JP2017010399A - 入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 操作部材に設けられた導体部に指が接近しまたは触れたことを高精度に検知し、しかも放射ノイズの発生を抑制できる入力装置を提供する。
【解決手段】 駆動電極Ｄｐ１，Ｄｐ２と、逆位相駆動電極Ｄｎ１，Ｄｎ２とに対し互いに逆位相の駆動電圧が与えられる。導体部５に指Ｆが接近しまたは触れると、第１の駆動電極Ｄｐ１から導体部５に電荷が奪われて、第１の駆動電極Ｄｐ１と第１の検出電極Ｓｙ１との静電容量結合ＣＣ１が弱められ、第１の検出電極Ｓｙ１の電位（検知出力）が変化する。この変化により、指Ｆが導体部５に接近しまたは触れていることが検知される。また逆位相の駆動電圧を与えることにより放射ノイズの発生を抑制できる。
【選択図】図６

Description

本発明は、静電容量センサとこれを囲む導体部とを有する操作部材が設けられ、前記導体部に手が触れたことを検知することができる入力装置に関する。

特許文献１に車両に装備される入力装置に関する発明が記載されている。
この入力装置には、上面部と側壁部を有する回転操作可能な操作体が設けられている。操作体の上面部に静電容量センサが設けられ、側壁部には浮遊導体部が設けられている。

静電容量センサはＹ方向に直線状に延びる複数本の第１の電極パターンと、Ｘ方向に直線状に延びる複数本の第２の電極パターンを有している。

この入力装置は近接スキャンモードと通常スキャンモードで駆動される。近接スキャンモードでは、指で浮遊導体部が掴まれた否かが検出され、通常スキャンモードでは、指が上面部に触れたときにその接触位置を座標情報として検出される。

前記近接スキャンモードでは、第１電極パターンのうちのＸ方向の両端に位置する２本の電極の一方が駆動電極で他方が検出電極として使用される。この近接スキャンモードでは、上面部に指が触れたときと、側方から指が浮遊導体部に触れたときと、上方から手の平を接近させて複数の指で導体部を掴んだときとで、検出信号のレベルが相違する。そこでこの検出信号のレベルをしきい値と比較することで、手で操作部材がどのように操作されているのかを判定しようというものである。

特開２０１４−２２９２２３号公報

特許文献１に記載された入力装置は、近接スキャンモードにおいて、駆動電極と検出電極がＸ方向に離れて配置されているため、検出感度が弱く、そのため検出信号のレベルの違いをしきい値を基準として正確に判定するのは非常に難しい。

前記入力装置では、駆動電極に与える駆動電圧を高くしたり、駆動電極の数を増やすことで感度を高めることが可能である。しかし、この場合には、駆動電極から発せられる放射ノイズが大きくなり、他の電子機器へ影響を与えやすくなる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、導体部に手が触れたことを高い感度で検知でき、しかも放射ノイズの発生を抑制できる入力装置を提供することを目的としている。

本発明は、絶縁材料で形成されて操作面を有する操作部材と、前記操作面に設けられた静電容量センサと、前記静電容量センサの少なくとも一部を囲むように配置された導体部とを有する入力装置において、
前記静電容量センサには、検出電極と、前記検出電極を挟んで一方の側に配置された駆動電極と他方の側に配置された逆位相駆動電極とが設けられて、前記駆動電極と前記逆位相駆動電極に、互いに逆位相の駆動電圧が与えられ、
前記駆動電極が前記導体部に対向していることを特徴とするものである。

本発明の入力装置は、前記検出電極と前記駆動電極と前記逆位相駆動電極とが同じ方向に延びており、前記各電極が延びる方向と直交する配列方向において、前記導体部に近い位置から離れる方向へ向けて、前記駆動電極、前記検出電極、前記逆位相駆動電極の順に配置されているものとして構成できる。

本発明の入力装置は、前記検出電極の出力変化によって、前記導体部に手が接近しまたは触れたことが判定される。また、前記静電容量センサでは、検出電極を挟んで設けられた駆動電極と逆位相駆動電極に逆位相の駆動電圧が与えられるため、放射ノイズの発生を抑制できる。

本発明の入力装置は、前記配列方向において、前記逆位相駆動電極よりも前記導体部から離れた位置に他の駆動電極が設けられており、前記他の駆動電極と前記駆動電極に同相の駆動電圧が与えられることが好ましい。

本発明の入力装置では、前記他の駆動電極は、その長手方向の端部が前記導体部に対向しているものである。

上記の他の駆動電極を設けることにより、前記導体部に手が接近しまたは触れときの検出電極の検知感度を高くすることができる。

本発明の入力装置は、前記操作面には、前記駆動電極と前記検出電極と前記逆位相駆動電極が複数組設けられており、それぞれの前記駆動電極が前記導体部に対向しているものとして構成できる。

上記構成の入力装置では、複数の前記検出電極に同じ出力変化があったときに、前記導体部に手が接近しまたは触れたと判定され、
複数の前記検出電極の一部のものに出力変化があったときに、前記操作面に手が接近しまたは触れたと判定される。

本発明の入力装置は、前記配列方向において、前記操作面の中心に対して、前記駆動電極と前記検出電極と前記逆位相駆動電極が対称に配置されているものとして構成できる。

また、本発明の入力装置は、前記操作面には、前記配列方向に向けて前記駆動電極と前記検出電極と前記逆位相駆動電極が配列したＹ電極群と、前記配列方向と直交する方向に向けて前記駆動電極と前記検出電極と前記逆位相駆動電極が配列したＸ電極群とが設けられているものである。

本発明の入力装置は、静電容量センサの周囲に配置された導体部に手が接近しまたは触れたことを高感度に検知できるようになり、また放射ノイズの発生も抑制できる。

また、導体部に手が接近しまたは触れた状態と、静電容量センサに手が接近しまたは触れた状態とを、高い精度で識別して検知することが可能である。

本発明の実施の形態の入力装置の全体構造を示すブロック図、 （Ａ）は導体部を掴む操作を示す斜視図、（Ｂ）は静電容量センサが設けられた操作面に指が触れた操作を示す斜視図、 静電容量センサのＹ電極群の配置を示す平面図、 静電容量センサのＸ電極群の配置を示す平面図、 駆動電圧と検知出力の波形を示す線図、 （Ａ）はＹ電極群での電極間の静電容量結合を示す説明図、（Ｂ）は導体部に手が触れたときの動作説明図、 静電容量センサを有する操作面に指が触れたときの動作説明図、

図１に示す本発明の実施の形態の入力装置１は、自動車などの車両の車室内に設けられる操作部や各種電子機器の操作部あるいは産業用機器の操作部などに用いられる。

＜入力装置の構造＞
入力装置１に操作部材２が設けられている。図１と図２に示すように、操作部材２は円盤形状であり、電気絶縁性の合成樹脂で形成されている。操作部材２の上面は操作面２ａであり、操作面２ａに静電容量センサ１０が設置されている。

操作部材２の側面２ｂは円筒面であり、側面２ｂには導体部５が設けられている。導体部５は金属板や金属メッキ層などで形成されており、あるいは導電性樹脂材料で形成されている。導体部５は静電容量センサ１０とは絶縁されており、電気的に浮遊状態である。図１と図２に示す操作部材２では、導体部５が操作面２ａと静電容量センサ１０の全周を囲むように連続して形成されている。ただし、導体部５が、静電容量センサ１０の周囲に部分的にあるいは間欠的に設けられていてもよい。

入力装置１は、図２（Ａ）に示すように、操作部材２を手で保持して回転させることにより、ロータリエンコーダやロータリースイッチあるいは回転式可変抵抗器などの回転検出部材を操作することができる。また、図２（Ｂ）に示すように、操作部材２に設けられた静電容量センサ１０によって、操作面２ａに指Ｆが接近しまたは触れたことが検知され、さらに操作面２ａのどの位置に指Ｆが触れたのかを識別できるようになっている。

図１に示すように、静電容量センサ１０は、円形の絶縁基板にＹ電極群１１とＸ電極群１２とが形成されており、絶縁基板が操作部材２の操作面２ａに設置されている。Ｙ電極群１１を構成する複数の電極は、Ｘ方向に間隔を空けてＹ方向に直線状に延びて形成されている。Ｘ電極群１２を構成する複数の電極は、Ｙ方向に間隔を空けてＸ方向に直線状に延びて形成されている。Ｙ電極群１１を構成する電極とＸ電極群１２を構成する電極は互いに絶縁されている。またこれら電極は絶縁層で覆われており、操作部材２の操作面２ａの表面に絶縁層が現れている。

図３にＹ電極群１１が示され、図４にＸ電極群１２が示されている。
図３に示すＹ電極群１１では、各電極が延びる方向がＸ方向であり、Ｘ方向と直交するＹ方向が電極の配列方向である。

図３では、中心線Ｙ０を挟んで図示上側に位置するＹ電極群１１の半分の群を半電極群Ｙａで表し、図示下側に位置するＹ電極群１１の半分の群を半電極群Ｙｂで表している。図１にも示すように、半電極群Ｘａでは、前記配列方向（Ｙ方向）において、導体部５に最も近い図示上側の位置から中心線Ｙ０に向けて、第１の駆動電極Ｄｐ１、第１の検出電極Ｓｙ１、第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１、第２の駆動電極Ｄｐ２、第２の検出電極Ｓｙ２、第２の逆位相駆動電極Ｄｎ２の順に配置されている。

半電極群Ｙａと半電極群Ｙｂは、各電極の配置が中心線Ｙ０を挟んで上下に線対称である。図１にも示すように、下側の半電極群Ｘｂでは、前記配列方向（Ｙ方向）において、導体部５に最も近い図示下側の位置から中心線Ｙ０に向けて、第３の駆動電極Ｄｐ３、第３の検出電極Ｓｙ３、第３の逆位相駆動電極Ｄｎ３、第４の駆動電極Ｄｐ４、第４の検出電極Ｓｙ４、第４の逆位相駆動電極Ｄｎ４の順に配置されている。

図４に示すＸ電極群１２は、中心線Ｘ０を挟んで図示左側に位置するＸ電極群１２の半分の群を半電極群Ｘａで表し、図示右側に位置するＸ電極群１２の半分の群を半電極群Ｘｂで表している。半電極群Ｘａと半電極群Ｘｂでは、各電極の配置が中心線Ｘ０を挟んで左右に線対称である。

Ｘ電極群１２では、各電極の延びる方向がＹ方向であり、電極の配列方向がＸ方向である。

図４に示すＸ電極群１２の各電極の配置は、図３に示すＹ電極群１１を反時計方向へ９０度回転させたのと同じである。半電極群Ｘａでは、導体部５に最も近い図示左側の位置から中心線Ｘ０に向けて、第１の駆動電極Ｄｐ１、第１の検出電極Ｓｙ１、第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１、第２の駆動電極Ｄｐ２、第２の検出電極Ｓｙ２、第２の逆位相駆動電極Ｄｎ２の順に配置されている。

右側の半電極群Ｘｂでは、導体部５に最も近い図示右側の位置から中心線Ｘ０に向けて、第３の駆動電極Ｄｐ３、第３の検出電極Ｓｙ３、第３の逆位相駆動電極Ｄｎ３、第４の駆動電極Ｄｐ４、第４の検出電極Ｓｙ４、第４の逆位相駆動電極Ｄｎ４の順に配置されている。

図１に示すように、Ｙ電極群１１を構成する各電極は、Ｙ側マルチプレクサ２１に接続され、Ｘ電極群１２を構成する各電極は、Ｘ側マルチプレクサ２２に接続されている。Ｙ側マルチプレクサ２１とＸ側マルチプレクサ２２は、制御部２０の制御により動作させられ、各マルチプレクサ２１，２２の切換え動作により、Ｙ電極群１１とＸ電極群１２の各電極が、駆動回路２３と検出回路２４に選択的に接続される。

また、駆動回路２３は制御部２０で制御され、検知回路２４で得られた検知出力は制御部２０に与えられる。

＜動作＞
次に、前記入力装置１の動作を説明する。
この入力装置１は、「操作識別モード」と「位置識別モード」とで駆動される。「操作識別モード」と「位置識別モード」とでは、マルチプレクサ２１，２２の切換え動作により、各電極と駆動回路２３との接続および各電極と検知回路２４との接続の組み合わせが変えられる。

「操作識別モード」では、操作部材２がどのように操作されているかが識別される。すなわち、図２（Ａ）に示すように、操作部材２の導体部５が手Ｈで掴まれたか、または図２（Ｂ）に示すように、操作面２ａに指Ｆを触れたのかが識別される。「操作識別モード」によって、図２（Ｂ）に示すように、操作面２ａに指Ｆが触れられた、と識別されたときに、制御部２０の制御動作により「位置識別モード」に切替えられ、その後は、操作面２ａにおいて指Ｆが触れている箇所のＸ−Ｙ座標上の位置が検出される。

上記制御を行うことにより、操作者が操作部材２を複数の指で掴んで回転操作しようとしているのか、あるいは操作面２ａに触れた指で座標入力操作をしようとしているのかを区別して認識できるようになる。

＜操作識別モード＞
図５（Ａ）に示すように、「操作識別モード」では、スキャン時間Ｔｓ１に、Ｙ電極群１１を構成する第１の駆動電極Ｄｐ１、第２の駆動電極Ｄｐ２、第３の駆動電極Ｄｐ３および第４の駆動電極Ｄｐ４に、同時に正側の駆動電圧が与えられる。同じスキャン時間Ｔｓ１に、Ｙ電極群１１を構成する第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１、第２の逆位相駆動電極Ｄｎ２、第３の逆位相駆動電極Ｄｎ３および第４の逆位相駆動電極Ｄｎ４に、同時に図５（Ｂ）に示す逆側の駆動電圧が与えられる。

前記スキャン時間Ｔｓ１に続く次のスキャン時間Ｔｓ２では、Ｘ電極群１２を構成する第１の駆動電極Ｄｐ１、第２の駆動電極Ｄｐ２、第３の駆動電極Ｄｐ３および第４の駆動電極Ｄｐ４に、同時に正側の駆動電圧が与えられる。同じスキャン時間Ｔｓ２に、Ｘ電極群１２を構成する第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１、第２の逆位相駆動電極Ｄｎ２、第３の逆位相駆動電極Ｄｎ３および第４の逆位相駆動電極Ｄｎ４に、逆側の駆動電圧が与えられる。

ここで、駆動電極と逆移動駆動電極は、相対的に識別しているだけであり、駆動電圧が前記と逆に与えられてもよい。例えば、駆動電極Ｄｐ１，Ｄｐ２，・・・に、図５（Ｂ）に示す逆側の駆動電圧が与えられ、逆位相駆動電極Ｄｎ１，Ｄｎ２，・・・に、図５（Ａ）に示す正側の駆動電圧が与えられてもよい。

図６と図７に基づいて、入力装置１の「操作識別モード」での検知動作を説明する。
図３に示すＹ電極群１１の半電極群Ｙａと半電極群Ｙｂとでは電極の配置が対称であり、検知動作も対称に現れる。図４に示すＸ電極群１２の半電極群Ｘａと半電極群Ｘｂは、Ｙ電極群１１の半電極群Ｙａと半電極群Ｙｂを９０度回転させたものに相当しており、Ｙ電極群１１とＸ電極群１２とでは、スキャン時間が相違するが、検知動作は実質的に同じである。

したがって、図６と図７に基づいて、これら各半電極群による検知動作を代表して、Ｙ電極群１１の半電極群Ｙａにおける検知動作を説明する。

図６（Ａ）は、操作部材２に手Ｈや指Ｆが接近していない状態を示している。「操作識別モード」では、スキャン時間Ｔｓ１において、第１の駆動電極Ｄｐ１に正側の駆動電圧が印加され、第１の駆動電極Ｄｐ１とその隣の第１の検出電極Ｓｙ１との間に静電容量結合ＣＣ１が存在する。

第１の駆動電極Ｄｐ１は浮遊状態の導体部５に対向しているため、図６（Ｂ）に示すように、ほぼ接地電位である指Ｆが導体部５に接近しまたは触れると、第１の駆動電極Ｄｐ１と導体部５との静電容量結合ＣＣ２により、第１の駆動電極Ｄｐ１の電荷（実施の形態では正電荷）が導体部５に奪われる。その結果、第１の駆動電極Ｄｐ１と第１の検出電極Ｓｙ１との静電容量結合ＣＣ１が弱まり、すなわち第１の駆動電極Ｄｐ１と第１の検出電極Ｓｙ１との間に形成されるコンデンサＣａに蓄えられる電荷が減少し、第１の駆動電極Ｄｐ１と第１の検出電極Ｓｙ１との間の電圧が低下する。図５（Ａ）に示すように、スキャン時間Ｔｓ１では第１の駆動電極Ｄｐ１の電位が３．３Ｖであるため、第１の検出電極Ｓｙ１の電位は、図５（Ｃ）に示す中間値から上昇する。制御部２０が第１の検出電極Ｓｙ１の電位（検知出力）が変化することで、制御部２０では、導体部５に指が触れたことが検知できる。

ここで、駆動電圧が与えられているのが第１の駆動電極Ｄｐ１のみであると前記駆動電圧により放射ノイズが発生し、周辺に位置する他の電子機器に影響を与える。そこで、半電極群Ｙａでは、第１の検出電極Ｓｙ１を挟んで第１の駆動電極Ｄｐ１と逆側に逆位相駆動電極Ｄｎ１が設けられ、スキャン時間Ｔｓ１において、第１の駆動電極Ｄｐ１と第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１に互いに逆位相の駆動電圧が与えられている。これにより、入力装置１から離れた位置での放射ノイズを低減できるようになる。

半電極群Ｙａでは、第１の駆動電極Ｄｐ１と第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１との間に第１の検出電極Ｓｙ１が配置されているために、第１の駆動電極Ｄｐ１と第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１との距離を離すことができ、前記静電容量結合ＣＣ３を弱めることができる。これにより、第１の駆動電極Ｄｐ１とこれに隣接して浮遊状態となっている第１の検出電極Ｓｙとの静電容量結合ＣＣ１を強めることができ、第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１を設けたとしても、導体部５に指Ｆが接近しまたは触れたときのコンデンサＣａの電圧の変化を大きくできるようになる。

さらに、半電極群Ｙａでは、第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１の隣に第２の駆動電極Ｄｐ２が設けられている。スキャン時間Ｔｓ１では、第１の駆動電極Ｄｐ１と第２の駆動電極Ｄｐ２に同じ位相の駆動電圧が与えられる。第２の駆動電極Ｄｐ２を設けると第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１との間に静電容量結合ＣＣ４が形成されるため、その分だけ第１の駆動電極Ｄｐ１と第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１との静電容量結合ＣＣ３を弱めることができる。その結果、第１の駆動電極Ｄｐ１と第１の検出電極Ｓｙ１との静電容量結合ＣＣ１を強めることになり、図６（Ｂ）に示すように、導体部５に指Ｆが触れたときのコンデンサＣａでの電圧の変化を大きくでき、導体部５に触ったことを検知するときの感度を高めることができる。

さらに、第２の駆動電極Ｄｐ２から離れた位置に第２の逆位相駆動電極Ｄｎ２が設けられている。この構成では、正側の駆動電圧が与えられる駆動電極Ｄｐ１，Ｄｐ２と、逆側の駆動電圧が与えられる逆位相駆動電極Ｄｎ１，Ｄｎ２の数が等しくなり、各駆動電圧によって外部に放出される放射ノイズを低減させることができる。

本発明の実施の形態では、上記のように、第１の駆動電極Ｄｐ１を導体部５に対向する位置に配置し、さらに第１の駆動電極Ｄｐ１と並べて第１の検出電極Ｓｙ１と第１の逆位相駆動電極Ｄｎ１を配置することで、導体部５に指が接近しまたは触れたことを感度良く検知でき、しかも放射ノイズを低減することができる。さらに、第２の駆動電極Ｄｐ２と第２の逆位相駆動電極Ｄｎ２を設けることで、さらに検出感度を高め、且つ放射ノイズを低減することが可能である。

さらに、静電容量センサ１０では、駆動電極Ｄｐと検出電極Ｓと逆位相駆動電極Ｄｎの組み合わせを複数組設けることで、さらに詳細な検知動作を行うことができ、図２（Ａ）に示すように、導体部５に指Ｆが接近しまたは接触しているのか、図２（Ｂ）に示すように、操作面２ａに指が接近しまたは触れたのかの識別も可能になる。

図６と図７に示すように、Ｙ電極群１１の半電極群Ｙａでは、第２の駆動電極Ｄｐ２と第２の逆位相駆動電極Ｄｎ２との間に第２の検出電極Ｓｙ２が設けられている。そして、第２の駆動電極Ｄｐ２と第２の検出電極Ｓｙ２との間に静電容量結合ＣＣ６が形成されている。第２の駆動電極Ｄｐ２と第２の検出電極Ｓｙ２と第２の逆位相駆動電極Ｄｎ２の配置関係は、第１の駆動電極Ｄｐ１と第１の検出電極Ｓｙ１と第１の逆位相駆動電極Ｄｎ２の配置関係と同じである。

図１に示すように、前記第１の駆動電極Ｄｐ１は、その全長で導体部５とＹ方向に対向しているが、前記第２の駆動電極Ｄｐ２は、そのＸ方向の両端部が、導体部５とＸ方向で対向している。

そのため、図６（Ｂ）に示すように、指Ｆが導体部５に接近しまたは触れると、第２の駆動電極Ｄｐ２の電荷が導体部５に奪われ、第２の駆動電極Ｄｐ２と第２の検出電極Ｓｙ２との静電容量結合ＣＣ６が低下し、第２の駆動電極Ｄｐ２と第２の検出電極Ｓｙ２とで構成されるコンデンサＣｂの電圧が低下し、第２の検出電極Ｓｙ２の電位が上昇する。

このように、導体部５にほぼ接地電位の指Ｆが接近しまたは触れると、第１の検出電極Ｓｙ１と第２の検出電極Ｓｙ２の電位（検知出力）が同じように変化する。

Ｙ電極群１１の半電極群Ｙｂの電極配置は半電極群Ｙａと線対称であり、第３の駆動電極Ｄｐ３と第４の駆動電極Ｄｐ４も導体部５に対向している。そのため、図６（Ｂ）に示すように、指Ｆが導体部５に接近しまたは触れると、第３の検出電極Ｓｙ３の検知出力が第１の検出電極Ｓｙ１と同じに変化し、第４の検出電極Ｓｙ４の検知出力が第２の検出電極Ｓｙ２と同じに変化する。すなわち、Ｙ電極群１１では全ての検出電極Ｓｙ１，Ｓｙ２，Ｓｙ３，Ｓｙ４の検知出力が同じように変化することになる。

図４に示すように、Ｘ電極群１２での電極配置は、Ｙ電極群１１を９０度回転させたのと同じであり、Ｘ電極群１２でも第１の駆動電極Ｄｐ１、第２の駆動電極Ｄｐ２、第３の駆動電極Ｄｐ３、第４の駆動電極Ｄｐ４が導体部５と対向している。したがって、図５に示すスキャン時間Ｔｓ２において、Ｘ電極群１２の駆動電極Ｄｐ１，Ｄｐ２，Ｄｐ３，Ｄｐ４に正側の駆動電圧が印加され、逆位相駆動電極Ｄｎ１，Ｄｎ２，Ｄｎ３，Ｄｎ４に逆側の駆動電極が印加された時点で、指Ｆが導体部５に接近しまたは触れていると、Ｘ電極群の第１の検出電極Ｓｘ１、第２の検出電極Ｓｘ２、第３の検出電極Ｓｘ３、第４の検出電極Ｓｘ４の電位（検知出力）が、Ｙ電極群の第１の検出電極Ｓｙ１、第２の検出電極Ｓｙ２、第３の検出電極Ｓｙ３、第４の検出電極Ｓｙ４の電位（検知出力）と同じように変化する。

上記のように、スキャン時間Ｔｓ１とスキャン時間Ｔｓ２において、指Ｆが導体部５に接近しまたは触れていると、全ての検出電極Ｓｙ１，Ｓｙ２，Ｓｙ３，Ｓｙ４，Ｓｘ１，Ｓｘ２，Ｓｘ３，Ｓｘ４の検知出力が変化する。そのため、制御部２０では全ての検出電極の検知出力を監視することで、導体部５に指Ｆが接近しまたは触れたことを高い精度で認識することができる。

図７は、指Ｆが、導体部５に触れることなく、操作面２ａに配置された半電極群Ｙａに接近しまたは接触した状態を示している。

図７に示すように、指Ｆが第２の駆動電極Ｄｐ２に接近すると、第２の駆動電極Ｄｐ２と指Ｆとの間に静電容量結合ＣＣ７が形成されて、第２の駆動電極Ｄｐ２から指Ｆに電荷が奪われる。その結果、第２の駆動電極Ｄｐ２と第２の検出電極Ｓｙ２との静電容量結合ＣＣ６が弱くなり、第２の検出電極Ｓｙ２の電位（検知出力）が変化する。ただし、指Ｆは第１の駆動電極Ｄｐ１から離れているため、第１の検出電極Ｓｙ１の出力変化は第２の検出電極Ｓｙ２に比較して小さい。また、半電極群Ｙｂの第３の検出電極Ｓｙ３の出力変化はきわめて弱く、第４の検出電極Ｓｙ４の出力変化も弱い。

よって、制御部２０では、全ての検出電極の出力が同じように変化したら、図２（Ａ）に示すように、指Ｆが導体部５に接近しまたは触れたと判定でき、一部の検出電極の出力変化が他の検出電極の出力変化よりも大きいときには、図２（Ｂ）に示すように、指Ｆが導体部５に触ることなく操作面２ａに接近しまたは触れていると判定できる。

ここで、図３に示すように、指Ｆ１が半電極群Ｙａにおいて、第１の駆動電極Ｄｐ１と第２の駆動電極Ｄｐ２にきわめて接近し、同時に、指Ｆ２が半電極群Ｙｂにおいて、第３の駆動電極Ｄｐ３と第４の駆動電極Ｄｐ４にきわめて接近した状態を想定する。このとき、それぞれの駆動電極Ｄｐ１，Ｄｐ２，Ｄｐ３，Ｄｐ４の電荷が指Ｆ１，Ｆ２に奪われて、スキャン時間Ｔｓ１に、第１の検出電極Ｓｙ１，第２の検出電極Ｓｙ２、第３の検出電極Ｓｙ３，第４の検出電極Ｓｙ４の全ての検知出力が同じように変化し、その変化が、指Ｆが導体部５に触れたのと同じようになる。しかし、図４に示すＸ電極群１２では、指Ｆ１，Ｆ２が第１の駆動電極Ｄｐ１と第２の駆動電極Ｄｐ２から離れているので、第１の検出電極Ｓｘ１と第３の検出電極Ｓｘ３の検知出力の変化はわずかであり、全ての検出電極の検知出力が同じように変化することがない。

したがって、指Ｆ１，Ｆ２が操作面２ａに接近しているときの、スキャン時間Ｔｓ１とスキャン時間Ｔｓ２での検知出力は、導体部５に指が触れている状態とは異なる検知出力となる。したがって、「操作識別モード」では、図２（Ａ）に示すように、指で導体部５が掴まれて操作されている状態と、図２（Ｂ）に示すように、複数の指Ｆ１，Ｆ２が導体部５に触れることなく操作面２ａに触れて操作されている状態とを高精度に識別できる。しかも放射ノイズを軽減することができる。

＜位置識別モード＞
「操作識別モード」にいて、図２（Ｂ）に示すように、導体部５が操作されておらず操作面２ａに指Ｆが触れていると判定されたときは、「位置識別モード」に移行する。

「位置識別モード」では、Ｙ側マルチプレクサ２１によって、Ｙ電極群１１の各電極が順番に駆動回路２３に接続され、Ｘ側マルチプレクサ２２によって、Ｘ電極群１２の各電極が順番に検知回路２４に接続される。このモードでは、静電容量センサ１０による座標検知ができ、操作面２ａのどの位置に指Ｆが触れているのかを検知できる。また、図３と図４に示すように、複数の指Ｆ１，Ｆ２が操作面２ａに触れているときにそれぞれの指の接触位置を検知するいわゆるマルチタッチでの位置検知が可能である。

Ｄｐ１，Ｄｐ２，Ｄｐ３，Ｄｐ４ 駆動電極
Ｄｎ１，Ｄｎ２，Ｄｎ３，Ｄｎ４ 逆位相駆動電極
Ｓｘ１，Ｓｘ２，Ｓｘ３，Ｓｘ４ 検出電極
Ｓｙ１，Ｓｙ２，Ｓｙ３，Ｓｙ４ 検出電極
Ｔｓ１，Ｔｓ２ スキャン時間
Ｘａ，Ｘｂ 半電極群
Ｙａ，Ｙｂ 半電極群
Ｙ０ 中心線
１ 入力装置
２ 操作部材
２ａ 操作面
２ｂ 側面
５ 導体部
１０ 静電容量センサ
１１ Ｙ電極群
１２ Ｘ電極群
２０ 制御部

Claims (9)

1. 絶縁材料で形成されて操作面を有する操作部材と、前記操作面に設けられた静電容量センサと、前記静電容量センサの少なくとも一部を囲むように配置された導体部とを有する入力装置において、
   前記静電容量センサには、検出電極と、前記検出電極を挟んで一方の側に配置された駆動電極と他方の側に配置された逆位相駆動電極とが設けられて、前記駆動電極と前記逆位相駆動電極に、互いに逆位相の駆動電圧が与えられ、
   前記駆動電極が前記導体部に対向していることを特徴とする入力装置。
2. 前記検出電極と前記駆動電極と前記逆位相駆動電極とが同じ方向に延びており、前記各電極が延びる方向と直交する配列方向において、前記導体部に近い位置から離れる方向へ向けて、前記駆動電極、前記検出電極、前記逆位相駆動電極の順に配置されている請求項１記載の入力装置。
3. 前記配列方向において、前記逆位相駆動電極よりも前記導体部から離れた位置に他の駆動電極が設けられており、
   前記他の駆動電極と前記駆動電極に同相の駆動電圧が与えられる請求項２記載の入力装置。
4. 前記他の駆動電極は、その長手方向の端部が前記導体部に対向している請求項３記載の入力装置。
5. 前記検出電極の出力変化によって、前記導体部に手が接近しまたは触れたことが判定される請求項１ないし４のいずれかに記載の入力装置。
6. 前記操作面には、前記駆動電極と前記検出電極と前記逆位相駆動電極が複数組設けられており、それぞれの前記駆動電極が前記導体部に対向している請求項２ないし４のいずれかに記載の入力装置。
7. 複数の前記検出電極に同じ出力変化があったときに、前記導体部に手が接近しまたは触れたと判定され、
   複数の前記検出電極の一部のものに出力変化があったときに、前記操作面に手が接近しまたは触れたと判定される請求項６記載の入力装置。
8. 前記配列方向において、前記操作面の中心に対して、前記駆動電極と前記検出電極と前記逆位相駆動電極が対称に配置されている請求項２，３，４，６，７のいずれかに記載の入力装置。
9. 前記操作面には、前記配列方向に向けて前記駆動電極と前記検出電極と前記逆位相駆動電極が配列したＹ電極群と、前記配列方向と直交する方向に向けて前記駆動電極と前記検出電極と前記逆位相駆動電極が配列したＸ電極群とが設けられている請求項２，３，４，６，７，８のいずれかに記載の入力装置。

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