JP4652118B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に係り、特に、携帯電話機やナビゲーション装置、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの表示装置において画面中の特定の部位の情報を拡大表示することのできる表示装置に関する。

近年、携帯電話機においては、画面の大きさに対して表示する情報量が膨大になりつつある。したがって、画面に表示される文字の大きさを小さくして画面中に一度に表示される情報量を増大するようにしている。このため、視力弱者や高齢者にとっては画面に表示される情報を読み取りにくくなっている。

携帯電話機が受信した情報を携帯電話機に接続された携帯電話機の画面に比してはるかに大きな寸法とされている画面拡大表示部に表示するもの（例えば、特許文献１参照）や、樹脂製のレンズを彎曲させて携帯電話機の画面の上方に位置するように固定するもの（例えば、特許文献２参照）があった。

特開２００２−１６４９６８号公報 特開２００３−１７９６７７号公報

しかしながら、前述した特許文献１に記載のものにおいては、携帯電話機とは別の画面拡大表示部を用意して携帯電話機に接続しなければならないため、コスト高になるし、操作も煩雑であった。

また、前述した特許文献２に記載のものは、樹脂製のレンズを彎曲させて携帯電話機の画面の上方に固定するようになっているが、携帯電話機の画面を鮮明に拡大させることはできなかった。

そこで、本発明は、簡単な操作で画面を部分的に鮮明に拡大することができる携帯電話機やナビゲーション装置その他の表示装置を提供することを目的とするものである。

前述した目的を達成するため、本発明の表示装置は、本体に形成されており情報を表示する画面と、前記画面が形成されていない部位の前記本体内に埋設され、前記画面の平面形状に対応する形状に形成されており、接地状態にある導電体が近接した部位の座標を取得する座標検出手段と、前記座標検出手段において取得した座標に対応する前記画面の座標における情報を拡大して表示するとともに、前記導電体が位置する座標の変化に応じて前記情報の拡大される座標を変更可能とする制御手段と、前記制御手段を、オン・オフする切換手段とを有し、前記座標検出手段は、フィルム状の基材シートの一方の面に一方向に延在すると共に、所定の間隔を隔てて平行に配設された複数の第１の検出電極と、前記基材シートの他方の面であって、前記第１の検出電極と直交する方向に延在して前記第１の検出電極に交差し、所定の間隔を隔てて配設された複数本の第２の検出電極と、前記基材シートの一方の面において、前記第１の検出電極と同方向に延在し、各前記第１の検出電極の間に位置するように配設されたコモン電極と、前記コモン電極に接続され、前記第２の検出電極の間において前記第１の検出電極に接触しない所定長さとされ、前記コモン電極と直交する方向に延在するコモン枝電極とを備え、前記第１の検出電極および前記コモン電極間の静電容量変化を前記第１の検出電極で検出することによって、前記導電体の前記第１の検出電極の配列方向の座標位置を決定し、前記第２の検出電極および前記コモン枝電極間の静電容量変化を前記第２の検出電極で検出することによって前記導電体の前記第２の検出電極の配列方向の座標位置を決定することを特徴とする。

本発明の他の表示装置は、前記第１の検出電極には、前記コモン枝電極を挟むように配設された一対の平行電極からなる第１の補助電極が形成され、前記第２の検出電極には、前記コモン電極を挟むように配設された一対の平行電極からなる第２の補助電極が形成され、前記座標検出手段は、前記第１の補助電極と前記コモン枝電極との対向長さ寸法を調整することによって前記第１の検出電極と前記コモン電極との間の静電容量を一定に維持し、前記第２の補助電極と前記コモン電極との対向長さ寸法を調整することによって前記第２の検出電極と前記コモン枝電極との間の静電容量を一定に維持することを特徴とする。

本発明のさらに他の表示装置の特徴は、前記座標検出手段と指との距離は複数の範囲に分割されており、前記制御手段は前記範囲が異なるごとに情報の拡大倍率を変更するように構成されている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、座標検出手段と指との距離を変更することにより画面の座標部位の拡大率を変更することができる。

前述した本発明の表示装置によれば、簡単な操作で画面の情報を部分的に鮮明に拡大することができる。

すなわち、座標検出手段の上方に指をかざすだけで、その座標に対応する部位の画面の座標部位の情報を部分的に鮮明に拡大することができる。

また、指が指す座標を変更することにより画面の拡大部位を変更することができる。

さらに、指と座標検出手段の距離を変更することにより画面の情報の拡大率を変更することができる。

まず、本発明の表示装置の実施形態としての携帯電話機の概略について説明する。

図１は、携帯電話機１０の操作部（本体）１１を示したものである。図１に示すように操作部１１には一般的なキー配列からなる複数の操作キー１２が配列されている。図２に示すように、前記操作部１１は、上部ケース１１Ａと下部ケース１１Ｂとが一体的に組み合わされて構成されている。前記上部ケース１１Ａには複数の開口１１ａ，１１ａ…が形成されており、前記操作キー１２の表面であるキートップ１２ａがこれらの開口１１ａを介して外部に露出されている。前記キートップ１２ａには、文字、記号あるいは図形などが印刷されている。

前記操作キー１２は透明または半透明な樹脂により形成されており、例えば各操作キー１２がフープ部（図示せず）を介して一体的に連結されたキーマットとして形成されている。したがって、各操作キー１２は、本体側となるキーマットに対し、前記フープ部を介して下方に弾性変形可能な状態で連結されている。各操作キー１２の背面には、円柱形状からなるステム１２ｂが一体に突出形成されており、各ステム１２ｂは下方に延在している。

前記下部ケース１１Ｂには回路基板１３が固定されており、この回路基板１３には、複数の電子部品１５と光源１４とが設けられている。前記操作キー１２は、前記ステム１２ｂの先端が各電子部品１５に対向するように配置されている。

前記電子部品１５は、例えばドーム形状からなる金属製の反転板と接触電極とを有している。前記反転板の基端部は回路基板１３に設けられたリング状の電極に固定されており、反転板の内面が接触電極に対向している。そして、前記反転板が反転し、反転板の内面が前記接触電極に接触することにより、前記接触電極とリング状電極とが導通されるスイッチ構造となっている。また、前記光源１４はＬＥＤなどにより構成されており、この光源１４は、前記電子部品１５の周囲に設けられている。

図２に示すように、前記操作部１１の内部には座標検出手段２０が設けられており、この座標検出手段２０は接着剤１６を介して前記キーマットの下面に固定されている。なお、この座標検出手段２０は、前記携帯電話機１０の長方形をなす画面１０Ａの形状に対応するように全体を長方形に形成されている。

前記座標検出手段２０は可撓性に優れたフィルム状の基材シート２１を有している。前記基材シート２１は誘電体で形成されているものが好ましい。

図４に示すように、基材シート２１の一方の面には、Ｙ方向に延在するとともにＸ方向へ所定の間隔を隔てて配置された第１の検出電極としての複数のＸ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘと、同じくＹ方向に延在するとともにＸ方向へ所定の間隔を隔て、かつ前記個々のＸ検出電極の間に配置された複数のコモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋとが互いに接触しないように配線されている。前記各コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋはＹ２側の端部で１本に接続されており、コモン電極Ｋとして基材シート２１の外部に引き出されている。

また、図５に点線で示すように、基材シート２１の他方の面には、Ｘ方向に延在するとともにＹ方向へ所定の間隔を隔てて配置された第２の検出電極としての複数のＹ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙが設けられている。なお、図５においては前記基材シート２１の一方の面に設けられた前記コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋを実線で示している。

前記基材シート２１の一方に設けられた複数のＸ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘと、他方に設けられた複数のＹ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙとは、前記基材シート２１の両面において互いに垂直に交差するように配置されている。

図４および図５に示すように、前記コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋには、Ｘ方向の両側に向かって所定の長さ寸法で直線状に延在する複数のコモン枝電極２２が形成されている。個々の前記コモン枝電極２２は、Ｙ方向に一定の間隔を隔てて前記各コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋに交差するように設けられており、両側（Ｘ１およびＸ２）方向の先端は基本的に前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘに交差する寸前の位置まで延在している。

図４に示すように、個々のＸ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘには、Ｘ方向の両側に平行に延在する複数の第１の補助電極２３が形成されている。前記第１の補助電極２３は、基本的には一対の平行電極２３ａ，２３ｂにより形成されており、Ｙ方向に一定の間隔を隔てるとともに前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘに交差するように配置されている。そして、前記第１の補助電極２３を形成する一方の平行電極２３ａと他方の平行電極２３ｂ間には前記コモン枝電極２２の先端部が挿入されており、前記コモン枝電極２２の先端部が前記平行電極２３ａ，２３ｂに対して部分的に対向するように配置されている。

また、図５に示すように、個々のＹ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙには、Ｙ方向の両側に平行に延在する第２の補助電極２４が形成されている。前記第２の補助電極２４も、基本的には一対の平行電極２４ａ，２４ｂにより形成されており、Ｘ方向に一定の間隔を隔てて前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙに交差するように配置されている。図５に示すように、基材シート２１の一方の面に設けられた前記コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋは、前記基材シート２１の他方の面に設けられ、かつ前記第２の補助電極２４を形成する一方の平行電極２４ａと他方の平行電極２４ｂとの間を通るように配置されている。

なお、前記座標検出手段２０は、図４に示す前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘおよびコモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋが配線された基材シート２１の一方の面上には、前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘおよびコモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋを覆う表面シート（図示せず）が積層されている。また、図５に示す前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙが配線された基材シート２１の他方の面上にも前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙを覆う裏面シート（図示せず）が積層されている。

なお、前記基材シート２１が誘電体で形成されている場合には、前記表面シートおよび裏面シートは透明な絶縁シートであることが好ましい。また、前記基材シート２１が誘電体で形成されていない場合には、前記表面シートおよび裏面シートは誘電性を有する透明なシートであることが好ましい。

図２に示すように、前記基材シート２１（表面シートおよび裏面シートも同様）には、前記ステム１２ｂを通過させるための孔２１ａや、光源１４が発した光を操作キー１２の背面に導く通路として機能する孔２１ｂが形成されている。よって、操作キー１２を押下したときに、前記ステム１２ｂが前記電子部品１５の反転板を反転動作させることができるため、操作者に心地よいクリック感を与えることができる。

また光源１４から発せられた光は、前記孔２１ｂを通路として通過することができるため、前記キー（操作部材）１２の背面を明るく照らし出すことができる。この場合、前記照明用の光源１４を前記基材シート２１に形成された孔２１ｂに対向させて配置すると、暗闇の中でもキートップ１２ａに印字等されている前記文字、文字、記号あるいは図形をはっきりと認識させることが可能である。

つぎに、前記座標検出手段の動作について説明する。

最初に、前記コモン電極Ｋ、コモン枝電極２２、Ｘ検出電極およびＹ検出電極だけが設けられている場合、すなわち前記第１の補助電極２３および第２の補助電極２４が設けられていない場合の座標検出手段の動作について説明する。

図６は基準となるコモン電極とこれに隣接する２つのＸ検出電極を示す拡大して示す平面図、図７は基準となるコモン電極に設けられたコモン枝電極と隣接するＸ検出電極に設けられた平行電極との関係を拡大して示す平面図である。

図６に示すように、複数のコモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋのうちのいずれか１つ、例えばコモン電極３ｋを基準コモン電極とすると、この基準コモン電極３ｋに隣接する一方の側（例えば右側）に位置するＸ検出電極は４ｘ、他方（左側）に位置するＸ検出電極は３ｘとなる。

前記基準コモン電極３ｋとＸ検出電極３ｘとの間は静電容量Ｃ１で結合された状態にあり、また、前記基準コモン電極３ｋと検出電極４ｘとの間は静電容量Ｃ２で結合された状態にある。このため、図示しない発振手段などを用いて前記基準コモン電極３ｋに対してパルス状の電圧Ｖinを印加すると、前記Ｘ検出電極３ｘには静電容量Ｃ１を通して前記電圧Ｖinが印加され、同じくＸ検出電極４ｘには静電容量Ｃ２を通して前記電圧Ｖinが印加される。

なお、基準コモン電極３ｋと左側のＸ検出電極３ｘとの間の電極間距離ｄおよび電極間の対向長さ寸法が、基準コモン電極３ｋと右側のＸ検出電極４ｘとの間の電極間距離ｄおよび電極間の対向長さ寸法に等しい場合には、両静電容量はＣ１＝Ｃ２となり、両電極３ｘ、４ｘ間はバランス調整された状態にある。

この状態から、前記基準コモン電極３ｋを覆う前記表面シート上に指など接地状態にある導電体を接触または近接させると、前記基準コモン電極３ｋと前記Ｘ検出電極３ｘ、４ｘ間に生じている誘電束の一部が前記導電体側に引き抜かれるため、前記静電容量Ｃ１，Ｃ２が減少させられる。このため、前記Ｘ検出電極３ｘ、４ｘからは前記静電容量Ｃ１，Ｃ２の変化に応じた検出電圧Ｖoutが出力される。前記検出電圧Ｖoutは、導電体とＸ検出電極との距離が近いほどが小さな電圧値として出力される。すなわち、Ｘ検出電極３ｘ，４ｘから出力される電圧値が最も小さく、それ以外のＸ検出電極１ｘ，２ｘ，５ｘから出力される電圧値は大きいままである。このため、Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘの電圧値を、一定の周期で順次検出することにより、導電体のＸ方向の座標位置を決定することが可能となっている。

一方、図３ないし図５に示すものでは、前記コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋには、Ｘ方向に延在する複数のコモン枝電極２２がＹ方向に所定のピッチで７列形成されている。すなわち、Ｘ方向に一列に並ぶ１組のコモン枝電極２２が全部で７組形成されている。前記Ｙ方向に所定のピッチで並ぶ７組のコモン枝電極２２と、その間に設けられた前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙとは互いに対向している。

前記７組のコモン枝電極２２のうちの１組を基準コモン電極とすると、前記基準コモン電極とＹ方向に隣接する２つのＹ検出電極との間にも前記同様の静電容量Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ形成されている。よって、Ｘ検出電極の場合と同様に、コモン電極Ｋ側に所定周期のパルス電圧Ｖinを与えるとともに、前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙから出力される検出電圧Ｖoutを所定の周期で順次検出することにより、導電体のＹ方向の座標位置を決定することが可能である。

そして、座標検出手段２０は、このようなＸ方向の座標位置とＹ方向の座標位置を取得することにより、導電体の座標情報を携帯電話機１０に入力することが可能となっている。

しかしながら、図２に示すように、前記基材シート２１（表面シートおよび裏面シートも同様）には、前記ステム１２ｂを通過させるための孔２１ａや、光源１４が発した光を操作キー１２の背面に導く通路として機能する孔２１ｂが形成されている。このため、前記コモン電極、コモン枝電極２２、Ｘ検出電極およびＹ検出電極を、前記基材シート２１上に直線的に形成することができず、前記孔２１ａを避けた迂回路２６が部分的に形成されている。

しかし、コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋ、コモン枝電極２２、Ｘ検出電極およびＹ検出電極に部分的な迂回路を形成すると、前記コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋと、これに隣接するＸ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘとの間の個々の静電容量、および前記Ｙ方向に所定のピッチで並ぶ７組のコモン枝電極２２とこれに隣接する前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙとの間の個々の静電容量は、互いの電極間距離の違いにより異なる大きさで形成されることになる。すなわち、基準コモン電極と、これに隣接するＸ検出電極（またはＹ検出電極）との間に形成される前記静電容量Ｃ１，Ｃ２が一定の大きさではないため、前記前記Ｘ検出電極またはＹ検出電極から検出される電圧値からでは前記導電体のＸ座標およびＹ座標を正しく検出することができない。

そこで、本発明では、前述したように前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘに複数の第１の補助電極２３を形成し、また、Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙに複数の第２の補助電極２４を形成することで対処している。

以下、その動作を説明する。

図７に示すように、複数のコモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋのうちのいずれか１つを基準コモン電極ＢＫとし、この基準コモン電極ＢＫに隣接する一方の側（例えば右側）に位置するＸ検出電極を第１の検出電極ＸＲ、他方（左側）に位置するＸ検出電極を第２の検出電極ＸＬとする。なお、前記第１の検出電極ＸＲおよび第２の検出電極ＸＬは、前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘのうち隣接するいずれか２つである。

また、前記基準コモン電極ＢＫからＸ１方向に延在するコモン枝電極２２の先端が、前記第１の検出電極ＸＲからＸ２方向に延在する１対の平行電極（第１の補助電極）２３ａ，２３ｂ間に対向配置される箇所を第１の容量調整部２５Ａ、同様に前記基準コモン電極ＢＫからＸ２方向に延在するコモン枝電極２２の先端が、前記第２の検出電極ＸＬからＸ１方向に延在する１対の平行電極（第２の補助電極）２３ａ，２３ｂ間に対向配置される箇所を第２の容量調整部２５Ｂとする。

第１の補助電極および第２の補助電極における前記平行電極２３ａ，２３ｂとコモン枝電極２２とが対向する部分の長さ寸法（対向長さ寸法）をＬ、前記平行電極２３ａ，２３ｂとコモン枝電極２２との電極間距離をｄ、基材シート２１の誘電率をεとし、各電極のＺ方向の膜厚寸法をδ（図示せず）すると、第１の容量調整部２５Ａにおける静電容量Ｃ_Ａ は以下の式（数１）の値となる。

同様に、第２の容量調整部２５Ｂにおける静電容量Ｃ_Ｂ は以下の式（数２）で表わせる。

前記誘電率ε、各電極の膜厚寸法δは一定値とみなすことができるため、結果として前記静電容量Ｃ_Ａ，Ｃ_Ｂはともに電極間の対向長さ寸法Ｌに比例する。

そして、このような第１の容量調整部２５Ａ、第２の容量調整部２５Ｂは、１つの基準コモン電極ＢＫの左右両側に複数（図３ないし図５に示す例ではそれぞれ７箇所だが、ここではｎ箇所とする）設けられている。また、元から前記基準コモン電極ＢＫと第１の検出電極ＸＲ間に存在している静電容量をＣ１、元から前記基準コモン電極ＢＫと第２の検出電極ＸＬ間に存在する静電容量をＣ２とすると、前記基準コモン電極ＢＫと第１の検出電極ＸＲの間には、前記静電容量Ｃ１と前記ｎ箇所の第１の容量調整部２５Ａに形成される前記静電容量Ｃ_Ａ とが並列接続された状態で存在するのと等価であるため、この間の合成容量ＣＲはＣＲ＝Ｃ１＋ｎ・Ｃ_Ａ である。同様に、前記基準コモン電極ＢＫと第２の検出電極ＸＬの間には、前記静電容量Ｃ２とｎ箇所の第２の容量調整部２５Ｂに形成される前記静電容量Ｃ_Ｂ とが並列接続された状態で存在するのと等価であるため、この間の合成容量ＣＬはＣＬ＝Ｃ２＋ｎ・Ｃ_Ｂ である。

ところで、コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋに所定の電圧Ｖinを印加して、前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘから検出電圧Ｖoutを取得する場合、１つのＸ検出電極には、その両側に位置する２つのコモン電極から電圧Ｖinが与えられる。例えば、Ｘ検出電極２ｘから電圧を検出する場合、前記Ｘ検出電極２ｘには隣接するコモン電極１ｋとコモン電極２ｋの双方から電圧Ｖinが作用するため、前記Ｘ検出電極２ｘに対する合成容量Ｃは、コモン電極１ｋとＸ検出電極２ｘとの間の静電容量Ｃ１と、コモン電極２ｋとＸ検出電極２ｘとの間の静電容量Ｃ２とが並列接続された値（Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２）となる。

よって、前記基準コモン電極ＢＫと第１の検出電極ＸＲおよび第２の検出電極ＸＬとの間の総合的な合成容量Ｃは以下の式（数３）の値となる。

すなわち、複数の第１の容量調整部２５Ａおよび第２の容量調整部２５Ｂを形成することにより、基準コモン電極ＢＫと第１の検出電極ＸＲおよび第２の検出電極ＸＬとの間の静電結合を高め、総合的な合成容量Ｃを大きくすることにより、導電体が近接したときの静電容量の変動を大きくすることができる。このため、各Ｘ検出電極およびＹ検出電極から検出される電圧値の変化を確実に捕らえることができ、座標検出手段の検出精度を高めることが可能となる。

しかも、前記式（数３）はｎ・（Ｃ_Ａ＋Ｃ_Ｂ）に相当する静電容量を有することにより、総合的な合成容量Ｃの調整の幅を広げることが可能である。すなわち、前記ｎ・（Ｃ_Ａ＋Ｃ_Ｂ）に相当する静電容量は複数の第１，第２の容量調整部２５Ａ，２５Ｂにより形成されているため、これらを適正に調整することにより、前記総合的な合成容量Ｃの変動を低く抑えること、すなわち各電極間に形成される合成容量Ｃを一定に維持することができる。

つぎに、合成容量Ｃの調整手法の一例について説明する。

まず、図７に示す関係を有する状態、すなわち、元々の基準コモン電極ＢＫと第１の検出電極ＸＲとの間の静電容量Ｃ１と、元々の基準コモン電極ＢＫと第２の検出電極ＸＬとの間の静電容量Ｃ２とが同じ大きさ（Ｃ１＝Ｃ２）にあり、かつ、複数の第１の容量調整部２５Ａの静電容量ｎ・Ｃ_Ａと複数の第２の容量調整部２５Ｂの静電容量ｎ・Ｃ_Ｂとが同じ大きさ（ｎ・Ｃ_Ａ＝ｎ・Ｃ_Ｂ）にある場合（ＣＬ（＝Ｃ１＋ｎ・Ｃ_Ａ）＝ＣＲ（＝Ｃ２＋ｎ・Ｃ_Ｂ））を、バランス調整が維持された基準状態とする。なお、基準状態における総合的な合成容量Ｃは前記式（数３）となる。

つぎに、図４を参考に、コモン電極１ｋを基準コモン電極ＢＫとし、Ｘ１側のＸ検出電極２ｘを第１の検出電極ＸＲ、Ｘ２側のＸ検出電極１ｘを第２の検出電極ＸＬとした場合について説明する。

図４に示すように、Ｘ検出電極２ｘが延在するＹ方向の途中には、「ＯＦＦ」，「１」、「４」、「７」、「＊」等の文字が印字された操作キー１２のステム２１ａが挿通されるための５つの孔２１ａが所定のピッチで形成されている。そして、この孔２１ａの側方には、前記Ｘ検出電極２ｘを形成する５つの迂回路２６（個別に２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅで示す。）が形成されている。前記各迂回路２６は前記孔２１ａを避けるようにほぼ円弧形状に形成されており、すべての迂回路２６は前記基準コモン電極ＢＫであるコモン電極１ｋから見て図示Ｘ１方向に凸状に突出するように形成されている。また、各孔２１ａに隣接し、かつ、前記第１の検出電極ＸＲ（Ｘ検出電極２ｘ）の右側に設けられる複数の第１の容量調整部２５Ａのほとんどは、平行電極２３ａ，２３ｂの一方または双方をＸ２方向に延在することができない状態にある。

このため、前記基準コモン電極ＢＫであるコモン電極１ｋと、第１の検出電極ＸＲであるＸ１側のＸ検出電極２ｘとの間では、元々の静電容量Ｃ１および複数の第１の容量調整部２５Ａで形成される静電容量ｎ・Ｃ_Ａがともに小さく、この間の合成容量ＣＲは前記基準状態よりも小さい状態にある。

一方、前記基準コモン電極ＢＫであるコモン電極１ｋと、第２検出電極ＸＬあるＸ１側のＸ検出電極１ｘの間では、コモン電極１ｋとＸ検出電極１ｘとが一定の距離が維持されているため、この間の元々の静電容量Ｃ１は前記基準状態の場合とほぼ同じである。ただし、Ｘ検出電極１ｘからＸ１方向に延在する平行電極２３ａ，２３ｂの長さ寸法が前記基準状態における長さ寸法より長めに形成されており、前記平行電極２３ａ，２３ｂとコモン枝電極２２との間の対向長さ寸法Ｌが長くなっている。

すなわち、前記基準コモン電極ＢＫであるコモン電極１ｋと、第２の検出電極ＸＬとの間では、前記複数の第２の容量調整部２５Ｂで形成される静電容量ｎ・Ｃ_Ｂは大きくなるように形成されており、この間の合成容量ＣＬは前記基準状態よりも大きな状態にある。

そして、総合的な合成容量Ｃ＝ＣＲ＋ＣＬは、前記基準状態に一致するように設定されている。すなわち、基準コモン電極ＢＫに対し右側となる一方の合成容量ＣＲの減少分を、左側となる他方の合成容量ＣＬで補完することにより、全体としての総合的な合成容量（基準コモン電極ＢＫと第１，第２の検出電極ＸＲ，ＸＬ間の合成容量）Ｃが一定値に維持されている。

またコモン電極３ｋが延在するＹ方向の途中には、「２」、「５」、「８」、「０」の文字が印字された操作キー１２のステム１２ｂが挿通されるための４つの孔２１ａが所定のピッチで形成されているが、この場合も前記同様の処置を施すことにより、コモン電極３ｋに対し一方のＸ検出電極４ｘとの間の合成容量ＣＲの減少分または増加分を、他方のＸ検出電極３ｘとの間の合成容量ＣＬで補完することにより、全体としての総合的な合成容量（基準コモン電極ＢＫと第１，第２の検出電極ＸＲ，ＸＬ間の合成容量）Ｃが基準状態に一致するように一定に維持されている。

このように、本発明では、基準コモン電極ＢＫと、その一側に隣位する第１の検出電極ＸＲとの間の前記合成容量ＣＬと、その他側に隣位する第２の検出電極ＸＬとの間の前記合成容量ＣＬうち、一方の合成容量が減少状態にある場合には、他方の合成容量を増加させることにより、あるいは一方の合成容量が増加状態にある場合には、他方の合成容量を減少させることにより、全体としての総合的な合成容量Ｃ（＝ＣＬ＋ＣＲ）が常に一定となるように、前記静電容量ｎ・Ｃ_Ａおよび静電容量ｎ・Ｃ_Ｂを形成する複数の第１の容量調整部２５Ａおよび第２の容量調整部２５Ｂの調整がなされている。すなわち、一方の合成容量ＣＬが、他方の合成容量ＣＲの増減を補完できるように、各電極パターンが形成されている。

なお、前述した構成は、Ｙ方向に所定のピッチで並ぶ７組のコモン枝電極２２とＹ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙとの間でもそれぞれ前記同様の処置が施されている。

このため、本発明の座標検出手段２０では、基材シートに孔などが形成されており、各電極を直線状に配線することができない場合でも、コモン電極Ｋと各Ｘ検出電極またはＹ検出電極間の静電容量を場所によらず一定に維持することができる。よって、指など接地状態にある導電体を前記座標検出手段２０の表面に接触または近接させたときに、導電体が接触または近接したＸ方向の座標位置を高い精度で検出することが可能である。

図８はＸ検出電極側の等価回路とその電圧検出手段の構成を示す概念図である。

図８に示す電圧検出手段では、所定周波数の電圧Ｖinを発振することが可能な発振手段３１などを用いて前記コモン電極Ｋに対して所定の電圧Ｖinを印加すると、各Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘには前記合成容量ＣＲおよびＣＬに応じた検出電圧Ｖoutが出力される。よって、例えばマルチプレクサ３２などを駆使し、所定のサンプリング周期で前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘを順次選択しつつ、図示しないＡ／Ｄ変換手段を用いて前記Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘに出力される各検出電圧Ｖoutを高い精度で取得することが可能となっている。

図９は、前記座標検出手段２０を駆動するための構成を示すものである。

図９において、携帯電話機１０の全体の制御をつかさどる制御手段であるＣＰＵ４０には、前記座標検出手段２０が接続されているほか、メモリの一種であるＲＡＭ４１およびＲＯＭ４２がそれぞれ接続されている。また、前記ＣＰＵ４０には、情報拡大機能をオン・オフする切換手段４３が接続されている。この切換手段４３は、本実施形態においては前記携帯電話機１０の前記オンキー１２ｎおよびオフキー１２ｆが対応しており、前記オンキー１２ｎを瞬間的に押圧したときに情報拡大機能がオンされ、また、前記オフキー１２offを瞬間的に押圧したときに情報拡大機能がオフされるようになっている。なお、この情報拡大機能のために別のキー１２を割り当ててもよいし、また、新たなキーを設けてもよい。

前記座標検出手段２０は、前記オンキー１２ｎが瞬間的に押圧されて情報拡大機能がオンされると、情報が表示されている携帯電話機１０の画面１０Ａにおいて情報を拡大したいと希望する画面１０Ａ内の特定部位に相当する携帯電話機１０の操作部１１上の特定部位に指のような接地状態にある導電体を近接させることにより、この導電体の位置の座標を検出しうるようになっている。

なお、ここでは、簡略的に前記コモン電極Ｋ、コモン枝電極２２、Ｘ検出電極およびＹ検出電極だけが設けられており、前記第１の補助電極２３および第２の補助電極２４が設けられていない場合について説明する。

この実施形態の構成によれば、前述したように、前記基準コモン電極３ｋを覆う前記表面シート上に指のような接地状態にある導電体を近接させると、前記基準コモン電極３ｋと前記Ｘ検出電極３ｘ、４ｘ間に生じている誘電束の一部が前記導電体側に引き抜かれるため、前記静電容量Ｃ１，Ｃ２が減少させられる。このため、前記Ｘ検出電極３ｘ、４ｘからは前記静電容量Ｃ１，Ｃ２の変化に応じた検出電圧Ｖoutが出力される。前記検出電圧Ｖoutは、導電体とＸ検出電極との距離が近いほどが小さな電圧値として出力される。すなわち、Ｘ検出電極３ｘ，４ｘから出力される電圧値が最も小さく、それ以外のＸ検出電極１ｘ，２ｘ，５ｘから出力される電圧値は大きいままである。このため、Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘの電圧値を、一定の周期で順次検出することにより、導電体のＸ方向の座標位置を決定することができる。

つぎに、図３ないし図５に示すものでは、前記コモン電極１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋには、Ｘ方向に延在する複数のコモン枝電極２２がＹ方向に所定のピッチで７列形成されている。すなわち、Ｘ方向に一列に並ぶ１組のコモン枝電極２２が全部で７組形成されている。前記Ｙ方向に所定のピッチで並ぶ７組のコモン枝電極２２と、その間に設けられた前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙとは互いに対向している。

前記７組のコモン枝電極２２のうちの１組を基準コモン電極とすると、前記基準コモン電極とＹ方向に隣接する２つのＹ検出電極との間にも前記同様の静電容量Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ形成されている。よって、Ｘ検出電極の場合と同様に、コモン電極Ｋ側に所定周期のパルス電圧Ｖinを与えるとともに、前記Ｙ検出電極１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙから出力される検出電圧Ｖoutを所定の周期で順次検出することにより、導電体のＹ方向の座標位置を決定することができる。

そして、座標検出手段２０は、このようなＸ方向の座標位置とＹ方向の座標位置を取得することにより、導電体の座標情報をＣＰＵ４０に入力するようになっている。

また、前述したように、指のような導電体の座標検出手段２０との距離が小さいほど小さな電圧値が出力される。すなわち、前記Ｘ検出電極３ｘ、４ｘからは前記静電容量Ｃ１，Ｃ２の変化に応じた検出電圧Ｖoutが出力されるので、ＣＰＵ４０のＲＯＭ４２には、指と座標検出手段２０との距離に応じて複数（例えば、１ｃｍごとに４つの範囲）の範囲のテーブルが設定されており、このテーブルは、前述したＸ検出電極３ｘ、４ｘからの電圧値から演算された距離が属する範囲に応じて座標情報における変更された情報の拡大率を設定するようになっている。この情報の拡大率としては、１２５，１５０，１７５および２００％といった設定が可能であるが、この拡大率には種々の設定が可能である。

また、前記ＣＰＵ４０は、指を座標検出手段２０の上方において水平方向に移動させて、指の座標が変化すると、新たな座標に相当する部位の画面１０Ａ中の情報を拡大するようになっている。

前述した構成によれば、キー１２ｎを短く押すことにより情報拡大機能がオンされることになるので、この状態において、画面１０Ａに表示されている情報のうち拡大したい部位に対応する座標検出手段２０の上方に指をかざせば、この指の位置する座標に対応する部位の画面１０Ａの情報が拡大される。

しかも、座標検出手段２０の上方にかざした指の座標検出手段２０との距離を小さくすれば画面１０Ａに表示されている情報の拡大率を段階的に増大することができる。

また、座標検出手段２０の上方にかざした指を水平方向に移動させれば、画面１０Ａにおける拡大される情報を変更することができる。

以上説明したように、本実施形態の携帯電話機１０によれば、キー１２ｎを押したうえで、座標検出手段２０の上方に指をかざすという簡単な操作で画面１０Ａの情報を部分的に鮮明に拡大することができる。

また、指が指す座標を変更することにより画面１０Ａの拡大部位を変更することができる。

さらに、指と座標検出手段２０の距離を変更することにより画面１０Ａの情報の拡大率を変更することができる。

なお、前述した実施の形態においては、コモン電極Ｋに電圧Ｖinを与え、Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘ側から検出電圧Ｖoutを検出するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、Ｘ検出電極１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘ側に電圧Ｖinを与えてコモン電極Ｋから検出電圧Ｖoutを検出するようにしてもよい。

また前述した実施の形態においては、基材シート２１の一方の面に形成された電極パターンをコモン電極および第１の検出電極としてのＸ検出電極とし、他方の面に形成された電極パターンを第２の検出電極としてのＹ検出電極としたものを説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、基材シート２１の一方の面に形成された電極パターンをコモン電極と第１の検出電極としてのＹ検出電極とし、他方の面に形成された電極パターンを第２の検出電極としてのＸ検出電極として使用するものであってもよい。すなわちＸ検出電極とＹ検出電極を入れ替えた構成であってもよい。

前述した実施形態においては、本発明の表示装置を携帯電話機をもって説明したが、本発明の表示装置は、携帯電話機のみならず、ナビゲーション装置やＰＤＡその他の表示装置に適用できることはいうまでもない。また、拡大される情報は文字情報のみに限られるものではなく、地図のような画像情報、あるいは文字と画像の複合情報であってもよい。

本発明の表示装置としての携帯電話機の実施形態を示す平面図 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図 本発明に使用される座標検出手段を構成する基材シートに形成された電極パターンを示す平面図 図３の基材シートの一方の面に形成されたＸ検出電極とコモン電極とを示す平面図 図３の基材シートの一方の面に形成されたコモン電極と他方の面に形成されたＹ検出電極とを図４と同じ方向から見た場合の平面図 図３の基材シートにおける基準となるコモン電極とこれに隣接する２つのＸ検出電極を示す拡大して示す平面図 図３の基材シートにおける基準となるコモン電極に設けられたコモン枝電極と隣接するＸ検出電極に設けられた平行電極との関係を拡大して示す平面図 本実施形態におけるＸ検出電極側の等価回路とその電圧検出手段の構成を示す概念図 本実施形態における制御手段およびその関連構成を示すブロック図

符号の説明

１０ 携帯電話機
１０Ａ 画面
１１ 操作部
１１Ａ 上部ケース
１１Ｂ 下部ケース
１２ 操作キー（操作部材）
１２ａ キートップ
１２ｂ ステム
１２ｎ 情報拡大機能オンキー（切換手段）
１２ｆ 情報拡大機能オフキー（切換手段）
１４ 光源
１５ 電子部品
２０ 座標検出手段
２１ 基材シート
２１ａ，２１ｂ 孔
２２ コモン枝電極
２３ 第１の補助電極
２３ａ，２３ｂ 平行電極
２４ 第２の補助電極
２４ａ，２４ｂ 平行電極
２５Ａ 第１の容量調整部
２５Ｂ 第２の容量調整部
２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ 迂回路
３１ 発振手段
３２ マルチプレクサ
４０ ＣＰＵ
４１ ＲＡＭ
４２ ＲＯＭ
４３ 切換手段
Ｃ１ 基準コモン電極と第１のＸ検出電極との間の元々の静電容量
Ｃ２ 基準コモン電極と第２のＸ検出電極との間の元々の静電容量
ＣＡ 第１の容量調整部における静電容量
ＣＢ 第２の容量調整部における静電容量
ＣＲ 基準コモン電極と第１の検出電極との間の合成容量
ＣＬ 基準コモン電極と第２の検出電極との間の合成容量
Ｃ 基準コモン電極と第１，第２の検出電極との間の総合的な合成容量
Ｋ，１ｋ，２ｋ，３ｋ，４ｋ，５ｋ コモン電極
１ｘ，２ｘ，３ｘ，４ｘ，５ｘ，６ｘ Ｘ検出電極
１ｙ，２ｙ，３ｙ，４ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ，８ｙ Ｙ検出電極

Claims (3)

1. 本体に形成されており情報を表示する画面と、
   前記画面が形成されていない部位の前記本体内に埋設され、前記画面の平面形状に対応する形状に形成されており、接地状態にある導電体が近接した部位の座標を取得する座標検出手段と、
   前記座標検出手段において取得した座標に対応する前記画面の座標における情報を拡大して表示するとともに、前記導電体が位置する座標の変化に応じて前記情報の拡大される座標を変更可能とする制御手段と、
   前記制御手段を、オン・オフする切換手段とを有し、
   前記座標検出手段は、フィルム状の基材シートの一方の面に一方向に延在すると共に、所定の間隔を隔てて平行に配設された複数の第１の検出電極と、
   前記基材シートの他方の面であって、前記第１の検出電極と直交する方向に延在して前記第１の検出電極に交差し、所定の間隔を隔てて配設された複数本の第２の検出電極と、
   前記基材シートの一方の面において、前記第１の検出電極と同方向に延在し、各前記第１の検出電極の間に位置するように配設されたコモン電極と、
   前記基材シートの一方の面において、前記コモン電極に接続され、前記第１の検出電極に接触しない所定長さとされ、前記コモン電極と直交する方向に延在するとともに、平面視において前記基材シートの他方の面の前記第２の検出電極の間に位置するように配設されたコモン枝電極とを備え、
   前記第１の検出電極および前記コモン電極間の静電容量変化を前記第１の検出電極で検出することによって、前記導電体の前記第１の検出電極の配列方向の座標位置を決定し、前記第２の検出電極および前記コモン枝電極間の静電容量変化を前記第２の検出電極で検出することによって前記導電体の前記第２の検出電極の配列方向の座標位置を決定することを特徴とする表示装置。
2. 前記第１の検出電極には、前記コモン枝電極を挟むように配設された一対の平行電極からなる第１の補助電極が形成され、
   前記第２の検出電極には、前記コモン電極を挟むように配設された一対の平行電極からなる第２の補助電極が形成され、
   前記座標検出手段は、前記第１の補助電極と前記コモン枝電極との対向長さ寸法を調整することによって前記第１の検出電極と前記コモン電極との間の静電容量を一定に維持し、前記第２の補助電極と前記コモン電極との対向長さ寸法を調整することによって前記第２の検出電極と前記コモン枝電極との間の静電容量を一定に維持することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記座標検出手段と指との距離は複数の範囲に分割されており、前記制御手段は前記範囲が異なるごとに情報の拡大倍率を変更するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表示装置。

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