静電入力装置
【課題】被検出体が異なっても正確なｚ座標を検出できる静電入力装置を提供する。
【解決手段】被検出体が接触又は近接する入力操作面１０５ａとの間で静電容量を形成する検出電極１１０を備えた入力部１００と、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を検出電極１１０の法線方向であるｚ方向に変化させる駆動部であるアクチュエータ１２０と、このアクチュエータ１２０により所定のタイミングで入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を変化させ、変化の時のそれぞれの静電容量を検出し、検出された静電容量に基づいて、被検出体のｚ方向の座標を算出する制御部３００と、を有して静電入力装置を構成する。
【解決手段】被検出体が接触又は近接する入力操作面１０５ａとの間で静電容量を形成する検出電極１１０を備えた入力部１００と、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を検出電極１１０の法線方向であるｚ方向に変化させる駆動部であるアクチュエータ１２０と、このアクチュエータ１２０により所定のタイミングで入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を変化させ、変化の時のそれぞれの静電容量を検出し、検出された静電容量に基づいて、被検出体のｚ方向の座標を算出する制御部３００と、を有して静電入力装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電容量の変化量を利用して入力操作面から被検出体の距離を求めることにより、被検出体の３次元座標の検出を可能とする入力装置がある。被検出体が近接したことに基づく静電容量の変化量を検出する変化量検出手段と、変化量検出手段によって検出された静電容量の変化量に基づいて、変化量検出手段に相当する入力操作平面上の座標を被検出体のｘ座標およびｙ座標として検出すると共に、入力操作面から被検出体までの距離を被検出体のｚ座標として検出する座標検出手段とを備えた静電入力装置がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この装置は、座標検出手段において、変化量検出手段によって検出された静電容量の変化量を予め定められた閾値と比較し、閾値よりも大きい静電容量の変化量が検出された変化量検出手段に相当する入力操作平面上の座標を被検出体のｘ座標およびｙ座標として検出する。また、閾値よりも大きい静電容量の変化量が検出された変化量検出手段における静電容量の変化量が大きいほど、入力操作面から被検出体までの距離が小さいと判定し、被検出体のｚ座標として検出する。このような構成によれば、被検出体の位置を３次元座標として検出することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６５７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記示したような従来の静電入力装置は、被検出体が操作者の指である場合には、人によって静電容量値が異なるため、入力操作面から同じ近接位置であってもｚ座標は異なる。このため、静電容量値が極端に異なる場合か、近接操作による距離（ｚ座標）が遠いのかの判定ができず、感度を上げることでｚ座標の絶対位置が変化してしまうという問題があった。また、全てのユーザに対し、正確なｚ座標を検出できるようにする必要がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、被検出体が異なっても正確なｚ座標を検出できる静電入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明は、上記目的を達成するために、被検出体が接触又は近接する入力操作面との間で静電容量を形成する検出電極を備えた入力部と、前記入力操作面と前記検出電極の距離を前記検出電極の法線方向であるｚ方向に変化させる駆動部と、前記駆動部により所定のタイミングで前記入力操作面と前記検出電極の距離を変化させ、前記変化の時のそれぞれの静電容量を検出し、前記検出された静電容量に基づいて、前記被検出体の前記ｚ方向の座標を算出する制御部と、を有することを特徴とする静電入力装置を提供する。
【０００８】
［２］前記制御部は、前記入力操作面と前記検出電極の距離を所定量だけ前記駆動部により変化させ、その変化の前後におけるそれぞれの静電容量を検出し、前記所定量及び前記変化の前後におけるそれぞれの静電容量に基づいて、前記被検出体の前記ｚ方向の座標を算出することを特徴とする上記［１］に記載の静電入力装置であってもよい。
【０００９】
［３］また、前記入力部は、ｘ、ｙ位置の検出が可能な２次元入力機能を付加したことを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の静電入力装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被検出体が異なっても正確なｚ座標を検出できる静電入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置の入力部の構成、及び、全体ブロック構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置の入力部における被検出体である指と検出電極の距離ｒと静電容量Ｃとの関係を示す関係図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置において、検出電極が初期状態の位置で被検出体（指）がタッチされた状態を説明する断面図、図３（ｂ）は、被検出体（指）がタッチされたままの状態で、入力操作面と検出電極の距離が変化した状態を説明する断面図、図３（ｃ）は、検出電極が初期状態の位置に戻り、被検出体（指）が入力操作面に近接した状態でｚ座標の検出を行なう場合を説明する断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置において、検出電極が初期状態の位置で被検出体（指）が近接した状態を説明する断面図、図４（ｂ）は、被検出体（指）が近接した状態を維持した状態において入力操作面と検出電極の距離が変化した状態を説明する断面図、図４（ｃ）は、検出電極が初期状態の位置に戻り、被検出体（指）が入力操作面に近接した状態でｚ座標の検出を行なう場合を説明する断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る静電入力装置であって、ｘ、ｙ、の座標と、ｚ方向の距離（座標）も検出できる静電入力装置の全体概略構成図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る静電入力装置であって、複数の可動部を有する触覚ディスプレイ装置への適用例を示す断面図、図６（ｂ）は、可動部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
（静電入力装置１０の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置の入力部の構成、及び、全体ブロック構成図である。本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置１０は、被検出体が接触又は近接する入力操作面１０５ａとの間で静電容量を形成する検出電極１１０を備えた入力部１００と、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を検出電極１１０の法線方向であるｚ方向に変化させる駆動部であるアクチュエータ１２０と、このアクチュエータ１２０により所定のタイミングで入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を変化させ、変化の時のそれぞれの静電容量を検出し、検出された静電容量に基づいて、被検出体のｚ方向の座標を算出する制御部３００と、を有して構成されている。
【００１３】
静電入力装置１０は、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を所定量だけ駆動部であるアクチュエータ１２０により変化させ、その変化の前後におけるそれぞれの静電容量を検出し、所定量及びこの変化の前後におけるそれぞれの静電容量に基づいて、被検出体のｚ方向の座標を算出するものである。このｚ方向の座標検出機能により、入力操作面１０５ａからの被検出体の距離（高さ）を種々の機器に入力できる入力機能を有する。
【００１４】
実施の形態において、入力操作面１０５ａへの操作としては、被検出体の入力操作面１０５ａへのタッチ（接触）操作又は入力操作面１０５ａの法線方向であるｚ方向の所定の距離（ｚ座標）に位置する近接操作が挙げられる。また、入力操作面１０５ａの面内方向への移動操作、すなわち、２次元（ｘ、ｙ方向）方向への移動操作も含まれる。
【００１５】
入力部１００は、図１に示すように、例えばパネル５０に装着される。この入力部１００は、タッチ操作等を行なうタッチ面である入力操作面１０５ａを表面に有するタッチパネル１０５と、入力操作面１０５ａと略平行に配置される検出電極１１０を有している。入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを変化させるため、タッチパネル１０５の裏面にはアクチュエータ１２０が固定され、接続アダプタ１２５を介して電極ベース１１５が初期位置として所定の距離ｒ０となる位置に配置されている。
【００１６】
タッチパネル１０５は、被検出体である例えば操作者の指７０が入力操作面１０５ａに押圧されるパネル状のものであって、樹脂またはガラス等で形成されている。このタッチパネル１０５は、図１に示すように、スナップフィット等の固定手段によりパネル５０に装着されるが、他の固定手段、例えば、ネジ固定、接着による固定等であってもよい。なお、被検出体としては、上記示した指のほか、導電性を有するペン等種々のものが適用可能である。
【００１７】
アクチュエータ１２０は、上記したように、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｒを変化させるため、積層型のピエゾ素子（電歪素子）が使用できる。印加する電圧を変化させることによって、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｒを変化させて所定の距離に設定することができる。なお、積層型のピエゾ素子は、ある程度の変化量を得るのに積層数を要するので、図１に示すように、長尺状とし、所定の距離の付近に検出電極１１０を配置するための接続アダプタ１２５を使用している。なお、アクチュエータ１２０に電圧を印加しない初期状態では、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離は、初期位置であるｒ＝ｒ０となるように設定されている。
【００１８】
上記のアクチュエータ１２０は、ピエゾ素子には限られず、例えば、モータ、ソレノイド等の駆動素子でも使用可能である。また、アクチュエータ１２０は、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を検出電極１１０の法線方向であるｚ方向に変化させる駆動部として機能すればよく、少なくともｚ方向に変化させる成分を発生させるよう機能すればよい。
【００１９】
検出電極１１０は、樹脂またはガラス等の電極ベース１１５の上に銅等により、所定の面積でパターンが形成された電極である。この検出電極１１０の表面と入力操作面１０５ａにタッチされた指７０との間で、所定の静電容量を持つコンデンサが形成される。アクチュエータ１２０により、距離ｒが変化することで、指７０との間で形成される静電容量を変化させることができる。
【００２０】
図１に示すように、上記説明した検出電極１１０は、検出部２００と接続されている。検出部２００は、検出電極１１０の距離が変化した時のそれぞれの静電容量を検出する。この静電容量の検出は、後述する制御部３００により、所定のタイミングで行なわれる。
【００２１】
制御部３００は、内部にＣＰＵ、メモリ等を有し、所定のプログラムにより種々の制御を行なう。制御部３００は、検出部２００に接続されて検出された静電容量が入力されると共に、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御する。これにより、所定のタイミングで入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を変化させ、変化の時のそれぞれの静電容量を検出し、検出された静電容量に基づいて、被検出体のｚ方向の座標を算出する。
【００２２】
検出部２００は、検出電極１１０に形成される静電容量を検出するものである。例えば、ＬＣ共振の原理を利用して測定する方法がある。その際のＬの値は既知のＣと共振させ測定しておく。また、特定の周波数の信号源を使用して既知の容量と既知の抵抗を使用しブリッジ回路を構成しディップ周波数を測定し、算術計算で求める方法もある。その他、種々の方法が使用でき、また、市販の静電容量計、ＬＣＲメータ等を使用することもできる。
【００２３】
ドライバ回路２２０は、制御部３００からの制御信号に従ってアクチュエータ１２０に電圧を印加して駆動制御するものである。アクチュエータ１２０がピエゾ素子の場合は、高電圧の印加により駆動制御するので、昇圧回路等を含むことが好ましい。
【００２４】
（検出された静電容量によるｚ座標の算出）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置の入力部における被検出体である指と検出電極の距離ｒと静電容量Ｃとの関係を示す関係図である。高さ方向（ｚ軸）の距離ｒに対する静電容量の変化の関数をＣ（ｒ）とする。静電容量は、センサの電界を指で遮ることで変化し、その大きさはセンサから指７０までの距離ｒの２乗に反比例する。従って、Ｃ（ｒ）は、図２に示す様なグラフとなり、下記の式でモデル化して算出できる。
Ｃ（ｒ）＝ａ／ｒ２・・・・・（Ａ）
ここで、ａは、被検出体（指）の容量の係数であり、人により変化する値である。
ｒは、検出電極１１０から指までの距離、とする。
検出電極が初期状態の位置において、被検出体と検出電極１１０の間の距離をｒ＝ｒ０とすると、
Ｃ（ｒ０）＝ａ／ｒ０２・・・・・（Ｂ）
また、初期状態から検出電極をΔｒだけ変化させてｒ１とすると、
Ｃ（ｒ１）＝ａ／ｒ１２＝ａ／（ｒ０＋Δｒ）２・・・・・（Ｃ）
この２式（Ｂ）と（Ｃ）を連立させてｒ０を消去すると、指の容量の係数ａは、検出電極の初期位置において測定された静電容量Ｃ（ｒ０）、初期状態から検出電極をΔｒだけ変化させて測定された静電容量Ｃ（ｒ１）による関数Ｆａ｛Ｃ（ｒ０）、Ｃ（ｒ１）、Δｒ｝として算出される。
モデル決定後は、入力操作面１０５ａから指までの距離（高さ）ｒ２は、関数Ｆａ｛Ｃ（ｒ０）、Ｃ（ｒ１）、Δｒ｝を用いて、
が求まる。
【００２５】
上記説明したモデル決定においては、指の容量の係数ａが、関数Ｆａ｛Ｃ（ｒ０）、Ｃ（ｒ１）、Δｒ｝として算出される。すなわち、検出電極の変化量Δｒと測定された静電容量Ｃ（ｒ０）、Ｃ（ｒ１）により指の容量の係数ａが算出され、この算出された指の容量の係数ａを用いて入力操作面１０５ａから指までの高さが求まることとなる。従って、被検出体（指）が異なっても正確なｚ座標を検出できる。また、算出の途中で検出電極１１０の初期状態におけるｒ０が消去されるので、製造誤差あるいは組立て誤差を含むｒ０を算出式に含める必要がなく、被検出体（指）の正確なｚ座標を検出できる。
【００２６】
（被検出体のｚ座標検出）
図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置において、検出電極が初期状態の位置で被検出体（指）がタッチされた状態を説明する断面図、図３（ｂ）は、被検出体（指）がタッチされたままの状態で、入力操作面と検出電極の距離が変化した状態を説明する断面図、図３（ｃ）は、検出電極が初期状態の位置に戻り、被検出体（指）が入力操作面に近接した状態でｚ座標の検出を行なう場合を説明する断面図である。
【００２７】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、検出電極が初期状態の位置で指７０を入力操作面１０５ａにタッチし、そのタッチした状態で制御部３００は、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御して、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離を変化させる。すなわち、検出電極１１０の位置を初期状態の位置ｒ０から位置ｒ１までΔｒだけ変化させる。この変化の前後の状態から、「検出された静電容量によるｚ座標の算出」の項で説明した関数Ｆａ｛Ｃ（ｒ０）、Ｃ（ｒ１）、Δｒ｝を用いて、図３（ｃ）に示す指７０と検出電極１１０の間の距離ｒ２を求める。
【００２８】
図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置において、検出電極が初期状態の位置で被検出体（指）が近接した状態を説明する断面図、図４（ｂ）は、被検出体（指）が近接した状態を維持した状態において入力操作面と検出電極の距離が変化した状態を説明する断面図、図４（ｃ）は、検出電極が初期状態の位置に戻り、被検出体（指）が入力操作面に近接した状態でｚ座標の検出を行なう場合を説明する断面図である。
【００２９】
図３（ａ）〜（ｃ）では関数Ｆａの算出では指７０が入力操作面１０５ａにタッチされた状態としたが、この測定例では、指７０が入力操作面１０５ａにタッチせずに近接した状態である。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、検出電極が初期状態の位置で指７０を入力操作面１０５ａに検出電極１１０から位置ｒ３まで近接させ、その近接した状態で制御部３００は、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御して、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離を変化させる。すなわち、検出電極１１０の位置ｒ３を位置ｒ４までΔｒだけ変化させる。この変化の前後の状態から、「検出された静電容量によるｚ座標の算出」の項で説明した関数Ｆａ｛Ｃ（ｒ３）、Ｃ（ｒ４）、Δｒ｝を用いて、図４（ｃ）に示す指７０と検出電極１１０の間の距離ｒ５を求める。
【００３０】
（第２の実施の形態）
（静電入力装置１１の構成）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る静電入力装置であって、ｘ、ｙ座標と、ｚ方向の距離（座標）も検出できる静電入力装置の全体概略構成図である。第２の実施の形態は、入力操作面１０５ａの面内方向への移動操作、すなわち、２次元（ｘ、ｙ方向）方向への移動操作によるｘ、ｙ位置の検出も可能な静電入力装置１１である。
【００３１】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態で示したｚ方向の位置検出を行なう入力部１００に、ｘ、ｙ位置の検出が可能な２次元入力機能を付加した静電入力装置である。図示は省略するが、後述するｘ、ｙのそれぞれの位置に対応して、第１の実施の形態で示した検出電極１１０、アクチュエータ１２０、ドライバ回路２２０がそれぞれ設けられている。また、検出部２００、制御部３００は、後述するｘ、ｙの位置において順次静電容量を読み出す方式としているので、共通化して使用する構成とすることができる。
【００３２】
静電入力装置１１は、例えば、図５に示すように、タッチパネル１０５と、複数のセンサワイヤ１１１と、検出部２１０等を備えて概略構成されている。
【００３３】
タッチパネル１０５は、例えば、上部にガラス平板を備え、そのガラス平板の下に複数のセンサワイヤ１１１が設けられている。
【００３４】
センサワイヤ１１１は、例えば、図５の紙面の縦方向および横方向に沿って並んでいる。本実施の形態では、図５の紙面の横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸とし、タッチパネル１０５の左上を原点としている。ｘ軸方向には、図５に示すように、ｍ個のセンサワイヤ１１１が等間隔で並んでいる。このｍは、例えば、正の整数である。ｍ個のセンサワイヤ１１１は、例えば、検出部２１０に電気的に接続されている。また、ｙ軸方向には、図５に示すように、ｎ個のセンサワイヤ１１１が等間隔で並んでいる。このｎは、例えば、正の整数である。ｎ個のセンサワイヤ１１１は、例えば、検出部２１０に電気的に接続されている。なお、ｘ軸およびｙ軸に沿って並ぶセンサワイヤ１１１の間隔は、一例として、３ｍｍである。
【００３５】
以下において、ｘ軸の座標は、ｘに下付きの数字（１〜ｍ）を付して、左から右に向かってｘ１〜ｘｍと示すものとする。また、ｙ軸の座標は、ｙに下付きの数字（１〜ｎ）を付して、上から下に向かってｙ１〜ｙｎと示すものとする。
【００３６】
ｘ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１１１は、例えば、図５に示すように、ｙ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１１１よりも入力操作面１０５ａに近い層に形成されている。また、ｘ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１１１は、例えば、ｙ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１１１と電気的に絶縁されている。
【００３７】
検出部２１０は、例えば、各センサワイヤ１１１に電流を供給する。この電流の供給は、例えば、検出部２１０が備えるクロック生成部２１０ａが生成するクロック信号に合わせて、順番に行われる。検出部２１０は、例えば、供給した電流に基づいて静電容量を順次検出するように構成されている。
【００３８】
具体的には、検出部２１０は、ｘ１のセンサワイヤ１１１〜ｘｍのセンサワイヤ１１１、ｙ１のセンサワイヤ１１１〜ｙｎのセンサワイヤ１１１の順番に順次静電容量を読み出すように構成されている。検出部２１０は、例えば、読み出した各センサワイヤ１１１の静電容量の値（静電容量値）に基づいて、座標値（ｘ１の静電容量値、ｘ２の静電容量値、・・・、ｘｍの静電容量値、ｙ１の静電容量値、ｙ２の静電容量値、・・・、ｙｎの静電容量値、ｔ）を生成し、検出信号として出力するように構成されている。
【００３９】
上記説明したｘ、ｙの位置検出と独立に、第１の実施の形態で示したｚ方向の位置検出を行なうことにより、３次元の位置検出が可能となる。これにより、被検出体の３次元の位置検出値を３次元の入力値として入力可能な静電入力装置１１が提供できる。
【００４０】
（第３の実施の形態、触覚ディスプレイ装置への適用例）
図６（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る静電入力装置であって、複数の可動部を有する触覚ディスプレイ装置への適用例を示す断面図、図６（ｂ）は、可動部の拡大断面図である。
【００４１】
図６（ａ）に示すように、各可動部１５０にそれぞれ第１の実施の形態で示した静電入力装置１０を配置し、各可動部１５０により上下に移動させることで操作面に凹凸を形成する。この凹凸を形成する可動部１５０を共通化することで、凹凸面上であっても被検出体である指のｚ座標を正確に検出できる触覚ディスプレイ装置が可能となる。なお、可動部１５０は、従来から使用される公知の駆動手段、例えば、ソレノイド、モータ、圧電素子等が使用可能である。また、可動部１５０の上に配置される静電入力装置１０は第１の実施の形態で示したので説明を省略する。
【００４２】
この構成によれば、例えば、図形や操作メニューが凹凸面により表示される触覚ディスプレイとして機能する。また、被検出体のｚ座標あるいは３次元の位置座標を検出できるので、これらの座標値を入力可能な静電入力装置としても機能する。従って、操作者は、表示手段によって視覚的、触覚的に図形や操作メニュー等を把握することができると共に、ｚ座標あるいは３次元の位置座標の入力が可能な触覚ディスプレイ装置が可能となる。
【００４３】
（本発明の実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、次のような効果を有する。
（１）第１の実施の形態では、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を可変として構成し、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の異なる距離に対応してそれぞれ静電容量を検出する。検出電極１１０の変化量Δｒ、検出電極１１０の移動前の静電容量、および、検出電極１１０の移動後の静電容量に基づいて被検出体（指）の容量の係数ａが算出できる。これにより、被検出体（指）により異なる容量の係数ａの影響を受けることなく、正確なｚ座標を検出できる。
（２）また、上記説明した算出の途中で、検出電極１１０の初期状態におけるｒ０が消去されるので、製造誤差あるいは組立て誤差を含むｒ０を算出式に含める必要がなく、被検出体（指）のより正確なｚ座標を検出できる。
（３）被検出体（指）が入力操作面１０５ａにタッチしている状態でも、タッチせずに入力操作面１０５ａから離間した近接状態であっても、被検出体のｚ座標が検出可能である。
（４）第２の実施の形態では、第１の実施の形態による効果に加え、ｘ、ｙの位置検出と独立に、第１の実施の形態で示したｚ方向の位置検出を行なうことにより、３次元の位置検出が可能となる。これにより、被検出体の３次元の位置検出値を３次元の入力値として入力可能な静電入力装置１１が提供できる。
（５）第３の実施の形態では、第１の実施の形態による効果に加え、表示手段によって視覚的、触覚的に図形や操作メニュー等を把握することができると共に、ｚ座標あるいは３次元の位置座標の入力が可能な触覚ディスプレイ装置が可能となる。
【００４４】
以上、本発明に好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形、応用が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…静電入力装置
５０…パネル
７０…指
１００…入力部
１０５…タッチパネル
１０５ａ…入力操作面
１１０…検出電極
１１１…センサワイヤ
１１５…電極ベース
１１６…電極ベース
１２０…アクチュエータ
１２５…接続アダプタ
１５０…可動部
２００…検出部
２１０…検出部
２２０…ドライバ回路
３００…制御部
５００…触覚ディスプレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電容量の変化量を利用して入力操作面から被検出体の距離を求めることにより、被検出体の３次元座標の検出を可能とする入力装置がある。被検出体が近接したことに基づく静電容量の変化量を検出する変化量検出手段と、変化量検出手段によって検出された静電容量の変化量に基づいて、変化量検出手段に相当する入力操作平面上の座標を被検出体のｘ座標およびｙ座標として検出すると共に、入力操作面から被検出体までの距離を被検出体のｚ座標として検出する座標検出手段とを備えた静電入力装置がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この装置は、座標検出手段において、変化量検出手段によって検出された静電容量の変化量を予め定められた閾値と比較し、閾値よりも大きい静電容量の変化量が検出された変化量検出手段に相当する入力操作平面上の座標を被検出体のｘ座標およびｙ座標として検出する。また、閾値よりも大きい静電容量の変化量が検出された変化量検出手段における静電容量の変化量が大きいほど、入力操作面から被検出体までの距離が小さいと判定し、被検出体のｚ座標として検出する。このような構成によれば、被検出体の位置を３次元座標として検出することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６５７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記示したような従来の静電入力装置は、被検出体が操作者の指である場合には、人によって静電容量値が異なるため、入力操作面から同じ近接位置であってもｚ座標は異なる。このため、静電容量値が極端に異なる場合か、近接操作による距離（ｚ座標）が遠いのかの判定ができず、感度を上げることでｚ座標の絶対位置が変化してしまうという問題があった。また、全てのユーザに対し、正確なｚ座標を検出できるようにする必要がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、被検出体が異なっても正確なｚ座標を検出できる静電入力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明は、上記目的を達成するために、被検出体が接触又は近接する入力操作面との間で静電容量を形成する検出電極を備えた入力部と、前記入力操作面と前記検出電極の距離を前記検出電極の法線方向であるｚ方向に変化させる駆動部と、前記駆動部により所定のタイミングで前記入力操作面と前記検出電極の距離を変化させ、前記変化の時のそれぞれの静電容量を検出し、前記検出された静電容量に基づいて、前記被検出体の前記ｚ方向の座標を算出する制御部と、を有することを特徴とする静電入力装置を提供する。
【０００８】
［２］前記制御部は、前記入力操作面と前記検出電極の距離を所定量だけ前記駆動部により変化させ、その変化の前後におけるそれぞれの静電容量を検出し、前記所定量及び前記変化の前後におけるそれぞれの静電容量に基づいて、前記被検出体の前記ｚ方向の座標を算出することを特徴とする上記［１］に記載の静電入力装置であってもよい。
【０００９】
［３］また、前記入力部は、ｘ、ｙ位置の検出が可能な２次元入力機能を付加したことを特徴とする上記［１］又は［２］に記載の静電入力装置であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被検出体が異なっても正確なｚ座標を検出できる静電入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置の入力部の構成、及び、全体ブロック構成図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置の入力部における被検出体である指と検出電極の距離ｒと静電容量Ｃとの関係を示す関係図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置において、検出電極が初期状態の位置で被検出体（指）がタッチされた状態を説明する断面図、図３（ｂ）は、被検出体（指）がタッチされたままの状態で、入力操作面と検出電極の距離が変化した状態を説明する断面図、図３（ｃ）は、検出電極が初期状態の位置に戻り、被検出体（指）が入力操作面に近接した状態でｚ座標の検出を行なう場合を説明する断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置において、検出電極が初期状態の位置で被検出体（指）が近接した状態を説明する断面図、図４（ｂ）は、被検出体（指）が近接した状態を維持した状態において入力操作面と検出電極の距離が変化した状態を説明する断面図、図４（ｃ）は、検出電極が初期状態の位置に戻り、被検出体（指）が入力操作面に近接した状態でｚ座標の検出を行なう場合を説明する断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る静電入力装置であって、ｘ、ｙ、の座標と、ｚ方向の距離（座標）も検出できる静電入力装置の全体概略構成図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る静電入力装置であって、複数の可動部を有する触覚ディスプレイ装置への適用例を示す断面図、図６（ｂ）は、可動部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
（静電入力装置１０の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置の入力部の構成、及び、全体ブロック構成図である。本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置１０は、被検出体が接触又は近接する入力操作面１０５ａとの間で静電容量を形成する検出電極１１０を備えた入力部１００と、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を検出電極１１０の法線方向であるｚ方向に変化させる駆動部であるアクチュエータ１２０と、このアクチュエータ１２０により所定のタイミングで入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を変化させ、変化の時のそれぞれの静電容量を検出し、検出された静電容量に基づいて、被検出体のｚ方向の座標を算出する制御部３００と、を有して構成されている。
【００１３】
静電入力装置１０は、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を所定量だけ駆動部であるアクチュエータ１２０により変化させ、その変化の前後におけるそれぞれの静電容量を検出し、所定量及びこの変化の前後におけるそれぞれの静電容量に基づいて、被検出体のｚ方向の座標を算出するものである。このｚ方向の座標検出機能により、入力操作面１０５ａからの被検出体の距離（高さ）を種々の機器に入力できる入力機能を有する。
【００１４】
実施の形態において、入力操作面１０５ａへの操作としては、被検出体の入力操作面１０５ａへのタッチ（接触）操作又は入力操作面１０５ａの法線方向であるｚ方向の所定の距離（ｚ座標）に位置する近接操作が挙げられる。また、入力操作面１０５ａの面内方向への移動操作、すなわち、２次元（ｘ、ｙ方向）方向への移動操作も含まれる。
【００１５】
入力部１００は、図１に示すように、例えばパネル５０に装着される。この入力部１００は、タッチ操作等を行なうタッチ面である入力操作面１０５ａを表面に有するタッチパネル１０５と、入力操作面１０５ａと略平行に配置される検出電極１１０を有している。入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｄを変化させるため、タッチパネル１０５の裏面にはアクチュエータ１２０が固定され、接続アダプタ１２５を介して電極ベース１１５が初期位置として所定の距離ｒ０となる位置に配置されている。
【００１６】
タッチパネル１０５は、被検出体である例えば操作者の指７０が入力操作面１０５ａに押圧されるパネル状のものであって、樹脂またはガラス等で形成されている。このタッチパネル１０５は、図１に示すように、スナップフィット等の固定手段によりパネル５０に装着されるが、他の固定手段、例えば、ネジ固定、接着による固定等であってもよい。なお、被検出体としては、上記示した指のほか、導電性を有するペン等種々のものが適用可能である。
【００１７】
アクチュエータ１２０は、上記したように、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｒを変化させるため、積層型のピエゾ素子（電歪素子）が使用できる。印加する電圧を変化させることによって、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離ｒを変化させて所定の距離に設定することができる。なお、積層型のピエゾ素子は、ある程度の変化量を得るのに積層数を要するので、図１に示すように、長尺状とし、所定の距離の付近に検出電極１１０を配置するための接続アダプタ１２５を使用している。なお、アクチュエータ１２０に電圧を印加しない初期状態では、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離は、初期位置であるｒ＝ｒ０となるように設定されている。
【００１８】
上記のアクチュエータ１２０は、ピエゾ素子には限られず、例えば、モータ、ソレノイド等の駆動素子でも使用可能である。また、アクチュエータ１２０は、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を検出電極１１０の法線方向であるｚ方向に変化させる駆動部として機能すればよく、少なくともｚ方向に変化させる成分を発生させるよう機能すればよい。
【００１９】
検出電極１１０は、樹脂またはガラス等の電極ベース１１５の上に銅等により、所定の面積でパターンが形成された電極である。この検出電極１１０の表面と入力操作面１０５ａにタッチされた指７０との間で、所定の静電容量を持つコンデンサが形成される。アクチュエータ１２０により、距離ｒが変化することで、指７０との間で形成される静電容量を変化させることができる。
【００２０】
図１に示すように、上記説明した検出電極１１０は、検出部２００と接続されている。検出部２００は、検出電極１１０の距離が変化した時のそれぞれの静電容量を検出する。この静電容量の検出は、後述する制御部３００により、所定のタイミングで行なわれる。
【００２１】
制御部３００は、内部にＣＰＵ、メモリ等を有し、所定のプログラムにより種々の制御を行なう。制御部３００は、検出部２００に接続されて検出された静電容量が入力されると共に、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御する。これにより、所定のタイミングで入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を変化させ、変化の時のそれぞれの静電容量を検出し、検出された静電容量に基づいて、被検出体のｚ方向の座標を算出する。
【００２２】
検出部２００は、検出電極１１０に形成される静電容量を検出するものである。例えば、ＬＣ共振の原理を利用して測定する方法がある。その際のＬの値は既知のＣと共振させ測定しておく。また、特定の周波数の信号源を使用して既知の容量と既知の抵抗を使用しブリッジ回路を構成しディップ周波数を測定し、算術計算で求める方法もある。その他、種々の方法が使用でき、また、市販の静電容量計、ＬＣＲメータ等を使用することもできる。
【００２３】
ドライバ回路２２０は、制御部３００からの制御信号に従ってアクチュエータ１２０に電圧を印加して駆動制御するものである。アクチュエータ１２０がピエゾ素子の場合は、高電圧の印加により駆動制御するので、昇圧回路等を含むことが好ましい。
【００２４】
（検出された静電容量によるｚ座標の算出）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置の入力部における被検出体である指と検出電極の距離ｒと静電容量Ｃとの関係を示す関係図である。高さ方向（ｚ軸）の距離ｒに対する静電容量の変化の関数をＣ（ｒ）とする。静電容量は、センサの電界を指で遮ることで変化し、その大きさはセンサから指７０までの距離ｒの２乗に反比例する。従って、Ｃ（ｒ）は、図２に示す様なグラフとなり、下記の式でモデル化して算出できる。
Ｃ（ｒ）＝ａ／ｒ２・・・・・（Ａ）
ここで、ａは、被検出体（指）の容量の係数であり、人により変化する値である。
ｒは、検出電極１１０から指までの距離、とする。
検出電極が初期状態の位置において、被検出体と検出電極１１０の間の距離をｒ＝ｒ０とすると、
Ｃ（ｒ０）＝ａ／ｒ０２・・・・・（Ｂ）
また、初期状態から検出電極をΔｒだけ変化させてｒ１とすると、
Ｃ（ｒ１）＝ａ／ｒ１２＝ａ／（ｒ０＋Δｒ）２・・・・・（Ｃ）
この２式（Ｂ）と（Ｃ）を連立させてｒ０を消去すると、指の容量の係数ａは、検出電極の初期位置において測定された静電容量Ｃ（ｒ０）、初期状態から検出電極をΔｒだけ変化させて測定された静電容量Ｃ（ｒ１）による関数Ｆａ｛Ｃ（ｒ０）、Ｃ（ｒ１）、Δｒ｝として算出される。
モデル決定後は、入力操作面１０５ａから指までの距離（高さ）ｒ２は、関数Ｆａ｛Ｃ（ｒ０）、Ｃ（ｒ１）、Δｒ｝を用いて、
が求まる。
【００２５】
上記説明したモデル決定においては、指の容量の係数ａが、関数Ｆａ｛Ｃ（ｒ０）、Ｃ（ｒ１）、Δｒ｝として算出される。すなわち、検出電極の変化量Δｒと測定された静電容量Ｃ（ｒ０）、Ｃ（ｒ１）により指の容量の係数ａが算出され、この算出された指の容量の係数ａを用いて入力操作面１０５ａから指までの高さが求まることとなる。従って、被検出体（指）が異なっても正確なｚ座標を検出できる。また、算出の途中で検出電極１１０の初期状態におけるｒ０が消去されるので、製造誤差あるいは組立て誤差を含むｒ０を算出式に含める必要がなく、被検出体（指）の正確なｚ座標を検出できる。
【００２６】
（被検出体のｚ座標検出）
図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置において、検出電極が初期状態の位置で被検出体（指）がタッチされた状態を説明する断面図、図３（ｂ）は、被検出体（指）がタッチされたままの状態で、入力操作面と検出電極の距離が変化した状態を説明する断面図、図３（ｃ）は、検出電極が初期状態の位置に戻り、被検出体（指）が入力操作面に近接した状態でｚ座標の検出を行なう場合を説明する断面図である。
【００２７】
図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、検出電極が初期状態の位置で指７０を入力操作面１０５ａにタッチし、そのタッチした状態で制御部３００は、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御して、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離を変化させる。すなわち、検出電極１１０の位置を初期状態の位置ｒ０から位置ｒ１までΔｒだけ変化させる。この変化の前後の状態から、「検出された静電容量によるｚ座標の算出」の項で説明した関数Ｆａ｛Ｃ（ｒ０）、Ｃ（ｒ１）、Δｒ｝を用いて、図３（ｃ）に示す指７０と検出電極１１０の間の距離ｒ２を求める。
【００２８】
図４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る静電入力装置において、検出電極が初期状態の位置で被検出体（指）が近接した状態を説明する断面図、図４（ｂ）は、被検出体（指）が近接した状態を維持した状態において入力操作面と検出電極の距離が変化した状態を説明する断面図、図４（ｃ）は、検出電極が初期状態の位置に戻り、被検出体（指）が入力操作面に近接した状態でｚ座標の検出を行なう場合を説明する断面図である。
【００２９】
図３（ａ）〜（ｃ）では関数Ｆａの算出では指７０が入力操作面１０５ａにタッチされた状態としたが、この測定例では、指７０が入力操作面１０５ａにタッチせずに近接した状態である。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、検出電極が初期状態の位置で指７０を入力操作面１０５ａに検出電極１１０から位置ｒ３まで近接させ、その近接した状態で制御部３００は、ドライバ回路２２０を介してアクチュエータ１２０を駆動制御して、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の間の距離を変化させる。すなわち、検出電極１１０の位置ｒ３を位置ｒ４までΔｒだけ変化させる。この変化の前後の状態から、「検出された静電容量によるｚ座標の算出」の項で説明した関数Ｆａ｛Ｃ（ｒ３）、Ｃ（ｒ４）、Δｒ｝を用いて、図４（ｃ）に示す指７０と検出電極１１０の間の距離ｒ５を求める。
【００３０】
（第２の実施の形態）
（静電入力装置１１の構成）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る静電入力装置であって、ｘ、ｙ座標と、ｚ方向の距離（座標）も検出できる静電入力装置の全体概略構成図である。第２の実施の形態は、入力操作面１０５ａの面内方向への移動操作、すなわち、２次元（ｘ、ｙ方向）方向への移動操作によるｘ、ｙ位置の検出も可能な静電入力装置１１である。
【００３１】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態で示したｚ方向の位置検出を行なう入力部１００に、ｘ、ｙ位置の検出が可能な２次元入力機能を付加した静電入力装置である。図示は省略するが、後述するｘ、ｙのそれぞれの位置に対応して、第１の実施の形態で示した検出電極１１０、アクチュエータ１２０、ドライバ回路２２０がそれぞれ設けられている。また、検出部２００、制御部３００は、後述するｘ、ｙの位置において順次静電容量を読み出す方式としているので、共通化して使用する構成とすることができる。
【００３２】
静電入力装置１１は、例えば、図５に示すように、タッチパネル１０５と、複数のセンサワイヤ１１１と、検出部２１０等を備えて概略構成されている。
【００３３】
タッチパネル１０５は、例えば、上部にガラス平板を備え、そのガラス平板の下に複数のセンサワイヤ１１１が設けられている。
【００３４】
センサワイヤ１１１は、例えば、図５の紙面の縦方向および横方向に沿って並んでいる。本実施の形態では、図５の紙面の横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸とし、タッチパネル１０５の左上を原点としている。ｘ軸方向には、図５に示すように、ｍ個のセンサワイヤ１１１が等間隔で並んでいる。このｍは、例えば、正の整数である。ｍ個のセンサワイヤ１１１は、例えば、検出部２１０に電気的に接続されている。また、ｙ軸方向には、図５に示すように、ｎ個のセンサワイヤ１１１が等間隔で並んでいる。このｎは、例えば、正の整数である。ｎ個のセンサワイヤ１１１は、例えば、検出部２１０に電気的に接続されている。なお、ｘ軸およびｙ軸に沿って並ぶセンサワイヤ１１１の間隔は、一例として、３ｍｍである。
【００３５】
以下において、ｘ軸の座標は、ｘに下付きの数字（１〜ｍ）を付して、左から右に向かってｘ１〜ｘｍと示すものとする。また、ｙ軸の座標は、ｙに下付きの数字（１〜ｎ）を付して、上から下に向かってｙ１〜ｙｎと示すものとする。
【００３６】
ｘ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１１１は、例えば、図５に示すように、ｙ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１１１よりも入力操作面１０５ａに近い層に形成されている。また、ｘ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１１１は、例えば、ｙ軸に沿って並べられたセンサワイヤ１１１と電気的に絶縁されている。
【００３７】
検出部２１０は、例えば、各センサワイヤ１１１に電流を供給する。この電流の供給は、例えば、検出部２１０が備えるクロック生成部２１０ａが生成するクロック信号に合わせて、順番に行われる。検出部２１０は、例えば、供給した電流に基づいて静電容量を順次検出するように構成されている。
【００３８】
具体的には、検出部２１０は、ｘ１のセンサワイヤ１１１〜ｘｍのセンサワイヤ１１１、ｙ１のセンサワイヤ１１１〜ｙｎのセンサワイヤ１１１の順番に順次静電容量を読み出すように構成されている。検出部２１０は、例えば、読み出した各センサワイヤ１１１の静電容量の値（静電容量値）に基づいて、座標値（ｘ１の静電容量値、ｘ２の静電容量値、・・・、ｘｍの静電容量値、ｙ１の静電容量値、ｙ２の静電容量値、・・・、ｙｎの静電容量値、ｔ）を生成し、検出信号として出力するように構成されている。
【００３９】
上記説明したｘ、ｙの位置検出と独立に、第１の実施の形態で示したｚ方向の位置検出を行なうことにより、３次元の位置検出が可能となる。これにより、被検出体の３次元の位置検出値を３次元の入力値として入力可能な静電入力装置１１が提供できる。
【００４０】
（第３の実施の形態、触覚ディスプレイ装置への適用例）
図６（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る静電入力装置であって、複数の可動部を有する触覚ディスプレイ装置への適用例を示す断面図、図６（ｂ）は、可動部の拡大断面図である。
【００４１】
図６（ａ）に示すように、各可動部１５０にそれぞれ第１の実施の形態で示した静電入力装置１０を配置し、各可動部１５０により上下に移動させることで操作面に凹凸を形成する。この凹凸を形成する可動部１５０を共通化することで、凹凸面上であっても被検出体である指のｚ座標を正確に検出できる触覚ディスプレイ装置が可能となる。なお、可動部１５０は、従来から使用される公知の駆動手段、例えば、ソレノイド、モータ、圧電素子等が使用可能である。また、可動部１５０の上に配置される静電入力装置１０は第１の実施の形態で示したので説明を省略する。
【００４２】
この構成によれば、例えば、図形や操作メニューが凹凸面により表示される触覚ディスプレイとして機能する。また、被検出体のｚ座標あるいは３次元の位置座標を検出できるので、これらの座標値を入力可能な静電入力装置としても機能する。従って、操作者は、表示手段によって視覚的、触覚的に図形や操作メニュー等を把握することができると共に、ｚ座標あるいは３次元の位置座標の入力が可能な触覚ディスプレイ装置が可能となる。
【００４３】
（本発明の実施の形態の効果）
本発明の実施の形態によれば、次のような効果を有する。
（１）第１の実施の形態では、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の距離を可変として構成し、入力操作面１０５ａと検出電極１１０の異なる距離に対応してそれぞれ静電容量を検出する。検出電極１１０の変化量Δｒ、検出電極１１０の移動前の静電容量、および、検出電極１１０の移動後の静電容量に基づいて被検出体（指）の容量の係数ａが算出できる。これにより、被検出体（指）により異なる容量の係数ａの影響を受けることなく、正確なｚ座標を検出できる。
（２）また、上記説明した算出の途中で、検出電極１１０の初期状態におけるｒ０が消去されるので、製造誤差あるいは組立て誤差を含むｒ０を算出式に含める必要がなく、被検出体（指）のより正確なｚ座標を検出できる。
（３）被検出体（指）が入力操作面１０５ａにタッチしている状態でも、タッチせずに入力操作面１０５ａから離間した近接状態であっても、被検出体のｚ座標が検出可能である。
（４）第２の実施の形態では、第１の実施の形態による効果に加え、ｘ、ｙの位置検出と独立に、第１の実施の形態で示したｚ方向の位置検出を行なうことにより、３次元の位置検出が可能となる。これにより、被検出体の３次元の位置検出値を３次元の入力値として入力可能な静電入力装置１１が提供できる。
（５）第３の実施の形態では、第１の実施の形態による効果に加え、表示手段によって視覚的、触覚的に図形や操作メニュー等を把握することができると共に、ｚ座標あるいは３次元の位置座標の入力が可能な触覚ディスプレイ装置が可能となる。
【００４４】
以上、本発明に好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々の変形、応用が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…静電入力装置
５０…パネル
７０…指
１００…入力部
１０５…タッチパネル
１０５ａ…入力操作面
１１０…検出電極
１１１…センサワイヤ
１１５…電極ベース
１１６…電極ベース
１２０…アクチュエータ
１２５…接続アダプタ
１５０…可動部
２００…検出部
２１０…検出部
２２０…ドライバ回路
３００…制御部
５００…触覚ディスプレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検出体が接触又は近接する入力操作面との間で静電容量を形成する検出電極を備えた入力部と、
前記入力操作面と前記検出電極の距離を前記検出電極の法線方向であるｚ方向に変化させる駆動部と、
前記駆動部により所定のタイミングで前記入力操作面と前記検出電極の距離を変化させ、前記変化の時のそれぞれの静電容量を検出し、前記検出された静電容量に基づいて、前記被検出体の前記ｚ方向の座標を算出する制御部と、
を有することを特徴とする静電入力装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記入力操作面と前記検出電極の距離を所定量だけ前記駆動部により変化させ、その変化の前後におけるそれぞれの静電容量を検出し、前記所定量及び前記変化の前後におけるそれぞれの静電容量に基づいて、前記被検出体の前記ｚ方向の座標を算出することを特徴とする請求項１に記載の静電入力装置。
【請求項３】
前記入力部は、ｘ、ｙ位置の検出が可能な２次元入力機能を付加したことを特徴とする請求項１又は２に記載の静電入力装置。
【請求項１】
被検出体が接触又は近接する入力操作面との間で静電容量を形成する検出電極を備えた入力部と、
前記入力操作面と前記検出電極の距離を前記検出電極の法線方向であるｚ方向に変化させる駆動部と、
前記駆動部により所定のタイミングで前記入力操作面と前記検出電極の距離を変化させ、前記変化の時のそれぞれの静電容量を検出し、前記検出された静電容量に基づいて、前記被検出体の前記ｚ方向の座標を算出する制御部と、
を有することを特徴とする静電入力装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記入力操作面と前記検出電極の距離を所定量だけ前記駆動部により変化させ、その変化の前後におけるそれぞれの静電容量を検出し、前記所定量及び前記変化の前後におけるそれぞれの静電容量に基づいて、前記被検出体の前記ｚ方向の座標を算出することを特徴とする請求項１に記載の静電入力装置。
【請求項３】
前記入力部は、ｘ、ｙ位置の検出が可能な２次元入力機能を付加したことを特徴とする請求項１又は２に記載の静電入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３６３９（Ｐ２０１３−３６３９Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３１０４５（Ｐ２０１１−１３１０４５）
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１３日（２０１１．６．１３）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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