined distance W from the lower end L YM-W Then, the slope ky of the sensitivity distribution in the y direction near the lower end is
ky = Ly M -Ly M-W (5)
Can be expressed as

手の平52がセンサ部21の上端にあるときは、傾きkyは“マイナス”となり、手の平52がセンサ部21の中央部にあるときは、傾きkyは“ゼロ”となり、手の平52がセンサ部21の下端にあるときは、傾きkyは“プラス”となる。   When the palm 52 is at the upper end of the sensor unit 21, the tilt ky is “minus”, and when the palm 52 is at the center of the sensor unit 21, the tilt ky is “zero” and the palm 52 is When it is at the lower end, the inclination ky is “plus”.

したがって、コントローラ22が、上述の傾きkx、kyを求め、それらをホスト機器13側へ送ることにより、ホスト機器13側では手の平52の大凡の位置を検出することができる。   Therefore, the controller 22 obtains the above-described inclinations kx and ky and sends them to the host device 13 side, whereby the approximate position of the palm 52 can be detected on the host device 13 side.

[入力装置の動作]
<<x方向の感度分布の傾き>>
操作面21sに手の平などの操作体が近づけられた場合、コントローラ22は、x方向における傾きkxを以下のようにして算出する。まず、コントローラ22は、X電極X,X,・・・,Xを順次スキャンして、x方向におけるセンサ部21の感度分布を取得する。
[Operation of input device]
<< Slope of sensitivity distribution in x direction >>
When an operating body such as a palm is brought close to the operation surface 21s, the controller 22 calculates the inclination kx in the x direction as follows. First, the controller 22 sequentially scans the X electrodes X 0 , X 1 ,..., X M to acquire the sensitivity distribution of the sensor unit 21 in the x direction.

次に、コントローラ22は、取得したx方向の感度分布から、x方向の異なる位置においてそれぞれ傾きkxを算出する。例えば、操作面21sの左端、中央および右端それぞれの位置において傾きkxを算出する。操作面21sをx方向にn分割(n:3以上の整数)して、各分割領域の境界位置のそれぞれにおいて傾きkxを算出するようにしもよい。また、操作面21sの左端および右端の位置と、操作面21sをx方向にm分割(m:2以上の整数)した各分割領域の境界位置とにおいてそれぞれ傾きkxを算出するようにしもよい。次に、コントローラ22は、算出した複数の傾きkxをホスト機器13に出力する。   Next, the controller 22 calculates an inclination kx at each of different positions in the x direction from the acquired sensitivity distribution in the x direction. For example, the inclination kx is calculated at each of the left end, the center, and the right end of the operation surface 21s. The operation surface 21s may be divided into n in the x direction (n: an integer of 3 or more), and the slope kx may be calculated at each boundary position of each divided region. In addition, the inclination kx may be calculated at the positions of the left end and the right end of the operation surface 21s and the boundary position of each divided region obtained by dividing the operation surface 21s into m directions (m: an integer of 2 or more). Next, the controller 22 outputs the calculated plurality of inclinations kx to the host device 13.

<<y方向の感度分布の傾き>>
操作面21sに手の平などの操作体が近づけられた場合、コントローラ22は、y方向における傾きを以下のようにして算出する。まず、コントローラ22は、Y電極Y,Y,・・・,Yを順次スキャンして、y方向におけるセンサ部21の感度分布を取得する。
<< Slope of sensitivity distribution in y direction >>
When an operating body such as a palm is brought close to the operation surface 21s, the controller 22 calculates the inclination in the y direction as follows. First, the controller 22 sequentially scans the Y electrodes Y 0 , Y 1 ,..., Y M to acquire the sensitivity distribution of the sensor unit 21 in the y direction.

次に、コントローラ22は、取得したy方向の感度分布から、y方向の異なる位置においてそれぞれ傾きkyを算出する。例えば、操作面21sの上端、中央および下端それぞれの位置において傾きkyを算出する。操作面21sをy方向にn分割(n:3以上の整数)して、各分割領域の境界位置それぞれにおいて傾きkyを算出するようにしもよい。また、操作面21sの上端および下端の位置と、操作面21sをy方向にm分割(m:2以上の整数)した各分割領域の境界位置とにおいてそれぞれ傾きkyを算出するようにしもよい。次に、コントローラ22は、算出した複数の傾きkyをホスト機器13に出力する。   Next, the controller 22 calculates the inclination ky at each of different positions in the y direction from the acquired sensitivity distribution in the y direction. For example, the inclination ky is calculated at each of the upper end, the center, and the lower end of the operation surface 21s. The operation surface 21s may be divided into n parts in the y direction (n: an integer of 3 or more), and the slope ky may be calculated at each boundary position of each divided region. Alternatively, the inclination ky may be calculated at the positions of the upper end and the lower end of the operation surface 21s and the boundary position of each divided region obtained by dividing the operation surface 21s into m directions (m: integer of 2 or more). Next, the controller 22 outputs the calculated plurality of inclinations ky to the host device 13.

図3A、図3Bに、操作面21sの左端の中央に操作体として手の平を近づけたときのx、y方向の感度分布の一例を示す。図4A、図4Bに、操作面21sの中央に操作体として手の平を近づけたときのx、y方向の感度分布の一例を示す。図5A、図5Bに、操作面21sの右端の中央に操作体として手の平を近づけたときのx、y方向の感度分布の一例を示す。ここでは、x、y方向における感度分布の傾きkx、kyを0〜255で表現し、手の平が操作面21sの中央部に位置した場合、x、y方向における感度分布の傾きkx、kyが128になるように傾きデータをオフセットして表示している。   FIGS. 3A and 3B show examples of sensitivity distributions in the x and y directions when the palm is brought close to the center of the left end of the operation surface 21s as the operation body. 4A and 4B show examples of sensitivity distributions in the x and y directions when the palm is brought close to the center of the operation surface 21s as the operation body. 5A and 5B show examples of sensitivity distributions in the x and y directions when the palm is brought close to the center of the right end of the operation surface 21s as the operation body. Here, when the slopes kx and ky of the sensitivity distribution in the x and y directions are expressed by 0 to 255, and the palm is located at the center of the operation surface 21s, the slopes kx and ky of the sensitivity distribution in the x and y directions are 128. The tilt data is offset and displayed so that

図3Cは、図3A、図3Bに示した感度分布から、上述の算出方法により求められた座標、傾き、サイズ情報およびタッチ数を示す。図4Cは、図4A、図4Bに示した感度分布から、上述の算出方法により求められた座標、傾き、サイズ情報およびタッチ数を示す。図5Cは、図5A、図5Bに示した感度分布から、上述の算出方法により求められた座標、傾き、サイズ情報およびタッチ数を示す。   FIG. 3C shows coordinates, inclination, size information, and the number of touches obtained by the above-described calculation method from the sensitivity distribution shown in FIGS. 3A and 3B. FIG. 4C shows coordinates, inclination, size information, and the number of touches obtained by the above-described calculation method from the sensitivity distribution shown in FIGS. 4A and 4B. FIG. 5C shows coordinates, inclination, size information, and the number of touches obtained by the above-described calculation method from the sensitivity distribution shown in FIGS. 5A and 5B.

ホスト機器13は、コントローラ22から供給される複数の傾きkx、kyに基づき、操作体の大凡の位置を検出することができる。例えば、kx、kyがそれぞれ“プラス”、“ゼロ”、“マイナス”のいずれであるかを判別することで、操作体の大凡の位置を検出することができる。例えば、kx、kyが共に“プラス”である場合には、操作体が操作面21sの左上の端部近傍にあることを検出することができる。   The host device 13 can detect the approximate position of the operating tool based on a plurality of inclinations kx and ky supplied from the controller 22. For example, the approximate position of the operating body can be detected by determining whether kx and ky are “plus”, “zero”, and “minus”, respectively. For example, when both kx and ky are “plus”, it can be detected that the operating body is in the vicinity of the upper left end of the operating surface 21s.

[効果]
第1の実施形態に係る入力装置11では、操作体の大凡の位置を出力することにより、ホスト機器13側で、例えば、操作面21sに対して上下左右のいずれの方向から手の平などの操作体が近づいているのかを判別したり、手の平などを左右上下斜めに振る方向を判別したりするなど、様々な事象による処理が可能になる。また、操作者が意図としない誤動作を防ぐことも可能になる。
[effect]
In the input device 11 according to the first embodiment, by outputting the approximate position of the operating body, on the host device 13 side, for example, an operating body such as a palm from any of the upper, lower, left and right directions with respect to the operating surface 21s. It is possible to determine whether the object is approaching or to determine the direction in which the palm is shaken diagonally left, right, up, down, and so on. It is also possible to prevent malfunctions that are not intended by the operator.

なお、上述の第1の実施形態では、FPC33とコントローラ22とが別体として設けられている構成を例として説明したが、コントローラ22がFPC33上に実装するようにしてもよい。すなわち、COF(Chip On FPC)の構成を採用してもよい。   In the first embodiment described above, the configuration in which the FPC 33 and the controller 22 are separately provided has been described as an example. However, the controller 22 may be mounted on the FPC 33. That is, a COF (Chip On FPC) configuration may be employed.

また、上述の実施形態では、入力装置11が表示装置12の表示面上に設けられている構成を例として説明したが、入力装置11が表示装置12内に設けられていてもよい。   In the above-described embodiment, the configuration in which the input device 11 is provided on the display surface of the display device 12 has been described as an example. However, the input device 11 may be provided in the display device 12.

<2.第2の実施形態>
第1の実施形態では、複数の信号レベルの分布の傾きを求め、その傾きを出力することによって、操作体の大凡の位置を検知する例について説明した。電子機器10においては、操作体の大凡の位置に加えて、操作体のサイズ情報が有用となる場合もある。以下、操作体のサイズ情報を出力することができる、本発明の第2の実施形態に係る入力装置11を、図6から図8を用いて説明する。なお、第2の実施形態に係る入力装置11の構成は、図1に示すものと同一である。
[入力装置の動作]
コントローラ22におけるサイズ情報の算出方法としては、センサ部21の操作面21sの面積に応じて好適なものを選択して用いることが好ましい。以下に、操作面21sの面積が小面積である場合と、操作面21sの面積が大面積である場合とに分けて、入力装置11の動作について説明する。
<2. Second Embodiment>
In the first embodiment, the example in which the approximate position of the operating tool is detected by obtaining the slope of the distribution of a plurality of signal levels and outputting the slope has been described. In the electronic device 10, in addition to the approximate position of the operating tool, the size information of the operating tool may be useful. Hereinafter, an input device 11 according to a second embodiment of the present invention that can output size information of an operating tool will be described with reference to FIGS. 6 to 8. The configuration of the input device 11 according to the second embodiment is the same as that shown in FIG.
[Operation of input device]
As a method for calculating the size information in the controller 22, it is preferable to select and use a suitable one according to the area of the operation surface 21s of the sensor unit 21. Hereinafter, the operation of the input device 11 will be described separately for a case where the area of the operation surface 21s is a small area and a case where the area of the operation surface 21s is a large area.

ここで、小面積とは、サイズの検出を目的とする操作体(例えば手の平)の大きさと同程度またはそれ以下の面積を意味する。また、大面積とは、サイズの検出を目的とする操作体(例えば手の平)の大きさよりも大きい面積を意味する。   Here, the small area means an area equivalent to or smaller than the size of an operating body (for example, a palm) for detecting the size. Moreover, a large area means an area larger than the size of an operating body (for example, a palm) for the purpose of size detection.

(小面積の操作面)
<<x方向のサイズ情報>>
小面積の操作面21sに操作体が近づけられた場合、コントローラ22は、x方向におけるサイズ情報Sxを以下のようにして算出する。まず、コントローラ22は、X電極X,X,・・・,Xを順次スキャンして、x方向におけるセンサ部21の感度分布を取得する。ここで、感度分布は、静電容量の分布または静電容量に比例する値の分布である。図6Aに、小面積の操作面の中央に操作体として指を近づけたときのx方向の感度分布の一例を示す。図7Aに、小面積の操作面に操作体として手の平を近づけたときのx方向の感度分布の一例を示す。
(Small area operation surface)
<< Size information in x direction >>
When the operating tool is brought close to the small-area operating surface 21s, the controller 22 calculates the size information Sx in the x direction as follows. First, the controller 22 sequentially scans the X electrodes X 0 , X 1 ,..., X M to acquire the sensitivity distribution of the sensor unit 21 in the x direction. Here, the sensitivity distribution is a distribution of capacitance or a distribution of values proportional to the capacitance. FIG. 6A shows an example of the sensitivity distribution in the x direction when a finger is brought close to the center of the operation surface having a small area as an operation body. FIG. 7A shows an example of a sensitivity distribution in the x direction when a palm is brought close to an operation surface having a small area as an operation body.

次に、コントローラ22は、取得したx方向の感度分布から、x方向の感度分布が極大値(ピーク値)となる感度レベルLxと、x方向の感度分布の両端(すなわちx方向における操作面21sの両端)またはそれらの近傍の感度レベルLx、Lxとを用いて、x方向における操作体のサイズ情報Sxを算出する。具体的には、以下の式(6a)を用いて、x方向における操作体のサイズ情報Sxを算出する。
Sx=((Lx+Lx)/Lx)×100 ・・・(6a)
Next, the controller 22 determines, from the acquired sensitivity distribution in the x direction, a sensitivity level Lx p at which the sensitivity distribution in the x direction has a maximum value (peak value), and both ends of the sensitivity distribution in the x direction (that is, the operation surface in the x direction). The size information Sx of the operating body in the x direction is calculated using the sensitivity levels Lx 0 and Lx m in the vicinity of both ends of 21 s). Specifically, the size information Sx of the operating tool in the x direction is calculated using the following equation (6a).
Sx = ((Lx 0 + Lx m ) / Lx p ) × 100 (6a)

<<y方向のサイズ情報>>
小面積の操作面21sに操作体が近づけられた場合、コントローラ22は、y方向におけるサイズ情報Syを以下のようにして算出する。まず、コントローラ22は、Y電極Y,Y,・・・,Yを順次スキャンして、y方向におけるセンサ部21の感度分布を取得する。図6Bに、小面積の操作面21sの中央に操作体として指を近づけたときのy方向の感度分布の一例を示す。図7Bに、小面積の操作面21sに操作体として手の平を近づけたときのy方向の感度分布の一例を示す。
<< Size information in y direction >>
When the operating tool is brought close to the small-area operating surface 21s, the controller 22 calculates the size information Sy in the y direction as follows. First, the controller 22 sequentially scans the Y electrodes Y 0 , Y 1 ,..., Y N to acquire the sensitivity distribution of the sensor unit 21 in the y direction. FIG. 6B shows an example of the sensitivity distribution in the y direction when a finger is brought close to the center of the small area operation surface 21s as an operation body. FIG. 7B shows an example of the sensitivity distribution in the y direction when the palm of the hand is brought close to the small area operation surface 21s.

次に、コントローラ22は、取得したy方向の感度分布から、y方向の感度分布が極大値(ピーク値)となる感度レベルLyと、y方向の感度分布の両端(すなわちy方向における操作面21sの両端)またはそれらの近傍の感度レベルLy、Lyとを用いて、y方向における操作体のサイズ情報を算出する。具体的には、以下の式(6b)を用いて、y方向における操作体のサイズ情報Syを算出する。
Sy=((Ly+Ly)/Ly)×100 ・・・(6b)
Next, the controller 22 determines, from the acquired sensitivity distribution in the y direction, the sensitivity level Ly p at which the sensitivity distribution in the y direction has a maximum value (peak value), and both ends of the sensitivity distribution in the y direction (that is, the operation surface in the y direction). The size information of the operating body in the y direction is calculated using the sensitivity levels Ly 0 and Ly n in the vicinity of both ends of 21 s). Specifically, the size information Sy of the operating tool in the y direction is calculated using the following equation (6b).
Sy = ((Ly 0 + Ly n) / Ly p) × 100 ··· (6b)

式(6a)、(6b)は感度レベルの平坦さでもあり、最大でも200を超えることはなく、操作体が小さくなるほど値は小さくなる。なお、y方向における操作面21sの幅がx方向における操作面21sの幅よりも狭い場合には、サイズ情報Syはサイズ情報Sxよりも大きくなる傾向にある。逆に、y方向における操作面21sの幅がx方向における操作面21sの幅よりも広い場合には、サイズ情報Syはサイズ情報Sxよりも小さくなる傾向にある。   Expressions (6a) and (6b) are also the flatness of the sensitivity level, which does not exceed 200 at the maximum, and the value becomes smaller as the operating body becomes smaller. When the width of the operation surface 21s in the y direction is narrower than the width of the operation surface 21s in the x direction, the size information Sy tends to be larger than the size information Sx. Conversely, when the width of the operation surface 21s in the y direction is wider than the width of the operation surface 21s in the x direction, the size information Sy tends to be smaller than the size information Sx.

なお、コントローラ22は、上述のように取得されたx、y方向それぞれの感度分布から、x、y方向における操作体のサイズ情報以外に、x、y方向における操作体の座標およびタッチ数も算出する。具体的には、コントローラ22は、x、y方向における感度分布の極大点の位置をそれぞれ、x、y方向における操作体の位置として算出する。また、コントローラ22は、x、y方向における感度分布の極大点のうち、所定のレベルを超える極大点の数を、タッチ数として算出する。   The controller 22 also calculates the coordinates of the operating tool and the number of touches in the x and y directions, in addition to the size information of the operating tool in the x and y directions, from the sensitivity distributions acquired in the x and y directions as described above. To do. Specifically, the controller 22 calculates the position of the maximum point of the sensitivity distribution in the x and y directions as the position of the operating body in the x and y directions, respectively. In addition, the controller 22 calculates, as the number of touches, the number of maximum points that exceed a predetermined level among the maximum points of the sensitivity distribution in the x and y directions.

図6Cは、図6A、図6Bに示した感度分布から、上述の動作により算出された座標、サイズ情報、タッチ数を示す。図7Cは、図7A、図7Bに示した感度分布から、上述の動作により算出された座標、サイズ情報、タッチ数を示す。なお、図6C、図7Cに示した図表において、x、y方向それぞれについて2つの座標が示されているのは、コントローラ22がマルチタッチ(すなわち複数の極大値)を検出することが可能であるからである。   FIG. 6C shows coordinates, size information, and the number of touches calculated by the above-described operation from the sensitivity distribution shown in FIGS. 6A and 6B. FIG. 7C shows coordinates, size information, and the number of touches calculated by the above-described operation from the sensitivity distribution shown in FIGS. 7A and 7B. In the charts shown in FIGS. 6C and 7C, the two coordinates are shown for each of the x and y directions so that the controller 22 can detect multi-touch (that is, a plurality of maximum values). Because.

図6C、図7Cから、操作体として指を操作面21sに近づけたときの方が、操作体として手のひらを操作面21sに近づけたときに比べて、x、y方向のサイズ情報Sx、Syのいずれも小さく、両操作体のサイズ情報が大きく異なっていることがわかる。したがって、ホスト機器13は、コントローラ22から出力されたサイズ情報Sx、Syに基づき、操作体として指および手の平のいずれが近づいたのかを判別できる。具体的には例えば、ホスト機器13は、コントローラ22から出力されたサイズ情報Sx、Syが規定値以下である場合には、操作面21sに近接する操作体が指であると判別できる。一方、コントローラ22から出力されたサイズ情報が規定値を超える場合には、操作面21sに近接する操作体が手の平であると判別できる。   6C and 7C, the size information Sx, Sy in the x and y directions is greater when the finger is moved closer to the operation surface 21s as the operation body than when the palm is moved closer to the operation surface 21s as the operation body. Both are small and it can be seen that the size information of the two operating bodies is greatly different. Therefore, the host device 13 can determine which of the finger and the palm is approaching as the operating body based on the size information Sx and Sy output from the controller 22. Specifically, for example, when the size information Sx, Sy output from the controller 22 is equal to or less than a predetermined value, the host device 13 can determine that the operating body close to the operation surface 21s is a finger. On the other hand, when the size information output from the controller 22 exceeds the specified value, it can be determined that the operating body close to the operating surface 21s is a palm.

(大面積の操作面)
<<x方向のサイズ情報>>
大面積の操作面21sに操作体が近づけられた場合、コントローラ22は、x方向におけるサイズ情報Sxを以下のようにして算出する。まず、コントローラ22は、X電極X,X,・・・,Xを順次スキャンして、x方向におけるセンサ部21の感度分布を取得する。図8Aに、大面積の操作面21sの中央に操作体として指を近づけたときのx方向の感度分布の一例を示す。図8Bに、大面積の操作面21sの中央に操作体として手の平を近づけたときのx方向の感度分布の一例を示す。
(Large area operation surface)
<< Size information in x direction >>
When the operating tool is brought close to the large-area operating surface 21s, the controller 22 calculates the size information Sx in the x direction as follows. First, the controller 22 sequentially scans the X electrodes X 0 , X 1 ,..., X M to acquire the sensitivity distribution of the sensor unit 21 in the x direction. FIG. 8A shows an example of the sensitivity distribution in the x direction when a finger is brought close to the center of the large operation surface 21s as an operation body. FIG. 8B shows an example of the sensitivity distribution in the x direction when the palm is brought close to the center of the large-area operation surface 21s as the operation body.

次に、コントローラ22は、取得したx方向の感度分布から、x方向の感度分布が極大値(ピーク値)となる感度レベルLxと、感度レベルLxの位置xからx方向(X電極パターン31の配列方向)に所定間隔Δx離れた位置xの感度レベルLxと、感度レベルLxの位置xからx方向とは反対方向に所定間隔Δx離れた位置の感度レベルLxとを用いて、x方向における操作体のサイズ情報を算出する。具体的には、以下の式(7a)を用いて、x方向における操作体のサイズ情報Sxを算出する。
Sx=((Lx+Lx)/Lx)×100 ・・・(7a)
Next, the controller 22 determines, from the acquired sensitivity distribution in the x direction, the sensitivity level Lx p at which the sensitivity distribution in the x direction has a maximum value (peak value), and the position x p from the position x p of the sensitivity level Lx p (X electrode). a sensitivity level Lx a predetermined distance [Delta] x a distant position x a in the arrangement direction) of the pattern 31, the sensitivity level of the position spaced a predetermined distance [Delta] x b in the direction opposite to the x-direction from the position x p of the sensitivity level Lx p Lx Using b , the size information of the operating body in the x direction is calculated. Specifically, the size information Sx of the operating tool in the x direction is calculated using the following equation (7a).
Sx = ((Lx a + Lx b ) / Lx p ) × 100 (7a)

なお、間隔Δx、Δxは、Δx、Δxの和(Δx+Δx)がサイズ情報Sxの検出を目的とする操作体(例えば手の平)の大きさと同程度となるように選択することが好ましい。間隔Δx、Δxは同一の値であることが好ましいが、異なる値であってもよい。 The intervals Δx a and Δx b are selected so that the sum of Δx a and Δx b (Δx a + Δx b ) is approximately the same as the size of an operating body (for example, a palm) for the purpose of detecting the size information Sx. It is preferable. The intervals Δx a and Δx b are preferably the same value, but may be different values.

<<y方向のサイズ情報>>
コントローラ22は、y方向の感度分布が極大値(ピーク値)となる感度レベルLyと、感度レベルLyの位置yからy方向(Y電極パターン32の配列方向)に所定間隔Δy離れた位置の感度レベルLyと、感度レベルLyの位置yからy方向とは反対方向に所定間隔Δy離れた位置の感度レベルLyとを用いて、y方向におけるサイズ情報Syを算出する。具体的には、以下の式(7b)を用いて、y方向における操作体のサイズ情報Syを算出する。
Sy=((Ly+Ly)/Ly)×100 ・・・(7b)
<< Size information in y direction >>
Controller 22, the sensitivity distribution of the maximum value of the y-direction and sensitivity levels Ly p as the (peak value), the predetermined interval [Delta] y a separation in the y-direction from the position y p of the sensitivity level Ly p (arrangement direction of the Y electrode pattern 32) calculating a sensitivity level Ly a position, the y-direction from the position y p of the sensitivity level Ly p by using the sensitivity level Ly b position spaced a predetermined distance [Delta] y b in the opposite direction, the size information Sy in the y direction To do. Specifically, the size information Sy of the operating tool in the y direction is calculated using the following formula (7b).
Sy = ((Ly a + Ly b ) / Ly p ) × 100 (7b)

なお、間隔Δy、Δyは、Δy、Δyの和(Δy+Δy)がサイズ情報Syの検出を目的とする操作体(例えば手の平)の大きさと同程度となるように選択することが好ましい。間隔Δy、Δyは同一の値であることが好ましいが、異なる値であってもよい。 The intervals Δy a and Δy b are selected so that the sum of Δy a and Δy b (Δy a + Δy b ) is approximately the same as the size of the operating body (for example, the palm) for detecting the size information Sy. It is preferable. The intervals Δy a and Δy b are preferably the same value, but may be different values.

[効果]
第2の実施形態に係る入力装置11では、コントローラ22が操作体の操作体の座標や大凡の位置、タッチ数の他に、近接時の操作体のサイズ情報も算出し、それらの情報をホスト機器13に出力する。これにより、x、y方向の感度分布の生データをコントローラ22からホスト機器13に出力せずに済むので、ホスト機器13へのデータ出力量を低減することができる。
[effect]
In the input device 11 according to the second embodiment, the controller 22 calculates not only the coordinates of the operating body of the operating body, the approximate position, and the number of touches, but also the size information of the operating body at the time of proximity, and the information is hosted. Output to the device 13. Thereby, since it is not necessary to output the raw data of the sensitivity distribution in the x and y directions from the controller 22 to the host device 13, the amount of data output to the host device 13 can be reduced.

また、コントローラ22が操作体のサイズ情報Sx、Syをホスト機器13に出力することにより、ホスト機器13側で、上述した傾きによる操作体の大凡の位置に加えて、例えば、操作体として指および手の平のいずれが近づいているのかを区別できる。また、操作者が意図としない誤動作を防ぐことも可能になる。   Further, when the controller 22 outputs the size information Sx, Sy of the operating tool to the host device 13, in addition to the approximate position of the operating tool due to the tilt described above on the host device 13, for example, a finger and You can distinguish which palm is approaching. It is also possible to prevent malfunctions that are not intended by the operator.

[変形例]
上述の第2の実施形態では、コントローラ22が、x、y方向の感度分布が極大値となる感度レベルLx、Lyを用いて、操作体のサイズ情報Sx、Syを算出する例について説明したが、本発明はこの例に限定されるものでない。例えば、極大値となる感度レベルLx、Lyに代えて、x、y方向における操作面21sのほぼ中央位置の感度レベルを用いるようにしてもよい。
[Modification]
In the second embodiment described above, an example is described in which the controller 22 calculates the size information Sx and Sy of the operating tool using the sensitivity levels Lx p and Ly p at which the sensitivity distribution in the x and y directions becomes maximum values. However, the present invention is not limited to this example. For example, instead of the sensitivity levels Lx p and Ly p that are maximum values, the sensitivity level at the approximate center position of the operation surface 21s in the x and y directions may be used.

また、上述の第2の実施形態では、コントローラ22が、x方向の感度分布が極大値となる感度レベルLxpと、x方向の感度分布の両端またはそれらの近傍の感度レベルLx、Lxとの3つの感度レベルを用いて、操作体のサイズ情報Sxを算出する例について説明したが、本発明はこの例に限定されるものでない。例えば、コントローラ22が、x方向の感度分布が極大値となる感度レベルLxと、x方向の感度分布の両端またはそれらの近傍の感度レベルLx、Lxのうちのいずれか一方の感度レベルとの2つ感度レベルを用いて、操作体のサイズ情報Sxを算出するようにしてもよい。具体的には、以下の式(8a)および式(8b)のうちのいずれか一方を用いて、x方向における操作体のサイズ情報Sxを算出するようにしてもよい。
Sx=(Lx/Lx)×100 ・・・(8a)
Sx=(Lx/Lx)×100 ・・・(8b)
In the second embodiment described above, the controller 22 determines that the sensitivity level L xp at which the sensitivity distribution in the x direction has a maximum value and the sensitivity levels Lx 0 and Lx m at both ends of the sensitivity distribution in the x direction or in the vicinity thereof. The example of calculating the size information Sx of the operating body using the three sensitivity levels has been described, but the present invention is not limited to this example. For example, the controller 22, the sensitivity level Lx p sensitivity distribution in the x direction becomes the maximum value, one of the sensitivity level of the ends or sensitivity level Lx 0 in the vicinity thereof, Lx m of the sensitivity distribution in the x-direction The size information Sx of the operating tool may be calculated using the two sensitivity levels. Specifically, the size information Sx of the operating tool in the x direction may be calculated using one of the following formulas (8a) and (8b).
Sx = (Lx 0 / Lx p ) × 100 (8a)
Sx = (Lx m / Lx p ) × 100 (8b)

なお、コントローラ22が、上述のx方向における操作体のサイズ情報Sと同様に2つの感度レベルを用いて、y方向における操作体のサイズ情報Sを算出するようにしてもよい。 Note that the controller 22 may calculate the size information S y of the operating tool in the y direction using two sensitivity levels in the same manner as the size information S x of the operating tool in the x direction described above.

<3.第3の実施形態>
第2の実施形態では、センサ部21の感度分布、すなわち静電容量に比例した値の分布を用いて、操作体のサイズ情報Sx、Syを算出する例について説明したが、サイズ情報Sx、Syの算出方法はこの例に限定されるものではない。第3の実施形態では、静電容量の逆数の分布を用いて、操作体のサイズ情報Sx、Syを算出する例について説明する。
<3. Third Embodiment>
In the second embodiment, the example of calculating the size information Sx, Sy of the operating body using the sensitivity distribution of the sensor unit 21, that is, the distribution of values proportional to the capacitance has been described. However, the size information Sx, Sy is described. The calculation method is not limited to this example. In the third embodiment, an example in which the size information Sx, Sy of the operating tool is calculated using the inverse distribution of the capacitance will be described.

[概要]
図9は、平行平板電極の構成の一例を示す。図9に示すように、平行平板電極は、間隔d離して平行に対向配置された平板電極41、42と、これらの平板電極41、42間に設けられた誘電体43とを備える。このような構成を有する平行平板電極の静電容量Cは、一般に下記の式(9)で表される。この式(9)から分かるように、静電容量Cは、距離dに反比例する。
C=εε(S/d) ・・・(9)
但し、ε:真空中の誘電率(ε=8.854×10−12[F/m])、ε:比誘電率、S:電極間の対向面積[m]、d:誘電体厚[m]
したがって、センサ部21のX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yの感度(静電容量に比例)の逆数から容易に指などの操作体までの距離が計算できる。
[Overview]
FIG. 9 shows an example of the configuration of parallel plate electrodes. As shown in FIG. 9, the parallel plate electrode includes plate electrodes 41, 42 arranged in parallel and spaced apart from each other by a distance d, and a dielectric 43 provided between the plate electrodes 41, 42. The capacitance C of the parallel plate electrode having such a configuration is generally represented by the following formula (9). As can be seen from this equation (9), the capacitance C is inversely proportional to the distance d.
C = ε 0 ε (S / d) (9)
Where ε 0 : dielectric constant in vacuum (ε 0 = 8.854 × 10 −12 [F / m]), ε: relative dielectric constant, S: facing area [m 2 ] between electrodes, d: dielectric Thickness [m]
Thus, X of the sensor unit 21, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, readily finger from the reciprocal of the sensitivity of Y N (proportional to the capacitance) The distance to the operating body can be calculated.

例えば、図10Aのように配置されたX電極X,X,・・・,Xと指51との間の静電容量をC,C,・・・,Cとすると、X電極X,X,・・・,Xと指との間の距離d,d,・・・,dは、下記の式(10)より表される。
=k(S/C) ・・・(10)
但し、n:電極番号、k:係数
また、操作体が指ではなく手の平の場合は、図10Bに示すように距離d,d,・・・,dの差は小さくなることもわかる。
For example, X electrodes X 0, which is arranged as shown in FIG 10A, X 1, ···, C 0, C 1 and the capacitance between the X 6 and the finger 51, ..., when C 6, The distances d 0 , d 1 ,..., D 6 between the X electrodes X 0 , X 1 ,..., X 6 and the finger are expressed by the following formula (10).
d n = k (S / C n ) (10)
However, n: electrode number, k: coefficient In addition, if the operation member is the palm rather than a finger, the distance d 0, d 1 as shown in FIG. 10B, · · ·, the difference in d 6 is seen also be reduced .

したがって、X電極X,X,・・・,Xと操作体との間の静電容量の逆数の分布から操作体の大きさがわかる。例えば、コントローラ22が、図10Aにおいて最も小さい値、X電極Xの値dとそこから一定の距離にある電極Xの値dを比較する。そして、その差が大きい場合には操作体が小さく、差が小さい場合には操作体が大きいと判断できる。 Therefore, the size of the operating body can be determined from the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacity between the X electrodes X 0 , X 1 ,..., X 6 and the operating body. For example, the controller 22 compares the value d 0 of the electrodes X 0 in the smallest value, a certain distance from it to the value d 3 of the X electrode X 3 in FIG. 10A. When the difference is large, it can be determined that the operating tool is small, and when the difference is small, the operating tool is large.

[入力装置の動作]
以下に、操作面21sの面積が小面積である場合と、操作面21sの面積が大面積である場合とに分けて、入力装置11の動作について説明する。
[Operation of input device]
Hereinafter, the operation of the input device 11 will be described separately for a case where the area of the operation surface 21s is a small area and a case where the area of the operation surface 21s is a large area.

<小面積の操作面>
<<x方向のサイズ情報>>
小面積の操作面21sに操作体が近づけられた場合、コントローラ22は、x方向におけるサイズ情報Sxを以下のようにして算出する。まず、コントローラ22は、X電極X,X,・・・,Xを順次スキャンして、x方向におけるセンサ部21の静電容量を取得する。さらに、静電容量の逆数または静電容量に反比例する値を演算によって求めことで、X方向の静電容量の逆数の分布を取得する。図11Aに、小面積の操作面21sの中央に操作体として指を近づけたときのx方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す。図12Aに、小面積の操作面21sの中央に操作体として手の平を近づけたときのx方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す。
<Small area operation surface>
<< Size information in x direction >>
When the operating tool is brought close to the small-area operating surface 21s, the controller 22 calculates the size information Sx in the x direction as follows. First, the controller 22 sequentially scans the X electrodes X 0 , X 1 ,..., X M to acquire the capacitance of the sensor unit 21 in the x direction. Further, the inverse of the electrostatic capacity or a value inversely proportional to the electrostatic capacity is obtained by calculation, thereby obtaining the distribution of the inverse of the electrostatic capacity in the X direction. FIG. 11A shows an example of the distribution of the reciprocal of the capacitance in the x direction when a finger is brought close to the center of the operation surface 21s having a small area. FIG. 12A shows an example of the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacitance in the x direction when the palm is brought close to the center of the small area operation surface 21s as the operation body.

次に、コントローラ22は、取得したx方向の静電容量の逆数の分布から、x方向の静電容量の逆数の分布が極小値となるレベル(1/Lx)と、x方向の静電容量の逆数の分布の両端(すなわちx方向における操作面21sの両端)またはそれらの近傍のレベル(1/Lx)、(1/Lx)とを用いて、x方向における操作体のサイズ情報Sxを算出する。具体的には、以下の式(11a)を用いて、x方向における操作体のサイズ情報Sxを算出する。
Sx=((1/Lx)+(1/Lx))−(1/Lx) ・・・(11a)
Next, the controller 22 determines the level (1 / Lx p ) at which the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacity in the x direction is a minimum value from the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacity in the x direction and the electrostatic capacity in the x direction. Using the both ends of the distribution of the reciprocal capacity (that is, both ends of the operation surface 21s in the x direction) or levels (1 / Lx 0 ) and (1 / Lx m ) in the vicinity thereof, the size information of the operation body in the x direction. Sx is calculated. Specifically, the size information Sx of the operating tool in the x direction is calculated using the following formula (11a).
Sx = ((1 / Lx 0 ) + (1 / Lx m )) − (1 / Lx p ) (11a)

<<y方向のサイズ情報>>
小面積の操作面21sに操作体が近づけられた場合、コントローラ22は、y方向におけるサイズ情報Syを以下のようにして算出する。まず、コントローラ22は、Y電極Y,Y,・・・,Yを順次スキャンして、y方向におけるセンサ部21の静電容量の逆数の分布を取得する。図11Bに、小面積の操作面21sの中央に操作体として指を近づけたときのy方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す。図12Bに、小面積の操作面21sの中央に操作体として手の平を近づけたときのy方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す。
<< Size information in y direction >>
When the operating tool is brought close to the small-area operating surface 21s, the controller 22 calculates the size information Sy in the y direction as follows. First, the controller 22 sequentially scans the Y electrodes Y 0 , Y 1 ,..., Y N to obtain a reciprocal distribution of the capacitance of the sensor unit 21 in the y direction. FIG. 11B shows an example of the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacitance in the y direction when a finger is brought close to the center of the small-area operation surface 21s as an operation body. FIG. 12B shows an example of the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacitance in the y direction when the palm of the hand is brought close to the center of the small area operation surface 21s.

次に、コントローラ22は、取得したy方向の静電容量の逆数の分布から、y方向の静電容量の逆数の分布が極小値となるレベル(1/Ly)と、y方向の静電容量の逆数の分布の両端(すなわちy方向における操作面21sの両端)またはそれらの近傍のレベル(1/Ly)、(1/Ly)とを用いて、y方向における操作体のサイズ情報Syを算出する。具体的には、以下の式を用いて、y方向における操作体のサイズ情報Sを算出する。
Sy=((1/Ly)+(1/Ly))−(1/Ly) ・・・(11b)
Next, the controller 22 determines the level (1 / Ly p ) at which the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacity in the y direction becomes a minimum value from the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacity in the y direction and the electrostatic capacity in the y direction. level in the vicinity of both ends (i.e. both ends of the operating surface 21s in the y-direction) or their distribution of the reciprocal of capacitance (1 / Ly 0), by using the (1 / Ly n), the size information of the operating body in the y-direction Sy is calculated. Specifically, the size information S y of the operating tool in the y direction is calculated using the following equation.
Sy = ((1 / Ly 0 ) + (1 / Ly n)) - (1 / Ly p) ··· (11b)

図11Cは、図11A、図11Bに示した静電容量の逆数の分布から求めた座標、サイズ情報およびタッチ数を示す。図12Cは、図12A、図12Bに示した静電容量の逆数の分布から求めた座標、サイズ情報およびタッチ数を示す。なお、図11C、図12Cに記述したサイズ情報値は、1バイト長、すなわち、0〜255の範囲の値でサイズ情報を表すために、実際のSx、Syの値に必要な係数をかけて求めた換算値に基づくものであり、この値の大小の傾向を実際のサイズの大小と一致させるために、
255−(Sxの換算値)、255−(Syの換算値)
の演算を施すことによって求めた値である。
FIG. 11C shows coordinates, size information, and the number of touches obtained from the distribution of the reciprocal capacitance shown in FIGS. 11A and 11B. FIG. 12C shows coordinates, size information, and the number of touches obtained from the distribution of the reciprocal capacitance shown in FIGS. 12A and 12B. Note that the size information values described in FIGS. 11C and 12C are 1 byte length, that is, in order to represent the size information with a value in the range of 0 to 255, the necessary values are multiplied by the actual Sx and Sy values. In order to match the trend of the magnitude of this value with the magnitude of the actual size,
255-(converted value of Sx), 255-(converted value of Sy)
This is a value obtained by performing the operation.

<大面積の操作面>
<<x方向のサイズ情報>>
大面積の操作面21sに操作体が近づけられた場合、コントローラ22は、x方向におけるサイズ情報Sxを以下のようにして算出する。まず、コントローラ22は、X電極X,X,・・・,Xを順次スキャンして、x方向におけるセンサ部21の静電容量の逆数の分布を取得する。図13Aに、大面積の操作面21sの中央に操作体として指を近づけたときのx方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す。図13Bに、大面積の操作面21sの中央に操作体として手の平を近づけたときのx方向の静電容量の逆数の分布の一例を示す。
<Large-area operation surface>
<< Size information in x direction >>
When the operating tool is brought close to the large-area operating surface 21s, the controller 22 calculates the size information Sx in the x direction as follows. First, the controller 22 sequentially scans the X electrodes X 0 , X 1 ,..., X M to acquire the distribution of the reciprocal of the capacitance of the sensor unit 21 in the x direction. FIG. 13A shows an example of the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacitance in the x direction when a finger is brought close to the center of the large operation surface 21s as an operation body. FIG. 13B shows an example of the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacitance in the x direction when the palm of the hand is brought close to the center of the large-area operation surface 21s.

次に、コントローラ22は、取得したx方向の静電容量の逆数の分布から、x方向の静電容量の逆数の分布が極小となるレベル(1/Lx)と、レベル(1/Lx)の位置xpからx方向(X電極パターン31の配列方向)に所定間隔Δx離れた位置xのレベル(1/Lx)と、レベル(1/Lx)の位置xpからx方向とは反対方向に所定間隔Δx離れた位置のレベル(1/Lx)とを用いて、x方向における操作体のサイズ情報Sxを算出する。具体的には、以下の式(12a)を用いて、x方向における操作体のサイズ情報Sxを算出する。
Sx=((1/Lx)+(1/Lx))−(1/Lx) ・・・(12a)
Next, the controller 22 determines the level (1 / Lx p ) and the level (1 / Lx p ) at which the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacity in the x direction is minimized from the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacity in the x direction. ) and the level of the position x a spaced predetermined distance [Delta] x a from the position xp in the x direction (arrangement direction of the X electrode pattern 31) of (1 / Lx a), the x-direction from the position xp level (1 / Lx p) Calculates the size information Sx of the operating body in the x direction using the level (1 / Lx b ) at a position spaced apart by a predetermined interval Δx b in the opposite direction. Specifically, the size information Sx of the operating tool in the x direction is calculated using the following formula (12a).
Sx = ((1 / Lx a ) + (1 / Lx b )) − (1 / Lx p ) (12a)

<<y方向のサイズ情報>>
コントローラ22は、y方向の静電容量の逆数の分布が極小値となるレベル(1/Lyp)と、レベル(1/Lyp)の位置yからy方向(Y電極パターン32の配列方向)に所定間隔Δy離れた位置のレベル(1/Lya)と、レベル(1/Lyp)の位置yからy方向とは反対方向に所定間隔Δy離れた位置のレベル(1/Lyb)とを用いて、y方向におけるサイズ情報Syを算出する。具体的には、以下の式(12b)を用いて、y方向における操作体のサイズ情報Syを算出する。
Sy=((1/Lya)+(1/Lyb))−(1/Lyp) ・・・(12b)
<< Size information in y direction >>
Controller 22, the array direction of y to the direction of distribution of the reciprocal of the capacitance becomes the minimum value level (1 / L yp), level (1 / L yp) y-direction from the position y p of the (Y electrode patterns 32 ) At a position (1 / L ya ) that is a predetermined distance Δy a apart, and a level (1 / L y) at a position that is a predetermined distance Δy b away from the position y p of the level (1 / L yp ) in the direction opposite to the y direction. L yb ) is used to calculate the size information Sy in the y direction. Specifically, the size information Sy of the operating tool in the y direction is calculated using the following equation (12b).
Sy = ((1 / L ya ) + (1 / L yb )) − (1 / L yp ) (12b)

[変形例]
上述の第3の実施形態では、コントローラ22が、x、y方向の静電容量の逆数の分布が極小値となるレベル(1/Lx)、(1/Ly)を用いて、操作体のサイズ情報Sx、Syを算出する例について説明したが、本発明はこの例に限定されるものでない。例えば、レベル(1/Lx)、(1/Ly)に代えて、x、y方向における操作面21sのほぼ中央位置のレベルを用いるようにしてもよい。
[Modification]
In the above-described third embodiment, the controller 22 uses the levels (1 / Lx p ) and (1 / Ly p ) at which the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacity in the x and y directions is a minimum value. Although the example of calculating the size information Sx and Sy of the above has been described, the present invention is not limited to this example. For example, instead of the levels (1 / Lx p ) and (1 / Ly p ), the level at the substantially central position of the operation surface 21 s in the x and y directions may be used.

また、上述の第3の実施形態では、コントローラ22が、x方向の静電容量の逆数の分布が極小値となるレベル(1/Lx)と、x方向の静電容量の逆数の分布の両端またはそれらの近傍のレベル(1/Lx)、(1/Lx)との3つのレベルを用いて、操作体のサイズ情報Sxを算出する例について説明したが、本発明はこの例に限定されるものでない。例えば、コントローラ22が、x方向の静電容量の逆数の分布が極小値となるレベル(1/Lx)と、x方向の静電容量の逆数の分布の両端またはそれらの近傍のレベル(1/Lx)、(1/Lx)のうちのいずれか一方のレベルとの2つレベルを用いて、操作体のサイズ情報Sxを算出するようにしてもよい。具体的には、以下の式(13a)および式(13b)のうちのいずれか一方を用いて、x方向における操作体のサイズ情報Sを算出するようにしてもよい。
Sx=(1/Lx)−(1/Lx) ・・・(13a)
Sx=(1/Lx)−(1/Lx) ・・・(13b)
Further, in the third embodiment described above, the controller 22 determines the level (1 / Lx p ) at which the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacitance in the x direction becomes a minimum value and the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacitance in the x direction. The example in which the size information Sx of the operating body is calculated using the three levels of the levels (1 / Lx 0 ) and (1 / Lx m ) at both ends or in the vicinity thereof has been described. It is not limited. For example, the controller 22 has a level (1 / Lx p ) at which the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacitance in the x direction becomes a minimum value, and a level (1) at both ends of the distribution of the reciprocal of the electrostatic capacity in the x direction. The size information Sx of the operating tool may be calculated by using two levels of either one of / Lx 0 ) and (1 / Lx m ). Specifically, the size information S x of the operating tool in the x direction may be calculated using one of the following formulas (13a) and (13b).
Sx = (1 / Lx 0 ) − (1 / Lx p ) (13a)
Sx = (1 / Lx m ) − (1 / Lx p ) (13b)

なお、コントローラ22が、上述のx方向における操作体のサイズ情報Sxと同様に2つのレベルを用いて、y方向における操作体のサイズ情報Syを算出するようにしてもよい。   Note that the controller 22 may calculate the size information Sy of the operating tool in the y direction using two levels in the same manner as the size information Sx of the operating tool in the x direction described above.

<4.第4の実施形態>
以下、本発明の第4の実施形態に係る入力装置101を、図14と図15を用いて説明する。入力装置101は、図14に示すように、入力装置101を構成する主要回路部品が2種類の非振動側回路基板102と振動側回路基板103に分けて搭載されている。
<4. Fourth Embodiment>
Hereinafter, an input device 101 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. As shown in FIG. 14, the input device 101 has the main circuit components constituting the input device 101 mounted on two types of non-vibration side circuit boards 102 and vibration side circuit boards 103.

非振動回路基板102には、接地電位とした低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCCとからなる基準電源回路104が配線され、低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCC間に直流電圧Vccを印加するDC電源105が接続されている。これにより、非振動回路基板102に搭載されるインターフェース回路106等の各回路部品を基準電源回路104に接続し、DC電源105の出力電圧Vccにより駆動させている。   The non-vibration circuit board 102 is wired with a reference power supply circuit 104 including a low-voltage reference power supply line GND and a high-voltage reference power supply line VCC, which are set to the ground potential, and a DC voltage Vcc between the low-voltage reference power supply line GND and the high-voltage reference power supply line VCC. Is connected to a DC power source 105. Thereby, each circuit component such as the interface circuit 106 mounted on the non-vibration circuit board 102 is connected to the reference power supply circuit 104 and driven by the output voltage Vcc of the DC power supply 105.

また、振動側回路基板103には、低圧振動電源線SGNDと高圧振動電源線SVCCとからなる振動電源回路107が配線されている。低圧振動電源線SGNDは低圧基準電源線GNDと、高圧振動電源線SVCCは高圧基準電源線VCCと、それぞれコイル108、109を介して接続している。コイル108とコイル109のインダクタンスは、いずれも後述する固有周波数fの固有発振信号SGに対してハイインピーダンスとなる値に設定され、ここでは、同一のインダクタンスLのコイル108、109を用いている。これにより、図14に示すように、基準電源回路104の低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCCへ、固有周波数fの固有発振信号SGを同期させて出力すると、基準電源回路104の低圧基準電源線GNDが接地されて安定した電位にあるので、振動電源回路107の低圧振動電源線SGNDと高圧振動電源線SVCCの電位が、同期して固有周波数fで変動し、両者間の電圧は、基準電源回路104と同じ直流出力電圧Vccとなる。   Further, the vibration side circuit board 103 is provided with a vibration power supply circuit 107 including a low voltage vibration power supply line SGND and a high voltage vibration power supply line SVCC. The low-voltage vibration power supply line SGND is connected to the low-voltage reference power supply line GND, and the high-voltage vibration power supply line SVCC is connected to the high-voltage reference power supply line VCC via coils 108 and 109, respectively. The inductances of the coil 108 and the coil 109 are both set to a value having a high impedance with respect to a natural oscillation signal SG having a natural frequency f described later. Here, the coils 108 and 109 having the same inductance L are used. As a result, as shown in FIG. 14, when the natural oscillation signal SG of the natural frequency f is synchronized and output to the low voltage reference power line GND and the high voltage reference power line VCC of the reference power circuit 104, the low voltage reference of the reference power circuit 104 is output. Since the power supply line GND is grounded and at a stable potential, the potentials of the low-voltage vibration power supply line SGND and the high-voltage vibration power supply line SVCC of the vibration power supply circuit 107 fluctuate synchronously with the natural frequency f. The DC output voltage Vcc is the same as that of the reference power supply circuit 104.

振動電源回路107が配線された振動側回路基板103には、図14に示す多数のX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yが、振動電源回路107の低圧振動電源線SGNDと高圧振動電源線SVCCのいずれかの、ここでは高圧振動電源線SVCCに接続している。多数のX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yは、振動側回路基板103若しくは振動側回路基板103と別に設ける絶縁パネルの入力操作面となる表面に沿って互いに絶縁して配置され、操作者が入力操作体である指を入力操作面に向けて入力操作を行うと、X、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yが指に対向若しくは接近するように入力操作面の全面に配置されている。 On the vibration side circuit board 103 to which the vibration power supply circuit 107 is wired, a number of X, Y electrodes X 0 , X 1 ,..., X M , Y 0 , Y 1 ,. N is connected to either the low-voltage vibration power supply line SGND or the high-voltage vibration power supply line SVCC of the vibration power supply circuit 107, here the high-voltage vibration power supply line SVCC. Numerous X, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, Y N is the separately provided insulating panel and the vibration-side circuit board 103 or the vibration-side circuit board 103 When the operator performs an input operation with the finger as the input operation body directed toward the input operation surface along the surface to be the input operation surface, the X and Y electrodes X 0 , X 1 ,. .., X M , Y 0 , Y 1 ,..., Y N are arranged on the entire input operation surface so as to face or approach the fingers.

全てのX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yが高圧振動電源線SVCCに接続することによって、その電位は固有周波数fで振動する一方、足下などの一部が接地している操作者の指の電位は定電位であるので、指が接近して指との静電容量Cfが増大するX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yでは、X、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yから指へ静電容量Cfを介して固有周波数fの電圧信号が出力される。これを、固有周波数fで振動する振動電源回路107からみれば、入力操作により指が接近するX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yの電位が相対的に固有周波数fで振動するものとなり、振動電源回路107で駆動する入力操作検出手段において、固有周波数fの電位変動信号、すなわち固有発振信号を検出でき、固有発振信号が検出されたX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yから入力操作を検出できる。 When all the X and Y electrodes X 0 , X 1 ,..., X M , Y 0 , Y 1 ,..., Y N are connected to the high-voltage vibration power supply line SVCC, the potential becomes the natural frequency f. Since the potential of the finger of the operator whose part such as the foot is grounded while being vibrated is a constant potential, the X, Y electrodes X 0 , X where the finger approaches and the capacitance Cf with the finger increases. 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, the Y N, X, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, voltage signal of natural frequency f is output via the electrostatic capacitance Cf from Y N to the finger. If this is viewed from the vibration power supply circuit 107 that vibrates at the natural frequency f, the X, Y electrodes X 0 , X 1 ,..., X M , Y 0 , Y 1 ,. , it is assumed that the potential of the Y N vibrates at a relatively natural frequency f, the input operation detection means for driving a vibration source circuit 107, the potential variation signal of natural frequency f, i.e. to detect a specific oscillation signal, inherent oscillation signal X but detected, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, can detect an input operation from the Y N.

このように入力操作を検出するために、振動側回路基板103には、更に、アナログマルチプレクサ112、バンドパスフィルタ113、A/Dコンバータ114、MPU(マイクロプロセッサユニット)10及び発振回路115の各回路素子が搭載され、いずれも振動電源回路107の低圧振動電源線SGNDと高圧振動電源線SVCCに接続し、DC電源105から出力電圧Vccを受けて動作している。   In order to detect the input operation in this manner, the vibration side circuit board 103 further includes circuits of an analog multiplexer 112, a band pass filter 113, an A / D converter 114, an MPU (microprocessor unit) 10, and an oscillation circuit 115. The elements are mounted, and both are connected to the low-voltage vibration power supply line SGND and the high-voltage vibration power supply line SVCC of the vibration power supply circuit 107 and operate by receiving the output voltage Vcc from the DC power supply 105.

全てのX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yは、アナログマルチプレクサ112の入力に接続し、アナログマルチプレクサ112は、MPU110からの切り替え制御により、一定の走査周期で全てのX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yを一パターン毎に、図示しない増幅回路を介してバンドパスフィルタ113へ接続する。 All X, Y electrodes X 0 , X 1 ,..., X M , Y 0 , Y 1 ,..., Y N are connected to the input of the analog multiplexer 112, and the analog multiplexer 112 is connected to the MPU 110. the switching control, all X at a constant scanning cycle, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, a Y N every one pattern, not shown amplifier circuit To the band-pass filter 113.

バンドパスフィルタ113は、固有発振信号の固有周波数fを中心とする周波数帯域の信号を通過させるもので、バンドパスフィルタ113で、直流信号等の低周波成分とコモンモードノイズ等の高周波ノイズがカットされ、固有発振信号SGのみが後段のA/Dコンバータ114へ出力される。   The band pass filter 113 passes a signal in a frequency band centered on the natural frequency f of the natural oscillation signal. The band pass filter 113 cuts low frequency components such as a DC signal and high frequency noise such as common mode noise. Then, only the natural oscillation signal SG is output to the A / D converter 114 at the subsequent stage.

A/Dコンバータ114は、固有発振信号SGの固有周波数fの少なくとも2倍以上の周波数でサンプリングし、固有発振信号SGのレベルを量子化してMPU110へ出力する。 The A / D converter 114 samples at a frequency that is at least twice the natural frequency f of the natural oscillation signal SG, quantizes the level of the natural oscillation signal SG, and outputs the quantized signal to the MPU 110.

A/Dコンバータ114から出力される量子化データは、その時にアナログマルチプレクサ112が選択接続したX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yの固有発振信号SGの検出レベルを表すので、入力操作を検出する入力操作検出手段として作用するMPU110では、そのX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yの接続期間中にA/Dコンバータ114から入力された量子化データの総和を所定の閾値と比較し、所定の閾値以上である場合に固有発振信号SGを検出したものと判定し、入力操作があったことと、そのX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yの配設位置から入力操作位置を検出する。入力操作位置などの検出した入力操作データは、直流が絶縁された信号線116を介して、非振動回路基板102に搭載されるインターフェース回路106に出力され、インターフェース回路106からUSB通信、IC通信等で入力操作データを利用する上位機器に出力される。 The quantized data output from the A / D converter 114 is the X and Y electrodes X 0 , X 1 ,..., X M , Y 0 , Y 1 ,. Since it represents the detection level of the natural oscillation signal SG of Y N , the MPU 110 acting as input operation detection means for detecting the input operation has its X, Y electrodes X 0 , X 1 ,..., X M , Y 0 , The sum of the quantized data input from the A / D converter 114 during the connection period of Y 1 ,..., Y N is compared with a predetermined threshold, and the natural oscillation signal SG is detected when the total is equal to or higher than the predetermined threshold. and the determined ones and, and that there is an input operation, the X, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1 input, ..., from the arrangement position of the Y N Detect the operation position. The detected input operation data such as the input operation position is output to the interface circuit 106 mounted on the non-vibration circuit board 102 via the signal line 116 in which the direct current is insulated, and the interface circuit 106 performs USB communication and I 2 C. It is output to a host device that uses input operation data in communication or the like.

発振回路115は、固定周波数fckのクロックCKを、アナログマルチプレクサ112、バンドパスフィルタ113、A/Dコンバータ114、MPU110へ発振出力し、これらの回路による上述した一連の動作の同期をとっている。   The oscillation circuit 115 oscillates and outputs the clock CK having the fixed frequency fck to the analog multiplexer 112, the band pass filter 113, the A / D converter 114, and the MPU 110, and synchronizes the series of operations described above by these circuits.

MPU110は、固有発振信号SGの固有周波数fを基準電源回路104の低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCCへ出力する信号出力回路としても作用するもので、固有発振信号SGの固有周波数fは、発振回路115から入力されるクロックCKの周波数fckを分周若しくは倍周して、振幅は、低圧振動電源線SGNDと高圧振動電源線SVCC間の電圧Vccから昇圧若しくは降圧して、任意に調整することができ、ここでは、187kHzの固有発振周波数で振幅(ピーク間の電圧Vp−p)が5Vの固有発振信号SGを出力する。固有周波数fを187kHzとした理由については後述する。   The MPU 110 also functions as a signal output circuit that outputs the natural frequency f of the natural oscillation signal SG to the low-voltage reference power supply line GND and the high-voltage reference power supply line VCC of the reference power supply circuit 104. The natural frequency f of the natural oscillation signal SG is The frequency fck of the clock CK input from the oscillation circuit 115 is divided or doubled, and the amplitude is arbitrarily adjusted by stepping up or stepping down the voltage Vcc between the low-voltage vibration power supply line SGND and the high-voltage vibration power supply line SVCC. Here, a natural oscillation signal SG having a natural oscillation frequency of 187 kHz and an amplitude (voltage Vp-p between peaks) of 5 V is output. The reason why the natural frequency f is set to 187 kHz will be described later.

固有発振信号SGを出力するMPU110の出力は、二股に分岐してそれぞれコンデンサ117、118を介して基準電源回路104の低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCCに接続している。コンデンサ117とコンデンサ118は、電源線の直流電圧を遮断する目的で介在させるので、それぞれのキャパシタンスは任意であるが、ここでは、同一のキャパシタンスCのコンデンサ117、118を用いている。   The output of the MPU 110 that outputs the natural oscillation signal SG is bifurcated and connected to the low-voltage reference power line GND and the high-voltage reference power line VCC of the reference power circuit 104 through capacitors 117 and 118, respectively. Since the capacitor 117 and the capacitor 118 are interposed for the purpose of cutting off the DC voltage of the power supply line, the respective capacitances are arbitrary, but here, the capacitors 117 and 118 having the same capacitance C are used.

固有周波数fの固有発振信号SGが基準電源回路104と振動電源回路107に流れる場合に、低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCC間及び低圧振動電源線SGNDと高圧振動電源線SVCC間が近接して配線され、固有周波数fの帯域でこれらの電源線間は短絡しているとすれば、図14の基準電源回路104と振動電源回路107は、図15の等価回路図で示される。   When the natural oscillation signal SG having the natural frequency f flows in the reference power supply circuit 104 and the vibration power supply circuit 107, the low voltage reference power supply line GND and the high voltage reference power supply line VCC and the low voltage vibration power supply line SGGND and the high voltage vibration power supply line SVCC are close to each other. If the power supply lines are short-circuited in the band of the natural frequency f, the reference power supply circuit 104 and the vibration power supply circuit 107 in FIG. 14 are shown in the equivalent circuit diagram of FIG.

図15に示すように、MPU110の出力と基準電源回路104間には、並列にキャパシタンスCのコンデンサ117、118が接続されているので、その合成キャパシタンスは、2Cであり、また、基準電源回路104と振動電源回路107間に並列に接続されるコイル108、109の合成インダクタンスは、L/2となる。これらのキャパシタとインダクタは、固有周波数fの固有発振信号SGが流れる閉回路において直列に接続され、固有発振信号SGの振幅(レベル)をVi、コイル108、109両端の基準電源回路104と振動電源回路107間の電圧をVo、2πfで表される角速度をω(rad/sec)とすれば、
Vo=[ωLC/(ωLC−1)]Vi ・・・(14)
で表される。
ここで、図15に示す回路は、ωLC=1で直列共振し、そのときの周波数fは、
=1/[2π(LC)1/2] ・・・(15)
となる。
As shown in FIG. 15, since capacitors 117 and 118 having a capacitance C are connected in parallel between the output of the MPU 110 and the reference power supply circuit 104, the combined capacitance is 2C. And the combined inductance of the coils 108 and 109 connected in parallel between the vibration power supply circuit 107 is L / 2. These capacitors and inductors are connected in series in a closed circuit through which the natural oscillation signal SG having the natural frequency f flows. The amplitude (level) of the natural oscillation signal SG is Vi, the reference power supply circuit 104 at both ends of the coils 108 and 109, and the vibration power supply. If the voltage between the circuits 107 is Vo, and the angular velocity represented by 2πf is ω (rad / sec),
Vo = [ω 2 LC / (ω 2 LC-1)] Vi (14)
It is represented by
Here, the circuit shown in FIG. 15 resonates in series at ω 2 LC = 1, and the frequency f 0 at that time is
f 0 = 1 / [2π (LC) 1/2] (15)
It becomes.

つまり、(2)式関係から得られる共振周波数fを、固有発振信号SGの固有周波数fとすれば、固有発振信号SGのレベルに対して、(1)式から理論上振動電源回路107の電位が無限大で振動し、振動電源回路107に接続するX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yの電位も無限大に振動させることができる。その結果、X、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yと指との静電容量が10pF程度と微小であっても、X、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yと指間に発生する電圧を無限大に拡大するので、固有周波数fでMPU110に入力される固有発振信号SGのレベルが増大し、MPU110により容易に検出可能となる。 That is, if the resonance frequency f 0 obtained from the relationship of the equation (2) is the natural frequency f of the natural oscillation signal SG, the level of the natural oscillation signal SG is theoretically calculated from the equation (1) of the vibration power supply circuit 107. potential oscillates at infinity, X is connected to the oscillating power supply circuit 107, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, the potential of the Y N to infinity Can be vibrated. As a result, X, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, also the capacitance between the Y N and the finger is a small as approximately 10 pF, X , Y electrodes X 0 , X 1 ,..., X M , Y 0 , Y 1 ,..., Y N and the voltage generated between the fingers are expanded infinitely, so that they are input to the MPU 110 at the natural frequency f. The level of the natural oscillation signal SG to be increased increases and can be easily detected by the MPU 110.

実際の入力装置101では、基準電源回路104と振動電源回路107のインダクタンス、浮遊容量などの影響から、(2)式から得る周波数f0で共振せず、また、基準電源回路104と振動電源回路107に固有発振信号SGが流れる際のエネルギーロス等により、振動電源回路107は、固有発振信号SGのレベルに対して有限倍率に拡大された振幅で電位が振動する。一方、操作者の指が触れることのあるX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yに大電圧を加えることはできないので、固有発振信号SGの固有周波数fを共振周波数f0を中心にずらしたり、固有発振信号SGの振幅を調整して、MPU110で入力操作が確実に検出できる範囲で、X、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yの電圧振動の振幅を制限している。 The actual input device 101 does not resonate at the frequency f0 obtained from the equation (2) due to the influence of inductance, stray capacitance, etc. of the reference power supply circuit 104 and the vibration power supply circuit 107, and the reference power supply circuit 104 and the vibration power supply circuit 107. Due to the energy loss or the like when the natural oscillation signal SG flows in the oscillation power supply circuit 107, the potential oscillates with the amplitude expanded to a finite magnification with respect to the level of the natural oscillation signal SG. Meanwhile, X which may be touched by a finger of the operator, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, it is not possible to apply a large voltage to the Y N, By shifting the natural frequency f of the natural oscillation signal SG around the resonance frequency f0 or adjusting the amplitude of the natural oscillation signal SG, the XU and Y electrodes X 0 and X 1 can be detected within a range where the MPU 110 can reliably detect the input operation. , ···, X M, Y 0 , Y 1, ···, limits the amplitude of the voltage oscillation of the Y N.

使用環境やコイル108、109、コンデンサ117、118等の回路定数によって異なる固有発振信号SGの振幅と固有周波数fは、上述したように、MPU110において容易に調整できる。固有周波数fは、任意の周波数とすることができるが、商用交流電源線の周囲では、入力操作体が定電位ではなく商用交流電源の周波数のコモンモードノイズが重畳することがあるので、X、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yから商用交流電源の周波数と識別して固有周波数fの固有発振信号SGを検出する必要があるので、商用交流電源の周波数とその高調波を除く周波数とすることが好ましい。 As described above, the MPU 110 can easily adjust the amplitude and the natural frequency f of the natural oscillation signal SG that varies depending on the use environment and circuit constants such as the coils 108 and 109 and the capacitors 117 and 118. The natural frequency f can be an arbitrary frequency. However, around the commercial AC power supply line, the input operation body is not a constant potential, and common mode noise of the frequency of the commercial AC power supply may be superimposed. Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, to identify the frequency of the commercial AC power from the Y N is necessary to detect a specific oscillation signal SG natural frequency f Therefore, it is preferable to set the frequency excluding the frequency of the commercial AC power supply and its harmonics.

例えば、図1に示す入力装置101において、コイル108、109のインダクタンスが220μH、コンデンサ117、118のキャパシタンスが330pFであるとして、固有発振信号SGの振幅(Vp−p)が5Vで固有周波数fが187kHzをMPU110から出力すると、振動電源回路107と振動電源回路107に接続するX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yは、4倍の20Vの振幅(Vp−p)で振動することが実測された。 For example, in the input device 101 shown in FIG. 1, assuming that the inductances of the coils 108 and 109 are 220 μH and the capacitances of the capacitors 117 and 118 are 330 pF, the natural oscillation signal SG has an amplitude (Vp−p) of 5 V and a natural frequency f of When outputting a 187kHz from MPU 110, X for connecting the oscillating power supply circuit 107 to the vibration source circuit 107, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, Y N is It was actually measured to vibrate with 20 times the amplitude (Vp-p) of 20V.

上述の実施の形態では、複数のX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yを入力操作面に配置し、固有発振信号SGを検出したX、Y電極X,X,・・・、X、Y,Y,・・・,Yの配置位置から入力操作位置も検出しているが、単一のX、Y電極から固有発振信号SGを検出し、入力操作のみがあったことを検出する静電容量スイッチとして機能するタッチパネルであってもよい。 In the above embodiment, a plurality of X, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, are arranged on the input operation surface Y N, inherent oscillation signal SG X detecting a, Y electrodes X 0, X 1, ···, X M, Y 0, Y 1, ···, even if the input operation position from the position of Y N has been detected, a single X The touch panel may function as a capacitance switch that detects the natural oscillation signal SG from the Y electrode and detects that only an input operation has been performed.

また、上述の第4の実施形態で用いるコイル108とコイル109は、必ずしも同一のインダクタンスである必要はなく、同様に、キャパシタ117とキャパシタ118のキャパシタンスも必ずしも同一である必要はない。   Further, the coil 108 and the coil 109 used in the above-described fourth embodiment do not necessarily have the same inductance, and similarly, the capacitances of the capacitor 117 and the capacitor 118 do not necessarily have to be the same.

また、クロックCKを発振する発振回路115を、MPU110と別に設けているが、MPU110に内蔵する物であってもよく、逆にPMU10に兼ねた信号出力回路は、振動電源回路107に接続して駆動するものであれば、振動側回路基板103にMPU110と別に搭載するものであってもよい。   The oscillation circuit 115 that oscillates the clock CK is provided separately from the MPU 110. However, the oscillation circuit 115 may be built in the MPU 110. Conversely, the signal output circuit that also serves as the PMU 10 is connected to the oscillation power supply circuit 107. As long as it drives, you may mount in the vibration side circuit board 103 separately from MPU110.

また、入力操作体は、操作者が入力操作を行う指で説明したが、操作者が握る専用入力ペンなど操作者と別の操作体であってもよい。   In addition, the input operation body has been described with a finger on which the operator performs an input operation, but may be an operation body different from the operator, such as a dedicated input pen held by the operator.

また、低圧基準電源線GNDを接地させて基準電源回路104を定電位としたが、定電位とする手段はこの方法に限らず、例えば、DC電源105の出力が定電位に保たれていれば、単に低圧基準電源線GNDと高圧基準電源線VCCをDC電源105へ接続するだけでもよい。   Further, although the low-voltage reference power line GND is grounded and the reference power supply circuit 104 is set to a constant potential, the means for setting the constant potential is not limited to this method. For example, if the output of the DC power supply 105 is maintained at a constant potential. The low voltage reference power supply line GND and the high voltage reference power supply line VCC may be simply connected to the DC power supply 105.

[効果]
第4の実施形態に係る入力装置101では、静電容量式タッチパネル側の検出電極パターンの電位を固有周波数fで振動させて、入力操作体との電圧が固有周波数fで変動することにより入力操作を検出するので、操作者などの入力操作体側で、固有周波数fの固有発振信号を出力する信号出力回路を用意する必要がない。また、商用交流電源などから発生するコモンモード信号を入力操作を検出するための固有発振信号としないので、使用環境が制限されずに入力操作を検出できる。
[effect]
In the input device 101 according to the fourth embodiment, an input operation is performed by causing the potential of the detection electrode pattern on the capacitive touch panel side to vibrate at the natural frequency f and the voltage with the input operation body fluctuates at the natural frequency f. Therefore, it is not necessary to prepare a signal output circuit for outputting the natural oscillation signal having the natural frequency f on the input operation body side such as an operator. Further, since a common mode signal generated from a commercial AC power supply or the like is not used as a natural oscillation signal for detecting an input operation, the input operation can be detected without being restricted in the use environment.

また、直流電源が接続する基準電源回路と検出電極パターンが接続する振動電源回路とを、絶縁型DC−DCコンバータなどの高価な絶縁部品を用いずに分離して、振動電源回路を独立に電圧変動させることができる。   Also, the reference power supply circuit to which the DC power supply is connected and the vibration power supply circuit to which the detection electrode pattern is connected are separated without using an expensive insulating component such as an insulated DC-DC converter, and the vibration power supply circuit is independently voltageated. Can be varied.

また、入力操作面が拡大しても、絶縁パネル上に形成する検出電極パターンを増加させることにより、入力操作体が接近する個々の検出電極パターンから固有発振信号のレベルを減衰させることなく検出できる。   Even if the input operation surface is enlarged, by increasing the number of detection electrode patterns formed on the insulating panel, it is possible to detect without attenuating the level of the natural oscillation signal from the individual detection electrode patterns approached by the input operation body. .

また、入力操作体と検出電極パターンとの静電容量が微小であっても、検出電極パターンに発生する固有発振信号のレベルが拡大し、微小な静電容量の変化から入力操作を確実に検出できる。   In addition, even if the capacitance between the input operating body and the detection electrode pattern is very small, the level of the natural oscillation signal generated in the detection electrode pattern is expanded, and the input operation is reliably detected from a small change in capacitance. it can.

また、固有発振信号を生成するための発振回路を、別に設ける必要がない。   Further, it is not necessary to provide a separate oscillation circuit for generating the natural oscillation signal.

また、使用環境やインダクタ、キャパシタの回路定数に応じて調整する固有発振信号の固有周波数fや振幅を、入力操作を検出するマイクロプロセッサから容易に行うことができる。   In addition, the natural frequency f and amplitude of the natural oscillation signal adjusted according to the use environment and the circuit constants of the inductor and capacitor can be easily obtained from the microprocessor that detects the input operation.

また、特定の検出電極から所定の検出信号を出力して、検出信号に対応して別の検出電極に現れる信号を検出する、いわゆる相互容量方式による入力装置の場合は、入力操作面上に水滴などがつくと座標検出への影響を来すが、本実施形態によれば、入力操作面上に水滴がついても座標検出に影響がない。   In the case of an input device using a so-called mutual capacitance method that outputs a predetermined detection signal from a specific detection electrode and detects a signal appearing on another detection electrode in response to the detection signal, a water droplet is formed on the input operation surface. However, according to the present embodiment, even if a water droplet comes on the input operation surface, the coordinate detection is not affected.

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various deformation | transformation based on the technical idea of this invention is possible.

例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。   For example, the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like given in the above-described embodiments are merely examples, and different configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like are used as necessary. Also good.

また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。   The configurations, methods, steps, shapes, materials, numerical values, and the like of the above-described embodiments can be combined with each other without departing from the gist of the present invention.

10 電子機器
11 入力装置
12 表示装置
13 ホスト機器
21 センサ部
22 コントローラ
31 X電極パターン
32 Y電極パターン
33 FPC
,X,・・・,X X電極
,Y,・・・,Y Y電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic device 11 Input device 12 Display device 13 Host device 21 Sensor part 22 Controller 31 X electrode pattern 32 Y electrode pattern 33 FPC
X 0 , X 1 ,..., X M X electrode Y 0 , Y 1 ,..., Y N Y electrode

Claims (9)

第1の電極パターンと、
前記第1の電極パターンと交差する第2の電極パターンと、
前記第1の電極パターンおよび前記第2の電極パターンの少なくとも一方の電極パターンにより、静電容量に応じた複数の信号レベルを検出し、
該複数の信号レベルに基づき、該複数の信号レベルの分布の傾きを求め、該傾きを前記ホスト機器に出力する制御部と、
を備える入力装置。
A first electrode pattern;
A second electrode pattern intersecting the first electrode pattern;
A plurality of signal levels corresponding to capacitance is detected by at least one of the first electrode pattern and the second electrode pattern,
Based on the plurality of signal levels, obtain a slope of the distribution of the plurality of signal levels, and output the slope to the host device;
An input device comprising:
前記制御部は、前記複数の信号レベルに基づき、操作体のサイズ情報を求め、該サイズ情報を前記ホスト機器に出力する請求項1に記載の入力装置。 The input device according to claim 1, wherein the control unit obtains size information of an operation tool based on the plurality of signal levels and outputs the size information to the host device. 前記複数の信号レベルは、極大または極小の信号レベルと、前記極大または極小の信号レベルの位置から前記電極パターンの配列方向に所定間隔離れた位置の信号レベルとからなる請求項2に記載の入力装置。   3. The input according to claim 2, wherein the plurality of signal levels include a maximum or minimum signal level and a signal level at a position spaced apart from the position of the maximum or minimum signal level by a predetermined interval in the arrangement direction of the electrode pattern. apparatus. 前記複数の信号レベルは、極大または極小の信号レベルと、前記極大または極小の信号レベルの位置から前記電極パターンの配列方向に所定間隔離れた位置の信号レベルと、前記極大または極小の信号レベルの位置から前記配列方向とは反対の方向に所定間隔離れた位置の信号レベルとからなる請求項2に記載の入力装置。   The plurality of signal levels include a maximum or minimum signal level, a signal level at a position spaced apart from the position of the maximum or minimum signal level in the arrangement direction of the electrode pattern, and the maximum or minimum signal level. The input device according to claim 2, further comprising a signal level at a position spaced apart from the position by a predetermined interval in a direction opposite to the arrangement direction. 前記複数の信号レベルは、前記電極パターンのほぼ中央の位置の信号レベルと、前記電極パターンの配列方向の一端または該一端の近傍の位置の信号レベルとからなる請求項2に記載の入力装置。   The input device according to claim 2, wherein the plurality of signal levels include a signal level at a substantially central position of the electrode pattern and a signal level at one end in the arrangement direction of the electrode pattern or a position near the one end. 前記複数の信号レベルは、前記電極パターンのほぼ中央の位置の信号レベルと、前記電極パターンの両端または該両端の近傍の位置の信号レベルとからなる請求項2に記載の入力装置。   3. The input device according to claim 2, wherein the plurality of signal levels include a signal level at a substantially central position of the electrode pattern and a signal level at a position at or near both ends of the electrode pattern. 前記複数の信号レベルは、静電容量に反比例している請求項2に記載の入力装置。   The input device according to claim 2, wherein the plurality of signal levels are inversely proportional to capacitance. 前記傾きは、近接する操作体に対応する傾きである請求項1に記載の入力装置。   The input device according to claim 1, wherein the inclination is an inclination corresponding to an adjacent operating body. 第1の電極パターンおよび前記第1の電極パターンと交差する第2の電極パターンの少なくとも一方の電極パターンにより、静電容量に応じた複数の信号レベルを検出し、
該複数の信号レベルの分布の傾きを求め、
該傾きをホスト機器に出力すること
を含む検出方法。
A plurality of signal levels corresponding to the capacitance are detected by at least one of the first electrode pattern and the second electrode pattern intersecting the first electrode pattern,
Obtaining a slope of the distribution of the plurality of signal levels;
A detection method including outputting the inclination to a host device.
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