WO2020129589A1 - 入力装置 - Google Patents

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WO2020129589A1
WO2020129589A1 PCT/JP2019/046986 JP2019046986W WO2020129589A1 WO 2020129589 A1 WO2020129589 A1 WO 2020129589A1 JP 2019046986 W JP2019046986 W JP 2019046986W WO 2020129589 A1 WO2020129589 A1 WO 2020129589A1
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electrode
electrode rows
input device
rows
operation surface
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PCT/JP2019/046986
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橋田　淳二
高橋　亨
融 澤田
舛本　好史
真一 樋口
幸治 塚本
知行 山井
明紘 武田
志賀　貞一
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アルプスアルパイン株式会社
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Publication date
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Priority to JP2020561258A priority patent/JP7038855B2/ja
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    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04101—2.5D-digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface and also measures the distance of the input means within a short range in the Z direction, possibly with a separate measurement setup

Definitions

  • the present invention relates to an input device capable of accurately detecting position information when an operator approaches or contacts an operating body such as a finger with an operating surface.
  • the electrode portions located at both ends are set as the detection electrode portions, the ground electrode portions are set inside these, and further, the plurality of central electrode portions are driven and detected. It is set in the section.
  • the coordinate position of the finger can be obtained from the output difference of the detection electrode portions at both ends, and the vertical distance can be obtained from the output sum.
  • the capacitive three-dimensional sensor described in Patent Document 2 is a sheet-shaped first electrode body having a patterned conductive film, a sheet-shaped second electrode body provided with a patterned conductive film, and a first electrode.
  • the easily deformable body is disposed between the body and the second electrode body.
  • the easily deformable body includes an elastic layer base sheet and an elastic layer provided on one surface of the elastic layer base sheet.
  • the device of US Pat. No. 6,037,961 discloses a detection surface, at least one capacitive sensor with a measuring electrode, a guard of conductive material arranged close to the measuring electrode, and an electronic means for processing the signal emitted by the capacitive sensor. With. With this configuration, it is possible to detect the distance from the object when the object approaches, the physical contact between the object and the detection surface, and the depression by the object based on the measurement value of the capacitance sensor.
  • the capacitive coupling touch panel described in Patent Document 4 is provided on a first transparent substrate, a second transparent substrate facing the first transparent substrate, and a first transparent substrate, and a plurality of coordinates for detecting position coordinates. And electrodes.
  • a floating electrode is provided on the second transparent substrate so as to be insulated from the coordinate electrodes, and a gas layer and a gap thickness control protrusion pattern are provided between the coordinate electrodes and the floating electrode.
  • the present invention accurately detects absolute position information in the direction normal to the operation surface when the operator approaches or contacts the operation surface such as a finger with the operation surface, regardless of the size of the contact area. It is an object of the present invention to provide an input device that can be used.
  • an input device of the present invention is an input device including an operation surface on which an operation body is operated, the operation surface including a first direction and a second direction intersecting the first direction.
  • a plurality of first electrode rows each having a direction, extending in the first direction and spaced apart from each other, and extending in the second direction, and spaced from each other.
  • a plurality of second electrode rows that are arranged and a plurality of third electrode rows that extend along the second direction and are spaced apart from each other, and a plurality of third electrode rows are provided in the normal direction of the operation surface.
  • the third electrode row of is arranged at a position closer to the operation surface than the plurality of second electrode rows, and when viewed along the normal direction, the second electrode row protrudes from the corresponding third electrode row.
  • the plurality of first electrode rows are set as the drive electrodes and have a visible portion
  • the plurality of second electrode rows and the plurality of third electrode rows are respectively set as the receiving electrodes, and the plurality of first electrode rows are received.
  • the electrodes are set, the plurality of second electrode rows and the plurality of third electrode rows are respectively set as the drive electrodes, and the plurality of second electrode rows and the plurality of third electrode rows are set between the plurality of first electrode rows and the plurality of third electrode rows by the operation of the operating body.
  • ⁇ C1 be the amount of change in capacitance
  • ⁇ C2 be the amount of change in capacitance between the plurality of first electrode lines and the plurality of second electrode lines
  • the absolute value in the normal direction of the operation surface is irrespective of the size of the contact area (or the projected area on the operation surface). It is possible to provide an input device that can accurately detect position information, has high detection accuracy, and can prevent malfunction or non-operation.
  • the contact with the operation surface includes a pressing operation that displaces or deforms the operation surface.Even when the pressing operation is performed, the absolute position information in the normal direction of the operation surface is increased regardless of the size of the pressing area. It can be detected with accuracy.
  • the contact area includes the projected area on the operation surface when the operation body is approached and the pressing area when the pressing operation is performed.
  • the ratio ⁇ C1/ ⁇ C2 takes a smaller value as the distance between the operating body and the operating surface is smaller.
  • the ratio ⁇ C1/ ⁇ C2 is substantially proportional to the distance between the operation surface and the operation body, the influence of the size of the contact area on the operation surface is suppressed, and the position of the operation surface in the normal direction is suppressed. It becomes possible to detect information with high accuracy.
  • the plurality of second electrode rows are arranged closer to the plurality of first electrode rows than the plurality of third electrode rows in the normal direction. Therefore, the detection sensitivity of the height position of the operating body with respect to the normal direction of the operating surface can be increased.
  • the plurality of second electrode rows and the plurality of third electrode rows have the same arrangement pitch in the first direction. This makes it possible to secure a substantially proportional relationship of the ratio ⁇ C1/ ⁇ C2 with respect to the distance between the operating surface and the operating body, and to suppress the influence of the size of the contact area on the operating surface with a high-accuracy normal to the operating surface. It is possible to detect the positional information in the direction.
  • the center of gravity of the second electrode row and the center of gravity of the third electrode row match in the first direction.
  • both the second electrode row and the third electrode row can be exposed, and the capacitance is coupled between each of these electrode rows and the operating body.
  • the capacitance change amounts ⁇ C1 and ⁇ C2 are generated for each of the second electrode row and the third electrode row, not only can the position of the operation surface in the normal direction be highly accurately detected based on the ratio ⁇ C1/ ⁇ C2. Therefore, it is possible to realize a highly reliable input device that suppresses the occurrence of erroneous detection and non-detection.
  • the elastic deformation layer is formed on the operation surface side of the plurality of third electrode rows in the normal direction.
  • the distance between the operating body and the third electrode array when the pressing operation is performed changes slightly, and a configuration capable of detecting this change amount can be realized.
  • the elastic deformation layer is disposed on the surface, it can be easily replaced when the elastic deformation layer is consumed.
  • the elastic deformation layer is formed between the plurality of third electrode rows and the plurality of second electrode rows in the normal direction. Accordingly, it is possible to realize a configuration in which the distance between the second electrode row and the third electrode row can be changed, and the amount of change in the distance due to the pressing operation can be detected.
  • the height position of the operating body from the operating surface in the normal direction and the position of the operating surface in the surface direction are calculated.
  • This makes it possible to provide an input device that can detect the pressed position.
  • the input device of the present invention it is preferable to calculate the height position from the operation surface in the normal direction and the corresponding position on the operation surface for the operation body separated from the operation surface. As a result, not only the operation performed in contact with the operation surface, but also the operation of the operating body in the state where the operation surface is not in contact and the detection at the time of pressing operation can be performed.
  • the input device of the present invention it is preferable to detect the in-plane position of the operation surface based on the capacitance between the plurality of first electrode rows and the plurality of second electrode rows. This makes it possible to detect the position in the direction of the operation surface and the distance to the operation surface at the same time, so that the operation surface is not in contact, the operation surface is in contact operation, and the pressure is applied. It is possible to detect a three-dimensional position in any of the operating states.
  • the absolute position information in the normal direction to the operating surface is accurately detected regardless of the size of the contact area. be able to.
  • FIG. 3 is a plan view showing a configuration of a capacitance type sensor unit and a plurality of third electrode rows in the capacitance type input device according to the first embodiment. It is an enlarged view of the II portion of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the electrostatic capacitance input device according to the first embodiment, which is a cross-sectional view taken along the line III-III′ in FIG. 1 and viewed from the arrow direction. It is a functional block diagram of the electrostatic capacity type input device concerning a 1st embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view showing an example in which a third electrode array in Modification 1 is applied to the capacitance type sensor unit of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view showing an example in which a third electrode array in Modification 2 is applied to the capacitance type sensor unit of the first embodiment. It is sectional drawing which shows the structure of the electrostatic capacitance type input device which concerns on 2nd Embodiment.
  • (A) is a graph showing the relationship between the height of the operating body with respect to the upper surface of the third electrode array and the amount of change in capacitance
  • (b) is the graph showing the height of the operating body with respect to the upper surface of the third electrode array and change in capacitance. It is a graph which shows the relationship of the ratio of quantity.
  • the input device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
  • the input device of the present invention is not limited to this, and for example, a curved surface type static
  • the present invention can be applied to an input device including a capacitance type sensor unit, a device arranged around a driver's seat such as an instrument panel of a vehicle, and the like.
  • FIG. 1 is a plan view showing the configurations of the capacitance type sensor unit 20 and the third electrode rows L31 to L36 in the capacitance type input device 10 of the first embodiment.
  • the third electrode rows L31 to L36 are overlapped on the capacitance type sensor unit 20 to show the positional relationship.
  • the elastic protective layer 31, the three adhesive layers 32a to 32c, the base material 20a, the panel body 33, and the wiring to the third electrode rows L31 to L36 are not shown.
  • FIG. 2 is an enlarged view of portion II of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the capacitance type input device 10, and is a cross-sectional view taken along the line III-III′ in FIG.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the electrostatic capacitance type input device 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 5A is a graph showing the relationship between the height of the operating body (horizontal axis) and the amount of change in electrostatic capacitance (vertical axis) with respect to the upper surfaces of the third electrode rows L31 to L36
  • FIG. 5B is the third electrode.
  • 7 is a graph showing the relationship between the height of the operating body (horizontal axis) and the ratio of the amount of change in electrostatic capacitance (vertical axis) with respect to the upper surfaces of columns L31 to L36.
  • XYZ coordinates are shown as reference coordinates.
  • the Z1-Z2 direction is the thickness direction (vertical direction) of the capacitance type input device 10, and the XY plane is a plane perpendicular to the Z1-Z2 direction.
  • the X1-X2 direction and the Y1-Y2 direction intersect each other at right angles to each other on the XY plane.
  • a state in which the Z1 side is viewed from the Z1 side along the Z1-Z2 direction is referred to as a plan view
  • a shape in the plan view is referred to as a planar shape.
  • the plan view is a state viewed along the normal direction of the upper surface 31 a (operation surface) of the elastic protective layer 31.
  • the upper surface 31a of the elastic protection layer 31 as an operation surface has a Y1-Y2 direction as a first direction and an X1-X2 direction as a second direction in the surface.
  • the devices are arranged with the Z1-Z2 direction as the vertical direction, but this input device can also be used in other postures.
  • the capacitance type input device 10 includes a capacitance type sensor unit 20 for detecting input position information, a panel body 33, and a third electrode array L31 to L31 formed on the base material 20a. It is configured to include L36 and the elastic protective layer 31.
  • the panel body 33, the base material 20a, the third electrode rows L31 to L36, and the elastic protective layer 31 are sequentially arranged from the capacitance type sensor unit 20 side to the input operation side (Z1 direction in FIG. 3). There is.
  • the elastic protective layer 31 and the third electrode rows L31 to L36 are attached to each other via the first adhesive layer 32a, the base material 20a and the panel body 33 are attached to each other via the second adhesive layer 32b, and the panel body 33 and the panel body 33 are fixed.
  • the capacitance type sensor unit 20 is attached via the third adhesive layer 32c.
  • an optical adhesive for example, an optical adhesive (OCA) is used, or is formed by IML (In-mold Lamination) or IMD (In-mold Decoration).
  • the capacitance type sensor unit 20 includes (1) a base material 20b and (2) a first electrode array L11 to L15, a second electrode array L21 to L26, a bridge section 24, which are formed on the base material 20b.
  • the portion 25, the wiring 26, and the terminal portion 27 are provided.
  • the elastic protective layer 31 (elastically deformable layer) is formed in a rectangular shape so as to cover the capacitive sensor unit 20 in a plan view, and the upper surface 31 a serves as an operation surface of the capacitive input device 10. .. On this operation surface, an operation is performed by an operator such as an operator's finger or hand.
  • the elastic protective layer 31 (elastically deformable layer) is disposed on the operation surface side with respect to the first electrode rows L11 to L15 and the second electrode rows L21 to L26 and on the operation surface side with respect to the third electrode rows L31 to L36. Has been done.
  • Operators include the operator's finger or hand, a stylus or touch pen compatible with the capacitive input device.
  • the input device can be provided in a steering wheel for operating the vehicle.
  • the operating body becomes the hand of the driver who holds the steering wheel, and the input device allows the driver to operate the steering wheel. It is possible to detect which position and how strong the grip is.
  • the input device is provided on the seat surface or backrest of a vehicle seat, the operating body becomes the seated person's back, waist, and feet to detect physical conditions such as seating stability of the seated person. You can
  • the elastic protective layer 31 is made of a non-conductive material that is elastically deformable when a vertical force is applied during operation by the operating body. Examples of such a material include silicone rubber, urethane rubber, acrylic rubber, and fluororubber. The elasticity, thickness, light transmittance, color and other properties of the elastic protective layer 31 can be appropriately selected according to the specifications of the capacitance type input device 10.
  • a colored and opaque decorative layer may be provided on the back surface (surface in the Z2 direction of FIG. 1) of the elastic protective layer 31 depending on the specifications of the capacitance type input device 10.
  • the decorative layer is provided by printing or the like so as to overlap with the non-input area 16 arranged outside the input area 15 of the capacitance type sensor unit 20 in plan view.
  • the panel body 33 has a rectangular shape so as to cover the capacitance type sensor unit 20 in a plan view.
  • the panel body 33 is made of a non-conductive and hard material. Examples of such a material include polycarbonate resin, polymethylmethacrylate resin and other acrylic resins, and glass.
  • the panel body 33 has a thickness set so that the second electrode rows L21 to L26 and the third electrode rows L31 to L36 have a predetermined space in the vertical direction. Further, the light transmittance, color and other properties of the panel body 33 can be appropriately selected according to the specifications of the capacitance type input device 10.
  • the capacitive sensor unit 20 includes a base material 20b, a plurality of first electrodes 21, a plurality of second electrodes 22, and a plurality of second electrodes 22 formed on the base material surface (the upper surface on the Z1 side) of the base material 20b.
  • the wiring 26 is provided.
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are pad-shaped electrodes formed in the input region 15 and each having a flat surface extending in the XY plane.
  • a plurality of the first electrodes 21 are arranged at intervals in the Y1-Y2 direction (first direction), and the first electrodes 21 adjacent to each other in the Y1-Y2 direction are connected to each other by a narrow connecting portion 25, A first electrode array is formed. As shown in FIG. 2, five first electrode rows L11, L12, L13, L14, L15 are arranged at intervals in the X1-X2 direction (second direction).
  • a plurality of the second electrodes 22 are arranged at intervals in the X1-X2 direction (second direction), and the second electrodes 22 adjacent to each other in the X1-X2 direction are connected to each other by a narrow bridge portion 24, A second electrode array is formed.
  • six second electrode rows L21, L22, L23, L24, L25, L26 are arranged at intervals in the Y1-Y2 direction (first direction). ..
  • the plurality of first electrode rows L11 to L15 and the plurality of second electrode rows L21 to L26 are arranged so as to intersect with each other.
  • an intersection insulating layer 35 is provided so as to cover the connection portion 25 at a portion where the connection portion 25 and the bridge portion 24 intersect, and the connection portion 25 and the intersection insulating layer 35 are bridged.
  • the bridge portion 24 is formed.
  • the first electrodes 21 are connected to each other by the connecting portion 25, and the second electrodes 22 arranged to sandwich the connecting portion 25 in the X1-X2 direction are connected to each other by the bridge portion 24. In this way, the first electrode 21 and the second electrode 22 are formed in a state of being insulated from each other.
  • a plurality of wirings 26 respectively connected to the first electrode 21 and the second electrode 22 are formed in the non-input area 16 of the base material 20b.
  • the plurality of wirings 26 are routed around the non-input area 16 of the base material 20b and connected to the terminal portion 27 for connecting to an external circuit.
  • the base material 20b is formed using a film-shaped non-conductive resin material, and is, for example, a translucent resin such as a polycarbonate resin, a polyethylene terephthalate resin, a polyethylene naphthalate resin, a cyclic polyolefin, or a polymethyl methacrylate resin. Material is used.
  • the first electrode 21, the second electrode 22, and the connecting portion 25 are formed using a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide), SnO 2 , and ZnO, and are thin films formed by sputtering or vapor deposition. Formed by the method.
  • the bridge portion 24 is formed by using a metal material such as Cu, Ag, Au, an alloy such as CuNi, AgPd, or a conductive oxide material such as ITO.
  • a metal material such as Cu, Ag, Au or a conductive oxide material such as ITO can be used.
  • Three third electrode rows L31, L32, L33, L34, L35, L36 are arranged in the input area 15 of the electrostatic capacitance input device 10.
  • the third electrode rows L31 to L36 are formed on the base material 20a (FIG. 3).
  • Each of the third electrode rows L31 to L36 is formed in a line shape having the same width and extending along the X1-X2 direction (second direction). In the configuration shown in FIG. 1, six third electrode rows L31 to L36 are arranged at intervals in the Y1-Y2 direction (first direction).
  • the third electrode rows L31 to L36 are arranged so as to respectively overlap the second electrode rows L21 to L26 in a plan view, and further, the bridge portion 24 that connects the plurality of second electrodes 22 forming each second electrode row to each other. Are also arranged so as to overlap each other in a plan view.
  • the third electrode rows L31 to L36 are arranged at the same arrangement pitch as the second electrode rows L21 to L26 in the Y1-Y2 direction, and in plan view, they respectively correspond to the corresponding second electrode rows.
  • the centers of gravity are arranged so as to coincide with each other in the Y1-Y2 directions.
  • each second electrode 22 of the second electrode row has a portion that is projected from the corresponding third electrode row.
  • the third electrode rows L31 to L36 are arranged between the capacitive sensor unit 20 and the panel body 33, the second adhesive layer 32b, and the base material 20a. And is arranged on the upper surface 31a side of the elastic protective layer 31 rather than 20 including the second electrode row.
  • the base material 20a on which the third electrode rows L31 to L36 are provided is formed using a film-shaped non-conductive resin material, like the base material 20b in the capacitance type sensor unit 20.
  • the third electrode rows L31 to L36 are formed using a light-transmissive conductive material such as ITO, SnO 2 , and ZnO, similarly to the first electrode 21, the second electrode 22, and the connection portion 25.
  • a plurality of wirings connected to each of the third electrode rows L31 to L36 are formed in the non-input area 16 of the base material 20a. It is rotated and connected to a terminal portion (not shown) for connecting to an external circuit.
  • the electrostatic capacitance formed between the operating body and the receiving electrode is coupled to change the electrostatic capacitance, and the electrostatic capacitance changes in the XY plane.
  • the position of the operating body in the operating surface is detected based on the generated position.
  • the first electrode rows L11 to L15, the second electrode rows L21 to L26, and the third electrode rows L31 to L36 are connected to a multiplexer 41, and the multiplexer 41 has a drive circuit 42 and a detection circuit 43. Are connected.
  • the multiplexer 41, the drive circuit 42, and the detection circuit 43 are connected to a control unit 44 (control circuit) that controls processing in these.
  • the multiplexer 41 selects the electrode row set as the drive electrode among the first electrode row L11 to L15, the second electrode row L21 to L26, and the third electrode row L31 to L36. Is connected to the drive circuit 42, and the detection circuit 43 is connected to the electrode array set as the receiving electrode.
  • the detection result of the detection circuit 43 is stored in the storage unit included in the control unit 44, and the control unit 44 executes the ratio of the capacitance and other calculations based on the detection result.
  • the second electrode rows L21 to L21 as the reception electrodes are provided at the rising and falling timings of the rectangular wave.
  • a current flows through each of L26 and the third electrode rows L31 to L36, and the detected current is given to the detection circuit 43.
  • the detected current is converted into a voltage, integrated/amplified, further A/D converted, and output as a detection result to the control unit 44.
  • the operation body such as a finger or hand is brought into contact with or brought close to the input area 15 on the upper surface 31a (operation surface) of the elastic protective layer 31, the second electrode array L21 to In L26, in the electrode row proximal to the operating body, the electrostatic capacitance formed between the second electrode 22 and the operating body is added to the electrostatic capacitance between the adjacent second electrode 22 and the first electrode 21. Capacities combine. For this reason, the value of the electrostatic capacitance detected at the second electrode 22 with which the operating body comes into contact or approaches is changed. As will be described later, the position (height position) in the normal direction of the operation surface is detected based on this change amount ⁇ C2.
  • the third electrode rows L31 to L36 when an operation body such as a finger or a hand is brought into contact with or brought close to the input area 15 on the upper surface 31a (operation surface) of the elastic protective layer 31, the third electrode rows L31 to L36. Capacitance between any one of the first electrode rows L11 to L15 that intersects the electrode row proximal to the operation body (proximal third electrode row) in a plan view, and the proximal third electrode row Is coupled to the capacitance formed between the proximal third electrode array and the operating body. Therefore, the value of the capacitance detected in the proximal third electrode row (any of the third electrode rows L31 to L36 which the operating body comes into contact with or approaches) changes. As will be described later, the position (height position) in the normal direction of the operation surface is detected based on this variation amount ⁇ C1.
  • the second electrode rows L21 to L26 and the third electrode rows L31 to L36 are made of a non-conductive material, the base material 20a, the second adhesive layer 32b, the panel body 33, and It is arranged above and below via the third adhesive layer 32c.
  • the second electrode rows L21 to L26 and the third electrode rows L31 to L36 are arranged with a predetermined space therebetween with a non-conductive material interposed therebetween.
  • the predetermined distance (distance between the second electrode row and the third electrode row) is set to be larger than the vertical distance between the first electrode row L11 to L15 and the second electrode row L21 to L26, and It is a predetermined multiple of the distance between the rows L11 to L15 and the second electrode rows L21 to L26.
  • the amount of change in capacitance between the first electrode row L11 to L15 and the third electrode row L31 to L36 due to the operation of the operating body is ⁇ C1
  • the first electrode row L11 to L15 and the second electrode row L11 to L15 are changed.
  • the amount of change in capacitance between the electrode rows L21 to L26 is ⁇ C2
  • the distance of the operating body horizontal axis (unit: mm) in FIG.
  • the two change amounts ⁇ C1 and ⁇ C2 are in the vertical direction of the second electrode rows L21 to L26 and the third electrode rows L31 to L36. It shows different changes depending on the interval.
  • the change amount ⁇ C1 is shown by a broken line with white circles
  • the change amount ⁇ C2 is shown by a solid line with black circles.
  • FIGS. 5A and 5B show simulation results by a configuration in which the size of each layer is set as follows.
  • the thickness is the size in the Z1-Z2 direction.
  • Elastic protective layer 31 thickness 1.0 mm
  • First adhesive layer 32a thickness 0.1 mm
  • Third electrode row L31 to L36 width 0.20 mm in Y1-Y2 direction, thickness 20 nm
  • Base material 20a thickness 0.05 mm
  • Second adhesive layer 32b thickness 0.1 mm
  • Panel body 33 thickness 3.00 mm
  • Third adhesive layer 32c thickness 0.175 mm (maximum)
  • First electrode row L11 to L15 diagonal length 6.20 mm (length in X1-X2 direction and Y1-Y2 direction)
  • Second electrode row L21 to L26 diagonal length 6.20 mm (length in X1-X2 direction and Y1-Y2 direction)
  • Base material 20b thickness of 0.05 mm
  • the second electrode rows L21 to L26 are arranged in the same layer as the first electrode rows L11 to L15, and are arranged so as to straddle the upper side of the first electrode rows L11 to L15 in the bridge portion 24. Further, in the vertical direction (the direction normal to the operation surface), the electrodes are arranged closer to the first electrode rows L11 to L15 than the third electrode rows L31 to L36. On the other hand, if the second electrode rows L21 to L26 can be arranged closer to the first electrode rows L11 to L15 than the third electrode rows L31 to L36 in the vertical direction, the second electrode row L21 in the vertical direction. It is also possible to arrange the elements L26 to L26 above or below the first electrode rows L11 to L15.
  • the centroids of the second electrode row and the third electrode row which correspond to each other, coincide with each other, and when viewed in a plan view.
  • the planar shapes of the second electrode array and the third electrode array are not limited to the shapes of the above-described embodiments as long as the second electrode array is visible beyond the third electrode array by a predetermined amount or more.
  • the planar third electrode rows L131 to L136 as shown in FIG. 6 can be used instead of the third electrode rows L31 to L36 of the above-described embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view showing an example in which the third electrode rows L131 to L136 in Modification 1 are applied to the capacitance type sensor unit 20 of the first embodiment.
  • FIG. 6 in order to clarify the positional relationship with the bridge portion 24, only L132 of the third electrode rows L131 to L136 is shown by a broken line.
  • a plurality of third electrodes 123a are arranged at intervals along the X1-X2 direction and have a narrow width extending along the X1-X2 direction. They are connected to each other by the connecting portion 123b.
  • the third electrode 123a has a shape similar to that of the second electrode 22 in a plan view, and is arranged such that the center of gravity of the second electrode 22 is the same as that of the corresponding second electrode 22. Further, the third electrode 123a has a small shape such that the corresponding second electrode 22 can be seen beyond the predetermined amount in a plan view.
  • the connecting portion 123b has substantially the same width as the bridge portion 24 so as to overlap the bridge portion 24 in a plan view.
  • FIG. 7 shows a configuration in which the centers of gravity of the second electrode row and the third electrode row, which correspond to each other in the direction in which the first electrode rows L11 to L15 extend (Y1-Y2 direction (first direction)), coincide with each other.
  • the third electrode row is displaced in the X1-X2 direction with respect to the corresponding second electrode row.
  • FIG. 7 is a plan view showing an example in which the third electrode rows L231 to L236 in Modification 2 are applied to the capacitance type sensor unit 20 of the first embodiment.
  • FIG. 7 in order to clarify the positional relationship with the bridge portion 24, only the third electrode row L232 of the third electrode rows L231 to L236 is shown by a broken line.
  • a plurality of third electrodes 223a are arranged at intervals along the X1-X2 direction and have a narrow width extending along the X1-X2 direction. They are connected to each other by the connecting portion 223b.
  • the third electrode 223a has the same shape as the second electrode 22 in a plan view, and is arranged at an intermediate position between two adjacent second electrodes 2 in the X1-X2 direction.
  • the connecting portion 223b has substantially the same width as the bridge portion 24 so as to overlap the bridge portion 24 in a plan view.
  • the third electrode 223a and the second electrode 22 have the same area, but it is possible to secure a predetermined amount or more of the second electrode 22 that is projected and seen in a plan view. Therefore, in both the second electrode array and the third electrode array, the receiving electrodes can be widened and the capacitance change can be detected more accurately. It is possible to accurately detect the absolute value of the height position in the normal direction of the operating surface based on the amount of change in capacitance, and the position within the operating surface can also be determined based on the position where the capacitance has changed. It can be detected accurately.
  • FIG. 8 is a sectional view showing the configuration of the capacitance type input device 310 according to the second embodiment.
  • the capacitive input device 310 according to the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that an elastic layer 331 and a protective layer 336 are provided instead of the elastic protective layer 31 in the first embodiment. Is equipped with.
  • the same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
  • FIG. 8 is a sectional view at a position corresponding to FIG. 9A is a graph showing the relationship between the height of the operating body (horizontal axis) and the amount of change in capacitance (vertical axis) with respect to the upper surface of the third electrode row, and FIG.
  • 9B is the upper surface of the third electrode row.
  • 5 is a graph showing the relationship between the height of the operating body (horizontal axis) and the ratio of the amount of change in capacitance (vertical axis) with respect to.
  • a capacitance is formed between each of the first electrode rows L11 to L15 and each of the second electrode rows L21 to L26. The capacitance changes when the operating body approaches or moves away from the operating surface, and the electrostatic capacitance formed between the operating body and the receiving electrode changes to change the capacitance. Based on this, the height position in the normal direction of the operation surface is detected, and the position in the operation surface (in the XY plane) is detected based on the changed position.
  • the elastic layer 331 (elastic deformation layer) and the third electrode provided on the base material 320a are sequentially arranged from the panel body 33 to the upper side.
  • the row L332 and the protective layer 336 are arranged and formed.
  • six third electrode rows extending in the X1-X2 direction having the same configuration as the third electrode rows L31 to L36 of the first embodiment are provided and shown in FIG.
  • the third electrode row L332 corresponds to the third electrode row L32 of the first embodiment.
  • the protective layer 336 and the third electrode array L332 are attached via the first adhesive layer 332a, the base material 320a and the elastic layer 331 are attached via the second adhesive layer 332b, and the elastic layer 331 and the panel body 33 are attached to each other. It is attached via the third adhesive layer 332c.
  • the capacitance type sensor unit 20 and the panel main body 33 have the same configuration as in the first embodiment, and are attached via the third adhesive layer 32c.
  • the elastic layer 331 is arranged between the third electrode row L332 and the first electrode rows L11 to L15 and the second electrode rows L21 to L26.
  • the elastic layer 331, the base material 320a, and the three adhesive layers 332a to 332c are made of the same materials as the elastic protective layer 31, the base material 20a, and the three adhesive layers 32a to 32c of the first embodiment, respectively. ing.
  • the thickness of the elastic layer 331 is set according to the pressing force assumed by the capacitance type input device 310.
  • the protective layer 336 is made of a non-conductive and hard material, and for example, a polycarbonate resin, a polymethylmethacrylate resin or other acrylic resin, or glass is used.
  • Protective layer 336 thickness 0.5 mm
  • First adhesive layer 332a thickness 0.1 mm
  • Third electrode row Y1-Y2 direction width 0.20 mm
  • Base material 320a thickness of 0.05 mm
  • Second adhesive layer 332b thickness 0.1 mm
  • Elastic layer 331 thickness 2.5 mm
  • Third adhesive layer 332c thickness 0.1 mm
  • Panel body 33 thickness 3.00 mm
  • Third adhesive layer 32c thickness 0.175 mm (maximum)
  • First electrode row L11 to L15 diagonal length 6.20 mm (length in X1-X2 direction and Y1-Y2 direction)
  • Second electrode row L21 to L26 diagonal length 6.20 mm (length in X1-X2 direction and Y1-Y2 direction)
  • Base material 20b thickness of 0.05 mm
  • the electrostatic capacitance is measured with respect to the distance (the horizontal axis (unit: mm) in FIG. 9(a)) of the operating body to the upper surface (Height Based on the top electrode) of the third electrode row.
  • the capacitance changes ⁇ C1 and ⁇ C2 show different changes.
  • the ratio ⁇ C1/ ⁇ C2 of ⁇ C1 and ⁇ C2 has a linear relationship in each of the negative region and the positive region on the horizontal axis, as shown in FIG. 9B. Therefore, the smaller the distance of the operating body from the operating surface, the smaller the above ratio, and this tendency is the same in the negative region.
  • the change amount ⁇ C1 is shown by a broken line with white circles
  • the change amount ⁇ C2 is shown by a solid line with black circles.
  • the Z1-Z2 direction (operating surface It is possible to accurately detect the height position from the operation surface (the direction in the normal direction to the operation surface) in the direction of the normal to the operation surface.
  • this ratio ⁇ C1/ ⁇ C2 the influence of the size of the area of the operating body in the surface direction of the operation surface can be eliminated, and the absolute height position from the operation surface (position in the normal direction to the operation surface) can be eliminated. The value can be calculated accurately.
  • the absolute position of the three-dimensional coordinate with respect to the operation surface can be accurately calculated together with the corresponding position (in-plane position) in the operation surface by the capacitance type sensor unit 20.
  • the input device when the operator approaches or contacts an operating body such as a finger with the operating surface, regardless of the size of the contact area, the absolute value in the direction normal to the operating surface is set. This is useful in that accurate position information can be accurately detected.
  • Electrostatic Capacitance Input Device 15 Input Area 16 Non-Input Area 20 Capacitance Type Sensor Section 20a, 20b Base Material 21 First Electrode 22 Second Electrode 24 Bridge Section 25 Connection Section 26 Wiring 27 Terminal Section 31 Elastic Protective Layer 31a Top surface (operation surface) 32a, 32b, 32c Adhesive layer 33 Panel body 35 Intersection insulating layer 41 Multiplexer 42 Driving circuit 43 Detection circuit 44 Control part 123a Third electrode 123b Connecting part 223a Third electrode 223b Connecting part 310 Capacitive input device 320a Base material 331 Elastic layer 332a, 332b, 332c Adhesive layer 336 Protective layer 336a Upper surface (operation surface) L11, L12, L13, L14, L15 First electrode row L21, L22, L23, L24, L25, L26 Second electrode row L31, L32, L33, L34, L35, L36 Third electrode row L231, L232, L233, L234 , L235, L236 Third

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Abstract

操作者が操作面に指などの操作体を接近又は接触させたときに、接触面積の大小にかかわらず、絶対的な位置情報を正確に検出できる入力装置において、複数の第３電極列は、操作面の法線方向において複数の第２電極列よりも操作面に近い位置に配置され、法線方向に沿って見たときに、第２電極列は、対応する第３電極列からはみ出して見える部分を有し、操作体の操作による、複数の第１電極列と複数の第３電極列との間の静電容量の変化量をΔＣ１、複数の第１電極列と複数の第２電極列との間の静電容量の変化量をΔＣ２とし、変化量ΔＣ１と変化量ΔＣ２の比率ΔＣ１／ΔＣ２に基づいて、操作面に対する操作体の前記法線方向の位置を算出する。

Description

入力装置
　本発明は、操作者が操作面に指などの操作体を接近又は接触させたときに、その位置情報を正確に検出することができる入力装置に関する。
　特許文献１に記載の静電容量型入力装置では、両端に位置する電極部が検知電極部に設定され、これらの内側に接地電極部が設定され、さらに、中央の複数の電極部が駆動検知部に設定されている。両端の検知電極部の出力差により指の座標位置を求めることができ、出力和により垂直距離を求めることができる。指の垂直距離が第１のしきい値よりも短くなったら、検知電極部の間隔が短くなるように切り替えられ、さらに指が接近すると、タッチ検知モードが設定される。
　特許文献２に記載の静電容量式３次元センサーは、パターン状の導電膜を有するシート状の第１電極体と、パターン状の導電膜を備えるシート状の第２電極体と、第１電極体と第２電極体の間に配置された易変形体とを具備する。易変形体は、弾性層用基材シートと、弾性層用基材シートの一方の面に設けられた弾性層とを備える。指による押圧力が加わると易変形体が圧縮変形するため、第１電極体と第２電極体の距離が短くなり、これによる静電容量の変化を検出することにより押圧量を求めることができる。
　特許文献３のデバイスは、検出面と、測定電極を備える少なくとも１つの容量センサーと、測定電極に近接して配置される導電材料のガードと、容量センサーから発せられる信号を処理するための電子手段とを備える。この構成において、容量センサーの測定値に基づいて、物体が近づくときの物体からの距離、物体と検出面との間の物理的接触、及び、物体による押し下げを検出することが可能となる。
　特許文献４に記載の静電容量結合方式タッチパネルは、第１の透明基板と、これに対向する第２の透明基板と、第１の透明基板上に設けられ、位置座標を検出する複数の座標電極とを備える。第２の透明基板には、上記複数の座標電極と絶縁して浮遊電極を設けられ、複数の座標電極と浮遊電極との間に気体層と間隔厚制御突起パターンとを備える。これにより、樹脂製のペンや絶縁物でタッチしたときに、タッチ荷重により浮遊電極が押されることで浮遊電極と座標電極が接近するため、これらの間の静電容量が変化し、これによりタッチした位置を検出することが可能となる。
特開２０１５－１６６９２１号公報 特開２０１６－０９１１４９号公報 特開２０１８－００５９３２号公報 特開２０１３－１４０６３５号公報
　しかしながら、特許文献１～４に記載の静電容量式の入力装置においては、操作面に対する指などの操作体の位置を検出することはできるが、例えば指の場合、操作者によって形状や大きさが異なり、さらには、接触圧などにより操作面に対する接触面積が異なる。そのため、指が同じ位置に接触しようとしていても、接触面積の大きさによって検出される静電容量が異なってしまうため、特許文献１～３の高さ位置の検出では同じ検出結果が得られないという問題があった。このため、相対的な面内位置検出はできたとしても、接触面積の影響を除いた絶対的な高さ位置検出を行うことは困難であった。また、特許文献４の入力装置に至っては、高さ位置検出はそもそも行うことができなかった。
　そこで本発明は、操作者が操作面に指などの操作体を接近又は接触させたときに、接触面積の大小にかかわらず、操作面に対する法線方向の絶対的な位置情報を正確に検出することができる入力装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の入力装置は、操作体による操作が行われる操作面を備えた入力装置であって、上記操作面は第１方向と、第１方向に交差する第２方向とを有し、それぞれが第１方向に沿って延び、かつ、互いに間隔を空けて配置された複数の第１電極列と、第２方向に沿ってそれぞれ延び、かつ、互いに間隔を空けて配置された複数の第２電極列と、それぞれが第２方向に沿って延び、かつ、互いに間隔を空けて配置された複数の第３電極列とを備え、操作面の法線方向において、複数の第３電極列は、複数の第２電極列よりも操作面に近い位置に配置され、法線方向に沿って見たときに、第２電極列は、対応する第３電極列からはみ出して見える部分を有し、複数の第１電極列が駆動電極に設定されたときには、複数の第２電極列及び複数の第３電極列が受信電極にそれぞれ設定され、複数の第１電極列が受信電極に設定されたときには、複数の第２電極列及び複数の第３電極列が駆動電極にそれぞれ設定され、操作体の操作による、複数の第１電極列と複数の第３電極列との間の静電容量の変化量をΔＣ１、複数の第１電極列と複数の第２電極列との間の静電容量の変化量をΔＣ２とし、変化量ΔＣ１と変化量ΔＣ２の比率ΔＣ１／ΔＣ２に基づいて、操作面に対する操作体の前記法線方向の位置を算出することを特徴としている。
　これにより、操作者が操作面に指などの操作体を接近又は接触させたときに、接触面積（又は操作面への投影面積）の大小にかかわらず、操作面の法線方向の絶対的な位置情報を正確に検出することができ、検出精度が高く、誤動作や不動作を防止可能な入力装置を提供することができる。操作面への接触には、操作面を変位又は変形させる押圧操作も含まれ、押圧操作の場合もその押圧面積の大小にかかわらずに、操作面の法線方向の絶対的な位置情報を高精度で検出可能である。
　以下の説明において、接触面積には、操作体を接近させたときの操作面への投影面積や、押圧操作を行ったときの押圧面積が含まれる。
　本発明の入力装置において、上記比率ΔＣ１／ΔＣ２は、操作面に対する操作体の距離が小さいほど小さな値をとることが好ましい。
　操作面と操作体との間の距離に対して比率ΔＣ１／ΔＣ２が略比例するように設定することで、操作面への接触面積の大小の影響を抑えて、操作面の法線方向の位置情報を精度よく検出することが可能となる。
　本発明の入力装置において、法線方向において、複数の第２電極列は、複数の第３電極列よりも複数の第１電極列に近い位置に配置されていることが好ましい。
　これにより、操作面の法線方向に対する操作体の高さ位置の検出感度を高めることができる。
　本発明の入力装置において、複数の第２電極列と複数の第３電極列は、第１方向における配置ピッチが互いに同一であることが好ましい。
　これにより、操作面と操作体の間の距離に対する上記比率ΔＣ１／ΔＣ２の略比例関係を確保することができ、操作面への接触面積の大小の影響を抑えた高精度の操作面の法線方向の位置情報検出が可能となる。
　本発明の入力装置において、第１方向において、第２電極列の重心と第３電極列の重心とが一致することが好ましい。
　これにより、法線方向に沿って見たときに、第２電極列と第３電極列の両方を臨むことができ、これらの電極列のそれぞれと操作体との間で静電容量の結合が確実に行われる。よって、第２電極列と第３電極列のそれぞれについて静電容量の変化量ΔＣ１、ΔＣ２が生じるため、比率ΔＣ１／ΔＣ２に基づいて高精度の操作面の法線方向の位置検出ができるだけでなく、誤検出や不検出の発生を抑えた信頼性の高い入力装置を実現することができる。
　本発明の入力装置において、法線方向において、複数の第３電極列よりも操作面側に弾性変形層が形成されていることが好ましい。
　これにより、押圧操作を行ったときの操作体と第３電極列との距離が微小変化し、この変化量を検出可能な構成を実現できる。また、弾性変形層を表面に配置した場合は、弾性変形層が消耗した場合に容易に交換することができる。
　本発明の入力装置において、法線方向において、複数の第３電極列と複数の第２電極列の間に弾性変形層が形成されていることが好ましい。
　これにより、第２電極列と第３電極列との距離が変化し得る構成を実現でき、押圧操作による距離の変化量が検出可能となる。
　本発明の入力装置において、操作面に対して操作体による押圧操作が行われたとき、操作体について、法線方向における操作面からの高さ位置、及び、操作面の面方向における位置を算出することが好ましい。
　これにより、押圧位置を検出可能な入力装置を提供できる。
　本発明の入力装置において、操作面から離間した操作体について、法線方向における操作面からの高さ位置、及び、操作面において対応する位置を算出することが好ましい。
　これにより、操作面に接触して行う操作だけでなく、操作面に接触していない状態での操作体の動作の検出や、押圧操作時の検出を行うことができる。
　本発明の入力装置において、複数の第１電極列と複数の第２電極列の間の静電容量に基づいて、操作面の面内位置を検出することが好ましい。
　これにより、操作面内方向の位置検出と、操作面との距離の検出とを同時に行うことができるため、操作面に接触していない状態、操作面を接触操作している状態、及び、押圧操作をしている状態のいずれに対しても３次元の位置検出が可能となる。
　本発明によると、操作者が操作面に指などの操作体を接近又は接触させたときに、接触面積の大小にかかわらず、操作面に対する法線方向の絶対的な位置情報を正確に検出することができる。
第１実施形態に係る静電容量式入力装置における静電容量式センサー部と複数の第３電極列の構成を示す平面図である。 図１のＩＩ部分の拡大図である。 第１実施形態に係る静電容量式入力装置の構成を示す断面図であって、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ’線の位置で切断して矢印方向から見た断面図である。 第１実施形態に係る静電容量式入力装置の機能ブロック図である。 （ａ）は、第３電極列の上面に対する操作体の高さと静電容量の変化量の関係を示すグラフ、（ｂ）は第３電極列の上面に対する操作体の高さと静電容量の変化量の比率の関係を示すグラフである。 変形例１における第３電極列を第１実施形態の静電容量式センサー部に適用した例を示す平面図である。 変形例２における第３電極列を第１実施形態の静電容量式センサー部に適用した例を示す平面図である。 第２実施形態に係る静電容量式入力装置の構成を示す断面図である。 （ａ）は、第３電極列の上面に対する操作体の高さと静電容量の変化量の関係を示すグラフ、（ｂ）は第３電極列の上面に対する操作体の高さと静電容量の変化量の比率の関係を示すグラフである。
　以下、本発明の実施形態に係る入力装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。以下の実施形態では、平面基材に形成された静電容量式センサー部を備えたタッチパネルに適用した場合について説明するが、本発明の入力装置はこれに限定されず、例えば、曲面タイプの静電容量式センサー部を備えた入力装置や、車両のインストルメントパネルなどの運転席周辺に配置される装置等に適用可能である。
　＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態の静電容量式入力装置１０における静電容量式センサー部２０と第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６の構成を示す平面図である。図１ではさらに、静電容量式センサー部２０上に第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６を重ねて配置関係を示している。なお、図１においては、弾性保護層３１、３つの粘着層３２ａ～３２ｃ、及び、基材２０ａ、パネル本体３３、並びに、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６への配線の図示を省略している。図２は図１のＩＩ部分の拡大図である。図３は静電容量式入力装置１０の構成を示す断面図であって、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ’線の位置で切断して矢印方向から見た断面図である。図４は、第１実施形態の静電容量式入力装置１０の機能ブロック図である。図５（ａ）は、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６の上面に対する操作体の高さ（横軸）と静電容量の変化量（縦軸）の関係を示すグラフ、（ｂ）は第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６の上面に対する操作体の高さ（横軸）と静電容量の変化量の比率（縦軸）の関係を示すグラフである。
　図１～図３においては、基準座標としてＸ－Ｙ－Ｚ座標が示されている。Ｚ１－Ｚ２方向は静電容量式入力装置１０の厚み方向（上下方向）であり、ＸＹ平面はＺ１－Ｚ２方向に垂直な平面である。Ｘ１－Ｘ２方向とＹ１－Ｙ２方向はＸＹ平面において互いに直角になるように交差している。以下の説明において、Ｚ１－Ｚ２方向に沿ってＺ１側からＺ２側を見た状態を平面視と称し、平面視における形状を平面形状と述べる。平面視は、弾性保護層３１の上面３１ａ（操作面）の法線方向に沿って見た状態となる。操作面としての弾性保護層３１の上面３１ａは、その面内に、第１方向としてのＹ１－Ｙ２方向と、第２方向としてのＸ１－Ｘ２方向とを有している。以下の説明では、Ｚ１－Ｚ２方向を上下方向として装置を配置した場合について説明するが、この入力装置は、これ以外の姿勢で使用することも可能である。
　図３に示すように、静電容量式入力装置１０は、入力位置情報を検出する静電容量式センサー部２０と、パネル本体３３と、基材２０ａ上に形成された第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６と、弾性保護層３１とを有して構成される。パネル本体３３と、基材２０ａと、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６と、弾性保護層３１とは、静電容量式センサー部２０側から入力操作側（図３のＺ１方向）へ順に配置されている。弾性保護層３１と第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６は第１粘着層３２ａを介して貼り合わされ、基材２０ａとパネル本体３３は第２粘着層３２ｂを介して貼り合わされ、さらに、パネル本体３３と静電容量式センサー部２０は第３粘着層３２ｃを介して貼り合わされる。
　３つの粘着層３２ａ、３２ｂ、３２ｃとしては、例えば光学接着剤（ＯＣＡ）が用いられ、又は、ＩＭＬ（Ｉｎ－ｍｏｌｄ　Ｌａｍｉｎａｔｉｏｎ）やＩＭＤ（Ｉｎ－ｍｏｌｄ　Ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ）によって形成される。
　静電容量式センサー部２０は、（１）基材２０ｂと、（２）基材２０ｂ上に形成された、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６、ブリッジ部２４、接続部２５、配線２６、及び、端子部２７とを備える。
（弾性保護層３１）
　弾性保護層３１（弾性変形層）は、平面視において静電容量式センサー部２０を覆うような矩形状をなして形成されており、上面３１ａが静電容量式入力装置１０の操作面となる。この操作面では、操作者の指や手などの操作体による操作が行われる。弾性保護層３１（弾性変形層）は、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５及び第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６よりも操作面側であり、かつ、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６よりも操作面側に配置されている。
　操作体としては、操作者の指や手、静電容量式入力装置対応のスタイラスやタッチペンなどがある。入力装置を車両に適用する場合には、例えば車両を操作するハンドルに入力装置を設けることができ、この場合の操作体はハンドルを握る運転者の手となり、入力装置によって、運転者がハンドルをどの位置を、どの程度の強さで握っているかを検出することができる。また、入力装置を車両の座席の座面や背もたれ部に設けた場合には、操作体は着座者の背中、腰、及び足となって、着座者の着座安定性など身体状態を検知することができる。
　弾性保護層３１は、操作体による操作において、上下方向の力が加えられたときに、弾性変形可能な非導電性の材料で構成されている。このような材料としては、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム、フッ素ゴムが挙げられる。弾性保護層３１の弾性、厚さ、光透過性、色その他の性質は、静電容量式入力装置１０の仕様に応じて適宜選択できる。
　静電容量式入力装置１０の仕様に応じて、弾性保護層３１の裏面（図１のＺ２方向の面）に、有色で不透明の加飾層を設けてもよい。この加飾層は、平面視において、静電容量式センサー部２０の入力領域１５の外側に配置された非入力領域１６に重なるように、印刷等によって設ける。
（パネル本体３３）
　パネル本体３３は、平面視において静電容量式センサー部２０を覆うような矩形状をなしている。パネル本体３３は、非導電性で硬性を有する材料で構成されている。このような材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂その他のアクリル樹脂、ガラスが挙げられる。パネル本体３３は、以下に述べるように、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６と第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６とが、上下方向において所定の間隔を置くように、厚さが設定される。また、パネル本体３３の光透過性、色その他の性質は、静電容量式入力装置１０の仕様に応じて適宜選択できる。
（第１電極列と第２電極列）
　図１に示すように、静電容量式センサー部２０の入力領域１５には複数の第１電極２１及び複数の第２電極２２が配列されている。
　静電容量式センサー部２０は、基材２０ｂと、基材２０ｂの基材面（Ｚ１側の上面）上に形成された複数の第１電極２１、複数の第２電極２２、及び、複数の配線２６を有して構成される。第１電極２１及び第２電極２２は入力領域１５に形成された、ＸＹ平面に広がる平面を有するパッド状の電極である。
　第１電極２１は、Ｙ１－Ｙ２方向（第１方向）に間隔を設けて複数配置されており、Ｙ１－Ｙ２方向に隣り合う第１電極２１同士は幅細の接続部２５によって互いに接続され、第１電極列を構成する。図２に示すように、５本の第１電極列Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５が、Ｘ１－Ｘ２方向（第２方向）において互いに間隔を空けて配列されている。
　第２電極２２は、Ｘ１－Ｘ２方向（第２方向）に間隔を設けて複数配置されており、Ｘ１－Ｘ２方向に隣り合う第２電極２２同士は幅細のブリッジ部２４によって互いに接続され、第２電極列を構成する。図１と図２に示す構成においては、６本の第２電極列Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ２６が、Ｙ１－Ｙ２方向（第１方向）において互いに間隔を空けて配列されている。
　図１と図２に示すように、複数の第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５と、複数の第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６とは、互いに交差するように配置されている。図３に示すように、接続部２５とブリッジ部２４とが交差する部分において、接続部２５を覆うように交差部絶縁層３５が設けられており、接続部２５及び交差部絶縁層３５を跨がってブリッジ部２４が形成されている。第１電極２１同士は接続部２５によって接続され、接続部２５をＸ１－Ｘ２方向に挟むように配置された第２電極２２同士は、ブリッジ部２４によって接続されている。このように、第１電極２１と第２電極２２とは、互いに絶縁された状態で形成される。
　図１に示すように、基材２０ｂの非入力領域１６には、第１電極２１及び第２電極２２にそれぞれ接続された複数の配線２６が形成されている。これらの複数の配線２６は、基材２０ｂの非入力領域１６を引き回されて、外部回路と接続するための端子部２７に接続される。
　基材２０ｂは、フィルム状の非導電性の樹脂材料を用いて形成されており、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、環状ポリオレフィン、ポリメタクリル酸メチル樹脂等の透光性樹脂材料が用いられる。第１電極２１、第２電極２２、及び、接続部２５は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透光性の導電材料を用いて形成されており、スパッタや蒸着等の薄膜法により形成される。また、ブリッジ部２４は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等の金属材料やＣｕＮｉ、ＡｇＰｄ等の合金、ＩＴＯ等の導電性酸化物材料を用いて形成される。配線２６及び端子部２７には、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等の金属材料やＩＴＯ等の導電性酸化物材料を用いることができる。
（第３電極列）
　図１に示すように、静電容量式入力装置１０の入力領域１５には６本の第３電極列Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、Ｌ３６が配列されている。第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６は、基材２０ａ上に形成されている（図３）。
　第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６は、それぞれがＸ１－Ｘ２方向（第２方向）に沿って延びる、同一幅のライン状に形成されている。図１に示す構成においては、６本の第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６が、Ｙ１－Ｙ２方向（第１方向）において互いに間隔を空けて配列されている。
　第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６は、平面視において第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６にそれぞれ重なるように配置され、さらに、各第２電極列を構成する複数の第２電極２２を互いに接続するブリッジ部２４についても、平面視において重なるように配置されている。
　さらに、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６は、Ｙ１－Ｙ２方向において、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６と同一の配置ピッチで配置され、かつ、平面視において、それぞれが対応する第２電極列に対して重心がＹ１－Ｙ２方向で一致するように配置されている。
　図１と図２に示すように、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６は、それぞれ、Ｙ１－Ｙ２方向における幅がブリッジ部２４と略同一とされている。このため、平面視において、第２電極列の各第２電極２２は、対応する第３電極列からはみ出して見える部分を有する。はみ出し量を所定量以上確保することにより、上下方向において、第２電極列と操作体との間に、第３電極列が介在して静電容量の変化の妨げとなることを防止できるため、第２電極列による検出を確実に行うことができる。
　図３に示すように、上下方向において、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６は、静電容量式センサー部２０との間にパネル本体３３、第２粘着層３２ｂ、基材２０ａを介して配置されており、第２電極列を含む２０よりも、弾性保護層３１の上面３１ａ側に配置されている。
　第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６が設けられる基材２０ａは、静電容量式センサー部２０における基材２０ｂと同様に、フィルム状の非導電性の樹脂材料を用いて形成される。第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６は、第１電極２１、第２電極２２、及び、接続部２５と同様に、ＩＴＯ、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の透光性の導電材料を用いて形成される。
　図示はしていないが、基材２０ａの非入力領域１６には、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６のそれぞれに接続された複数の配線が形成され、これらの複数の配線は非入力領域１６を引き回されて、外部回路と接続するための端子部（不図示）に接続される。
（静電容量の変化）
　５本の第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５が駆動電極に設定されたときには、６本の第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６、及び、６本の第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６が受信電極にそれぞれ設定され、５本の第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５が受信電極に設定されたときには、６本の第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６、及び、６本の第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６が駆動電極にそれぞれ設定される。これらのいずれの構成においても、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５のそれぞれと第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６のそれぞれとの間に静電容量が形成されており、この静電容量は、操作面に対して操作体が近づき、又は遠ざかることで、操作体と受信電極との間に形成される静電容量が結合することによって、静電容量に変化が生じ、ＸＹ平面内において静電容量の変化が生じた位置に基づいて操作面内における操作体の位置が検出される。
　図４に示すように、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６、及び、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６はマルチプレクサ４１に接続され、マルチプレクサ４１には駆動回路４２と検出回路４３が接続されている。マルチプレクサ４１、駆動回路４２、及び、検出回路４３には、これらにおける処理を制御する制御部４４（制御回路）が接続されている。
　マルチプレクサ４１は、制御部４４からの指示信号にしたがって、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６、及び、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６のうちで駆動電極に設定された電極列に駆動回路４２を接続し、受信電極に設定された電極列に検出回路４３を接続する。検出回路４３における検出結果は、制御部４４が備える記憶部に保存され、制御部４４では、検出結果に基づいて静電容量の比率その他の演算が実行される。
　例えば、駆動電極としての第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５に対して、駆動回路４２から電圧が順に印加されると、矩形波の立ち上がりと立下りのタイミングで、受信電極としての第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６、及び、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６のそれぞれに電流が流れ、この検出電流が検出回路４３に与えられる。検出回路４３では、検出電流が電圧に変換され、積分・増幅され、さらにＡ／Ｄ変換されて検出結果として制御部４４に出力される。
　操作者が入力操作を行う際に、弾性保護層３１の上面３１ａ（操作面）の入力領域１５に指や手などの操作体を接触させて、又は、近づけた場合、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６のうち、操作体に近位な電極列において、隣り合う第２電極２２と第１電極２１との間の静電容量に、第２電極２２と操作体との間に形成される静電容量が結合する。このため、操作体が接触し、又は近づいた第２電極２２において検出される静電容量の値に変化が生じる。後述するように、この変化量ΔＣ２に基づいて、操作面の法線方向における位置（高さ位置）が検出される。
　第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６についても、弾性保護層３１の上面３１ａ（操作面）の入力領域１５に指や手などの操作体を接触させて、又は近づけた場合、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６のうち操作体に近位な電極列（近位第３電極列）に対して平面視で交差する第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５のいずれかと、近位第３電極列との間の静電容量に、近位第３電極列と操作体との間に形成される静電容量が結合する。このため、近位第３電極列（操作体が接触し、又は近づいた第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６のいずれか）において検出される静電容量の値に変化が生ずる。後述するように、この変化量ΔＣ１に基づいて、操作面の法線方向における位置（高さ位置）が検出される。
　ここで、図３に示すように、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６と第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６は、非導電性材料からなる、基材２０ａ、第２粘着層３２ｂ、パネル本体３３、及び、第３粘着層３２ｃを介して上下に配置されている。別言すると、上下方向において、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６と第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６は非導電性材料を介して所定の間隔を空けて配置されている。この所定の間隔（第２電極列と第３電極列の間隔）は、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５と、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６との上下方向における間隔よりも大きく設定され、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５と第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６との間隔の所定倍とされている。
　このような構成において、操作体の操作による、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５と第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６との間の静電容量の変化量をΔＣ１、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５と第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６との間の静電容量の変化量をΔＣ２としたとき、図５（ａ）に示すように、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６の上面（Ｈｅｉｇｈｔ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｏｐ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）までの操作体の距離（図５（ａ）の横軸（単位ｍｍ））に対して、２つの変化量ΔＣ１、ΔＣ２は、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６と第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６の上下方向の間隔などに応じて、異なる変化を示す。ここで、図５（ａ）においては、変化量ΔＣ１を白丸印の破線で示し、変化量ΔＣ２を黒丸印の実線で示している。
　さらに、２つの変化量ΔＣ１、ΔＣ２の比率ΔＣ１／ΔＣ２を、第３電極列の上面までの操作体の距離に対してプロットすると、図５（ｂ）に示すように、直線状の関係となり、操作面に対する操作体の距離が小さいほど上記比率が小さくなる。よって、この直線に基づいて、Ｚ１－Ｚ２方向（操作面に対する法線方向）における操作面からの高さ位置及び操作面内の位置を正確に検出（算出）することが可能となる。特に、この比率ΔＣ１／ΔＣ２を用いることにより、操作面の面方向における、操作体の面積の大小の影響が排除でき、操作面からの高さ位置と、操作面の面内において対応する位置（面内位置）の絶対値を精度よく検出することができる。
　ここで、図５（ａ）、（ｂ）に示すのは、各層のサイズを次のように設定した構成によるシミュレーション結果である。厚みはＺ１－Ｚ２方向のサイズである。
　弾性保護層３１　：厚み１．０ｍｍ
　第１粘着層３２ａ：厚み０．１ｍｍ
　第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６：Ｙ１－Ｙ２方向の幅０．２０ｍｍ、厚み２０ｎｍ
　基材２０ａ：厚み０．０５ｍｍ
　第２粘着層３２ｂ：厚み０．１ｍｍ
　パネル本体３３　：厚み３．００ｍｍ
　第３粘着層３２ｃ：厚み０．１７５ｍｍ（最大）
　第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５：対角線長さ６．２０ｍｍ（Ｘ１－Ｘ２方向及びＹ１－Ｙ２方向の長さ）、厚み２０ｎｍ
　第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６：対角線長さ６．２０ｍｍ（Ｘ１－Ｘ２方向及びＹ１－Ｙ２方向の長さ）、厚み２０ｎｍ
　基材２０ｂ：厚み０．０５ｍｍ
　以下に変形例について説明する。
　上記実施形態において、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６は、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５の同層に配置され、かつ、ブリッジ部２４において第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５の上側を跨ぐように配置されており、さらに、上下方向（操作面の法線方向）において、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６よりも第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５に近い位置に配置されている。これに対して、上下方向において、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６を、第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６よりも第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５に近い位置に配置できれば、上下方向において、第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６を、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５の上側又は下側に配置する構成も可能である。
　また、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５がそれぞれ延びる方向（Ｙ１－Ｙ２方向（第１方向））において、互いに対応する、第２電極列と第３電極列の重心が一致しており、平面視において、第２電極列が第３電極列よりも所定量以上はみ出して見えていれば、第２電極列と第３電極列の平面形状は上記実施形態の形状に限定されない。例えば、図６に示すような平面形状の第３電極列Ｌ１３１～Ｌ１３６を、上記実施形態の第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６に代えて用いることもできる。ここで、図６は、変形例１における第３電極列Ｌ１３１～Ｌ１３６を上記第１実施形態の静電容量式センサー部２０に適用した例を示す平面図である。図６においては、ブリッジ部２４との位置関係を明確にするために、第３電極列Ｌ１３１～Ｌ１３６のうちのＬ１３２のみを破線で示している。
　図６に示す第３電極列Ｌ１３１～Ｌ１３６においては、複数の第３電極１２３ａが、Ｘ１－Ｘ２方向に沿って互いに間隔を空けて配置され、かつ、Ｘ１－Ｘ２方向に沿って延びる幅細の連結部１２３ｂによって互いに連結されている。第３電極１２３ａは、平面視において、第２電極２２と相似形状であり、かつ、対応する第２電極２２と重心が一致するように配置されている。さらに、第３電極１２３ａは、平面視において、対応する第２電極２２が所定量以上はみ出し見えるような小さな形状とされている。また、連結部１２３ｂは、平面視においてブリッジ部２４と重なるような、ブリッジ部２４と略同一の幅を有する。
　第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５がそれぞれ延びる方向（Ｙ１－Ｙ２方向（第１方向））において、互いに対応する、第２電極列と第３電極列の重心が一致する構成としては、図７に示すように、第３電極列が対応する第２電極列に対してＸ１－Ｘ２方向にずれたものも可能である。ここで、図７は、変形例２における第３電極列Ｌ２３１～Ｌ２３６を上記第１実施形態の静電容量式センサー部２０に適用した例を示す平面図である。図７においては、ブリッジ部２４との位置関係を明確にするために、第３電極列Ｌ２３１～Ｌ２３６のうちの第３電極列Ｌ２３２のみを破線で示している。
　図７に示す第３電極列Ｌ２３１～Ｌ２３６においては、複数の第３電極２２３ａが、Ｘ１－Ｘ２方向に沿って互いに間隔を空けて配置され、かつ、Ｘ１－Ｘ２方向に沿って延びる幅細の連結部２２３ｂによって互いに連結されている。第３電極２２３ａは、平面視において、第２電極２２と同一形状であり、かつ、Ｘ１－Ｘ２方向で隣り合う２つの第２電極２の中間の位置に配置されている。連結部２２３ｂは、平面視においてブリッジ部２４と重なるような、ブリッジ部２４と略同一の幅を有する。この構成によれば、第３電極２２３ａと第２電極２２は同じ面積であるが、平面視において第２電極２２がはみ出して見える量を所定量以上確保できている。よって、第２電極列と第３電極列の両方において、受信電極を広くとることができ、静電容量変化をより正確に検出することができるため、上記第１実施形態と同様に、静電容量の変化量に基づいて、操作面の法線方向における高さ位置の絶対値を精度よく検出することができ、また、静電容量の変化が生じた位置に基づいて操作面内の位置も精度よく検出することができる。
　＜第２実施形態＞
　図８は、第２実施形態に係る静電容量式入力装置３１０の構成を示す断面図である。第２実施形態に係る静電容量式入力装置３１０は、第１実施形態における弾性保護層３１に代えて、弾性層３３１及び保護層３３６を設けている以外は、第１実施形態と同様の構成を備えている。第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明する。図８は、図３に対応する位置における断面図である。図９（ａ）は、第３電極列の上面に対する操作体の高さ（横軸）と静電容量の変化量（縦軸）の関係を示すグラフ、（ｂ）は第３電極列の上面に対する操作体の高さ（横軸）と静電容量の変化量の比率（縦軸）の関係を示すグラフである。第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５のそれぞれと第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６のそれぞれとの間に静電容量が形成されており、この静電容量は、操作面に対して操作体が近づき、又は遠ざかることで、操作体と受信電極との間に形成される静電容量が結合することによって静電容量に変化が生じ、この変化量に基づいて操作面の法線方向における高さ位置が検出され、変化が生じた位置に基づいて操作面内（ＸＹ平面内）の位置検出が行われる。
　図８に示すように、第２実施形態の静電容量式入力装置３１０では、パネル本体３３上から上側へ順に、弾性層３３１（弾性変形層）、基材３２０ａ上に設けられた第３電極列Ｌ３３２、及び、保護層３３６が配置・形成されている。図示はしていないが、第２実施形態では、第１実施形態の第３電極列Ｌ３１～Ｌ３６と同様の構成の、Ｘ１－Ｘ２方向に延びる第３電極列を６本備え、図８に示す第３電極列Ｌ３３２は、第１実施形態の第３電極列Ｌ３２に対応する。
　保護層３３６と第３電極列Ｌ３３２は第１粘着層３３２ａを介して貼り合わされ、基材３２０ａと弾性層３３１は第２粘着層３３２ｂを介して貼り合わされ、さらに、弾性層３３１とパネル本体３３は第３粘着層３３２ｃを介して貼り合わされている。静電容量式センサー部２０、及び、パネル本体３３は第１実施形態と同様の構成であり、第３粘着層３２ｃを介して貼り合わされている。弾性層３３１は、第３電極列Ｌ３３２と、第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５及び第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６との間に配置されている。
　弾性層３３１、基材３２０ａ、及び、３つの粘着層３３２ａ～３３２ｃは、第１実施形態の弾性保護層３１、基材２０ａ、及び、３つの粘着層３２ａ～３２ｃとそれぞれ同様の材料で構成されている。弾性層３３１の厚みは、静電容量式入力装置３１０で想定される押圧力に応じて設定される。
　保護層３３６は、非導電性で硬性を有する材料で構成され、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂その他のアクリル樹脂、ガラスを用いる。
　ここで、各層のサイズは次のように設定した。
　保護層３３６：厚み０．５ｍｍ
　第１粘着層３３２ａ：厚み０．１ｍｍ
　第３電極列：Ｙ１－Ｙ２方向の幅０．２０ｍｍ、厚み２０ｎｍ
　基材３２０ａ：厚み０．０５ｍｍ
　第２粘着層３３２ｂ：厚み０．１ｍｍ
　弾性層３３１：厚み２．５ｍｍ
　第３粘着層３３２ｃ：厚み０．１ｍｍ
　パネル本体３３　：厚み３．００ｍｍ
　第３粘着層３２ｃ：厚み０．１７５ｍｍ（最大）
　第１電極列Ｌ１１～Ｌ１５：対角線長さ６．２０ｍｍ（Ｘ１－Ｘ２方向及びＹ１－Ｙ２方向の長さ）、厚み２０ｎｍ
　第２電極列Ｌ２１～Ｌ２６：対角線長さ６．２０ｍｍ（Ｘ１－Ｘ２方向及びＹ１－Ｙ２方向の長さ）、厚み２０ｎｍ
　基材２０ｂ：厚み０．０５ｍｍ
　このような構成により、操作面としての、保護層３３６の上面３３６ａに対して下方向の押圧力を与えると弾性層３３１が下方向へ収縮するように弾性変形する。これによって、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、操作体が、押圧操作前の位置よりも低い、横軸の負の領域に至る。
　図９（ａ）に示すように、第３電極列の上面（Ｈｅｉｇｈｔ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｔｏｐ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）までの操作体の距離（図９（ａ）の横軸（単位ｍｍ））に対して、静電容量の変化量ΔＣ１、ΔＣ２は異なる変化を示す。さらに、ΔＣ１とΔＣ２の比率ΔＣ１／ΔＣ２は、図９（ｂ）に示すように、横軸の負の領域と正の領域のそれぞれで直線状の関係となっている。よって、操作面に対する操作体の距離が小さいほど上記比率が小さくなり、この傾向は、負の領域でも同様となっている。ここで、図９（ａ）においては、変化量ΔＣ１を白丸印の破線で示し、変化量ΔＣ２を黒丸印の実線で示している。
　したがって、操作体が操作面に接触していない状態、接触している状態、及び、操作面に押圧力を欠けている状態のいずれにおいても、上記直線に基づいて、Ｚ１－Ｚ２方向（操作面に対する法線方向）における操作面からの高さ位置（操作面に対する法線方向の位置）を正確に検出することが可能となる。そして、この比率ΔＣ１／ΔＣ２を用いることにより、操作面の面方向における、操作体の面積の大小の影響が排除でき、操作面からの高さ位置（操作面に対する法線方向の位置）の絶対値を精度よく算出することができる。また、静電容量式センサー部２０による操作面の面内において対応する位置（面内位置）と併せて、操作面に対する３次元座標の絶対位置を精度よく算出することができる。
　本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的又は本発明の思想の範囲内において改良又は変更が可能である。
　以上のように、本発明に係る入力装置は、操作者が操作面に指などの操作体を接近又は接触させたときに、接触面積の大小にかかわらず、操作面に対する法線方向の絶対的な位置情報を正確に検出できる点で有用である。
　１０　　静電容量式入力装置
　１５　　入力領域
　１６　　非入力領域
　２０　　静電容量式センサー部
　２０ａ、２０ｂ　　　基材
　２１　　第１電極
　２２　　第２電極
　２４　　ブリッジ部
　２５　　接続部
　２６　　配線
　２７　　端子部
　３１　　弾性保護層
　３１ａ　上面（操作面）
　３２ａ、３２ｂ、３２ｃ　粘着層
　３３　　パネル本体
　３５　　交差部絶縁層
　４１　　マルチプレクサ
　４２　　駆動回路
　４３　　検出回路
　４４　　制御部
　１２３ａ　第３電極
　１２３ｂ　連結部
　２２３ａ　第３電極
　２２３ｂ　連結部
　３１０　　静電容量式入力装置
　３２０ａ　基材
　３３１　　弾性層
　３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ　粘着層
　３３６　　保護層
　３３６ａ　上面（操作面）
　Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５　第１電極列
　Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ２５、Ｌ２６　第２電極列
　Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、Ｌ３５、Ｌ３６　第３電極列
　Ｌ２３１、Ｌ２３２、Ｌ２３３、Ｌ２３４、Ｌ２３５、Ｌ２３６　第３電極列
　Ｌ３３２　　第３電極列

Claims (10)

  1. 　操作体による操作が行われる操作面を備えた入力装置であって、
    　前記操作面は第１方向と、前記第１方向に交差する第２方向とを有し、
    　それぞれが前記第１方向に沿って延び、かつ、互いに間隔を空けて配置された複数の第１電極列と、
    　前記第２方向に沿ってそれぞれ延び、かつ、互いに間隔を空けて配置された複数の第２電極列と、
    　それぞれが前記第２方向に沿って延び、かつ、互いに間隔を空けて配置された複数の第３電極列とを備え、
    　前記操作面の法線方向において、前記複数の第３電極列は、前記複数の第２電極列よりも前記操作面に近い位置に配置され、
    　前記法線方向に沿って見たときに、前記第２電極列は、対応する前記第３電極列からはみ出して見える部分を有し、
    　前記複数の第１電極列が駆動電極に設定されたときには、前記複数の第２電極列及び前記複数の第３電極列が受信電極にそれぞれ設定され、前記複数の第１電極列が受信電極に設定されたときには、前記複数の第２電極列及び前記複数の第３電極列が駆動電極にそれぞれ設定され、
    　前記操作体の操作による、前記複数の第１電極列と前記複数の第３電極列との間の静電容量の変化量をΔＣ１、前記複数の第１電極列と前記複数の第２電極列との間の静電容量の変化量をΔＣ２とし、前記変化量ΔＣ１と前記変化量ΔＣ２の比率ΔＣ１／ΔＣ２に基づいて、前記操作面に対する前記操作体の前記法線方向の位置を算出することを特徴とする入力装置。
  2. 　前記比率ΔＣ１／ΔＣ２は、前記操作面に対する前記操作体の距離が小さいほど小さな値をとる請求項１に記載の入力装置。
  3. 　前記法線方向において、前記複数の第２電極列は、前記複数の第３電極列よりも前記複数の第１電極列に近い位置に配置されている請求項１又は請求項２に記載の入力装置。
  4. 　前記複数の第２電極列と前記複数の第３電極列は、前記第１方向における配置ピッチが互いに同一である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の入力装置。
  5. 　前記第１方向において、前記第２電極列の重心と前記第３電極列の重心とが一致する請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の入力装置。
  6. 　前記法線方向において、前記複数の第３電極列よりも前記操作面側に弾性変形層が形成されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の入力装置。
  7. 　前記法線方向において、前記複数の第３電極列と前記複数の第２電極列の間に弾性変形層が形成されている請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の入力装置。
  8. 　前記操作面に対して前記操作体による押圧操作が行われたとき、前記操作体について、前記法線方向における前記操作面からの高さ位置、及び、前記操作面の面方向における位置を算出する請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の入力装置。
  9. 　前記操作面から離間した前記操作体について、前記法線方向における前記操作面からの高さ位置、及び、前記操作面において対応する位置を算出する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の入力装置。
  10. 　前記複数の第１電極列と前記複数の第２電極列の間の静電容量に基づいて、前記操作面の面内位置を検出する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の入力装置。
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