JP2017040951A - 静電入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出領域の上側からの接近と、外周部からの接近とを区別することができる静電入力装置を提供する。【解決手段】静電入力装置１００は、複数の駆動電極１ａが並ぶ駆動電極列１と複数の検出電極２ａが並ぶ検出電極列２と、により静電容量を感知する感知部１０と、駆動電極１ａに駆動信号を供給する駆動部２０と、駆動信号により検出電極２ａより出力される応答信号を処理した静電容量データを出力する検出部３０と、出力された静電容量データより、ユーザーの入力動作を判別する制御部４０と、を備え、駆動部２０は、駆動電極列１の並び方向の一端部の１つ以上の駆動電極１ａに対して第１の駆動信号を供給し、他端部の１つ以上の駆動電極１ａに対して第１の駆動信号とは逆位相となる第２の駆動信号を供給する第１の駆動状態を有し、制御部４０は、第１の駆動状態の静電容量データに基づいてユーザーの入力動作が行われた方向を判別する。【選択図】図１

Description

本発明は、静電入力装置に関し、特に、非接触で近接入力を行うことができる静電入力装置に関する。

従来から、パーソナルコンピュータや携帯端末等の電子機器は小型化及び高機能化が進んでいる。このような電子機器では、機器を操作するために様々な入力装置が提案され、またそれらの入力装置が複数組み合わされて使用されている。

近年特に、操作者の手や指などの操作体に近接操作または接触操作に伴う静電容量の変化を検知することで、入力操作を行うことができる静電入力装置が電子機器の操作入力のために広く用いられるようになってきている。

特許文献１（従来例）に記載の近接検出装置（静電入力装置）９００を図５に示す。近接検出装置（静電入力装置）９００は、支持手段９０１上の検出領域９０２における２次元座標の一方の次元に対応する送信電極９０３と、もう一方の次元に対応する受信電極９０４と、が互いに導通しないように絶縁層を介して設けられている。また、駆動手段９０５と、増幅手段９０６と、積分復元手段９０７と、振幅抽出手段９０８と、比較手段９０９と、ループフィルタ手段９１０と、後フィルタ手段９１１と、近接演算手段９１２と、制御手段９１３と、を備えて構成されている。

駆動手段９０５は送信電極９０３に交流電圧を印加し、増幅手段９０６は送信電極９０３と受信電極９０４の交点の静電容量に対応して変化する受信電極９０４からの電流を増幅し、積分復元手段９０７は増幅手段９０６の出力を積分する。振幅抽出手段９０８は積分復元手段９０７の出力の振幅を抽出し、比較手段９０９は、振幅抽出手段９０８の出力をリファレンス値と比較する。ループフィルタ手段９１０は比較手段９０９からの比較結果により増幅手段９０６の利得に帰還をかけるフィードバックループを安定させ、後フィルタ手段９１１は利得からノイズの影響を除去する。近接演算手段９１２は、後フィルタ手段９１１の出力あるいはその推移から検出領域への物体の接近判定と接近位置を求める技術が開示されている。

特開２０１０‐４９６０８号公報

しかしながら、上述した従来例の静電入力装置では、操作体が検出領域外周部に上面（２次元座標面に直交する直交軸の一方）側から近付いた場合と、側面（２次元座標面の外）側から近付いた場合と、の区別することは考慮されていないという課題があった。

本発明は、上述した課題を解決するもので、検出領域の上側からの接近と、外周部からの接近とを区別することができる静電入力装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の静電入力装置は、複数の駆動電極が並ぶ駆動電極列と複数の検出電極が並ぶ検出電極列と、により静電容量を感知する感知部と、前記駆動電極に駆動信号を供給する駆動部と、前記駆動信号により検出電極より出力される応答信号を処理した静電容量データを出力する検出部と、出力された前記静電容量データより、ユーザーの入力動作を判別する制御部と、を備え、前記駆動部は、前記駆動電極列の並び方向の一端部の少なくとも１つ以上の前記駆動電極に対して第１の駆動信号を供給し、他端部の少なくとも１つ以上の前記駆動電極に対して第１の駆動信号とは逆位相となる第２の駆動信号を供給する第１の駆動状態を有し、前記制御部は、前記第１の駆動状態の静電容量データに基づいてユーザーの入力動作が行われた方向を判別することを特徴とする。

これによれば、駆動電極列の両端の駆動電極に逆位相の駆動信号を供給することにより、駆動電極列の両端の駆動電極からの距離が等しくなる感知部の上部では感知出力が打ち消しあって極小となる。また感知部の上部以外の領域では動作が行われた方向により、近い駆動電極に供給されている駆動信号の影響を強く受けるため、駆動電極の並び方向のいずれの端部近傍の入力動作であるかを区別できる。従って、検出領域の上側からの接近と、外周部からの接近とを区別することができる静電入力装置を提供することができる。

また、本発明の静電入力装置は、前記制御部は、前記第１の駆動状態の静電容量データと所定の閾値との比較により、前記駆動電極の上側、前記駆動電極の並び方向の一端部、前記駆動電極の並び方向の他端部、のいずれかの近傍で入力動作が行われたかを判別することを特徴とする。

これによれば、第１の駆動状態で得られる静電容量データと閾値とで判断することで、駆動電極の上側、駆動電極の並び方向の一端部、駆動電極の並び方向の他端部、のいずれかの近傍での入力動作であるかを、簡単に区別できる。

また、本発明の静電入力装置は、前記駆動部は、前記駆動電極列の少なくとも１つ以上の前記駆動電極に前記第１の駆動信号または前記第２の駆動信号のいずれかを供給する第２の駆動状態を有し、前記制御部は、前記第１の駆動状態の静電容量データと前記第２の駆動状態の静電容量データと、に基づいて入力動作の有無と有効な入力動作であることと、を判別することを特徴とする。

これによれば、第２の駆動状態の静電容量データより、検出領域の上側または外周部の近傍のいずれかで入力動作があったことを検出し、第１の駆動状態の静電容量データより入力動作が前記のどの方向であったかを検出し、その方向により入力動作が有効または無効を判別することができる。

また、前記制御部は、前記第２の駆動状態の静電容量データの絶対値が第２の閾値以上であり、前記第１の駆動状態の静電容量データの絶対値が第１の閾値より小さい場合には、有効な入力動作であると判断することを特徴とする。

これによれば、第１の駆動状態と第２の駆動手段の静電容量データの値を、それぞれの駆動状態に対応した閾値で判断することで、検出領域の上側または外周部近傍のいずれの方向で行われた動作かを検出することができる。このため、検出した方向に基づいて入力動作の有効または無効を判断することができる。

本発明によれば、検出領域の上側からの接近と、外周部からの接近とを区別することができる静電入力装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る静電入力装置の構成を示すブロック図である。 駆動信号の説明図である。 静電入力装置の動作を説明する図である。 第１実施形態に係る入力装置の動作を示すフローチャートである。 従来技術の近接検出装置（静電入力装置）を示す図である。

［第１実施形態］
以下に第１実施形態における静電入力装置１００について説明する。

まず始めに本実施形態における静電入力装置１００の構成について図１を用いて説明する。図１は静電入力装置１００の構成を示すブロック図である。

静電入力装置１００は、図１に示すように、感知部１０と、駆動部２０と、検出部３０と、制御部４０と、を備えている。

感知部１０は、ガラスやガラスエポキシ等の絶縁材料からなる基材の表面に金属等の導電性材料によって、駆動電極列１と検出電極列２と、が互いに導通しないように絶縁層を介して交差するように設けられている。感知部１０に操作者の手や指などの操作体が接近することによって、検出電極２ａの静電容量が変化することで操作体の接近及び接触を感知する。また、操作体の接近及び接触によって検出電極２ａの静電容量が変化する範囲が、操作体の接近及び接触を検出する検出領域となる。

駆動電極列１は図１に示すように、複数の駆動電極１ａが第１の方向に並んで配置されており、検出電極列２は、複数の検出電極２ａが第１の方向と交差する方向に並んで配置され、それぞれの駆動電極１ａと検出電極２ａとの間で静電容量が構成される。尚、本実施形態では説明を簡潔にするため、複数の駆動電極１ａが５つであり、複数の検出電極２ａが５つであるものとして説明を進める。また、複数の駆動電極１ａを区別する必要がある場合には図１に示すｄｍ（ｍは１から５の自然数）を用いて記述し、複数の検出電極２ａを区別する場合には図１に示すｓｎ（ｎは１から５の自然数）を用いて記述する。

駆動部２０は図１に示すように、複数の駆動電極１ａと制御部４０と、に接続されており、制御部４０の制御に従って駆動電極１ａに駆動信号を供給する。

検出部３０は図１に示すように、複数の検出電極２ａと制御部４０と、に接続されており、制御部４０の制御に従って駆動部２０から出力される駆動信号によって、検出電極２ａから出力される応答信号を処理し、静電容量データに変換して、制御部４０に出力する。本実施形態では、手や指等の操作体がない状態の応答信号を初期状態として、それに対する応答信号の変化量を静電容量データとして出力するように検出部３０にて処理されるものとする。

制御部４０は図１に示すように、駆動部２０と検出部３０と、に接続されており、制御信号を出力する出力端子４１を備えている。制御部４０は、駆動部２０を制御して駆動信号を出力させるとともに、検出部３０を制御して静電容量データを取得し、検出部３０から出力された静電容量データより、ユーザーの入力動作を判別しその結果を制御信号として出力端子４１から出力する。また、制御部４０にはタイマ機能やメモリ（図示せず）が備えられ、タイマ機能による制御間隔の管理や、取得した静電容量データや静電容量データを演算した結果を記憶することなどを行うことができる。

次に、駆動部２０と検出部３０の動作について図１から図３を用いて説明する。図２は、駆動電極１ａに印加される駆動信号を示す図で、図２（ａ）は、第１の駆動信号を示す図で、図２（ｂ）は、第１の駆動信号とは逆位相となる第２の駆動信号を示す図である。図３は、静電入力装置１００の動作を説明する図で、感知部１０と操作体との位置関係を示している。図３（ａ）は感知部１０を、駆動電極１ａ及び検出電極２ａが配置されている面側から見た平面模式図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す感知部１０をＸ１側からＸ２側を見た側面図である。

駆動部２０は制御部４０の制御に従って駆動電極１ａに、第１の駆動信号及び第２の駆動信号を出力する。

第１の駆動信号は図２（ａ）に示すように、時刻ｔ０で駆動部２０の出力電圧がＶ１（Ｖ）まで立ち上がり、時刻ｔ１までＶ１（Ｖ）が出力される。その後、時刻ｔ１で出力電圧が基準電位となる０（Ｖ）に立ち下り、時刻ｔ２まで０（Ｖ）が出力される。時刻ｔ２以降、同様に出力電圧がＶ１（Ｖ）と０（Ｖ）とを一定時間ごとに繰り返し供給される信号である。

第２の駆動信号は第１の駆動信号とは逆位相となる駆動信号で、図２（ｂ）に示すように、時刻ｔ０で駆動部２０の出力電圧が０（Ｖ）に立ち下り、時刻ｔ１まで０（Ｖ）が出力される。その後、時刻ｔ１で出力電圧がＶ１（Ｖ）まで立ち上がり、時刻ｔ２までＶ１（Ｖ）が出力される。時刻ｔ２以降、同様に電圧０（Ｖ）とＶ１（Ｖ）が一定時間ごとに繰り返し供給される信号である。

駆動電極１ａに第１の駆動信号が出力され、時刻ｔ０で第１の駆動信号がＶ１（Ｖ）に立ち上がると、駆動電極１ａと検出電極２ａで構成される静電容量に応じた応答信号が出力される。操作者の手や指などの操作体が駆動電極１ａ及び検出電極２ａに近付くと、駆動電極１ａと検出電極２ａで構成される静電容量が変化するため、応答信号も変化し静電容量データが変化する。検出部３０はこの応答信号を処理して静電容量データに変換して制御部４０に出力する。

第１の駆動状態では、駆動電極列１の並び方向の一端部の少なくとも１つ以上の駆動電極１ａに対して図２（ａ）に示す第１の駆動信号を供給し、他端部の少なくとも１つ以上の駆動電極１ａに対して図２（ｂ）に示す第２の駆動信号を供給する。尚、本実施形態では駆動電極列１の複数の駆動電極１ａのうち、２つの駆動電極１ａ（ｄ１），１ａ（ｄ２）に、第１の駆動信号が出力され、２つの駆動電極１ａ（ｄ４），１ａ（ｄ５）に、第２の駆動信号が出力されるものとする。

第１の駆動状態では、時刻ｔ０で第１の駆動信号が立ち上がることによって検出電極２ａに生じる応答信号と、第１の信号とは逆位相の第２の駆動信号が立ち下がることによって検出電極２ａに生じる応答信号は反対の極性となる。このため、第１の駆動信号による応答信号を処理して検出部から出力される静電容量データと第２の駆動信号による応答信号を処理して検出部３０から出力される静電容量データの符号が反対となる。ここでは、第１の駆動信号による応答信号を処理して検出部３０から出力される静電容量データが、操作体が接近した場合にプラス側へ変化して出力されるように処理された場合について説明する。この際、第１の駆動信号とは逆位相である第２の駆動信号では、応答信号を処理して検出部３０から出力される静電容量データは操作体が接近した場合にはマイナス側へ変化することになる。このため、駆動電極１ａ（ｄ１），１ａ（ｄ２）と、操作体との静電結合と、駆動電極１ａ（ｄ４），１ａ（ｄ５）と、操作体との静電結合とが同程度となる状態では、検出部３０から出力される静電容量データが相殺され、その絶対値が小さな値となる。

具体的には、操作体が駆動電極１ａの上側（図３に示す”Ａ”の位置）の近傍に存在する場合には、操作体と、駆動電極１ａ（ｄ１），１ａ（ｄ２）及び、駆動電極１ａ（ｄ４），１ａ（ｄ５）と、の距離がほぼ同じとなり、検出部３０から出力される静電容量データの絶対値が小さな値となる。

操作体が、駆動電極１ａの並び方向の一端部（図３に示す”Ｂ”の位置）の近傍に存在する場合には、第１の駆動信号が供給される駆動電極１ａ（ｄ１），１ａ（ｄ２）に近いために強く静電結合し第１の駆動信号による応答信号の変化が大きくなる。このため、出力される静電容量データが大きくなる。駆動電極１ａ（ｄ４）、１ａ（ｄ５）からは遠いために、第２の駆動信号による応答信号の変化は小さく、出力される静電容量データは小さくなるため、プラスの符号の静電容量データが検出部３０から出力される。

操作体が、駆動電極１ａの並び方向の他端部（図３に示す”Ｃ”の位置）の近傍に存在する場合には、第１の駆動信号が供給される駆動電極１ａ（ｄ１），１ａ（ｄ２）から遠いために静電結合が弱くなり第１の駆動信号による応答信号の変化が小さくなる。このため、出力される静電容量データが小さくなる。駆動電極１ａ（ｄ４）、１ａ（ｄ５）からは近いために、第２の駆動信号による応答信号の変化は大きく、出力される静電容量データは大きくなるため、マイナスの符号の静電容量データが検出部３０から出力される。

制御部４０は、得られた静電容量データの値から、絶対値が一定の閾値以下であれば”Ａ”の位置に、正の値であれば”Ｂ”の位置に、また負の値であればＣの位置に、操作体が存在することを判別することができる。

次に第１実施形態における静電入力装置１００の動作について図２から図４を用いて説明する。図４は第１実施形態に係る静電入力装置１００の動作を示すフローチャートである。尚、本実施形態では、接触操作及び近接操作で手や指などの操作体が図３に示す”Ａ”及び”Ｂ”の近傍に位置する場合には操作が有効であり、”Ｃ”の位置の場合には無効な操作とした場合について説明する。

図４のフローチャートで示された処理手順は、制御部４０に内蔵されているタイマ機能などによって定期的に繰り返して実行される。

まず制御部４０は、図４のフローチャートで示された手順Ｓ１で駆動部２０を制御し、第２の駆動状態として駆動電極列１の少なくとも１つ以上の駆動電極１ａに図２（ａ）に示す第１の駆動信号を供給し、手順Ｓ２に移行する。尚、本実施形態では駆動電極列１の複数の駆動電極１ａの全てに、第１の駆動信号が出力されるものとする。また、駆動部２０が駆動電極列１に第１の駆動信号を供給し始めた時間をｔ０とする。

手順Ｓ２で制御部４０は検出部３０を制御し、駆動部２０から第１の駆動信号の出力電圧がＶ１（Ｖ）に立ち上がった後に、複数の検出電極列２に設けられた複数の検出電極２ａそれぞれの静電容量データ（Ｃ１）を取得する。取得した静電容量データは、検出電極２ａに対応させてＣ１（ｓｎ）で表される５つのデータとして制御部４０に備えられたメモリに記憶し、手順Ｓ３に移行する。

手順Ｓ３で制御部４０は、手順Ｓ２で取得したＣ１（ｓ１）からＣ１（ｓ５）まで５つの静電容量データを比較し、静電容量データ（Ｃ１）の絶対値が最大値となる検出電極２ａに対応した静電容量データを制御部４０に備えられたメモリに記憶し、手順Ｓ４に移行する。

手順Ｓ４で制御部４０は、手順Ｓ３で記憶した第２の駆動状態の静電容量データの絶対値の最大値と第２の駆動状態に対応した第２の閾値と、の比較を行う。第２の閾値は、感知部１０に対して操作体の接触または非接触での接近があるかないかを判別する閾値で、実験等で決定された値が予め制御部４０のメモリに記憶されている。静電容量データの絶対値の最大値が第２の閾値以上の場合には、操作体の接近があったと判断され手順Ｓ５に移行し、また第２の閾値より小さい場合には操作体の接触や接近等の入力動作がされていないと判断され、手順Ｓ１９に移行する。

手順Ｓ５で制御部４０は、手順Ｓ３で記憶した第２の駆動状態の静電容量データの絶対値の最大値と接触操作を判断する第３の閾値と、の比較を行う。第３の閾値は、感知部１０に対して操作体が接触しているか否かを判別する閾値で、第２の閾値と同様に実験等で決定された値が予め制御部４０のメモリに記憶されている。静電容量データの最大値が第３の閾値以上の場合には、操作体の接触があったと判断され手順Ｓ６に移行し、また第３の閾値より小さい場合には操作体の接触がないと判断されて手順Ｓ１３に移行する。

制御部４０は手順Ｓ６で、駆動電極１ａの指定を行うためのレジスタの値に初期値”１”を設定し、手順Ｓ７に移行する。

手順Ｓ７で制御部４０は駆動部２０を制御し、レジスタの値（ｍ）に対応した駆動電極１ａ（ｄｍ）（ｍ＝１の場合はｄ１、ｍ＝２の場合にはｄ２）を選択し、選択した駆動電極１ａ（ｄｍ）に図２（ａ）に示す第１の駆動信号を出力し手順Ｓ８に移行する。この際、選択されていない駆動電極１ａには駆動信号が出力されないよう制御されている。また、駆動部２０が選択した駆動電極１ａに第１の駆動信号を供給し始めた時間を改めてｔ０とする。

手順Ｓ８で制御部４０は検出部３０を制御し、駆動部２０から第１の駆動信号の出力電圧がＶ１（Ｖ）に立ち上がった後に、複数の検出電極列２に設けられた複数の検出電極２ａそれぞれの静電容量データ（Ｃ１）を取得する。取得した静電容量データは、手順Ｓ７で選択した駆動電極１ａ（ｄｍ）及び検出電極２ａに対応させて制御部４０に備えられたメモリに記憶し、手順Ｓ９に移行する。それぞれの静電容量データはＣ１（ｄｍ，ｓｎ），で表される。

手順Ｓ９で制御部４０は、駆動電極１ａの指定を行うためのレジスタの値（ｍ）に１を加算し、手順Ｓ１０へ移行する。

手順Ｓ１０で制御部４０は、レジスタの値（ｍ）を最大値である”５”と比較し、レジスタの値（ｍ）が最大値である”５”を超えた場合、手順Ｓ１１に移行する。レジスタの値（ｍ）が最大値である”５”を超えていなければ手順Ｓ７に戻って、更新されたレジスタの値（ｍ）に対応した駆動電極１ａを選択して、駆動信号を出力する。以降、上記と同様に手順Ｓ７から手順Ｓ１０までを、レジスタの値（ｍ）が最大値である”５”より大きくなるまで繰り返す。

手順Ｓ１０でレジスタの値（ｍ）を最大値である”５”と比較し、レジスタの値（ｍ）が最大値である”５”を超えた場合、複数の駆動電極１ａに対応した、複数の検出電極２ａ全ての静電容易量データの取得及び記憶が完了したことになる。

手順Ｓ１１で制御部４０は、手順Ｓ１０までで取得した全ての静電容量データ（Ｃ１）を比較し、最大値となる静電容量データ（Ｃ１（ｄｍ，ｓｎ））を求め、手順Ｓ１２に移行する。

手順Ｓ１２で制御部４０は、手順Ｓ１１で求めた静電容量データ（Ｃ１（ｄｍ，ｓｎ））のに対応する駆動電極１ａ（ｄｍ）と検出電極２ａ（ｓｎ）から、最大の静電容量データを検出した位置に対応する制御信号を出力して処理を終了する。

以上のように、接触操作と判断された場合には、駆動部２０が駆動信号を駆動電極１ａに順次出力し、駆動電極１ａ（ｄｍ）と検出電極２ａ（ｓｎ）とに対応した静電容量データから操作位置に対応した制御信号を出力するので、接触入力操作を行うことができる。

手順Ｓ１３では、手順Ｓ５で操作体の接触がないと判断されたため、制御部４０は駆動部２０を制御し、第１の駆動状態で駆動電極１ａに駆動信号を供給し、手順Ｓ１４に移行する。

手順Ｓ１４で制御部４０は検出部３０を制御し、駆動部２０から第１の駆動信号の出力電圧がＶ１（Ｖ）に立ち上がった後に、複数の検出電極列２に設けられた複数の検出電極２ａそれぞれの静電容量データ（Ｃ２）を取得する。取得した静電容量データは、検出電極２ａに対応させてＣ２（ｓｎ）で表される５つのデータとして制御部４０に備えられたメモリに記憶し、手順Ｓ１５に移行する。

手順Ｓ１５で制御部４０は、手順Ｓ１４で取得した静電容量データ（Ｃ２）の絶対値と第１の駆動状態に対応した所定の第１の閾値と、の比較を行う。第１の閾値は、感知部１０に対して操作体が上側（図３（ｂ）に示すＺ１方向）に存在するか否かを判別する閾値で、実験等で決定された値が予め制御部４０のメモリに記憶されている。比較した結果、静電容量データ（Ｃ２）の絶対値が第１の閾値以上の場合には、操作体が図３に示す”Ｂ”または”Ｃ”の位置のように、駆動電極１ａの並び方向のいずれかの端部近傍で入力動作が行われたと判別し、手順Ｓ１７に移行する。また第１の閾値より小さい場合には、図３に示す”Ａ”の位置のように、駆動電極１ａの上側で操作体が接近等の操作を行っている入力動作であると判断し手順Ｓ１６へ移行する。

手順Ｓ１６で制御部４０は、手順Ｓ１５で有効な入力操作であると判断されたので、制御部４０は手順Ｓ３で求めた静電容量データ（Ｃ１）が最大値となる検出電極２ａに対応した制御信号を出力し、処理を終了する。

手順Ｓ１７で制御部４０は、手順Ｓ１５で、操作体が図３に示す”Ｂ”または”Ｃ”の位置のように、駆動電極１ａの並び方向のいずれかの端部近傍で入力動作が行われたと判別されたので、静電容量データ（Ｃ２）の極性を調べる。静電容量データ（Ｃ２）が正の値の場合には操作体が図３に示す”Ｂ”の位置と判断されるので、手順Ｓ１８に移行する。静電容量データ（Ｃ２）が負の値の場合には操作体が図３に示す”Ｃ”の位置と判断されるので、無効な操作と判断し、手順Ｓ１９に移行する。

手順Ｓ１８で制御部４０は、図３に示す”Ｂ”の位置に対応した制御データを出力し処理を終了する。

手順Ｓ１９では、手順Ｓ４で入力動作がされていないと判断された、または手順Ｓ１７無効な入力操作であると判断されたので、制御部４０は入力操作無しに対応した制御信号を出力し、処理を終了する。

以上のように、制御部４０は、第１の駆動状態の静電容量データ（Ｃ２）に基づいてユーザーの入力動作が行われた方向を判別することができる。また、判別した方向に対して操作の有効や無効及びそれに対応した制御信号を出力することで入力操作を行うことができる。尚、手順Ｓ１７では、操作体が図３に示す”Ｃ”の位置と判断された場合には無効な操作としたが、”Ｃ”の位置に対応した制御信号を出力するようにしても、また”Ｂ”及び”Ｃ”の位置をともに無効な操作とすることも可能である。

以上説明したように、非接触操作と判断された場合には、駆動部２０が第１の駆動状態で駆動信号を駆動電極１ａに出力する。第１の駆動状態の静電容量データの絶対値と所定の閾値との比較により、駆動電極１ａの上側または駆動電極１ａの並び方向のいずれかの端部近傍で入力動作が行われたかを判別することができる。また、非接触操作と判断された場合、第２の駆動状態で得られた静電容量データ（Ｃ１）から操作位置を特定し、一定時間ごとに操作位置を検出することで、ユーザーの非接触動作によるモーション入力信号として処理することも可能となる。

以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。

本実施形態の静電入力装置１００では、複数の駆動電極１ａが並ぶ駆動電極列１と複数の検出電極２ａが並ぶ検出電極列２と、により静電容量を感知する感知部１０と、駆動電極１ａに駆動信号を供給する駆動部２０と、駆動信号により検出電極２ａより出力される応答信号を処理した静電容量データを出力する検出部３０と、出力された静電容量データより、ユーザーの入力動作を判別する制御部４０と、を備えている。駆動部２０は、駆動電極列１の並び方向の一端部の少なくとも１つ以上の駆動電極１ａに対して第１の駆動信号を供給し、他端部の少なくとも１つ以上の駆動電極１ａに対して第１の駆動信号とは逆位相となる第２の駆動信号を供給する第１の駆動状態を有している。制御部４０は、第１の駆動状態の静電容量データに基づいてユーザーの入力動作が行われた方向を判別するよう構成した。

これにより、駆動電極列１の両端の駆動電極１ａに逆位相の駆動信号を供給することにより、駆動電極列の両端の駆動電極１ａからの距離が等しくなる感知部の上部では感知出力が打ち消しあって極小となる。また感知部の上部以外の領域では動作が行われた方向により、出力が近い駆動電極１ａ側の極性に偏るため、駆動電極１ａの並び方向のいずれの端部近傍の入力動作であるかを区別できる。従って、検出領域の上側からの接近と、外周部からの接近とを区別することができる静電入力装置を提供することができる。

また、本実施形態の静電入力装置１００では、制御部４０は、第１の駆動状態の静電容量データと所定の閾値との比較により、駆動電極１ａの上側、駆動電極１ａの並び方向の一端部、駆動電極１ａの並び方向の他端部、のいずれかの近傍で入力動作が行われたかを判別するよう構成した。

これにより、第１の駆動状態で得られる静電容量データと閾値とで判断することで、駆動電極１ａの上側、駆動電極１ａの並び方向の一端部、駆動電極１ａの並び方向の一端部、のいずれか近傍の入力動作であるかを、簡単に区別することができる。

また、本実施形態の静電入力装置１００では、駆動部２０は、駆動電極列１の少なくとも１つ以上の駆動電極１ａに第１の駆動信号または第２の駆動信号のいずれかを供給する第２の駆動状態を有し、制御部４０は、第１の駆動状態の静電容量データと第２の駆動状態の静電容量データと、に基づいて入力動作の有無と有効な入力動作であることと、を判別するよう構成した。

これにより、第２の駆動状態の静電容量データより、感知部１０の上側または外周部の近傍のいずれかで入力動作があったことを検出し、第１の駆動状態の静電容量データより入力動作が前記のどの方向であったかを検出し、その方向により入力動作が有効または無効を判別することができる。このため、感知部１０の周囲にスイッチ等の別の入力装置が配置され、ユーザーによって操作された場合では、感知部１０の周囲での近接操作を無効と判断することで誤検出や誤動作を防ぐことも可能となる。

また、本実施形態の静電入力装置１００では、制御部４０は、第２の駆動状態の静電容量データの絶対値が第２の閾値以上であり、第１の駆動状態の静電容量データの絶対値が第１の閾値より小さい場合には、有効な入力動作であると判断するよう構成した。

これにより、第１の駆動状態と第２の駆動手段の静電容量データの値を、それぞれの駆動状態に対応した閾値で判断することで、検出領域の上側または外周部近傍のいずれの方向で行われて動作かを検出することができる。このため、検出した方向に基づいて入力動作の有効または無効を判断することができる。

以上のように、本発明の実施形態に係る静電入力装置１００を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。

（１）本実施形態において、駆動電極列１と駆動部２０とが接続され、検出電極列２と検出部３０とが接続されている例を示して接続を行ったが、駆動電極列１と駆動部２０の間及び検出電極列２と検出部３０との間に切換え手段を設け、駆動電極１ａと検出電極２ａとを切換え手段によって切り替えられるように構成しても良い。

（２）本実施形態において、駆動電極１ａ及び検出電極２ａがそれぞれ５つずつである例を示して説明を行ったが、静電入力装置が適用される機器や使用される状態などに合わせてそれぞれの数を適宜変更して実施しても良い。これにより適用される機器の外観やデザイン等に応じて静電入力装置を配置することができる。

（３）本実施形態において、感知部１０に配置される駆動電極列１と検出電極列２が交差するよう配置される例を示して説明を行ったが、複数の検出電極が駆動電極１ａの間に島状に配置されるように構成しても良い。

（４）本実施形態において、検出部３０から取得する静電容量データは、検出電極２ａごとに取得する例を示して説明を行ったが、非接触での入力動作を検出する場合には複数の検出電極２ａの静電容量を静電容量データに変換しても良い。また、検出電極２ａごとに取得した静電容量データを加算するなど適宜演算して処理するようにしても良い。

（５）本実施形態において、最大の静電容量データを検出した位置に対応する制御信号を出力する例を示して説明を行ったが、複数回分の静電容量データを用いて雑音除去処理や、加重平均などの演算を行って検出位置を求めるように変形して実施しても良い。

（６）本実施形態において、図４に示すフローチャートの手順Ｓ１６で、手順Ｓ３で求めた静電容量データを利用する例を示しで説明したが、改めて第２の駆動状態で静電容量データ（Ｃ１）を取得しなおしても良い。

１ 駆動電極列
１ａ 駆動電極
２ 検出電極列
２ａ 検出電極
２０ 駆動部
３０ 検出部
４０ 制御部
４１ 出力端子
１００ 静電入力装置

Claims (4)

1. 複数の駆動電極が並ぶ駆動電極列と複数の検出電極が並ぶ検出電極列と、により静電容量を感知する感知部と、
   前記駆動電極に駆動信号を供給する駆動部と、前記駆動信号により検出電極より出力される応答信号を処理した静電容量データを出力する検出部と、
   出力された前記静電容量データより、ユーザーの入力動作を判別する制御部と、を備える静電入力装置において、
   前記駆動部は、前記駆動電極列の並び方向の一端部の少なくとも１つ以上の前記駆動電極に対して第１の駆動信号を供給し、他端部の少なくとも１つ以上の前記駆動電極に対して第１の駆動信号とは逆位相となる第２の駆動信号を供給する第１の駆動状態を有し、
   前記制御部は、前記第１の駆動状態の静電容量データに基づいてユーザーの入力動作が行われた方向を判別することを特徴とする静電入力装置。
2. 前記制御部は、前記第１の駆動状態の静電容量データと所定の閾値との比較により、前記駆動電極の上側、前記駆動電極の並び方向の一端部、前記駆動電極の並び方向の他端部、のいずれかの近傍で入力動作が行われたかを判別することを特徴とする請求項１に記載の静電入力装置。
3. 前記駆動部は、前記駆動電極列の少なくとも１つ以上の前記駆動電極に前記第１の駆動信号または前記第２の駆動信号のいずれかを供給する第２の駆動状態を有し、
   前記制御部は、前記第１の駆動状態の静電容量データと前記第２の駆動状態の静電容量データと、に基づいて入力動作の有無と有効な入力動作であることと、を判別することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の静電入力装置。
4. 前記制御部は、前記第２の駆動状態の静電容量データの絶対値が第２の閾値以上であり、前記第１の駆動状態の静電容量データの絶対値が第１の閾値より小さい場合には、有効な入力動作であると判断することを特徴とする請求項３記載の静電入力装置。
   
   

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