JP2020123258A - 入力装置、入力ユニット、及び入力装置を利用した電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネル用の廉価な入力装置及び入力ユニットを提供する。【解決手段】入力ユニット1と、入力ユニット1と接続された検出ユニット31とを有する。入力ユニット1は、基板と、基板の表面に配置され複数の画像が表示される表示部を有する表示板と、表示板の周囲に近接して配置され、被検出体が画像に近接することによって寄生容量が変化する複数の電極121-124を有する。検出ユニット31は、各電極121-124に電荷を供給する電荷供給部321と、電荷が各電極に供給されたときの各電位を取得する電位取得部324と、取得された各電極の電位に基づいて、被検出体によって近接される画像が何れかであるかを検出する位置検出部352を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、入力装置、入力ユニット、及び入力装置を利用した電子機器に関する。

スマートフォン等の移動体通信機器や、携帯型及び車載用のオーディオ機器、プリンター等の電子機器のユーザーインターフェースとしてタッチパネルが使用されている。特許文献１には、タッチ領域上にＸＹ位置座標を検出する透明電極が設けられ、透明電極に対してタッチされた位置を静電容量結合により検出するタッチパネルが開示されている。しかし、透明電極は高価であり、タッチパネルのコストは増加する。

又、タッチパネルが、液晶表示装置（ＬＣＤ: Liquid Crystal Display）を有する場合、液晶表示装置から発生する電磁ノイズが、液晶表示装置上に設けられた透明電極に影響し、タッチされた位置の検出精度が低下する。特許文献２には、液晶表示装置の表面に配置された複数の透明電極を有するタッチパネルであって、タッチされたとき、タッチされていない透明電極を低インピーダンス状態にする低インピーダンス設定部を更に有するタッチパネルを開示している。低インピーダンス状態にすることにより、液晶表示装置の表面から放出されるノイズを遮蔽する効果を高めている。しかし、低インピーダンス設定部を必要とするため。タッチパネルのコストは増加する。

特開２０１４−０１０５１６号公報 特開２０１５−０４９８２１号公報

本発明の目的は、タッチパネル用の廉価な入力ユニット及び入力装置を提供することにある。

本発明に係る入力装置は、入力ユニットと、入力ユニットと電気的に接続された検出ユニットとを有し、入力ユニットは、基板と、基板の表面に配置され、且つ、複数の画像が表示される表示部を有する表示板と、表示板の周囲に表示板に近接して配置され、被検出体が複数の画像の何れか１つに近接することによってそれぞれの寄生容量が変化するように配置された複数の電極と、複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数の入出力端子とを有し、複数の電極は、表示板と基板との間には配置されていないことを特徴とし、検出ユニットは、入出力端子を介して複数の電極のそれぞれに電荷を供給する電荷供給部と、電荷が複数の電極のそれぞれの寄生容量に供給されたときの複数の電極のそれぞれの電位を入出力端子を介して取得する電位取得部と、電位取得部によって取得された複数の電極のそれぞれの電位に基づいて、被検出体によって近接される画像が前記複数の画像の何れかであるかを検出する位置検出部とを有することを特徴とする。

本発明に係る入力装置は、表示部が、互いに平行に延伸する第１辺及び第２辺と、第１辺及び第２辺の延伸方向に直交する方向に延伸する第３辺及び第４辺とを有する矩形状の形状を有し、複数の電極は、第１辺、第２辺、第３辺及び第４辺のそれぞれに平行に延伸する平板状の複数の電極を含むことが好ましい。

本発明に係る入力装置は、複数の電極が、第１辺に平行に延伸する部分と、第３辺に平行に延伸する部分とを有する平面視Ｌ字型の第１電極と、第１辺に平行に延伸する部分と、第４辺に平行に延伸する部分とを有する平面視Ｌ字型の第２電極と、第２辺に平行に延伸する部分と、第４辺に平行に延伸する部分とを有する平面視Ｌ字型の第３電極と、第２辺に平行に延伸する部分と、第３辺に平行に延伸する部分とを有する平面視Ｌ字型の第４電極とを含むことが好ましい。

本発明に係る入力装置は、複数の電極が、第１辺に平行に延伸する第１電極と、第２辺に平行に延伸する第２電極と、第３辺に平行に延伸する第３電極と、第４辺に平行に延伸する第４電極とを含むことが好ましい。

本発明に係る入力装置は、表示部が、入力される画像情報に応じた画像を表示するディスプレイ部であることが好ましい。

本発明に係る入力装置は、１つ又は複数の電極が、コンデンサを形成する１つ又は複数の電極対を含むことが好ましい。

本発明に係る入力ユニットは、基板と、基板の表面に配置され、且つ、複数の画像が表示される表示部を有する表示板と、表示板の周囲に表示板に近接して配置され、被検出体が複数の画像の何れか１つに近接することによってそれぞれの寄生容量が変化するように配置された複数の電極と、複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数の入出力端子とを有し、複数の電極は、表示板と基板との間には配置されていないことを特徴とする。

本発明に係る電子機器は、入力装置と、入力装置と接続される制御装置とを有する電子機器であって、入力装置は、入力ユニットと、入力ユニットと電気的に接続された検出ユニットと、を有し、入力ユニットは、基板と、基板の表面に配置され、且つ、複数の画像が表示される表示部を有する表示板と、表示板の周囲に表示板に近接して配置され、被検出体が複数の画像の何れか１つに近接することによってそれぞれの寄生容量が変化するように配置された複数の電極と、複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数の入出力端子とを有し、複数の電極は、表示板と基板との間には配置されていないことを特徴とし、検出ユニットは、入出力端子を介して複数の電極のそれぞれに電荷を供給する電荷供給部と、電荷が複数の電極のそれぞれの寄生容量に供給されたときの複数の電極のそれぞれの電位を入出力端子を介して取得する電位取得部と、電位取得部によって取得された複数の電極のそれぞれの電位に基づいて、被検出体によって近接される画像が前記複数の画像の何れかであるかを検出する位置検出部とを有し、制御装置は、画像と、画像に対応する操作コマンドを関連付けて記憶する記憶部と、位置検出部から被検出体によって近接される画像が複数の画像の何れかであるかを示す近接画像信号を取得する近接画像信号取得部と、近接画像信号取得部が近接画像信号を取得したことに応じて、被検出体が近接した画像に対応する操作コマンドを実行する制御処理部と、を有することを特徴とする。

本発明の入力装置、入力ユニット、及び電子機器は、製造コストを抑制することができる。

入力ユニットの構成の一例を示す概略図であり、（ａ）は、入力ユニットの平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したＡ−Ａ′線における入力ユニットの断面図である。 被検出体が表示部の画像に近接したことに応じ、表示板の周囲に配置された各電極が、検出信号を出力する原理を説明する図である。 入力装置の構成の一例を示す概略図である。 電荷供給部からの入力信号が電極に入力されたときの電極を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷を説明する図であり、（ａ）は被検出体が画像に近接していないときの電極を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷を説明する図であり、（ｂ）は被検出体が画像に近接しているときの電極を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷を説明する図である。 電極からの検出信号に対する電子回路部の動作を説明する図であり、（ａ）は被検出体が画像に近接していないときの電極からの検出信号に対する電子回路部動作を説明する図であり、（ｂ）は被検出体が画像に近接しているときの電極からの検出信号に対する電子回路部の動作を説明する図である。 電極に入力される入力信号列と、電極を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷、電極から出力される検出信号、及び比較信号との関係を説明する図であり、（ａ）は、電極に入力される入力信号列を示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）は、被検出体が画像に近接していないときの、電極を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷、出力される検出信号、及び比較信号を示す図であり、（ｅ）〜（ｇ）は、被検出体が画像に近接しているときの、電極を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷、電極から出力される検出信号、及び比較信号を示す図である。 位置検出部が、被検出体が近接している近接画像を判定する処理の一例を説明する図である。 電極配置の変形例を示す図である。 入力ユニットに、更にアクティブシールドを利用した例を示す図であり、（ａ）は入力ユニット１の平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示したＡ−Ａ′線における入力ユニットの断面図である。 入力ユニットの構成の一例を示す概略図であり、（ａ）は、入力ユニットの平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示したＡ−Ａ′線における入力ユニットの断面図である。 表示部の周囲に配置された各電極の対が、被検出体が画像に近接したことを検出する原理を説明する図であり、（ａ）は被検出体が画像に近接していないときの電極間の静電容量を示し、（ｂ）は被検出体が画像に近接しているときの電極間の静電容量を示している。 入力装置の構成の一例を示す概略図である。 電極対の配置の変形例を示す図であり、（ａ）は各電極対の、入力信号が入力される電極と検出信号を出力する電極の配置の例を示す図であり、（ｂ）は検出信号を出力する電極は複数であり、入力信号が入力される電極は１つである電極対の配置を示す図であり、（ｃ）は、検出信号を出力する電極は複数であり、入力信号が入力される電極は１つである電極対の別の配置の例を示す図である。 入力装置を利用した電子機器の一例を示す図である。

以下、本開示の一側面に係る入力ユニット、入力ユニット装置及び電子機器について図を参照しつつ説明する。但し、本開示の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。尚、以下の説明及び図において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１実施形態における入力ユニットの概要）
図１は、第１実施形態における入力ユニットの構成の一例を示す概略図である。図１（ａ）は、入力ユニットの平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示したＡ−Ａ′線における入力ユニットの断面図である。

入力ユニット１は、基板１０、表示板１１、４つの電極１２１、１２２、１２３．１２４を有する。

基板１０は、例えば、絶縁性樹脂材料により形成された平板状の部材であり、矩形の表面を有する。基板１０上には、表示板１１が配置される。表示板１１の表面には、導電性を有する被検出体２が近接する１つ又は複数の画像が表示される絶縁性の表示部１１０が設けられる。例えば、４つの同一形、同一サイズの画像１１１、１１２、１１３、１１４が、表示部１１０に設けられる。導電性を有する被検出体２は、例えば指、タッチペンである。

表示板１１は、絶縁性樹脂材料により形成された平板プレートであってもよい。表示部１１０に表示される各画像１１１，１１２，１１３，１１４には、例えば入力装置３を利用する電子装置（図示せず）の電源スイッチ、各種操作ボタンの名称、アイコンが表示されていてもよい。

表示部１１０は、入力される画像情報に応じた画像を表示するディスプレイ部であってもよい。ディスプレイスクリーンには複数の画像１１１、１１２、１１３、１１４を表示させてもよい。

表示板１１は、印刷された絶縁性シールであって基板１０上に貼り付けられたものでもよい。各画像１１１，１１２，１１３，１１４には、例えば入力装置３を利用する不図示の電子装置の電源スイッチ、各種操作ボタンの名称、アイコンが印刷されていてもよい。

表示板１１は、互いに平行に延伸する第１辺１１５及び第２辺１１６と、第１辺１１５及び第２辺１１６の延伸方向に直交する方向に延伸する第３辺１１７及び第４辺１１８とを有する矩形状の形状を有してもよい。矩形状の表示板１１を囲んで、例えば４つの電極が配置される。４つの電極は、基板１０上に、表示板１１に近接して配置される。被検出体２によって近接される画像が何れかであるかを検出するためである。又、４つの電極は、表示板１１と基板１０の間には配置されないことが好ましい。ディスプレイ等からの電磁輻射を回避できるからである。なお、４つの電極のいずれかを、表示板１１と基板１０の間に配置してもよい。透明電極の使用が不要となり、コスト削減が可能となるからである。

表示板１１と各電極との距離は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは、１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。

第１電極１２１は、平面視Ｌ字型の第１辺１１５に平行に延伸する部分と第３辺１１７に平行に延伸する部分とを有する。平面視Ｌ字型の第２電極１２２は、平面視Ｌ字型の第１辺１１５に平行に延伸する部分と第４辺１１８に平行に延伸する部分とを有する。第３電極１２３は、平面視Ｌ字型の第２辺１１６に平行に延伸する部分と第４辺１１８に平行に延伸する部分とを有する。第４電極１２４は、平面視Ｌ字型の第２辺１１６に平行に延伸する部分と第３辺１１７に平行に延伸する部分とを有する。

各電極１２１、１２２、１２３、１２４は、基板１０上において金属箔、例えば銅箔をエッチングすることにより形成される。また、金属箔を基板１０に貼り付けてもよい。

各電極１２１、１２２、１２３、１２４は、不図示の検出ユニットと電気的に接続される入出力端子１３１，１３２，１３３，１３４をそれぞれ有する。各入出力端子１３１，１３２，１３３，１３４は、基板１０の裏面に設けられ、例えばビアホールを介して各電極１２１、１２２、１２３、１２４とそれぞれ接続してもよい。

４つの電極１２１、１２２、１２３、１２４は、相互に接触しないように電極の間には隙間が設けられる。隙間は、表示板１１の各辺の中点から表示板１１の平面視外側方向への垂線を挟む位置にそれぞれ設けられる。電極配置を対称として、被検出体２が近接した画像を検出する精度を高めるためである。

但し、画像１１１、１１２、１１３、１１４が同一形、同一サイズでない場合には、各電極１２１，１２２，１２３，１２４の形状と配置は、各画像１１１、１１２、１１３、１１４に対応して変更することが好ましい。被検出体２が近接した画像を検出する精度を高めることができる。

表示板１１は、表面に透明の保護カバー１３を有してもよい。表示板１１を保護するためである。保護カバー１３は、ガラス板、透明の樹脂製板、例えばアクリル板である。更に、保護カバー１３は各電極１２１，１２２，１２３，１２４を保護するようにしてもよい。

複数の電極１２１，１２２，１２３，１２４が表示板１１に近接して配置され、表示板１１と基板１０との間には配置されないことによって、入力ユニット１は、構造が単純となり、コストダインとなる。又、タッチパネルディスプレイからの電磁輻射の影響を低減することが可能となる。

図２は、被検出体２が表示部１１０の画像に近接したことに応じ、表示板１１の周囲に配置された各電極１２１、１２２、１２３、１２４が、検出信号を出力する原理を説明する図である。

以下の説明では、例として、画像１１１の近傍にある第１電極１２１が、被検出体２が画像１１１に近接したことに応じた検出信号を出力する原理を説明する。

図２（ａ）は、被検出体２が画像１１１に近接していない状態の第１電極１２１を説明する図である。電子装置の接地された筐体６０内に第１電極１２１があると、その周囲の筐体内４の導電物質（グランドパターンや金属フレーム等）との間に寄生容量Ｃｐが発生する。したがって、電極１２１は、寄生容量Ｃｐのコンデンサを構成する１つの電極となる。第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサの静電容量Ｃｓは、Ｃｓ＝Ｃｐ となる。

図２（ｂ）は、被検出体２が画像１１１に近接していない状態での第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに、電荷が供給されたときと、供給された電荷による電圧を検出するときとを示す図である。

まず、第１電極１２１の入力側スイッチＳＷ１がＯＮ、出力側スイッチＳＷ２がＯＦＦの状態で、例えば、電圧Ｖｉｎのパルス電圧信号Ｅｉｎが第１電極１２１に印加されると、コンデンサを構成する１つの電極１２１には、電荷Ｑが供給される。Ｑ＝Ｃｐ・Ｖｉｎである。

次に、電極１２１に電荷Ｑが供給された状態で、入力側スイッチＳＷ１がＯＦＦ、出力側スイッチＳＷ２がＯＮのとなると、電荷Ｑによる電圧Ｖｏｕｔが検出される。Ｖｏｕｔ＝Ｑ／Ｃｐであり、Ｑ＝Ｃｐ・Ｖｉｎより、Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎである。

図２（ｃ）は、被検出体２が画像１１１に近接した状態の第１電極を説明する図である。導電性を有する被検出体２、例えば人間の指は、体である人体を通し地面に接地さているので１つのコンデンサとなる。したがって、被検出体２が、第１電極１２１に近接する画像１１１に近接すると、指による新たな寄生容量Ｃｆが加わることになる。第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサは、寄生容量Ｃｐのコンデンサと寄生容量Ｃｆのコンデンサが並列接続されたコンデンサとなる。合成されたコンデンサの静電容量Ｃｓ´は、Ｃｓ´＝Ｃｐ＋Ｃｆ となる。画像１１１が、電極１２１に近いほど、静電容量Ｃｆは大きい。又、通常は、Ｃｆ＞＞Ｃｐである。

図２（ｄ）は、被検出体２が画像１１１に近接した状態での第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに、電荷Ｑが供給されたときと、供給された電荷Ｑによる電圧を検出するときとを示す図である。

まず、第１電極１２１の入力側スイッチＳＷ１がＯＮ、出力側スイッチＳＷ２がＯＦＦの状態で、例えば、電圧Ｖｉｎのパルス電圧信号Ｅｉｎが第１電極１２１に印加されて電荷Ｑが供給される。Ｑ＝Ｃｐ・Ｖｉｎである。

次に、電極１２１に電荷Ｑが供給された状態で、入力側スイッチＳＷ１がＯＦＦ、出力側スイッチＳＷ２がＯＮのとなると、出力側では電荷Ｑによる電圧Ｖｏｕｔ´が検出される。Ｖｏｕｔ´＝Ｑ／（Ｃｐ＋Ｃｆ）＝（Ｃｐ／（Ｃｐ＋Ｃｆ））・Ｖｉｎであり、Ｖｏｕｔ´＜Ｖｉｎである。

したがって、一定の電荷Ｑが供給されたときの、第１電極１２１が、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサの静電容量の変化に応じた検出電圧を出力することにより、被検出体２が画像１１１に近接しているか否かを判定することができる。

図３は、第１実施形態における入力装置３の構成の一例を示す概略図である。入力装置３は、入力ユニット１と検出ユニット３１とを有する。入力ユニット１の各電極１２１、１２２、１２３．１２４は、検出ユニット３１に電気的に接続されている。検出ユニット３１は、被検出体２が入力ユニット１に近接した画像を検出するための装置である。

検出ユニット３１は、電子回路部３２とマイコン部３３とを有する。電子回路部３２は、電子部品によって構成された電子回路を有する。電子回路部３２はマイコン部３３に接続される。マイコン部３３は、マイコン記憶部３４とマイコン処理部３５を有する。電子回路部３２は、マイコン処理部３５の回路制御部３５１により制御される。

電子回路部３２は、電荷供給部３２１と、入力切換えスイッチ３２２とを有する。入力切換えスイッチ３２２は、１入力端子と４出力端子とを有し、入力端子には電荷供給部３２１が接続され、４出力端子には、各入出力端子１３１，１３２，１３３、１３４を介して、電極１２１，１２２，１２３，１２４がそれぞれ接続される。

更に、電子回路部３２は、出力切換えスイッチ３２３と、電位取得部３２４とを有する。出力切換えスイッチ３２３は４入力端子と１出力端子とを有し、各入力端子と出力端子との接続切換えを行う。４入力端子には、各入出力端子１３１，１３２，１３３、１３４を介して、第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３、及び第４電極１２４がそれぞれ接続され、出力端子には電位取得部３２４の入力端子が接続される。電位取得部３２４は、２入力端子と１出力端子とを有し、１つの入力端子には、出力切換えスイッチ３２３の入力端子が接続され、他方の入力端子には基準電圧Ｅｓが入力される。出力端子にはカウンタ切換えスイッチ３２５の入力端子が接続される。

カウンタ切換えスイッチ３２５は、１入力端子と４出力端子とを有し、入力端子と各出力端子との接続切換えを行う。入力端子には電位取得部３２４の出力端子が接続され、４つの出力端子には、第１カウンタ３２６１、第２カウンタ３２６２、第３カウンタ３２６３、及び第４カウンタ３２６４が接続される。各カウンタ３２６１、３２６２、３２６３，３２６４の出力は、マイコン部３３に入力される。

更に、電子回路部３２は、放電スイッチ３２７を有する。放電スイッチ３２７の一端は出力切換えスイッチの出力端子に接続され、他端は接地されている。放電スイッチ３２７の切り替えは、電位取得部３２４の出力端子から分岐した比較信号により制御される。

マイコン部３３は、マイコン記憶部３４とマイコン処理部３５を有する。マイコン記憶部３４は、１又は複数の半導体メモリにより構成される。例えば、ＲＡＭや、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリの少なくとも一つを有する。マイコン記憶部３４は、マイコン処理部３５による処理に用いられるドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。

例えば、マイコン記憶部３４は、ドライバプログラムとして、電荷供給部３２１や入力切換えスイッチ３２２等を制御するデバイスドライバプログラムを記憶する。コンピュータプログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いてマイコン記憶部３４にインストールされてもよい。また、プログラムサーバ等からダウンロードしてインストールしてもよい。

更に、マイコン記憶部３４は、所定の処理に係る一時的なデータを一時的に記憶してもよい。マイコン記憶部３４は、検出信号を判別するための閾値や信号パターン、カウンタ信号のログファイル、マッピングデータ等を記憶する。

マイコン処理部３５は、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を備える。マイコン処理部３５は、入力装置３の全体的な動作を統括的に制御するものであり、例えば、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｕｎｉｔ）である。

マイコン処理部３５は、入力ユニット１を使用したユーザの被検出体２の画像への近接操作等に応じて検出ユニット３１の各種処理が適切な手順で実行されるように動作を制御する。

マイコン処理部３５は、マイコン記憶部３４に記憶されているプログラム（オペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム等）に基づいて処理を実行する。また、マイコン処理部３５は、複数のプログラム（アプリケーションプログラム等）を並列に実行してもよい。マイコン処理部３５は、回路制御部３５１、位置検出部３５２等を有する。

マイコン処理部３５が有するこれらの各部は、独立した集積回路、回路モジュール、マイクロプロセッサ、又はファームウェアとしてマイコン部３３に実装されてもよい。

図４は、電荷供給部３２１からの入力信号が第１電極１２１に入力されたときの第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷を説明する図である。図４（ａ）は、被検出体２が画像１１１に近接していないときの、画像１１１の近傍にある第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷を説明する図である。図４（ｂ）は、被検出体２が画像１１１に近接しているときの第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷を説明する図である。

入力切換えスイッチ３２２が、電荷供給部３２１と第１電極１２１とを接続したとき、電荷供給部３２１から第１電極１２１に電圧Ｖｉｎである１つの矩形パルス電圧信号Ｅｉｎが入力される。被検出体２が画像１１１に近接していないとき、１つの矩形パルス電圧信号Ｅｉｎの入力によって、第１電極１２１を１つの電極とする静電容量がＣｓ＝Ｃｐのコンデンサには、電荷Ｑが供給される。電荷Ｑは、Ｑ＝Ｃｐ・Ｖｉｎ で表される。

図４（ｂ）において、被検出体２が画像１１１に近接しているときの第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷を説明する。

被検出体２が画像１１１に近接しているとき、画像１１１の近傍にある第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサの静電容量は、被検出体２の静電容量Ｃｆによって、Ｃｓ´＝Ｃｐ＋Ｃｆとなっている。

入力切換えスイッチ３２２が、電荷供給部３２１と第１電極１２１とを接続する。第１電極１２１に１つの矩形パルス電圧入力信号Ｅｉｎが入力されると、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサには、矩形パルス電圧信号Ｅｉｎの電圧Ｖｉｎにより電荷Ｑが供給される。電荷Ｑは、Ｑ＝Ｃｐ・Ｖｉｎ である。

図５は、第１電極１２１からの検出信号に対する電子回路部３２の動作を説明する図である。図５（ａ）は、被検出体２が画像１１１に近接していないときの第１電極１２１からの検出信号に対する電子回路部３２の動作を説明する図である。図５（ｂ）は、被検出体２が画像１１１に近接しているときの第１電極１２１からの検出信号に対する電子回路部３２の動作を説明する図である。

入力切換えスイッチ３２２は、電荷供給部３２１と第１電極との接続を遮断し、出力切換えスイッチ３２３は、第１電極と電位取得部３２４の入力端子とを接続する。電極１２１から検出信号Ｅｏｕｔが電位取得部３２４の入力端子に出力される。検出信号Ｅｏｕｔの検出電位Ｖｏｕｔは、被検出体２が画像１１１に近接していないとき第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給された電荷Ｑに起因するから、Ｖｏｕｔ＝Ｑ／Ｃｐ で与えられる。すなわち、Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎである。

電位取得部３２４は、２入力端子と１出力端子を有する。１つの入力端子には、第１電極１２１から検出電位Ｖｏｕｔの検出信号Ｅｏｕｔが入力される。他の入力端子には、検出電位Ｖｏｕｔと比較するための基準電圧Ｅｓが入力されている。通常ＥｓはＶｉｎと等しい。なお、基準電圧Ｅｓは変更可能である。基準電圧Ｅｓを変更することによって、入力装置３が、静電容量Ｃｓの変化の検出感度を調整するためである。

電位取得部３２４が基準電圧Ｅｓ以上の検出電位Ｖｏｕｔを検出したときは、電位取得部３２４は、比較信号、例えば「１」を出力する。又、電位取得部３２４が、基準電圧Ｅｓ未満の検出電位Ｖｏｕｔを検出したときは、電位取得部３２４は比較信号、例えば「０」を出力する。

カウンタ切換えスイッチ３２５によって、電位取得部３２４の出力端子と第１カウンタ３２６１とは接続されている。被検出体２が画像１１１に近接していないとき、検出電位Ｖｏｕｔは、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給された電荷Ｑに起因するから、Ｖｏｕｔ＝Ｑ／Ｃｐ で与えられる。すなわち、Ｖｏｕｔ＝Ｖｉｎである。基準電圧ＥｓはＶｉｎに設定されているから、Ｖｏｕｔ＝Ｅｓである。したがって、電位取得部３２４から第１カウンタ３２６１に、比較信号、例えば「１」が入力される。

又、電位取得部３２４の出力端子は分岐して、放電スイッチ３２７の制御端子に接続される。放電スイッチ３２７は、電位取得部３２４から比較信号「１」を受信したときは、第１電極１２１と接地線を接続させ、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給された電荷を放電する。

図５（ｂ）は、被検出体２が画像１１１に近接しているときの第１電極１２１からの検出信号に対する電子回路部３２の動作を説明する図である。

入力切換えスイッチ３２２は、電荷供給部３２１と第１電極の入出力端子１２１１との接続を遮断し、出力切換えスイッチ３２３は、第１電極に入出力端子１２１１と電位取得部３２４の入力端子とを接続する。第１電極１２１から検出信号Ｅｏｕｔ´が電位取得部３２４の入力端子に出力される。検出信号Ｅｏｕｔ´の検出電位Ｖｏｕｔ´は、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給された電荷Ｑに対応している。したがって、検出電位Ｖｏｕｔ´は、Ｖｏｕｔ´＝Ｑ／（Ｃｐ＋Ｃｆ）＝（Ｃｐ／（Ｃｐ＋Ｃｆ））・Ｖｉｎ で与えられる。Ｃｐ＜Ｃｐ＋Ｃｆであるから、Ｖｏｕｔ´＜Ｖｉｎである。

電位取得部３２４は、基準電圧Ｅｓ未満の検出電位Ｖｏｕｔ´を検出したので、値が０の比較信号を出力する。カウンタ切換えスイッチ３２５によって、電位取得部３２４の出力端子と第１カウンタ３２６１とは接続されている。したがって、電位取得部３２４から第１カウンタ３２６１に値が０の比較信号が入力される。

又、電位取得部３２４は、値が０の比較信号を放電スイッチ３２７の制御端子に送る。放電スイッチ３２７は、第１電極１２１と接地線を接続しないので、電荷Ｑが供給されたままとなる。被検出体２が画像１１１に近接している間、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサは、徐々に供給される電荷量を増やしていく。

図６は、第１電極１２１に入力される入力信号列と、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷、第１電極１２１から出力される検出信号、及び比較信号との関係を説明する図である。

図６（ａ）は、第１電極１２１に入力される入力信号列を示している。図６（ｂ）〜（ｄ）は、被検出体２が画像１１１に近接していないときの、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷、出力される検出信号、及び比較信号を示している。図６（ｅ）〜（ｇ）は、被検出体２が画像１１１に近接しているときの、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷、第１電極から出力される検出信号、及び比較信号を示している。

図６（ａ）は、第１電極１２１に入力される入力信号列を示している。電荷供給部３２１は、被検出体２が表示板１１に近接しているか否かを判定するための入力信号列として、例えば、８つの矩形パルス電圧信号を第１電極１２１に入力する。各矩形パルス電圧信号は、例えば、電圧Ｖｉｎ＝１．２（Ｖ）、パルス幅Ｔ１＝１（μｓｅｃ）の矩形パルス電圧信号Ｅｉｎである。矩形パルス電圧信号Ｅｉｎが入力された後、次の矩形パルス電圧信号が入力されるまでの間隔Ｔ２とすると、電極１２１に入力される矩形パルス電圧信号Ｅｉｎの周期ＴはＴ＝Ｔ１＋Ｔ２となる。

１つの矩形パルス電圧信号Ｅｉｎが入力された後、次のパルスが入力されるまでの間に、電荷供給部３２１は、入力切換えスイッチ３２２を介して他の電極１２２，１２３，１２４に順次矩形パルス電圧信号Ｅｉｎを入力する。間隔Ｔ２はパルス幅Ｔ１の３倍以上となる。

図６（ｂ）は、被検出体２が画像１１１に近接していないとき、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷Ｑを示している。

電荷供給部３２１から第１電極１２１に電圧がＶｉｎである１つの矩形パルス電圧信号Ｅｉｎが入力されると、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサには、電荷Ｑ＝Ｃｐ・Ｖｉｎが供給される。入力切換えスイッチ３２２が、電荷供給部３２１と第１電極１２１の入出力端子１２１１との接続を遮断し、出力切換えスイッチ３２３が、第１電極１２１の入出力端子１２１１と電位取得部３２４の入力端子とを接続する。電位取得部３２４には、第１電極から検出電位Ｖｏｕｔの検出信号Ｅｏｕｔが入力される。検出電位Ｖｏｕｔは基準電圧Ｅｓ以上であるから電位取得部３２４は比較信号として値１を出力する。

値１の比較信号を受信した放電スイッチ３２７は、第１電極１２１の入出力端子１２１１と接地線を接続するので、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給された電荷Ｑは放電される。第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサは、１つの矩形パルス電圧入力信号Ｅｉｎが入力されるごとに電荷Ｑが供給され、検出信号Ｅｏｕｔが出力されるごとに供給された電荷Ｑを放電する。８つの矩形パルス電圧入力信号Ｅｉｎに対応し、電荷Ｑの供給と放電は８回繰り返される。

図６（ｃ）は、第１電極１２１から電位取得部３２４に出力される検出信号Ｅｏｕｔの検出電位Ｖｏｕｔを示している。

１つの矩形パルス電圧入力信号Ｅｉｎが第１電極１２１に入力された後、入力切換えスイッチ３２２が、電荷供給部３２１と第１電極１２１の入出力端子１２１１との接続を遮断する。又、出力切換えスイッチ３２３が、第１電極１２１の入出力端子１２１１と電位取得部３２４の入力端子とを接続する。検出電位Ｖｏｕｔの検出信号Ｅｏｕｔが、電位取得部３２４に出力される。

被検出体２が画像１１１に近接していないとき、検出電位Ｖｏｕｔは基準電圧Ｅｓ以上であるので、電位取得部３２４は、値１の比較信号を出力する。値１の比較信号を受信した放電スイッチ３２７は、第１電極１２１と接地線を接続するので、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給された電荷Ｑは放電される。したがって、２つ目の矩形パルス電圧入力信号Ｅｉｎが第１電極１２１に入力されたとき、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給された電荷ＱはＱ＝ＣｐＶｉｎとなり、２つ目の検出信号の電圧はＶｏｕｔである。被検出体２が画像１１１に近接していないとき、８つの矩形パルス電圧入力信号Ｅｉｎに対応して、第１電極１２１から検出電位Ｖｏｕｔの検出信号Ｅｏｕｔは８回出力される。

図６（ｄ）は、電位取得部３２４から出力される比較信号を示している。

第１電極１２１から検出信号Ｅｏｕｔが、電位取得部３２４に入力されると、電位取得部３２４は検出信号Ｅｏｕｔの検出電位Ｖｏｕｔと基準電圧Ｅｓとを比較する。通常、Ｅｓ＝Ｖｉｎとなるように設置されているので、Ｖｏｕｔ＝Ｅｓとなる。

電位取得部３２４が基準電圧Ｅｓ以上の出力検出電位Ｖｏｕｔを検出したときは、電位取得部３２４は、値１の比較信号を第１カウンタ３２６１と放電スイッチ３２７に出力する。

したがって、被検出体２が画像１１１に近接していないとき、８つのパルス電圧入力信号からなる入力信号列が第１電極１２１に入力されると、電位取得部３２４から検出信号Ｅｏｕｔが８回出力される。

電位取得部３２４の出力端子には、カウンタ切換えスイッチ３２５を介して第１カウンタ３２６１が接続される。被検出体２が画像１１１に近接していないとき電位取得部３２４から値１の比較信号が８回出力されると、第１カウンタ３２６１は８つの矩形パルス電圧信号を有する入力信号列に対する比較信号の合計値８をカウンタ信号として位置検出部３５２に出力する。

次に、被検出体２が画像１１１に近接しているときを説明する。静電容量は、被検出体２の静電容量Ｃｆによって、Ｃｓ´＝Ｃｐ＋Ｃｆとなっている。

図６（ｅ）は、被検出体２が画像１１１に近接しているとき、第１電極１２１に供給される電荷を示す図である。

電荷供給部３２１から第１電極１２１に電圧がＶｉｎである１つの矩形パルス電圧信号Ｅｉｎが入力されると、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサには、電荷Ｑ＝Ｃｐ・Ｖｉｎが供給される。

１つの矩形パルス電圧入力信号Ｅｉｎが第１電極１２１に入力された後、入力切換えスイッチ３２２が、電荷供給部３２１と第１電極１２１の入出力端子１２１１との接続を遮断する。又、出力切換えスイッチ３２３が、第１電極１２１の入出力端子１２１１と電位取得部３２４の入力端子とを接続する。検出信号Ｅｏｕｔ´が、電位取得部３２４に出力される。検出信号Ｅｏｕｔ´の検出電位Ｖｏｕｔ´は、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給された電荷Ｑに起因するから、Ｖｏｕｔ´＝Ｑ／（Ｃｐ＋Ｃｆ）＝（Ｃｐ／（Ｃｐ＋Ｃｆ））・Ｖｉｎである。Ｃｐ＜Ｃｐ＋Ｃｆであるから、検出電位Ｖｏｕｔ´は基準電圧Ｅｓより小さいので、電位取得部３２４は、値０の比較信号を出力する。

放電スイッチ３２７は、値０の比較信号を受信したときは、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給された電荷Ｑを放電しない。検出信号Ｅｏｕｔ´の検出電位Ｖｏｕｔ´が基準電圧Ｅｓ以上になるまで、１つの矩形パルス電圧入力信号Ｅｉｎが入力されるごとに、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサには、電荷Ｑが累積して供給される。したがって、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷のグラフは階段状となる。

第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷による検出信号Ｅｏｕｔ´の検出電位Ｖｏｕｔ´が基準電圧Ｅｓ以上となったとき、電位取得部３２４は、値が１の比較信号を出力する。本例では、電荷供給部３２１が、５つの矩形パルス電圧入力信号の入力により電荷Ｑを５回供給したとき、放電スイッチ３２７は、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給された電荷を放電する。６，７，８回目の矩形パルス電圧入力信号Ｅｉｎに対応する検出信号Ｅｏｕｔ´の検出電位Ｖｏｕｔ´は、Ｅｓより小さいので第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサは、矩形パルス電圧入力信号Ｅｉｎの入力ごとに電荷Ｑを累積する。

図６（ｆ）は、被検出体２が画像１１１に近接しているとき、第１電極１２１から電位取得部３２４に出力される検出信号Ｅｏｕｔ´の検出電位Ｖｏｕｔ´を示している。

１つの矩形パルス電圧入力信号Ｅｉｎが第１電極１２１に入力された後、入力切換えスイッチ３２２が、電荷供給部３２１と第１電極１２１の入出力端子１２１１との接続を遮断する。又、出力切換えスイッチ３２３が、第１電極１２１の入出力端子１２１１と電位取得部３２４の入力端子とを接続する。第１電極１２１から検出信号Ｅｏｕｔ´が、電位取得部３２４に出力される。図５（ｅ）に示すように、第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサに供給される電荷は階段状に増加しているので、検出信号Ｅｏｕｔ´の検出電位Ｖｏｕｔ’は階段状に増加する。

図６（ｇ）は、電位取得部３２４から出力される比較信号を示している。

電位取得部３２４は検出信号Ｅｏｕｔ´の検出電位Ｖｏｕｔ´と基準電圧Ｅｓとを比較する。本例では、５回目の矩形パルス電圧入力信号が入力されたときに、検出信号Ｅｏｕｔ´の検出電位Ｖｏｕｔ´は基準電圧Ｅｓ以上となるので、電位取得部３２４は、初めて値が１の比較信号を出力する。第１電極から１回目〜４回目の検出信号Ｅｏｕｔ´が入力されたときと、６回目〜８回目検出信号Ｅｏｕｔ´が入力されたときに、電位取得部が出力する比較信号の値は０である。

したがって、被検出体２が画像１１１に近接しているとき、第１カウンタ３２６１は、１回目から８回目の検出信号の値を加算して、合計値１のカウンタ信号を出力する。

図７は、マイコン処理部３５の位置検出部３５２が、被検出体２が近接している近接画像を判定する処理の一例を説明する図である。

例えば、被検出体２が表示板１１の画像１１１に近接しているとする。画像１１１の近傍にある第１電極１２１を１つの電極とするコンデンサの静電容量がＣｐからＣｐ＋Ｃｆに変化している。他の電極１２２、１２３，１２４を１つの電極とする各コンデンサの静電容量はＣｐである。

第１電極１２１に、例えば、８つの矩形パルス電圧信号Ｅｉｎからなる入力信号列が入力されると、第１電極１２１は８つの検出信号を不図示の電位取得部３２４に出力する。電位取得部３２４は、８つの比較信号（ＣＳ１）を第１カウンタ３２６１に出力する。第１カウンタ３２６１は、８つの比較信号の値を合計してカウンタ値が１であるカウンタ信号をマイコン部３３の位置検出部３５２に出力する。

第１電極１２１への入力信号列の入力より遅れて、８つの矩形パルス電圧信号Ｅｉｎからなる入力信号列が第２電極１２２に入力される。入力の遅れ時間は矩形パルス電圧信号Ｅｉｎのパルス幅Ｔ１以上である。第２電極１２２は８つの検出信号を不図示の電位取得部３２４に出力する。電位取得部３２４は、８つの比較信号（ＣＳ２）を第２カウンタ３２６２に出力する。第２カウンタ３２６２は、８つの比較信号の値を合計してカウンタ値が８であるカウンタ信号をマイコン部３３の位置検出部３５２に出力する。

第２電極１２２への入力信号列の入力より遅れて、８つの矩形パルス電圧信号Ｅｉｎからなる入力信号列が第３電極１２３に入力される。入力の遅れ時間は矩形パルス電圧信号Ｅｉｎのパルス幅Ｔ１以上である。第３電極１２３は８つの検出信号を不図示の電位取得部３２４に出力する。電位取得部３２４は、８つの比較信号（ＣＳ３）を第３カウンタ３２６３に出力する。第３カウンタ３２６３は、８つの比較信号の値を合計してカウンタ値が８であるカウンタ信号をマイコン部３３の位置検出部３５２に出力する。

第３電極１２３への入力信号列の入力より遅れて、８つの矩形パルス電圧信号Ｅｉｎからなる入力信号列が第４電極１２４に入力される。入力の遅れ時間は矩形パルス電圧信号Ｅｉｎのパルス幅Ｔ１以上である。第４電極１２４は８つの検出信号を不図示の電位取得部３２４に出力する。電位取得部３２４は、８つの比較信号（ＣＳ４）を第４カウンタ３２６４に出力する。第４カウンタ３２６４は、８つの比較信号の値を合計してカウンタ値が８であるカウンタ信号をマイコン部３３の位置検出部３５２に出力する。

各カウンタからのカウンタ値を取得した位置検出部３５２は、近接画像判定の閾値３以下であるか否かを比較する。近接画像判定の閾値はマイコン記憶部３４から読み込まれる。本例の場合、第１電極１２１に対応する第１カウンタ３２６１のカウンタ値が１であるから、位置検出部３５２は、第１電極１２１の近傍の画像１１１に被検出体２が近接していると判定する。位置検出部３５２は、「第１電極１２１の近傍の画像１１１に被検出体２が近接している」ことに関連する近接画像検出信号を出力する。

別の例として、４つの電極すべてについて、カウンタ３３４から閾値３以下の値のカウンタ信号がされた場合は、位置検出部３５２は、表示板１１の中央が被検出体２に近接されたと判定する。そして、位置検出部３５２は、「表示板１１の中央が被検出体２に近接された」ことに関連する近接画像検出信号を出力してもよい。

更に、別の例として、表示板１１表面を細分化した近接画像マップ３４１を作成する。例えば縦をＡ〜Ｈ、横を１〜１０に分割すると、近接画像は８０の区画に細分化されたマップであらわすことができる。被検出体２が近接したときの各区画に対応する、各カウンタからのカウンタ信号の値を各区画と関連させて近接画像マップ３４１としてマイコン記憶部３４に記憶しておく。位置検出部３５２は、近接画像マップ３４１を参照して、被検出体２が近接した区画、例えば、Ｅ５を判定する。次に、位置検出部３５２は、「区画Ｅ５が被検出体２に近接された」ことに関連する近接画像検出信号を出力することができる。

（第１実施形態における電極配置の変形例）
図８は、第１実施形態における電極配置の変形例を示す図である。第１実施形態では、電極が４つある例を説明した。変形例は、第１実施形態とは異なる４つの電極形状と電極配置を有する入力ユニットの例を示す。

入力ユニット１´は、矩形の表示板１１の各辺１１５、１１６，１１７、１１８に対向して、４つの平板電極１２６、１２７、１２８、及び１２９が基板１０上に配置されている。電極構造が簡単で製造コストが低減できる。例えば、図示せぬ位置検出部３５２は、近接画像マップ３４１を参照して、被検出体２が近接した近接画像を判定して、「画像１１１が被検出体２に近接された」ことに関連する近接画像信号を出力することができる。

（アクティブシールドの利用例）
図９は、第１実施形態の入力ユニット１に、更にアクティブシールドを利用した例を示す図である。図９（ａ）は、入力ユニット１の平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示したＡ−Ａ′線における入力ユニット１の断面図である。

表示板１１が、ディスプレイの場合、ディスプレイから出力される電磁ノイズは、パッチパネルの各電極１２１，１２２，１２３，及び１２４を１つの電極とする各コンデンサの静電容量変化に影響を及ぼす。そこで、ディスプレイから出力される電磁ノイズを打ち消す信号を出すためアクティブシールドが利用される。

電磁ノイズを打ち消す信号を出すアクティブシールド電極１７は、メッシュ状の平板電極である。アクティブシールド電極１７は、電極１２１、１２２，１２３、及び１２４を囲み、各電極間の隙間、各電極と表示板１１の隙間を埋めるように基板１０上に配置される。

（第２実施形態における入力ユニットと入力ユニット装置の概要）
第１実施形態では、被検出体２が画像に近接したことによる、電極を１つの電極とするコンデンサの静電容量の変化を検出した。第２実施例では、被検出体２が近接画像に近接したことによる、コンデンサを形成する複数の電極対の電極間の静電容量の変化を検出する。

図１０は、第２実施形態における入力ユニット４の構成の一例を示す概略図である。図１０（ａ）は、入力ユニット４の平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示したＡ−Ａ′線における入力ユニット４の断面図である。

入力ユニット４は、基板４０、表示板１１、及び４対の電極を有する。入力ユニット４は、例えば４対の電極として、第１電極４２１と第２電極４２２の対、第３電極４２３と第４電極４２４の対、第５電極４２５と第６電極４２６の対、及び第７電極４２７と第８電極４２８の対を有する。表示部は、第１実施形態の表示板１１と同じである。

基板４０は、例えば、絶縁性樹脂材料により形成された平板状の部材であり、矩形の表面を有する。基板４０上には、表示板１１が配置される。

表示板１１が、互いに平行に延伸する第１辺１１５及び第２辺１１６と、第１辺１１５及び第２辺１１６の延伸方向に直交する方向に延伸する第３辺１１７及び第４辺１１８とを有する矩形状の形状を有する場合、例えば４対の電極が配置される。４対の電極は、基板１０上に、表示板１１を囲んで配置される。被検出体２によって近接される画像が何れかであるかを検出するためである。又、電極は、表示板１１と基板１０の間には配置されないことが好ましい。ディスプレイ等からの電磁輻射を回避できるからである。なお、電極のいずれかを、表示板１１と基板１０の間に配置してもよい。透明電極の使用が不要となり、コスト削減が可能となるからである。

第１電極４２１と第２電極４２２とは、それぞれ平面視Ｌ字型の第１辺１１５に平行に延伸する部分と第３辺１１７に平行に延伸する部分とを有する。第１電極４２１は表示板１１を囲んで配置され、第１電極４２１の外側に第２電極４２２が配置される。

第３電極４２３と第４電極４２４とは、それぞれ平面視Ｌ字型の第１辺１１５に平行に延伸する部分と第４辺１１８に平行に延伸する部分とを有する。第３電極４２３は表示板１１を囲んで配置され、第３電極４２３の外側に第４電極４２４が配置される。

第５電極４２５と第６電極４２６とは、それぞれ平面視Ｌ字型の第２辺１１６に平行に延伸する部分と第４辺１１８に平行に延伸する部分とを有する。第５電極４２５は表示板１１を囲んで配置され、第５電極４２５の外側に第６電極４２６が配置される。

第７電極４２７と第８電極４２８とは、それぞれ平面視Ｌ字型の第２辺１１６に平行に延伸する部分と第３辺１１７に平行に延伸する部分とを有する。第７電極４２７は表示板１１を囲んで配置され、第７電極４２７の外側に第８電極４２８が配置される。

電極対の表示板１１側の各電極４２１、４２３、４２５、４２７と表示板１１との距離は、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。

又、各電極対を構成する２つの電極の距離は、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下が好ましい。より好ましくは、０．７ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である。

各電極４２１〜４２８は、基板１０上において金属箔、例えば銅箔をエッチングすることにより形成される。また、金属箔を基板１０に貼り付けてもよい。

各電極４２１〜４２８は、不図示の検出ユニットと電気的に接続される入出力端子４３１〜４３８をそれぞれ有する。各入出力端子４３１〜４３８は、基板１０の裏面に設けられ、例えばビアホールを介して各電極４２１〜４２８とそれぞれ接続してもよい。

第１実施形態と同様に、表示板１１は、表面に透明の保護カバー１３を有してもよい。表示板１１を保護するためである。保護カバー１３は、ガラス板、透明の樹脂製板、例えばアクリル板である。更に、保護カバー１３は各電極４２１〜４２８を保護するようにしてもよい。

図１１は、表示板１１の周囲に配置された各電極の対が、被検出体２が画像１１１に近接したことを検出する原理を説明する図である。図１１（ａ）は、被検出体２が画像に近接していないときの電極間の静電容量を示し、図１１（ｂ）は、被検出体２が画像に近接しているときの電極間の静電容量を示している。

以下の説明では、複数の電極の対のうち、例として、表示板１１の画像１１１の近傍にある第１電極４２１と第２電極４２２の対が、被検出体２が画像１１１に近接したことを検出する仕組みを説明する。他の電極対でも検出の仕組みは同じである。

空間を挟んで第１電極４２１と第２電極４２２とはコンデンサを形成する。コンデンサの静電容量をＣｍ（μＦ）とする。

図１１（ｂ）は、被検出体２が画像１１１に近接しているときの電極間の静電容量を示している。導電性を有する被検出体２、例えば人間の指が、画像１１１に近接すると、導体である人体を通し地面に接地されるので、近接画像１１１と地面の間にコンデンサが形成される。近接画像１１１と地面の間に形成されたコンデンサの静電容量はＣｆとする。したがって、被検出体２が、画像１１１に近接すると、近接画像１１１と地面の間に形成されたコンデンサが接続され、第１電極４２１と第２電極４２２間において検出される静電容量Ｃ´は、Ｃ´＝Ｃｍ＋Ｃｆ となる。通常は、Ｃｆ＞＞Ｃｍである。

したがって、入力装置５は、第１電極４２１と第２電極４２２間において検出される静電容量の変化を検出することにより、被検出体２が画像１１１に近接しているか否かを判定することができる。

図１２は、第２実施形態における入力装置５の構成の一例を示す概略図である。入力装置５は、入力ユニット４と検出ユニット３１とを有する。検出ユニット３１は、第１実施形態の検出ユニットと同じである。但し、コンデンサを形成する電極の対が各入出力端子４３１〜４３８を介して、検出ユニット３１の電子回路部３２にそれぞれ電気的に接続されている。

表示板１１の近傍側にある第１電極４２１、第３電極４２３、第５電極４２５、及び第７電極４２７は、各入出力端子４３１，４３３、４３５，４３７を介してそれぞれ出力切換えスイッチ３２３に接続される。第１電極４２１、第３電極４２３、第５電極４２５、及び第７電極４２７と対をなす第２電極４２２、第４電極４２４、第６電極４２６、及び第８電極４２８は、各入出力端子４３２，４３４、４３６，４３８を介して入力切換えスイッチ３２２に接続される。

電荷供給部３２１からの矩形パルス電圧信号Ｅｉｎは、入力切換えスイッチ３２２を介して、第２電極４２２、第４電極４２４、第６電極４２６、及び第８電極４２８に、順番に入力される。矩形パルス電圧信号Ｅｉｎの入力によって、４つの電極対によって形成される各コンデンサに電荷が供給される。

切換えスイッチ３２３を介して、第１電極４２１、第３電極４２３、第５電極４２５、及び第７電極４２７から電極対によって形成される各コンデンサに供給された電荷に応じた検出信号Ｅｏｕｔが、順番に電位取得部３２４に出力される。

被検出体２が表示板１１に近接したとき、被検出体２が近接した近接画像の近傍にある電極対が形成するコンデンサの静電容量は変化する。したがって、入力装置５は、各電極対からの検出信号Ｅｏｕｔの変化を検出することにより、被検出体２が複数の画像のうちのいずれの画像に近接しているかを検出することができる。

（第２実施形態における電極対配置の変形例）
図１３は、第２実施形態における電極対の配置の変形例を示す図である。図１３（ａ）は、各電極対の、入力信号が入力される電極と検出信号を出力する電極の配置を逆にした電極対の配置の例を示す。図１３（ｂ）は、検出信号を出力する電極は複数であり、入力信号が入力される電極は１つである電極対の配置の例を示す。図１３（ｃ）は、検出信号を出力する電極は複数であり、入力信号が入力される電極は１つである別の電極対の配置の例を示す。

図１３（ａ）において、入力ユニット４´は、表示板１１に近接する側に、表示板１１を囲み、検出信号を出力する電極４２１´、４２３´、４３５´、及び４２７´が配置されている。更に検出信号を出力する電極それぞれと対をなす入力信号が入力される電極４２２´、４２４´、４２６´及び４２８´が外側に配置されている。電極対の配置を逆にすることにより、静電容量の変化検出精度がよくなることもあるからである。

図１３（ｂ）には、入力信号が入力される枠状の電極４２９が、表示板１１を囲み、検出信号を出力する電極４２１´´、４２３′’、４２５´´、及び４２７´´が電極４２９の外側に配置されている入力ユニット４´´が示されている。本変形例では、枠状の電極４２９に入力される入力信号に対する各電極４２１´´，４２３′’，４２５´´、及び４２７´´からの検出信号を検出すればよい。入力ユニットの構造を単純にすることができ、更なるコストダウンが可能となる。

図１３（ｃ）には、平板状の電極４２９´が表示板１１の１辺に対向して配置され、各電極４２１´´´、４２３′´´、４２５´´´、及び４２７´´´が表示板１１と電極４２９´を囲んで配置されている入力ユニット４´´´が示されている。本変形例では、平板状の電極４２９´に入力される入力信号に対する各電極各電極４２１´´´、４２３′´´、４２５´´´、及び４２７´´´からの検出信号を検出すればよい。入力ユニットの構造をより単純にすることができる。

（本発明に係るタッチ装置の電子機器への利用）
図１４は、本発明に係る入力装置を利用した電子機器の一例を示す図である。

入力ユニット１と検出ユニット３１を有する入力装置３は、電子機器６に組み込まれている。電子機器６は、制御部６１を有する、制御部６１は、記憶部６１１と近接画像信号取得部６１２と制御処理部６１３とを有する。

検出ユニット３１は、制御部６１と電気的に接続している。近接画像信号取得部６１２は、検出ユニット３１の位置検出部３５２から近接画像が複数の画像の何れかであるかを示す近接画像信号を取得する。制御処理部６１３は、記憶部６１１に記憶された（近接画像‐操作コマンド）対応表を参照して、操作コマンドを実行する。

当業者は、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換、及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。

１、４ 入力ユニット
１０、４０ 基板
１１ 表示板
１１０ 表示部
１１１〜１１４ 画像
１２１〜１２４、４２１〜４２８ 電極
２ 被検出体
３、５ 入力装置
３１ 検出ユニット
３２ 電子回路部
３３ マイコン部
６ 電子機器

Claims (8)

1. 入力ユニットと、前記入力ユニットと電気的に接続された検出ユニットと、を有し、
   前記入力ユニットは、
   基板と、
   前記基板の表面に配置され、且つ、複数の画像が表示される表示部を有する表示板と、
   前記表示板の周囲に前記表示板に近接して配置され、被検出体が前記複数の画像の何れか１つに近接することによってそれぞれの寄生容量が変化するように配置された複数の電極と、
   前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数の入出力端子と、を有し、
   前記複数の電極は、前記表示板と前記基板との間には配置されていない、
   ことを特徴とし、
   前記検出ユニットは、
   前記入出力端子を介して前記複数の電極のそれぞれに電荷を供給する電荷供給部と、
   前記電荷が前記複数の電極のそれぞれの寄生容量に供給されたときの前記複数の電極のそれぞれの電位を前記入出力端子を介して取得する電位取得部と、
   前記電位取得部によって取得された前記複数の電極のそれぞれの電位に基づいて、前記被検出体によって近接される画像が前記複数の画像の何れかであるかを検出する位置検出部と、
   を有する、ことを特徴とする入力装置。
2. 前記表示部は、互いに平行に延伸する第１辺及び第２辺と、前記第１辺及び前記第２辺の延伸方向に直交する方向に延伸する第３辺及び第４辺とを有する矩形状の形状を有し、
   前記複数の電極は、前記第１辺、前記第２辺、前記第３辺及び前記第４辺のそれぞれに平行に延伸する平板状の複数の電極を含む、請求項１に記載の入力装置。
3. 前記複数の電極は、
   前記第１辺に平行に延伸する部分と、前記第３辺に平行に延伸する部分とを有する平面視Ｌ字型の第１電極と、
   前記第１辺に平行に延伸する部分と、前記第４辺に平行に延伸する部分とを有する平面視Ｌ字型の第２電極と、
   前記第２辺に平行に延伸する部分と、前記第４辺に平行に延伸する部分とを有する平面視Ｌ字型の第３電極と、
   前記第２辺に平行に延伸する部分と、前記第３辺に平行に延伸する部分とを有する平面視Ｌ字型の第４電極と、
   を含む、請求項２に記載の入力装置。
4. 前記複数の電極は、
   前記第１辺に平行に延伸する第１電極と、
   前記第２辺に平行に延伸する第２電極と、
   前記第３辺に平行に延伸する第３電極と、
   前記第４辺に平行に延伸する第４電極と、
   を含む、請求項２に記載の入力装置。
5. 前記表示部は、入力される画像情報に応じた画像を表示するディスプレイ部である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の入力装置。
6. 前記複数の電極は、コンデンサを形成する複数の電極対を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の入力装置。
7. 基板と、
   前記基板の表面に配置され、且つ、複数の画像が表示される表示部を有する表示板と、
   前記表示板の周囲に前記表示板に近接して配置され、被検出体が前記複数の画像の何れか１つに近接することによってそれぞれの寄生容量が変化するように配置された複数の電極と、
   前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数の入出力端子と、を有し、
   前記複数の電極は、前記表示板と前記基板との間には配置されていない、
   ことを特徴とする入力ユニット。
8. 入力装置と、前記入力装置と接続される制御装置と、を有する電子機器であって、
   前記入力装置は、
   入力ユニットと、前記入力ユニットと電気的に接続された検出ユニットと、を有し、
   前記入力ユニットは、
   基板と、
   前記基板の表面に配置され、且つ、複数の画像が表示される表示部を有する表示板と、
   前記表示板の周囲に前記表示板に近接して配置され、被検出体が前記複数の画像の何れか１つに近接することによってそれぞれの寄生容量が変化するように配置された複数の電極と、
   前記複数の電極にそれぞれ電気的に接続された複数の入出力端子と、を有し、
   前記複数の電極は、前記表示板と前記基板との間には配置されていない、
   ことを特徴とし、
   前記検出ユニットは、
   前記入出力端子を介して前記複数の電極のそれぞれに電荷を供給する電荷供給部と、
   前記電荷が前記複数の電極のそれぞれの寄生容量に供給されたときの前記複数の電極のそれぞれの電位を前記入出力端子を介して取得する電位取得部と、
   前記電位取得部によって取得された前記複数の電極のそれぞれの電位に基づいて、前記被検出体によって近接される画像が前記複数の画像の何れかであるかを検出する位置検出部と、
   を有し、
   前記制御装置は、
   前記画像と、前記画像に対応する操作コマンドを関連付けて記憶する記憶部と、
   前記位置検出部から前記被検出体によって近接される画像が前記複数の画像の何れかであるかを示す近接画像信号を取得する近接画像信号取得部と、
   前記近接画像信号取得部が前記近接画像信号を取得したことに応じて、前記被検出体が近接した前記画像に対応する操作コマンドを実行する制御処理部と、を有する、
   ことを特徴とする電子機器。

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