(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁体に、導電性材料からなる電極群Ａの電極と電極群Ｂの電極を複数配置し、前記電極群Ａの電極と前記電極群Ｂの電極との静電容量を計測するために、発振器で生成する信号を、同期発振回路により互いに同期がとれたｓｉｎ信号とｃｏｓ信号に変換し、前記ｓｉｎ信号を印加した複数の電極からなる電極群Ａをドライブする配線と、電流・電圧変換回路とそれを経由して複数の電極からなる電極群Ｂに接続する配線とにより、前記電極群Ａの電極と前記電極群Ｂの電極との間に流れる電流を前記電流・電圧変換回路によって電圧に変換し、該電圧変換された電圧信号と、前記ｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号とを掛算回路より掛算し、該掛算回路により生成された信号をローパスフィルタ回路によりＤＣ信号化し、該ＤＣ信号化された電圧を計測すると共に、前記電極群Ａの複数の電極をドライブする配線と、前記電流・電圧変換回路を経由して電極群Ｂの複数の電極に接続する配線の組み合わせを制御装置によって逐次変えて演算処理し、該演算処理した値と、閾値とを比較して、タッチスイッチのオン、オフ状態を判断する静電容量結合方式静電センサーにおいて、前記発振器で生成する信号の周波数を変える手段と、電極群Ａの電極と電極群Ｂの電極との配線の組み合わせによって、前記ｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズの計測を行う手段とを備えたことを特徴とする静電容量結合方式静電センサー。
【請求項２】
請求項１記載の静電容量結合方式静電センサーにおいて、電極群Ａの電極をドライブする配線の全てを未接続または一定電圧にした状態で、電極群Ｂの電極のＤＣ信号化された電圧を計測し、演算処理することによって、ノイズの混入の有無を判断することを特徴とする静電容量結合方式静電センサー。
【請求項３】
請求項２記載の静電容量結合方式静電センサーにおいて、演算処理した値が、ノイズ混入の有無を判断する値以上のときは、発振器で生成する信号の周波数を変えることを特徴とする静電容量結合方式静電センサー。
【請求項４】
請求項３記載の静電容量結合方式静電センサーにおいて、起動時には、逐次、前記発振器からの信号の周波数を変えて、ノイズの混入がない周波数を選択することを特徴とする静電容量結合方式静電センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力方式に静電容量結合方式を利用した入力装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電容量結合方式を利用した入力装置として、従来から、静電容量結合方式タッチスイッチが知られている。前記タッチスイッチは、パネルスイッチと制御基板から構成される。パネルスイッチは、絶縁体となるＰＥＴフィルムの表面にスイッチ電極として銀ペースト、またはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等を印刷した電極シートを、アクリルやガラス及び樹脂等の絶縁体となる絶縁基材に、接着剤（両面テープ等）で貼り合わせたもので構成される。スイッチ電極に指または手が近づくと、スイッチ電極と指または手との間に平行板コンデンサが形成され、静電容量が発生する。この静電容量の変化をコンデンサＣと抵抗Ｒとで形成するＣ／Ｆ変換回路（静電容量Ｃを周波数Ｆに変換する回路）で周波数に変換し、その周波数をインプットキャプチャ機能（周波数の数を数える機能）でデジタルデータに置き換え、演算処理によりタッチスイッチのオン／オフ状態を判断する。スイッチ電極が複数個の場合、スイッチ電極の選択は、個々のスイッチ電極分設けた切換回路により行う（特許文献１参照）。
【０００３】
静電容量結合方式を利用したタッチスイッチは、スイッチ電極を指または手が触れることのできる領域をタッチスイッチとし、指または手がそのスイッチ電極に近づいたことを検出するものであり、タッチスイッチのオン／オフを検出するデジタル入力装置である。
スイッチ電極は、電気的に導通する導電性材料をＰＥＴフィルム表面に、スクリーン印刷方式により印刷して、タッチスイッチを形成している。スクリーン印刷は、オープニングと呼ばれる糸と糸の間の空間（スクリーン版）からスキージ（ゴムのヘラ、または金属のヘラ）を使ってインキを押し出し、画像パターンを形成する印刷法であり、古くから捺染や印染などの伝統工芸として日本に根付いている工法である。また、できあがった画像パターンの厚みは、使用したスクリーン版の厚みである。現在、スクリーン印刷は、エレクトロニクス分野ではなくてはならない工法として確立しており、プリント配線板や電子部品、フラットパネルディスプレイ、自動車メーターなどを製造する工程には、必ずスクリーン印刷法が用いられていることが知られている。
【０００４】
スイッチ電極は、スクリーン印刷方式により絶縁体となるＰＥＴフィルムの表面に導電性材料である銀ペースト（物質は銀）インク、ＩＴＯ（酸化インジウム）（物質は錫）インクを用いて印刷することでタッチスイッチを形成している。スイッチ電極を形成するためのスクリーン版の厚さは１０〜３０μmの版を使用している。また、導電性材料である銀ペーストインク、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）インクの抵抗率値は高く、数Ω〜数ｋΩ/ cm2の面積抵抗を持っている。
スクリーン印刷方式で印刷されたスイッチ電極は、スキージの移動速度で決まる印刷速度、インクの粘度、印刷環境による版の伸び、縮みにより、印刷毎にスイッチ電極の大きさ、厚みが数mm単位、および数μm単位で違い、大きさ、厚みのばらつきを０にすることは難しいとされている。そのため、印刷毎のスイッチ電極の抵抗値は一定にならず、印刷毎の抵抗値のばらつきを０Ωに抑えることは難しいとされている。
【０００５】
ＰＥＴフィルム上に、スイッチ電極を形成したスイッチを、タッチスイッチの入力領域として使用したときの周波数は、前記コンデンサＣと抵抗Ｒによりｔ＝０．７×Ｃ×Ｒで表せる。スイッチ電極はΔＲの抵抗値を持つ。スイッチ電極の周波数は、抵抗Ｒにスイッチ電極の抵抗値ΔＲが足された周波数として生成される。周波数ｔはｔ＝０．７×Ｃ×（Ｒ＋ΔＲ）で表せる。
【０００６】
図１の様にスイッチ電極が、４個の場合の周波数を求めてみる。スイッチ電極のタッチスイッチをＳＷ１からＳＷ４としたときの抵抗値はＳＷ１（抵抗値：ΔＲ１）、ＳＷ２（抵抗値：Δ２）、ＳＷ３（抵抗値：Δ３），ＳＷ４（抵抗値：Δ４）で表せる。各スイッチ電極の周波数は
ＳＷ１の周波数ｔ＝０．７×Ｃ×（Ｒ＋ΔＲ１）
ＳＷ２の周波数ｔ＝０．７×Ｃ×（Ｒ＋ΔＲ２）
ＳＷ３の周波数ｔ＝０．７×Ｃ×（Ｒ＋ΔＲ３）
ＳＷ４の周波数ｔ＝０．７×Ｃ×（Ｒ＋ΔＲ４）
で表せる。
また、前記スクリーン印刷での印刷毎に数Ω〜数１０Ω単位での抵抗値のばらつきがある。ばらつきの抵抗値をΔｒとしたときの印刷毎の各周波数は
ＳＷ１の周波数ｔ＝０．７×Ｃ×（Ｒ＋Δ１＋Δｒ）
ＳＷ２の周波数ｔ＝０．７×Ｃ×（Ｒ＋Δ２＋Δｒ）
ＳＷ３の周波数ｔ＝０．７×Ｃ×（Ｒ＋Δ３＋Δｒ）
ＳＷ４の周波数ｔ＝０．７×Ｃ×（Ｒ＋Δ４＋Δｒ）
で表せる。
また、近年デジタル技術を利用した電子回路が広く用いられるようになり、デジタル信号の低域から高域までの周波数による電波障害が起こりやすい状況になっている。
たとえば、テレビ等の電化製品の側にラジオ受信機を持っていくと、ザーとかブーといったノイズ雑音が入る。これはラジオ受信機が電化製品から発生している電波ノイズを拾ってしまうことでおきる。
また、ラジオ受信機にＡＣ電源を供給して使う場合、家庭用電源の配線によっては、ＡＣ電源ラインにノイズが混入し、電源ノイズとして拾ってしまうこともある。同じＡＣ電源コンセントにテレビ等の電化製品とラジオ受信機をつなげて使用したとき、つなげた電化製品から発生した電源ノイズをラジオ受信機が拾ってしまいノイズが入る。
生活環境下での前記ノイズ混入に対する対策は、機器にノイズを混入させない様な対策、またはノイズを受けても障害を発生しないように、ノイズ耐性を向上させる対策がある。しかし、生活環境下で、どの様なノイズが混入されるかわからないために、ノイズ防御対策が難しくなっているのが現状である。
前記静電容量の変化をＣ／Ｆ変換回路で周波数に変換する方式は、静電容量の変化をＣ
／Ｆ変換回路で周波数（ｔ＝０．７×Ｃ×（Ｒ＋ΔＲ））に変換し、その周波数の変化をインプットキャプチャ機能でデジタルデータに置き換えている。この方式は周波数を用いて動作させていることで、生活環境下で発生するノイズである周波数の混入による影響は、避けられないのが現状である。
【０００７】
また前記、静電容量の変化をＣ／Ｆ変換回路を用いて周波数に変換する方式で、ＰＥＴフィルムにスイッチ電極を印刷したスイッチを、タッチスイッチとして使用したときに生成される周波数は、スイッチ電極の形状により変わることがわかる。
これに対して、文献２、文献３では、生活環境下で発生するノイズの周波数と、検出する信号の周波数との区別ができないような状況でのノイズの影響を避ける静電容量型のセンサーが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−０８４９８２号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０２５７８９０号
【特許文献３】特開２０１１−００８７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１では、静電容量の変化をＣ／Ｆ変換回路で、周波数に変換する方式のスイッチ電極に、スイッチ電極で得られる周波数と、同じまたは近い周波数である電波ノイズまたは供給電源より同じ、または近い周波数である電源ノイズが混入されると、Ｃ／Ｆ回路で生成される周波数と、ノイズの周波数とが互いに周波数との同期または干渉が起こり、スイッチ電極に指または人が近づいても静電容量は変化しない状態となり、入力できない等の誤動作を生じてしまう。
スイッチ電極の大きさの違いにより生成される周波数が変わるため、大きさの違うスイッチ電極が増える程、生成される周波数の種類が多くなる。そのため生成される周波数と同じまたは近い周波数である電波ノイズまたは電源ノイズによる誤動作するタッチスイッチが増えてしまう。静電容量の変化をＣ／Ｆ変換回路で周波数に変換する方式では、ノイズの周波数に対し、±数１０ＫＨｚの周波数が離れていないと、ノイズより逃げられなく、ノイズによる誤動作の範囲が大きくなり、ノイズの対処が非常に困難である。
【００１０】
また、静電容量の変化を、Ｃ／Ｆ変換回路を用いて、周波数をインプットキャプチャ機能（周波数の数を数える機能）でデジタルデータに置き換え、演算処理によりタッチスイッチのオン／オフ状態を判断している。周波数がインプットキャプチャ機能で周波数の数を数えていることで、スイッチ電極ごとに周波数の数が変わり、動作速度を一定かつ、速度を上げることが非常に困難である。
【００１１】
また、特許文献２では、少なくとも1つの検出電極と、少なくとも1つの駆動電極の交点の静電容量を３つの異なる信号の周波数で計測し、３つの計測した値から、平均化、または、多数決、または、中央値から、その交点の真の静電容量と決めていた。
しかしながら、２種類のノイズが、計測している３つの周波数のうち、２つと同じ周波数の場合では、真の静電容量が決められないという不具合が発生する恐れがある。さらに、同じ機種が近傍に接していた場合には、不具合が発生する恐れがある。
【００１２】
同様に、特許文献３では、１つのセンサーに対して、３つ以上の検出信号の周波数を用いて、多数決で真の静電容量を決めていた。３つ以上の検出信号の周波数をＮ個の周波数とした場合、ノイズが、Ｎ／２以下の種類の検出信号と同じ周波数のとき、特許文献２では、真の静電容量が決められないという不具合が発生する恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、絶縁体に、導電性材料からなる電極群Ａの電極と電極群Ｂの電極を複数配置し、前記電極群Ａの電極と前記電極群Ｂの電極との静電容量を計測するために、発振器で生成する信号を、同期発振回路により互いに同期がとれたｓｉｎ信号とｃｏｓ信号に変換し、前記ｓｉｎ信号を印加した複数の電極からなる電極群Ａをドライブする配線と、電流・電圧変換回路とそれを経由して複数の電極からなる電極群Ｂに接続する配線とにより、前記電極群Ａの電極と前記電極群Ｂの電極との間に流れる電流を前記電流・電圧変換回路によって電圧に変換し、該電圧変換された電圧信号と、前記ｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号とを掛算回路より掛算し、該掛算回路により生成された信号をローパスフィルタ回路によりＤＣ信号化し、該ＤＣ信号化された電圧を計測すると共に、前記電極群Ａの複数の電極をドライブする配線と、前記電流・電圧変換回路を経由して電極群Ｂの複数の電極に接続する配線の組み合わせを制御装置によって逐次変えて演算処理し、該演算処理した値と、閾値とを比較して、タッチスイッチのオン、オフ状態を判断する静電容量結合方式静電センサーにおいて、前記発振器で生成する信号の周波数を変える手段と、電極群Ａの電極と電極群Ｂの電極との配線の組み合わせによって、前記ｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズの計測を行う手段とを備えたことを特徴とする静電容量結合方式静電センサーを第１の要旨とし、上記の静電センサーにおいて、電極群Ａの電極をドライブする配線の全てを未接続または一定電圧にした状態で、電極群Ｂの電極のＤＣ信号化された電圧を計測し、演算処理することによって、ノイズの混入の有無を判断することを第２の要旨とし、上記の静電センサーにおいて、演算処理した値が、ノイズ混入の有無を判断する値以上のときは、発振器で生成する信号の周波数を変えることを第３の要旨とし、上記の静電センサーにおいて、起動時には、逐次、前記発振器からの信号の周波数を変えて、ノイズの混入がない周波数を選択することを第４の要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、抵抗値が異なるスイッチ電極を使用した場合でも、ｓｉｎ信号と９０度位相の違うｃｏｓ信号の２つを電流・電圧変換回路の出力に掛算回路で掛けることにより、真の電流値のＡＣ信号だけが、ＤＣ信号を含む２倍のＡＣ周波数になり、ローパスフィルタを通すことでＤＣ信号になる。スイッチ電極が接続されても、全てｓｉｎ信号の周波数より高い周波数となり、高い周波数のＡＣ信号のままローパスフィルタを通すことで、ノイズをなくすことができる。そのため、ｓｉｎ信号の周波数以外のノイズ周波数がスイッチ電極に混入されても正確にスイッチ電極と指および手との間に静電容量が発生し、タッチスイッチのオン／オフの状態を判断することができる。
【００１５】
さらに、ｓｉｎ信号の周波数と同じノイズ周波数の混入を検出するため、ドライブする配線の全てを未接続または一定電圧にした状態で、静電容量の発生を検出する。静電容量を検出した場合には、同じノイズ周波数と判断して、ｓｉｎ信号の周波数を変更する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】スイッチ電極の周波数。
【図２】実施例１の入力装置構成図。
【図３】実施例１の掛算回路波形図。
【図４】実施例１の入力信号レベルと位相差図。
【図５】実施例１のスイッチ計測時の指とスイッチ電極の関係図。
【図６】実施例１のｓｉｎ信号掛算波形図。
【図７】実施例１のノイズ計測時の入力装置構成図。
【図８】実施例１のノイズ計測時の指とスイッチ電極の関係図。
【図９】実施例１のゼネラルフローチャート。
【図１０】実施例１のメモリ構成図。
【図１１】実施例２の入力装置構成図。
【図１２】実施例２のノイズ計測時の入力装置構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明では、抵抗値が異なるスイッチ電極を使用した場合でも、ｓｉｎ信号を印加したスイッチ電極群Ａのスイッチ電極をドライブする配線と、電流・電圧変換回路と、それを経由してスイッチ電極群Ｂのスイッチ電極に接続される配線を接続し、発振器で生成する信号を同期発振回路によって、ｓｉｎ信号と９０度位相の違うｃｏｓ信号の２つを発振し、ｓｉｎ信号の一つは増幅回路経由で信号をドライブし、スイッチ電極を介して、電流・電圧変換回路の抵抗Ｒに接続する。これらの配線をしているスイッチ電極群Ａのスイッチ電極と、スイッチ電極群Ｂのスイッチ電極間で、コンデンサを形成し、１つのタッチスイッチを構成する。この際、配線していないスイッチ電極群Ａのスイッチ電極とスイッチ電極群Ｂのスイッチ電極は、タッチスイッチを構成しているスイッチ電極から離れた位置に配置していれば、未接続の状態でも良い。ただし、近傍ならば、未接続のスイッチ電極が外乱からのノイズを受けて、タッチスイッチを構成しているスイッチ電極とクロストークを行う可能性があり、そのため、未接続のスイッチ電極を一定電圧、例えばＧＮＤに接続することが望ましい。
ｓｉｎ信号の一つは、２つの掛算回路に接続される。また、ｃｏｓ信号はもう一つの掛算回路に接続される。電流・電圧変換回路の出力は、増幅回路を経由して、バンドパスフィルタを介して、それぞれ２つの掛算回路に接続し、それぞれｓｉｎ信号・ｃｏｓ信号と掛けられる。真の電流値のＡＣ信号だけが、ＤＣ信号を含む２倍のＡＣ周波数になり、ローパスフィルタを通過することでＤＣ信号になる。
スイッチ電極へ混入されるｓｉｎ信号とｃｏｓ信号の周波数以外のノイズは、全てｓｉｎ信号・ｃｏｓ信号との掛算によりｓｉｎ信号・ｃｏｓ信号の周波数より高い周波数のＡＣ信号になりｓｉｎ信号・ｃｏｓ信号の周波数より十分低いローパスフィルタを通すことでなくすことができる。
【００１８】
また、発振器で生成する信号の周波数を制御することで、発振器からの信号を同期発振回路によりｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号に変換して、ｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号の周波数の設定を行うことができる。そして、バンドパスフィルタを設けて、使用するｓｉｎ信号の周波数の帯域の高調波成分のノイズをとることができるため、ｓｉｎ信号の周波数に対応したバンドパスフィルタを使用することが望ましい。
ここで、電源投入時等の初期化の状態では、ｓｉｎ信号のドライブと電流・電圧変換回路の抵抗Ｒに接続する個々のスイッチ電極に、指および手等が接していない状態での、ｓｉｎ信号との掛算による検出信号Ｘとｃｏｓ信号との掛算による検出信号Ｙより、入力信号のベクトル値を制御装置に保存する。このときのベクトル値を、オフセット値と呼び、ｓｉｎ信号側をＸｏｆｆｓｅｔ値、ｃｏｓ信号側をＹｏｆｆｓｅｔ値と呼ぶことにする。
そして、指および手とスイッチ電極の状態を計測する場合、ｓｉｎ信号のドライブと、電流・電圧変換回路の抵抗Ｒに接続したスイッチ電極との間の静電容量を計測し、そのときのｓｉｎ信号との掛算による検出信号Ｘとｃｏｓ信号との掛算による検出信号Ｙとから入力信号のベクトル値とオフセット値の差分、式ルート（（Ｘ-Ｘｏｆｆｓｅｔ）の二乗＋（Ｙ-Ｙｏｆｆｓｅｔ）の二乗）を計算する。
この計算した値が、閾値以上の場合は、スイッチ電極の近傍に、指および手が接しているとして、オンと判断し、閾値以下の場合は、スイッチ電極から指および手が離れているとして、オフと判断する。さらに、もう一つ閾値を設けることにより、計算前のスイッチ電極のオンまたはオフの状態に対応した２つの閾値の使用ができ、計算した値に対してスイッチ電極のオンとオフにヒステリシスの制御を行うこともできる。
同様にして、他のスイッチ電極も行う。
【００１９】
ここで、スイッチ電極へ混入するｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズを計測する場合には、ドライブする配線の全てを未接続または一定電圧、例えばＧＮＤにした状態での、オフセット値はスイッチ電極のドライブ側からの信号がないため、オフセット値を０とする。
そして、計測時は、ｓｉｎ信号との掛算による検出信号Ｘとｃｏｓ信号との掛算による検出信号Ｙから入力信号のベクトル値を式ルート（Ｘの二乗＋Ｙの二乗）にし、この値が、ノイズの混入の有無を判断する値以上のときには、ノイズの混入があると判断して、発振器からの信号の周波数を変更する。
そして、初期化時に、スイッチ電極をドライブするｓｉｎ信号と、同じ周波数のノイズがないかを前述のようにして、ノイズの混入の有無を判断する。ノイズの混入の場合には、発振器で生成する信号の周波数を変更し、発振器からの信号を同期発振回路によりｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号に変換して、ｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号の周波数を変更し、再度、ノイズの混入の有無を判断する。ノイズがないと判断した場合は、スイッチ電極の計測を行い、タッチスイッチのオン／オフを行う。
【実施例】
【００２０】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。まず、第１の実施例を図２〜１０を用いて説明する。
【００２１】
図２に、実施例１の入力装置のタッチスイッチのオン／オフを計測する場合の構成図を示す。まず、制御装置２は、ＣＰＵ３と、プログラムと定数（例えば閾値）を内蔵するＲＯＭ２８と、ワーキングメモリを内蔵するＲＡＭ２９と、信号をｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号に変換する同期発振回路５，６に信号を出力する発振器４、ｓｉｎ信号を供給するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１〜１０４を選択する切替回路８を制御するスイッチ選択２７と、ｓｉｎ信号を受信するスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１〜１１４を選択する切替回路１３を制御するスイッチ選択２６と、バンドパスフィルタ回路１７よりｓｉｎ信号の周波数帯域に対応したバンドパスフィルタ回路１７のバンドフィルタ１７１〜１７３の何れかを選択する切替回路１８を制御するスイッチ選択２５と、同期発振回路５からのｓｉｎ信号とバンドパスフィルタ回路１７のバンドフィルタ１７１〜１７３の何れかを介したｓｉｎ信号とを掛算し、ローパスフィルタ２１を介した信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路２３と、同期発振回路６からのｃｏｓ信号とバンドパスフィルタ回路１７のバンドフィルタ１７１〜１７３の何れかを介したｓｉｎ信号とを掛算し、ローパスフィルタ２２を介した信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路２４と、２つのＡ／Ｄ変換回路２３、２４のデジタルデータを演算して、タッチスイッチのオンまたはオフ情報を外部処理装置３１に各タッチスイッチのＩ／Ｏとして出力する外部Ｉ／Ｆ３０とから構成している。
ここで、本実施例ではタッチスイッチの数を４個設けたものを例に説明する。タッチスイッチ１２１は、コンデンサを形成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１と、スイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１との対より構成し、同様に、タッチスイッチ１２２はスイッチ電極１０２と１１２との対より構成し、タッチスイッチ１２３は、スイッチ電極１０３と１１３との対より構成し、タッチスイッチ１２４は、スイッチ電極１０４と１１４との対から構成する。また、発振器４から出力する発振周波数の種類を３個とし、このｓｉｎ信号の周波数の帯域を通過させるバンドパスフィルタの種類も３個として説明する。
【００２２】
制御装置２のＣＰＵ３によって発振器４から出力する発振周波数を設定し、発振器４から出力する信号を２つの同期発振回路５、６より、ｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を９０度の位相差に変換して出力する。この発振周波数の設定の際には、スイッチ選択２５より切替回路１８を制御してｓｉｎ信号の周波数の帯域に対応したバンドパスフィルタ回路１７のバンドパスフィルタ１７１〜１７３の何れかを選択する。そして、ｓｉｎ信号は増幅回路７により、タッチスイッチ１２１〜１２４の４個のスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１〜１０４をドライブする線を選択する切替回路８に接続する。スイッチ選択２７より切替回路８を制御して選択したドライブするスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１〜１０４の何れかを介した増幅したｓｉｎ信号の電圧により、もう一方のスイッチ選択２６より切替回路１３で選択したスイッチ電極１０１〜１０４に対となるスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１〜１１４を通じ抵抗１４に電流が流れる。
このとき、接続しないスイッチ電極は、スイッチ選択２７より切替回路８を、スイッチ選択２６より切替回路１３を制御して、未接続にする。タッチスイッチ１２１〜１２４のスイッチ電極群Ｂのスイッチ電極１１１〜１１４を介した電流ｉ１〜ｉ４は、抵抗１４を通過することで電圧Ｅ１〜Ｅ４に変換し、増幅回路１６で増幅する。そして、スイッチ選択２５より切替回路１８を制御して発振器４より出力する発振周波数によって、生成するｓｉｎ信号の帯域に対応するバンドパスフィルタ回路１７のバンドパスフィルタ１７１〜１７３の何れかを通過し、ｓｉｎ信号の周波数の通過帯域以外の周波数をカットする。
バンドパスフィルタ回路１７のバンドパスフィルタ１７１〜１７３の何れかより切替回路１８を介して出力する周波数は、それぞれ２つの掛算回路１９、２０のｙ側に入力する。２つの掛算回路１９、２０のＸ側にはｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号が入力する。それぞれの掛算回路１９、２０の通過によって、周波数をそれぞれの掛算回路１９，２０の結果は、非常に低い周波数帯域を通過させるローパスフィルタ２１、２２において、ノイズ信号が消され、ＤＣ信号が取り出される。そして、それぞれのＤＣ信号は制御装置２のＡ／Ｄ変換器２３、２４でデジタルデータに変換し、ＣＰＵ３に入力する。ＣＰＵ３は、タッチスイッチ１２１から、タッチスイッチ１２２、タッチスイッチ１２３、タッチスイッチ１２４の順番に、スイッチ選択２７とスイッチ選択２６を介して、切替回路８と切替回路１３を逐次制御して、デジタルデータを入力する。
【００２３】
図３に、実施例１のタッチスイッチのオン／オフを計測する場合の掛算回路１９，２０の波形図を示す。掛算回路１９、２０のＸ入力には、ｓｉｎ信号あるいはｃｏｓ信号を入力する。抵抗１４の片側はＧＮＤに接続する。反対側は、増幅回路７を通過したｓｉｎ信号が切替回路８を介したドライブ線を接続したタッチスイッチを構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１〜１０４と対になるスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１〜１１４に切替回路１３を介して接続する。
例えば、人間の指等が、接続しているスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１及びスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１からなるタッチスイッチ１２１に近づくと、電流ｉ１は、ドライブ線を接続しているスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１から指等を介し、電流が流れて変化し、抵抗１４の両端に電位差Ｅ１に変化が発生し、掛算回路１９、２０のＹに入力する。ＸとＹの入力信号は、掛算され真の電流値のＡＣ信号だけがＤＣ信号を含む２倍のＡＣ周波数になり、次のローパスフィルタ２１、２２を通すことでＤＣ信号になる。タッチスイッチ１２１を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１と、スイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１に他の周波数成分であるノイズが混入しても、ノイズの周波数は全てｓｉｎ信号・ｃｏｓ信号との掛算によりｓｉｎ信号・ｃｏｓ信号の周波数より高い周波数のＡＣ信号になりｓｉｎ信号・ｃｏｓ信号の周波数より十分低いローパスフィルタ２１，２２を通すことでなくすることができる。このようにして、人間の指等が、タッチスイッチ１２１に近づいていることを把握することができる。
【００２４】
図４に、本発明の入力信号レベルと位相差図を示す。図３の掛算回路１９、２０でｓｉｎ信号と掛算された入力信号はｓｉｎによる検出信号になり、ｃｏｓ信号と掛算された入力信号はｃｏｓによる検出信号になる。ここで、電源投入時等の初期化の状態で、タッチスイッチ１２１〜１２４を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１〜１０４と対となるスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１〜１１４に指および手等が接しいていない状態での、ｓｉｎ信号との掛算による検出信号Ｘとｃｏｓ信号との掛算による検出信号ＹとからＡ／Ｄ変換器２３、２４を介して計測し、計測した値をベクトル値とし、特に、電源投入時等でのベクトル値をオフセット値と呼ぶ。そして、そのオフセット値のｓｉｎ信号側をＸｏｆｆｓｅｔ値、ｃｏｓ信号側をＹｏｆｆｓｅｔ値とする。そして、計測を行うときには、そのときのｓｉｎ信号との掛算による検出信号Ｘとｃｏｓ信号との掛算による検出信号Ｙとから入力信号のベクトル値とオフセット値の差分、式ルート（（Ｘ-Ｘｏｆｆｓｅｔ）の二乗＋（Ｙ-Ｙｏｆｆｓｅｔ）の二乗）を計算する。また、位相差は式アークタンジェント（（Ｘ-Ｘｏｆｆｓｅｔ）／（Ｙ-Ｙｏｆｆｓｅｔ））から求められる。
入力信号のベクトル値、位相差を求め利用することは、精度が要求される位置座標検出等にはとても有効な手段である。
【００２５】
図５に指とスイッチ電極との関係を示す。図５の１）は指がタッチスイッチを構成するスイッチ電極より離れている場合である。人間の指が、タッチスイッチ１２１を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１およびスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１より離れていても、指とスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１の間には静電容量は発生する。しかし、静電容量が非常に小さいため、電流Δｉがスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極から指を介して大地にほとんど流れないため、ドライブ線に接続しているスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１に供給しているｓｉｎ信号の電圧は、そのままスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１に伝わる。伝わったｓｉｎ信号の電圧は変化しないため、その後の増幅回路１６、バンドパスフィルタ回路１７のバンドフィルタ１７１〜１７３の何れかを介し、ｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号との掛算回路１９、２０を通った信号は変化しない。
【００２６】
図５の２）は指が、タッチスイッチを構成するスイッチ電極に近づく、または接触した場合である。人間の指とタッチスイッチ１２１を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１の間に静電容量が発生し、電流Δｉがスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１から指を介して大地に流れだし、電流Δｉを失うため、スイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１とスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１では、スイッチ電極１１１に伝わったｓｉｎ信号の電圧は、小さくなる。その後の増幅回路１６、バンドパスフィルタ回路１７のバンドフィルタ１７１〜１７３の何れかを介し、ｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号との掛算回路１９、２０を通った信号は小さくなる。
【００２７】
人間の指がタッチスイッチ１２１を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１およびスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１に指がふれていない時の電流ｉ‘を前もって測定し、指がふれたときの電流ｉ‘をタッチスイッチ１２１がオン状態となる電流を閾値とすることで、タッチスイッチとして動作する。
【００２８】
図６にｓｉｎ信号掛算波形図を示す。ａ・ｓｉｎαとｂ・ｓｉｎαを掛けると式は、  （ａ・ｓｉｎα）・（ｂ・ｓｉｎα）＝（ａ・ｂ／２）−（ａ・ｂ・ｃｏｓ２α）／２となり、ａ・ｂ／２だけ加えられたところに２倍の周波数の半分になったｃｏｓ信号がある。この演算結果が十分低いローパスフィルタ２１または２２を通過するとｃｏｓ信号分が０となり、ａ・ｂ／２の定数のみになる。この式によりａ・ｓｉｎαの周波数以外のノイズ周波数が混入してもノイズ周波数をカットし、ノイズ周波数による影響はなくなる。
【００２９】
図７は、スイッチ電極へ混入するｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズを計測する場合の入力装置の構成図である。この構成図は、図２の構成図におけるスイッチ選択２７より切替回路８によって、スイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極Ａ１〜Ａ４の何れもドライブしない状態で、かつ、スイッチ選択２６より切替回路１３で選択したスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極Ｂ１を接続した状態で、ＣＰＵ３がデジタルデータを入力する。
この図７の状態でのスイッチ電極へ混入するｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズ計測時の関係図を図８に示す。
【００３０】
図８の１）はノイズがない場合で、抵抗１４に電流が流れないため、増幅回路１６、バンドパスフィルタ回路１７、切替回路１８、掛算回路１９、２０、ローパスフィルタ２１、２２、Ａ／Ｄ変換器２３，２４を介して、計測するデジタルデータはＧＮＤのデジタルデータがＣＰＵ３にて計測する。
図８の２）はｓｉｎ信号と違う周波数のノイズある場合で、抵抗１４に電流が流れ、増幅回路１６、バンドパスフィルタ回路１７、切替回路１８、掛算回路１９、２０に進むが、掛算回路１９、２０でＤＣ信号が含まれない交流だけの信号がローパスフィルタ２１、２２に出力されるが、ローパスフィルタ２１，２２で交流がカットされるため、ローパスフィルタ２１、２２で取り出されるＤＣ信号はＧＮＤとなり、Ａ／Ｄ変換器２３、２４を介して、ＣＰＵ３がＧＮＤのデジタルデータを計測する。
図８の３）はｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズある場合で、抵抗１４に電流が流れ、増幅回路１６、バンドパスフィルタ回路１７、切替回路１８、掛算回路１９，２０に進み、掛算回路１９、２０でＤＣ信号を含んだ交流の信号がローパスフィルタ２１，２２に出力され、ローパスフィルタ２１，２２で交流がカットされ、ローパスフィルタ２１、２２で取り出されるＤＣ信号が、Ａ／Ｄ変換器２３、２４を介して、ＣＰＵ３がデジタルデータを計測する。
【００３１】
そこで、図７のスイッチ電極へ混入するｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズをＣＰＵ３が
計測しているときに、ＧＮＤ近傍以外のデジタルデータをＣＰＵ３が計測した場合、ＣＰ
Ｕ３は、ｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズがあると判断し、発振器４の発振周波数を制御
して、同期発振回路５、６よりのｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号の周波数をノイズの周波数と違う周波数に変更し、さらに、ｓｉｎ信号の周波数帯域に対応したバンドパスフィルタ回路１７のバンドパスフィルタ１７１〜１７３の何れかを切替回路１８によって設定する。
【００３２】
図９と図１０を用いて制御フローを説明する。図９は、実施例１の制御フローを表し、図１０は、制御フローに使用するＲＯＭ２８、ＲＡＭ２９に配置しているメモリを表している。
まず、外部処理装置３１に接続する外部Ｉ／Ｆ３０を初期化する（Ｓ１）（Ｓはステップを表す）。そしてＲＡＭ２９に配置しているＨとＩの変数を０に設定する（Ｓ２、Ｓ３）。そして、ＲＯＭ２８に保存している発振周波数のデータを３種類保存するデータテーブルＨＺのＩ番目のデータを発振器４に設定し、バンドパスフィルタ回路１７のバンドフィルタ１７１〜１７３の何れかを選択するデータを保存するデータテーブルＨＺＦＩＬのＩ番目のデータを、スイッチ選択２５を介して切替回路１８に設定する（Ｓ４）。
次にタッチスイッチ１２１のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ１２１を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１とスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２７を介して切替回路８を、スイッチ選択２６を介して切替回路１３を設定する。そして、そのときの発振器４からの同期発振回路５を介したｓｉｎ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２３を介したデジタルデータと、発振器４からの同期発振回路６を介したｃｏｓ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２４を介したデジタルデータとをＲＡＭ２９上に配置した一次元配列ＳＷ１＿Ｘｏｆｆｓｅｔ、ＳＷ１＿ＹｏｆｆｓｅｔのＩ番目に保存する（Ｓ５）。
同様にタッチスイッチ１２２のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ１２２を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０２とスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１２をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２７を介して切替回路８を、スイッチ選択２６を介して切替回路１３を設定する。そして、そのときの発振器４からの同期発振回路５を介したｓｉｎ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２３を介したデジタルデータと、発振器４からの同期発振回路６を介したｃｏｓ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２４を介したデジタルデータとをＲＡＭ２９上に配置した一次元配列ＳＷ２＿Ｘｏｆｆｓｅｔ、ＳＷ２＿ＹｏｆｆｓｅｔのＩ番目に保存する（Ｓ６）。
同様にタッチスイッチ１２３のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ１２３を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０３とスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１３をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２７を介して切替回路８を、スイッチ選択２６を介して切替回路１３を設定する。そして、そのときの発振器４からの同期発振回路５を介したｓｉｎ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２３を介したデジタルデータと、発振器４からの同期発振回路６を介したｃｏｓ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２４を介したデジタルデータとをＲＡＭ２９上に配置した一次元配列ＳＷ３＿Ｘｏｆｆｓｅｔ、ＳＷ３＿ＹｏｆｆｓｅｔのＩ番目に保存する（Ｓ７）。
同様にタッチスイッチ１２４のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ１２４を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０４とスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１４をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２７を介して切替回路８を、スイッチ選択２６を介して切替回路１３を設定する。そして、そのときの発振器４からの同期発振回路５を介したｓｉｎ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２３を介したデジタルデータと、発振器４からの同期発振回路６を介したｃｏｓ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２４を介したデジタルデータとをＲＡＭ２９上に配置した一次元配列ＳＷ４＿Ｘｏｆｆｓｅｔ、ＳＷ４＿ＹｏｆｆｓｅｔのＩ番目に保存する（Ｓ８）。
同様にｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズのデジタルデータを計測するため、スイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１をオンにし、その他スイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２６を介して切替回路１３を、スイッチ電極群Ａ１０の全てのスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２７介して切替回路８を設定する。そして、そのときの発振器４からの同期発振回路５を介したｓｉｎ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２３を介したデジタルデータと、発振器４からの同期発振回路６を介したｃｏｓ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２４を介したデジタルデータとをＲＡＭ２９上に配置した一次元配列ＮＯＩＳＥ＿Ｘｏｆｆｓｅｔ、ＮＯＩＳＥ＿ＹｏｆｆｓｅｔのＩ番目に保存する（Ｓ９）。この際、ｓｉｎ信号と違う周波数のノイズやノイズがない場合のデジタルデータは、ＧＮＤ近傍のＧＮＤ＿Ｘ、ＧＮＤ＿Ｙのデジタルデータを示す。
そして、Ｓ１０では、式ルート（（ＮＯＩＳＥ＿ＸｏｆｆｓｅｔのＩ番目−ＧＮＤ＿Ｘ）の二乗＋（ＮＯＩＳＥ＿ＹｏｆｆｓｅｔのＩ番目−ＧＮＤ＿Ｙ）の二乗）の値が、ＲＯＭ２８上に配置しているｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズが混入したかの閾値ＮＯＩＳＥ＿ＭＡＸ以上と判断した場合、Ｓ１２に進み、未満と判断した場合、ＨにＩを代入（Ｓ１１）して、Ｓ１２に進む。
そして、Ｉに１を加え（Ｓ１２）、Ｉが３未満ならばＳ４に進み、Ｉが３以上ならばＳ１４に進む。このＳ３からＳ１３のループは、計測するためのキャリブレーションを表している。
Ｓ１４では、ＲＯＭ２８に保存している発振周波数のデータを保存するデータテーブルＨＺのＨ番目のデータを発振器４に設定し、バンドパスフィルタ回路１７のバンドフィルタ１７１〜１７３の何れかを選択するデータを保存するデータテーブルＨＺＦＩＬのＨ番目のデータを、スイッチ選択２５を介して切替回路１８に設定する。
【００３３】
これらのＳ２からＳ１４は、起動時にｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズの混入ない周波数を選択する工程である。
【００３４】
Ｓ１５では、ｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズのデジタルデータを計測するため、スイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１をオンにし、その他スイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２６を介して切替回路１３を、スイッチ電極群Ａ１０の全てのスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２７を介して切替回路８を設定する。そして、そのときの発振器４からの同期発振回路５を介したｓｉｎ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２３を介したデジタルデータと、発振器４からの同期発振回路６を介したｃｏｓ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２４を介したデジタルデータとをＲＡＭ２９上に配置した一次元配列ＮＯＩＳＥ＿Ｘ、ＮＯＩＳＥ＿ＹのＨ番目に保存する。
【００３５】
このＳ１５は、ｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズの計測を行う工程である。
【００３６】
そして、Ｓ１６では、式ルート（（ＮＯＩＳＥ＿ＸのＨ番目−ＧＮＤ＿Ｘ）の二乗＋（ＮＯＩＳＥ＿ＹのＨ番目−ＧＮＤ＿Ｙ）の二乗）の値が、ＲＯＭ２８上に配置しているｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズが混入したかの閾値ＮＯＩＳＥ＿ＭＡＸ未満で、かつ、式ルート（（ＮＯＩＳＥ＿ＸｏｆｆｓｅｔのＨ番目−ＧＮＤ＿Ｘ）の二乗＋（ＮＯＩＳＥ＿ＹｏｆｆｓｅｔのＨ番目−ＧＮＤ＿Ｙ）の二乗）の値が、閾値ＮＯＩＳＥ＿ＭＡＸ未満と判断した場合、Ｓ１７に進み、それ以外の場合、Ｓ３３に進む。
【００３７】
このＳ１６は、ｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズの混入を判断する工程である。
【００３８】
次にタッチスイッチ１２１のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ１２１を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１とスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２７を介して切替回路８を、スイッチ選択２６を介して切替回路１３を設定する。そして、そのときの発振器４からの同期発振回路５を介したｓｉｎ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２３を介したデジタルデータと、発振器４のｃｏｓ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２４を介したデジタルデータとをＲＡＭ２９上に配置した一次元配列ＳＷ１＿Ｘ、ＳＷ１＿ＹのＨ番目に保存する（Ｓ１７）。
同様にタッチスイッチ１２２のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ１２２を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０２とスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１２をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２７を介して切替回路８を、スイッチ選択２６を介して切替回路１３を設定する。そして、そのときの発振器４からの同期発振回路５を介したｓｉｎ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２３を介したデジタルデータと、発振器４からの同期発振回路６を介したｃｏｓ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２４を介したデジタルデータとをＲＡＭ２９上に配置した一次元配列ＳＷ２＿Ｘ、ＳＷ２＿ＹのＨ番目に保存する（Ｓ１８）。
同様にタッチスイッチ１２３のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ１２３を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０３とスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１３をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２７を介して切替回路８を、スイッチ選択２６を介して切替回路１３を設定する。そして、そのときの発振器４からの同期発振回路５を介したｓｉｎ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２３を介したデジタルデータと、発振器４からの同期発振回路６を介したｃｏｓ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２４を介したデジタルデータとをＲＡＭ２９上に配置した一次元配列ＳＷ３＿Ｘ、ＳＷ３＿ＹのＨ番目に保存する（Ｓ１９）。
同様にタッチスイッチ１２４のデジタルデータを計測するため、タッチスイッチ１２４を構成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０４とスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１４をオンにし、その他のスイッチ電極をオフにするようにスイッチ選択２７を介して切替回路８を、スイッチ選択２６を介して切替回路１３を設定する。そして、そのときの発振器４からの同期発振回路５を介したｓｉｎ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２３を介したデジタルデータと、発振器４からの同期発振回路６を介したｃｏｓ信号で計測したＡ／Ｄ変換器２４を介したデジタルデータとをＲＡＭ２９上に配置した一次元配列ＳＷ４＿Ｘ、ＳＷ４＿ＹのＨ番目に保存する（Ｓ２０）。
そして、Ｓ２１では、式ルート（（ＳＷ１＿ＸのＨ番目−ＳＷ１＿ＸｏｆｆｓｅｔのＨ番目）の二乗＋（ＳＷ１＿ＹのＨ番目−ＳＷ１＿ＹｏｆｆｓｅｔのＨ番目）の二乗）の値が、タッチスイッチ１２１に指および手が近傍に接していると判断するＲＯＭ２８上に配置している閾値ＳＷ１＿ＯＮ＿ＬＥＶＥＬ以上の場合、Ｓ２２に進み、外部Ｉ／Ｆ３０にタッチスイッチ１２１がＯＮであることを設定し、Ｓ２４に進む。閾値ＳＷ１＿ＯＮ＿ＬＥＶＥＬ未満の場合、Ｓ２３に進み、外部Ｉ／Ｆ３０にタッチスイッチ１２１がＯＦＦであることを設定し、Ｓ２４に進む。
Ｓ２４では、式ルート（（ＳＷ２＿ＸのＨ番目−ＳＷ２＿ＸｏｆｆｓｅｔのＨ番目）の二乗＋（ＳＷ２＿ＹのＨ番目−ＳＷ２＿ＹｏｆｆｓｅｔのＨ番目）の二乗）の値が、タッチスイッチ１２２に指および手が近傍に接していると判断するＲＯＭ２８上に配置している閾値ＳＷ２＿ＯＮ＿ＬＥＶＥＬ以上の場合、Ｓ２５に進み、外部Ｉ／Ｆ３０にタッチスイッチ１２２がＯＮであることを設定し、Ｓ２７に進む。閾値ＳＷ２＿ＯＮ＿ＬＥＶＥＬ未満の場合、Ｓ２６に進み、外部Ｉ／Ｆ３０にタッチスイッチ１２２がＯＦＦであることを設定し、Ｓ２７に進む。
Ｓ２７では、式ルート（（ＳＷ３＿ＸのＨ番目−ＳＷ３＿ＸｏｆｆｓｅｔのＨ番目）の二乗＋（ＳＷ３＿ＹのＨ番目−ＳＷ３＿ＹｏｆｆｓｅｔのＨ番目）の二乗）の値が、タッチスイッチ１２３に指および手が近傍に接していると判断するＲＯＭ２８上に配置している閾値ＳＷ３＿ＯＮ＿ＬＥＶＥＬ以上の場合、Ｓ２８に進み、外部Ｉ／Ｆ３０にタッチスイッチ１２３がＯＮであることを設定し、Ｓ３０に進む。閾値ＳＷ３＿ＯＮ＿ＬＥＶＥＬ未満の場合、Ｓ２９に進み、外部Ｉ／Ｆ３０にタッチスイッチ１２３がＯＦＦであることを設定し、Ｓ３０に進む。
Ｓ３０では、式ルート（（ＳＷ４＿ＸのＨ番目−ＳＷ４＿ＸｏｆｆｓｅｔのＨ番目）の二乗＋（ＳＷ４＿ＹのＨ番目−ＳＷ４＿ＹｏｆｆｓｅｔのＨ番目）の二乗）の値が、タッチスイッチ１２４に指および手が近傍に接していると判断するＲＯＭ２８上に配置している閾値ＳＷ４＿ＯＮ＿ＬＥＶＥＬ以上の場合、Ｓ３１に進み、外部Ｉ／Ｆ３０にタッチスイッチ１２４がＯＮであることを設定し、Ｓ１５に戻る。閾値ＳＷ４＿ＯＮ＿ＬＥＶＥＬ未満の場合、Ｓ３２に進み、外部Ｉ／Ｆ３０にタッチスイッチ１２４がＯＦＦであることを設定し、Ｓ１５に戻る。
【００３９】
これらのＳ１７からＳ３２は、スイッチの計測を行う工程である。
ここで、Ｓ１７からＳ２０において、タッチスイッチ１２１、１２２、１２３、１２４のｓｉｎ側、ｃｏｓ側のデジタルデータを一旦ＦＩＦＯのバッファに保存し、このバッファの内容から最大値、最小値を除いた平均値をＳＷ１＿Ｘ、ＳＷ１＿Ｙ、ＳＷ２＿Ｘ、ＳＷ２＿Ｙ、ＳＷ３＿Ｘ、ＳＷ３＿Ｙ、ＳＷ４＿Ｘ、ＳＷ４＿Ｙの各Ｈ番目保存することにより、さらにノイズに対処できる。
【００４０】
また、Ｓ３３では、Ｈに１を加え、Ｈが３未満ならば、Ｓ１４に戻り、Ｈが３以上ならば、Ｈを０にして（Ｓ３５）、Ｓ１４に戻る。
【００４１】
これらのＳ３３からＳ３５、Ｓ１４は、ｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズの混入が有る場合、ｓｉｎ信号の周波数を違う周波数に変更させる工程である。本実施例では、３つの違う周波数を順次変えて行っているが、乱数を用いて周波数を変更してもよい。
【００４２】
次に、第２の実施例を示す。第１実施例において、各タッチスイッチ１２１から１２４を、近傍に配置し、１つのタッチスイッチを計測しているときに、他のタッチスイッチをオフ状態にすると、ｓｉｎ信号が交流であるため、僅かではあるが他のタッチスイッチにｓｉｎ信号が混入し、他のタッチスイッチより、計測している１つのタッチスイッチとクロストークする。それを回避する方法を実施例２で示す。
図１１に実施例２の入力装置のタッチスイッチのオン／オフを計測する場合の構成図である。
【００４３】
まず、制御装置２は、ＣＰＵ３と、プログラムと定数（例えば閾値）を内蔵するＲＯＭ２８と、ワーキングメモリを内蔵するＲＡＭ２９と、ｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号に変換する同期発振回路５，６に信号を出力する発振器４、ｓｉｎ信号を供給するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１〜１０４を選択する切替回路３２を制御するスイッチ選択２７と、ｓｉｎ信号を受信するスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１〜１１４を選択する切替回路３３を制御するスイッチ選択２６と、バンドパスフィルタ回路１７よりｓｉｎ信号の周波数帯域に対応したバンドフィルタ１７１〜１７３の何れかを選択する切替回路１８を制御するスイッチ選択２５と、同期発振回路５からのｓｉｎ信号とバンドパスフィルタ回路１７のバンドフィルタ１７１〜１７３の何れかを介したｓｉｎ信号とを掛算し、ローパスフィルタ２１を介した信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路２３と、同期発振回路６からのｃｏｓ信号とバンドパスフィルタ回路１７のバンドフィルタ１７１〜１７３の何れかを介したｓｉｎ信号とを掛算しローパスフィルタ２２を介した信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路２４と、２つのＡ／Ｄ変換回路２３、２４のデジタルデータを演算してタッチスイッチのオンまたはオフ情報を外部処理装置３１に各タッチスイッチのＩ／Ｏとして出力する外部Ｉ／Ｆ３０とから構成している。
ここで、本実施例ではタッチスイッチの数を４個とし、説明する。タッチスイッチ１２１は、コンデンサを形成するスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１とスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１との対より構成し、同様に、タッチスイッチ１２２はスイッチ電極１０２と１１２との対より構成し、タッチスイッチ１２３はスイッチ電極１０３と１０３との対より構成し、タッチスイッチ１２４はスイッチ電極１０４と１１４との対から構成する。また、発振器４から出力する発振周波数の種類を３個とし、このｓｉｎ信号の周波数の帯域を通過させるバンドパスフィルタの種類も３個として説明する。
制御装置２のＣＰＵ３によって発振器４から出力する発振周波数を設定し、発振器４から出力する信号を２つの同期発振回路５、６より、ｓｉｎ信号とｃｏｓ信号を９０度の位相差に変換して出力する。この発振周波数の設定の際には、スイッチ選択２５より切替回路１８を制御してｓｉｎ信号の周波数の帯域に対応したバンドパスフィルタ回路１７のバンドパスフィルタ１７１〜１７３の何れかを選択する。そして、ｓｉｎ信号は増幅回路７により、タッチスイッチ１２１〜１２４の４個のスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１〜１０４をドライブする線を選択する切替回路３２に接続する。
スイッチ選択２７より切替回路３２を制御して選択したドライブするスイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１〜１０４の何れかを介した増幅したｓｉｎ信号の電圧より、もう一方のスイッチ選択２６より切替回路３３で選択したスイッチ電極１０１〜１０４に対となるスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１〜１１４を通じ抵抗１４に電流が流れる。このとき、接続しないスイッチ電極は、スイッチ選択２７より切替回路３２を、スイッチ選択２６より切替回路３３を制御して、ＧＮＤに接続する。タッチスイッチ１２１〜１２４の電極群Ｂのスイッチ電極１１１〜１１４を介した電流ｉ１〜ｉ４は抵抗１４を通過することで電圧Ｅ１〜Ｅ４に変換し、増幅回路１６で増幅する。そして、スイッチ選択２５より切替回路１８を制御して発振器４より出力する発振周波数によって、同期発振回路５を介して生成するｓｉｎ信号の帯域に対応するバンドパスフィルタ回路１７のバンドパスフィルタ１７１〜１７３の何れかを通過し、ｓｉｎ信号の周波数の通過帯域以外の周波数をカットする。
バンドパスフィルタ回路１７のバンドフィルタ１７１〜１７３の何れかより切替回路１８を介して出力する周波数は、それぞれ２つの掛算回路１９、２０のｙ側に入力する。２つの掛算回路１９、２０のＸ側にはｓｉｎ信号、ｃｏｓ信号が入力する。それぞれの掛算回路１９、２０の通過によって、周波数をそれぞれの掛算回路１９、２０の結果は、非常に低い周波数帯域を通過させるローパスフィルタ２１、２２において、ノイズ信号が消され、ＤＣ信号が取り出される。そして、それぞれのＤＣ信号は制御装置２のＡ／Ｄ変換器２３、２４でデジタルデータに変換し、ＣＰＵ３に入力する。ＣＰＵ３は、タッチスイッチ１２１から、タッチスイッチ１２２、タッチスイッチ１２３、タッチスイッチ１２４の順番に、スイッチ選択２７とスイッチ選択２６を介して切替回路３２と切替回路３３を逐次制御して、デジタルデータを入力する。
【００４４】
図１２は、スイッチ電極へ混入するｓｉｎ信号と同じ周波数のノイズを計測する場合の入力装置の構成図である。この構成図は、図１１の構成図におけるスイッチ選択２７より切替回路３２によって、スイッチ電極群Ａ１０のスイッチ電極１０１〜１０４の何れもドライブしない状態で、かつ、スイッチ選択２６より切替回路３３で選択したスイッチ電極群Ｂ１１のスイッチ電極１１１を接続した状態で、ＣＰＵ３がデジタルデータを入力する。
【００４５】
制御フローは、第１の実施例と同様な制御を行うことにより、制御することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１      指
２      制御装置
３      ＣＰＵ
４      発振器
５      同期発振回路
６      同期発振回路
７      増幅回路
８      切替回路
９      ＰＥＴフィルム
１０    スイッチ電極群Ａ
１０１  スイッチ電極
１０２  スイッチ電極
１０３  スイッチ電極
１０４  スイッチ電極
１１    スイッチ電極群Ｂ
１１１  スイッチ電極
１１２  スイッチ電極
１１３  スイッチ電極
１１４  スイッチ電極
１２１  タッチスイッチ
１２２  タッチスイッチ
１２３  タッチスイッチ
１２４  タッチスイッチ
１３    切替回路
１４    抵抗
１５    電流電圧変換器
１６    増幅回路
１７    バンドパスフィルタ回路
１７１  バンドパスフィルタ
１７２  バンドパスフィルタ
１７３  バンドパスフィルタ
１８    切替回路
１９    掛算回路
２０    掛算回路
２１    ローパスフィルタ
２２    ローパスフィルタ
２３    Ａ／Ｄ変換器
２４    Ａ／Ｄ変換器
２５    スイッチ選択
２６    スイッチ選択
２７    スイッチ選択
２８    ＲＯＭ
２９    ＲＡＭ
３０    外部Ｉ／Ｆ
３１    外部処理装置
３２    切替回路
３３    切替回路
【図１】
0005853681.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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