(57)【要約】【課題】アンテナがタッチパッドの位置検出用の電極上に配置されながら、位置検出精度の低下が抑制されたアンテナ付タッチパッド入力装置、及び該装置を搭載した電子機器を提供する。【解決手段】アンテナ付タッチパッド入力装置(10)は、シールド部材(26)に設けられた開口にて表出する感知面を有する。感知面は例えばフェイスシート(22)によって構成される。アンテナ付タッチパッド入力装置(10)は、感知面に沿って設けられ、静電容量を測定するための複数の測定領域を構成する電極群（34b，36b，38b）と、電極群（34b，36b，38b）と感知面との間に配置され、外部機器と通信を行うためのアンテナ(40b)と、アンテナ(40b)と電極群（34b，36b，38b）との間に配置され、電気絶縁性を有するとともに電極群（34b，36b，38b）よりも高い透磁率を有する磁性部材(39)とを具備する。【選択図】図４
2011002949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器内の放射ノイズを遮蔽するシールド部材に設けられた開口にて表出する感知面を有するアンテナ付タッチパッド入力装置であって、
前記感知面に沿って設けられ、静電容量を測定するための複数の測定領域を構成する電極群と、
前記電極群と前記感知面との間に配置され、外部機器と通信を行うためのアンテナと、
前記アンテナと前記電極群との間に配置され、電気絶縁性を有するとともに前記電極群よりも高い透磁率を有する磁性部材と
を具備する
ことを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置において、
前記電極群と前記感知面との間における前記磁性部材の厚さは０．５ｍｍ以下であり、前記磁性部材の比透磁率の実数部は１０以上である
ことを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置において、
前記アンテナは、前記電極群と前記感知面との間に配置されたアンテナ用基板に密着して形成されていることを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置において、
前記アンテナは、円形状若しくは楕円形状の断面形状を有する導線からなることを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置において、
前記アンテナは、前記感知面の外縁に沿って複数の巻回数にて渦巻状に延びる導体からなり、
前記アンテナの外端が接地され、
前記アンテナの内端がキャパシタを介して高周波回路に接続されている
ことを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置において、
前記測定領域の各々で測定された静電容量に基づいて前記感知面に接触する物体の位置を検出する位置検出回路を備え、
前記位置検出回路は、
前記アンテナの存在に基づく前記感知面における前記静電容量のばらつきを考慮して設定された閾値若しくは当該閾値の設定に必要な演算式を記憶する記憶部と、
前記測定領域の各々で測定された静電容量と前記閾値とを比較し、当該比較の結果に基づいて前記感知面に接触する物体の位置を検出する比較判定部とを有する
ことを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。
【請求項７】
請求項６に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置において、
前記閾値は、前記アンテナ付タッチパッド入力装置毎に前記感知面に物体が接触していないときに実際に測定した静電容量の初期値に基づいて設定されることを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載のアンテナ付タッチパッド入力装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナ付のタッチパッド入力装置、及び該装置を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパッド入力装置は電子機器、例えばラップトップ型のパーソナルコンピュータ（ラップトップコンピュータ）に搭載される。ラップトップコンピュータでは、キーボードを有する本体とディスプレーとがヒンジで連結され、この本体において、キーボードの手前側にタッチパッド入力装置が配置される。
【０００３】
ラップトップコンピュータでは、本体のハウジングの内側にシールド部材が設けられている。シールド部材は、本体内部の電子機器を覆うように設けられ、不要電磁波の放射又は入射を抑制している（ＥＭＩ対策）。
ただし、本体のハウジング及びシールド部材には、タッチパッド入力装置を配置するための開口部が設けられ、タッチパッド入力装置のフェイスシートは、開口部にて表出して感知面を構成する。
【０００４】
タッチパッド入力装置として、特許文献１は、アンテナ付きのタッチパッドモジュールを提案している。このタッチパッドモジュールでは、アンテナがシールド部材の開口部に配置されることで、アンテナを介して外部との通信が可能になるものと考えられている。
【０００５】
具体的には、特許文献１が開示するタッチパッドモジュールにおいては、例えば、アンテナは、タッチパッドのプリント回路基板に設けられる。また、アンテナは、タッチパッドアレイ自体のために用いられる層の間の、またはその層に隣接する、個別のフレキシブル層に配置され得るとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５３９５１７号公報（段落番号０００６、００１４、００３３及び図３等。）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１が開示するタッチパッドモジュールにおいて、タッチパッドアレイ自体のための層の上にアンテナのためのフレキシブル層が直接配置されると、アンテナが送信するときに、アンテナの周囲に発生した磁束によって、タッチパッドアレイに渦電流が生じ、タッチパッドアレイの位置検出精度が低下してしまう。
【０００８】
本発明は上述した事情に基づいてなされ、その目的とするところは、アンテナがタッチパッドの位置検出用の電極上に配置されながら、位置検出精度の低下が抑制されたアンテナ付タッチパッド入力装置、及び該装置を搭載した電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
【００１０】
第１の解決手段：本発明の一態様によれば、電子機器内の放射ノイズを遮蔽するシールド部材に設けられた開口にて表出する感知面を有するアンテナ付タッチパッド入力装置であって、前記感知面に沿って設けられ、静電容量を測定するための複数の測定領域を構成する電極群と、前記電極群と前記感知面との間に配置され、外部機器と通信を行うためのアンテナと、前記アンテナと前記電極群との間に配置され、電気絶縁性を有するとともに前記電極群よりも高い透磁率を有する磁性部材とを具備することを特徴とするアンテナ付タッチパッド入力装置が提供される。
【００１１】
第１の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナで発生した磁束が、磁性部材の内部に導かれることによって、電極群を通過する磁束の数が減少させられる。このため、電極群で発生する渦電流が抑制され、位置検出精度の低下が抑制される。
【００１２】
第２の解決手段：好ましくは、前記電極群と前記感知面との間における前記磁性部材の厚さは０．５ｍｍ以下であり、前記磁性部材の比透磁率の実数部は１０以上である。
第２の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、磁性部材の厚さが０．５ｍｍ以下であるため、磁性部材によって、静電容量の測定が妨げられることが防止される。
一方、磁性部材の厚さが０．５ｍｍ以下であっても、透磁率の実数部の値が１０以上であるため、磁束が磁性部材の内部に導かれ、電極群を通過する磁束の数が確実に減少させられる。
【００１３】
第３の解決手段：好ましくは、アンテナは、前記電極群と前記感知面との間に配置されたアンテナ用基板に密着して形成されている。
第３の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナがアンテナ用基板に密着して形成されているので、アンテナが確実に支持され、アンテナの変形が防止される。
【００１４】
第４の解決手段：好ましくは、前記アンテナは、円形状若しくは楕円形状の断面形状を有する導線からなる。
第４の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナの断面形状が円形状若しくは楕円形状であるため、アンテナ上に指先等の物体が位置したときに、物体とアンテナとの間に形成される隙間が大きくなり、この隙間を通じて物体が感知される。このため、このアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナを設けたことによる感知面積の縮小がより一層抑制される。
【００１５】
第５の解決手段：好ましくは、前記アンテナは、前記感知面の外縁に沿って複数の巻回数にて渦巻状に延びる導体からなり、前記アンテナの外端が接地され、前記アンテナの内端がキャパシタを介して高周波回路に接続されている。
第５の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、以下に述べるように、感知面における物体の接触を検出可能な領域の面積（有効面積）の縮小が抑制される。
【００１６】
磁界結合型のループアンテナでは、その一端が接地されるけれども、ループアンテナにおける単位長さ当たりの電気抵抗が大きいため、両端では電位が異なる。
ここで、静電容量式のタッチパッド入力装置では、電極群と感知面に接触している物体との間に仮想的なキャパシタが形成されて生じる、静電容量の変化が測定されている。この場合、理論上、電極群と感知面との間に、電位の浮いた電極が入っても、静電容量の変化を測定することの妨げにはならない一方、設置された電極が入ると、静電容量の変化を測定することの妨げになる。
【００１７】
この理論をループアンテナにあてはめてみると、ループアンテナの接地された一方の側は、静電容量の変化を測定することの妨げになる。これに対し、ループアンテナの他方の側の電位は、高周波回路にキャパシタを介して接続されていることから、ループアンテナ自身の電気抵抗によって接地電位に対して浮いている。このため、ループアンテナの他方の側は、接地された一方の側に比べて、静電容量の変化を測定することの妨げにならない。
【００１８】
従って、ループアンテナの巻回数が２回以上である場合には、感知面のより外側に配置されるループアンテナの外端を接地すれば、感知面の内側に配置されるループアンテナの部分は、静電容量の変化を測定することの妨げにならない。この結果として、ループアンテナの存在による感知面の有効面積の縮小が抑制される。
【００１９】
第６の解決手段：好ましくは、前記測定領域の各々で測定された静電容量に基づいて前記感知面に接触する物体の位置を検出する位置検出回路を備え、前記位置検出回路は、前記アンテナの存在に基づく前記感知面における前記静電容量のばらつきを考慮して設定された閾値若しくは当該閾値の設定に必要な演算式を記憶する記憶部と、前記測定領域の各々で測定された静電容量と前記閾値とを比較し、当該比較の結果に基づいて前記感知面に接触する物体の位置を検出する比較判定部とを有する。
【００２０】
第６の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、アンテナの存在に基づく静電容量のばらつきを考慮して閾値が設定されているため、アンテナの存在にかかわらず、静電容量の変化が高精度にて測定される。この結果として、このアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、感知面に接触する物体の位置が高精度にて検出される。
【００２１】
第７の解決手段：好ましくは、前記閾値は、前記アンテナ付タッチパッド入力装置毎に前記感知面に物体が接触していないときに実際に測定した静電容量の初期値に基づいて設定される。
第７の解決手段のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、実際に測定した静電容量の初期値に基づいて閾値が設定されるので、電極群に対するアンテナの相対的な位置が組み立て精度に基づいてばらついたとしても、静電容量の変化が高精度にて測定される。
【００２２】
第８の解決手段：本発明の他の態様として、解決手段１乃至８の何れか一つのアンテナ付タッチパッド入力装置を搭載したことを特徴とする電子機器が提供される。
第８の解決手段の電子機器は、アンテナ付タッチパッド入力装置の位置検出精度の低下が抑制されているので、電子機器を操作する者の狙い通りに円滑に動作する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のアンテナ付タッチパッド入力装置によれば、感知面と電極群との間にアンテナを有していても、アンテナと電極群との間に磁性部材を配置したことにより、感知面に接触する物体の位置が高精度にて検出される。
本発明の電子機器は、アンテナ付タッチパッド入力装置の位置検出精度の低下が抑制されているので、操作する者の狙い通りに円滑に動作する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態のタッチパッド入力装置を搭載したパーソナルコンピュータの外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う概略的な部分断面図である。
【図３】第１実施形態のタッチパッド入力装置の概略的な外観を示す斜視図である。
【図４】図３のタッチパッド入力装置の分解斜視図である。
【図５】図４中のアンテナ層の平面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う概略的な部分断面図である。
【図７】図１のパーソナルコンピュータにおける電気回路を概略的に示すブロック図である。
【図８】図６中のＣ−Ｖ変換部の概略的な構成を説明するための図である。
【図９】アンテナの有無と出力電圧との関係を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態にかかるアンテナ層の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置１０を搭載したラップトップ型のパーソナルコンピュータ（電子機器）１１を示す。コンピュータ１１は本体１２及びディスプレー１４を有し、本体１２とディスプレー１４はヒンジを介して結合されている。ディスプレー１４は、通常平置きされる本体１２に重ね合わされた状態（閉状態）から、ヒンジを支点として回転させられることにより可逆的に、本体１２に対して立った状態（開状態）になる。
【００２６】
ディスプレー１４は、例えば樹脂製のディスプレーハウジング１６を有する。ディスプレーハウジング１６は、扁平な箱形状をなし、例えばＡ４用紙と略等しい大きさを有する。ディスプレーハウジング１６は、閉状態にあるときに本体１２と対向する面（内面）を有するけれども、ディスプレーハウジング１６の内面には、略全域に渡る開口が形成されている。ディスプレーハウジング１６の開口１６ａには、例えば液晶パネル１８が表出している。
【００２７】
本体１２は、扁平な箱形状の樹脂製のメインハウジング２０を有する。
閉状態のときにディスプレー１４と対向するメインハウジング２０の上面には、液晶パネル１８に向かって見たとき奥側、則ちヒンジ側に開口２０ａが設けられ、この開口２０ａ内にキーボード２１が配置されている。なお、メインハウジング２０の上面の大きさは、ディスプレーハウジング１６の内面と略同一である。
【００２８】
また、メインハウジング２０の上面には、キーボード２１よりも手前の中央にも開口２０ｂが形成されている。この開口２０ｂには、アンテナ付タッチパッド入力装置のフェイスシート２２が表出している。
更に、メインハウジング２０の上面には、開口２０ｂよりも手前に開口２０ｃが形成され、この開口２０ｃには、２つのボタン２４ａ，２４ｂがメインハウジング２０の幅方向に並んで表出している。
なお、メインハウジング２０の上面における、開口２０ｂ，２０ｃの両側の領域はパームレストとして機能する。
【００２９】
図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、本体１２の部分的な断面を示す。
メインハウジング２０の内側には、金属製のシールド部材２６が設けられている。シールド部材２６は、メインハウジング２０よりも若干小さな形状をなし、キーボード２１、フェイスシート２２及びボタン２４ａ，２４ｂが表出している領域を除き、メインハウジング２０によって略全域が覆われている。
【００３０】
シールド部材２６の上壁には、メインハウジング２０の開口２０ｂの位置に対応して開口２６ａが形成されている。そして、シールド部材２６の内側には、開口２６ａに対応して、開口２６ａよりも若干大の底板２７が配置されている。底板２７は導電性を有し、底板２７ａとシールド部材２６の上壁との間は、例えば導電性を有する複数の接続部材２７ｂによって、機械的及び電気的に接続されている。
底板２７ａは、シールド部材２６の開口２６ａを塞ぐように配置されているが、底板２７ａは、シールド部材２６の上壁から離間している。このため、底板２７ａ及び接続部材２７ｂは、開口２６ａに連なる凹み２７を形成し、この凹み２７内に、アンテナ付タッチパッド入力装置１０は配置されている。
【００３１】
〔アンテナ付タッチパッド入力装置〕
アンテナ付タッチパッド入力装置１０は、適当なパターンの配線（図示せず）を有するプリント回路基板２８を有し、プリント回路基板２８は、図示しない支持部材によって、凹み２７内に固定されている。
【００３２】
プリント回路基板２８はメインハウジング２０の上面と略平行に配置される。凹み２７の底面、即ち底板２７ａと対向するプリント回路基板２８の下面には、ＬＳＩチップ３０ａ，３０ｂ等の電気素子が実装されている。
開口２０ｂ側に位置するプリント回路基板の上面には、フェイスシート２２を含む積層体３２が固定されている。
【００３３】
図３は、アンテナ付タッチパッド入力装置１０の概略的な外観を示す斜視図である。プリント回路基板２８は、積層体３２と同等の四角形状を有し、プリント回路基板２８の一方の面に積層体３２が固定されている。積層体３２は、プリント回路基板２８の他方の面に実装された電気素子に接続される。
【００３４】
また、プリント回路基板２８に実装された電気素子は、入力端子を介して、シールド部材２６の内部に配置されたマザー基板（図示せず）と接続される。
【００３５】
〔積層体〕
図４は、アンテナ付タッチパッド入力装置１０を分解して示す概略的な斜視図である。
積層体３２は、プリント回路基板２８側から順に、接地電極層３４、Ｙ駆動電極層３６、Ｘ駆動電極層３８、磁性層３９、アンテナ層４０、及び、フェイスシート２２を有する。これら接地電極層３４、Ｙ駆動電極層３６、Ｘ駆動電極層３８、磁性層３９、アンテナ層４０、及び、フェイスシート２２は、接着剤などによって相互に密着している。
【００３６】
接地電極層３４は、略四角形のフィルム基板（接地用基板）３４ａと、フィルム基板３４ａに一体に形成された平面状の接地電極３４ｂとからなる。接地電極３４ｂは、フィルム基板３４ａの一方の面の略全域に渡って一様に広がっているけれども、接地電極３４ｂには、複数のミシン目形状のスリットが形成されている。
【００３７】
Ｙ駆動電極層３６は、略四角形のフィルム基板（Ｙ駆動電極用基板）３６ａと、フィルム基板３６ａに一体に形成された格子形状のＹ駆動電極３６ｂと、同じくフィルム基板３６ａに一体に形成された櫛形状の検出電極３６ｃとからなる。Ｙ駆動電極３６ｂ及び検出電極３６ｃは、相互に噛み合うように配置されながら、フィルム基板３６ａの一方の面の略全域に分布させられている。
具体的には、Ｙ駆動電極３６ｂは、互いに平行な複数の導電性の帯によって構成され、導電性の帯は、パーソナルコンピュータ１１の本体１２の奥行き方向にそれぞれ延び、パーソナルコンピュータ１１の本体１２の幅方向にて相互に一定間隔にて離間している。
【００３８】
検出電極３６ｃは、互いに平行な複数の導電性の帯と、これらの帯の一端を相互に連結する一つの導電性の帯によって構成されている。検出電極３６ｃの複数の導電性の帯も、Ｙ駆動電極３６ｂの複数の導電性の帯と同様に、パーソナルコンピュータ１１の本体１２の奥行き方向にそれぞれ延び、パーソナルコンピュータ１１の本体１２の幅方向にて相互に一定間隔にて離間している。そして、検出電極３６ｃの複数の導電性の帯は、Ｙ駆動電極３６ｂの複数の導電性の帯の間に配置されている。
【００３９】
Ｘ駆動電極層３８は、略四角形のフィルム基板（Ｘ駆動電極用基板）３８ａと、フィルム基板３８ａに一体に形成された格子形状のＸ駆動電極３８ｂとからなる。Ｘ駆動電極３８ｂは、フィルム基板３８ａの一方の面の略全域に分布させられている。具体的には、Ｘ駆動電極３８ｂは、互いに平行な複数の導電性の帯によって構成され、導電性の帯は、パーソナルコンピュータ１１の本体１２の幅方向にそれぞれ延び、パーソナルコンピュータ１１の本体１２の奥行き方向にて相互に一定間隔にて離間している。
【００４０】
従って、Ｙ駆動電極３６ｂ及びＸ駆動電極３８ｂは、積層方向で見たときに、碁盤目状に相互に直交している。そして、検出電極３６ｃ、Ｙ駆動電極３６ｂ及びＸ駆動電極３８ｂは、フェイスシート２２の表面に接触する指先等の物体の位置を検出するための電極群を構成している。
【００４１】
〔アンテナ層〕
アンテナ層４０は、略四角形のフィルム基板（アンテナ用基板）４０ａと、フィルム基板４０ａに一体に形成されたアンテナ４０ｂとからなる。
【００４２】
図５は、アンテナ層４０を示す平面図であり、アンテナ４０ｂは、所定のパターンにて延びる導体の帯からなる。導体の幅は、例えば、０．１ｍｍ以上１．００ｍｍ以下の範囲にある。アンテナ４０ｂは、好ましくは、フィルム基板４０ａの外縁に沿って渦巻き形状に延びるループアンテナであり、ループアンテナの巻回数は好ましくは２回以上である。
なお、導体としては、アルミや銅等の金属を用いることができるが、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の導電性の酸化物を用いてもよい。
【００４３】
図６は、図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿う部分断面図である。アンテナ４０ｂを構成する帯の断面は、例えば四角形である。このようなアンテナ４０ｂは、印刷技術を用いて形成することができる。
【００４４】
〔磁性層〕
図６には、アンテナ層４０とともに、フェイスシート２２及び磁性層（磁性部材）３９がそれぞれ１点鎖線で示されている。磁性層３９は、例えば四角形の薄板形状を有する。
磁性層３９の比透磁率（複素比透磁率）の実数部μ’は、電極群の導体に比べて高く、好ましくは１０以上である。また、磁性層３９の厚さtは、好ましくは０．５ｍｍ以下である。更に、磁性層３９は電気絶縁性を有する。磁性層３９の比誘電率εは、例えば９である。
【００４５】
このような磁性層３９としては、センダストやパーマロイ等の軟磁性粉末が結着剤によって固められたものを用いることができる。
なお、フィルム基板３４ａ，３６ａ，３８ａ，４０ａ、磁性層３９及びフェイスシート２２は、略同じ大きさを有し、４隅を揃えて相互に重ね合わされている。
【００４６】
〔回路構成〕
図７は、アンテナ付タッチパッド入力装置１０を含む、パーソナルコンピュータ１１の概略的な電気回路を示すブロック図である。
パーソナルコンピュータ１１のマザー基板には、ＣＰＵ（中央演算装置）５０及びメモリ５２が実装されている。ＣＰＵ５０は、同じくマザー基板上に実装されたディスクコントローラ５４を介して、シールド部材２６の内部に配置されたハードディスク５６に接続されている。
【００４７】
パーソナルコンピュータ１１の電源が入れられると、ＣＰＵ５０は、ハードディスク５６に記憶されたＢＩＯＳ（ベーシックインプットアウトプットシステム）及びオペレーティングシステムを起動し、その後、操作者の指示に従って、アプリケーションソフトを実行する。
【００４８】
また、ＣＰＵ５０は、マザー基板に実装されたディスプレーコントローラ５８を介して、液晶パネル１８に接続され、液晶パネル１８は、ＢＩＯＳ、オペレーティングシステム及びアプリケーションソフトの入出力画面を表示する。
【００４９】
更に、ＣＰＵ５０は、マザー基板に実装されたキーボードコントローラ６０を介して、キーボード２１に接続され、操作者によるキーボード２１の各ボタンの押下に応じて、オペレーティングシステム又はアプリケーションソフト上での所定の動作を実行する。
【００５０】
その上で、ＣＰＵ５０は、マザー基板に実装されたタッチパッドコントローラ６２を介して、アンテナ付タッチパッド入力装置１０に接続されている。
具体的には、アンテナ付タッチパッド入力装置１０は、Ｘ駆動電極３８ｂ、Ｙ駆動電極３６ｂ、検出電極３６ｃおよび接地電極３４ｂに接続された位置検出回路６４を有する。位置検出回路６４は、Ｘ駆動電極３８ｂ及びＹ駆動電極３６ｂに印加する電圧を走査しながら、Ｘ駆動電極３８ｂ及びＹ駆動電極３６ｂと検出電極３６ｃとの間の静電容量の変化を検出する。そして、位置検出回路６４は、静電容量の変化に基づいて、フェイスシート２２における指先等の接触位置を検出する。
【００５１】
なお、電圧を走査するとは、Ｘ駆動電極３８ｂ及びＹ駆動電極３６ｂの複数の導体の帯に順次電圧を印加することをいう。
従って、瞬間的にみれば、Ｘ駆動電極３８ｂ及びＹ駆動電極３６ｂの導体の帯のうち、電圧が印加された１つの導体の帯と検出電極３６ｃとが協働して１つの測定領域を構成する。
【００５２】
そして、より長い時間範囲でみれば、Ｘ駆動電極３８ｂ、Ｙ駆動電極３６ｂおよび検出電極３６ｃの全ての導体の帯に電圧を順次印加することによって、複数の測定領域がフェイスシート２２に沿って分布させられていることになる。
なお、測定領域には、Ｘ駆動電極３８ｂ、Ｙ駆動電極３６ｂ、及び、検出電極３６ｃの導体の帯上に位置する感知面の領域も含まれる。
そして、位置検出回路６４によって検出された接触位置に関する信号は、インターフェース６６を介して、タッチパッドコントローラ６２に入力される。
【００５３】
本実施形態では、フェイスシート２２の全面が開口２０ｂにて表出し、位置検出回路６４は、フェイスシート２２の全面において、指先等の物体の接触位置を検出可能である。このため、本明細書では、フェイスシート２２の全面を感知面ともいう。
なお、位置検出回路６４及びインターフェース６６は、プリント回路基板に実装されたＬＳＩチップ３０ａ等の電気素子によって構成されているけれども、図４において、Ｘ駆動電極３８ｂ、Ｙ駆動電極３６ｂ、検出電極３６ｃおよび接地電極３４ｂと位置検出回路６４とを接続する配線が省略されている。
【００５４】
ＣＰＵ５０は、フェイスシート２２における指先の接触位置の変化に応じて、オペレーティングシステムによって液晶パネル１８上に表示されるカーソルの位置を変化させる。
【００５５】
また、ボタン２４ａ，２４ｂもインターフェース６６及びタッチパッドコントローラ６２を介してＣＰＵ５０に接続され、例えば、一方のボタン２４ａの押下しながらフェイスシート２２上で指先の位置を変化させると、液晶パネル１８における所定の表示領域が選択され、強調表示される。また、ボタン２４ａを連続して２回押下すると、カーソルの位置に応じて選択された命令が実行される。更に、他方のボタン２４ｂを押下することにより、例えば、メニュー画面が表示される。
【００５６】
一方、図５も併せて参照すると、アンテナ４０ｂの外端は接地され、アンテナ４０ｂの内端は、キャパシタ（コンデンサ）６９を介して整合回路７０に接続されている。キャパシタ６９及び整合回路７０は、プリント回路基板２８に実装された、位置検出回路６４のための電気素子とは別のＬＳＩチップ３０ｂ等の電気素子等によって構成される。
なお、図４においては、アンテナ４０ｂとコンデンサ６９とを接続する配線が省略されている。
【００５７】
整合回路７０は、マザー基板にそれぞれ実装された送受信回路７２及び無線コントローラ７４を介してＣＰＵ５０に接続されている。ＣＰＵ５０は、例えば、常駐のアプリケーションソフトによって、無線コントローラ７４、送受信回路７２、整合回路７０及びアンテナ４０ｂを作動させ、連続的又は間欠的に外部との通信を行う。
なお、送受信回路７２は、マザー基板ではなく、アンテナ付タッチパッド入力装置１０のプリント回路基板２８に実装されていてもよい。
【００５８】
本実施形態では、アンテナ４０ｂは、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）用の磁界型のループアンテナである。操作者がＲＦＩＤタグ（非接触ICカード）をフェイスシート２２上にかざすと、ＲＦＩＤタグとアンテナ４０ｂとの間で、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数帯（短波：ＨＦ帯）による通信が行われる。
【００５９】
例えば、アンテナ４０ｂは、パーソナルコンピュータ１１の正当な使用権限を有するか否かを確認するためのＩＤ認証に用いられる。この場合、パーソナルコンピュータ１１の電源が投入されるとすぐに、無線コントローラ７４、送受信回路７２、整合回路７０及びアンテナ４０ｂに電力が供給され、ＩＤ認証のための通信が行われるように設定されるのが好ましい。
【００６０】
ここで、静電容量の変化に基づいて物体の位置を検出するための位置検出回路６４は、Ｃ−Ｖ変換部６４ａ、記憶部６４ｂ、及び、比較判定部６４ｃを有する。
【００６１】
〔Ｃ−Ｖ変換部〕
Ｃ−Ｖ変換部６４ａは、各測定領域での静電容量の変化を電圧の変化として検出する。
図８は、Ｃ−Ｖ変換部６４ａの概略を示す電気回路図であり、図８中、ＶｉｎはＸ駆動電極３８ｂ又はＹ駆動電極３６ａに印加される電圧（駆動電圧）である。Ｃｉは、Ｘ駆動電極３８ｂ又はＹ駆動電極３６ｂと検出電極３４ｃとの間の静電容量であり、則ち、感知面に物体が接触していないときの静電容量（初期値）である。
【００６２】
Ｃａは、指先等の物体が感知面に接触したときの、Ｘ駆動電極３８ｂ又はＹ駆動電極３６ｂと物体との間の静電容量であり、Ｃｂは、同じく物体が感知面に接触したときの、検出電極３４ｃと物体との間の静電容量である。そして、Ｃｘは、物体が感知面に接触したときの、物体の静電容量である。
【００６３】
従って、Ｃｉ、Ｃａ、Ｃｂ及びＣｘを合成したものが、各測定領域での静電容量（合成容量）Ｃｔということになる。
Ｃ−Ｖ変換部６４ａは、増幅器８０、測定用キャパシタ８２、及び、リセットスイッチ８４を有し、合成容量Ｃｔに応じてＣ−Ｖ変換部６４ａから出力される電圧（出力電圧）Ｖｏｕｔが変化する。
【００６４】
〔記憶部及び比較判定部〕
記憶部６４ｂは閾値を記憶しており、比較判定部６４ｃは、閾値と出力電圧Ｖｏｕｔとを比較して、比較結果に基づいて、感知面、則ち各測定領域に指先等の物体が接触しているか否かを判定する。
ここで、本実施形態では、好ましい態様として、記憶部６４ｂに記憶された閾値は、アンテナ４０ｂの存在に基づく静電容量のばらつきを考慮して設定される。
【００６５】
具体的には、図９に示したように、Ｘ駆動電極３８ｂ又はＹ駆動電極３６ｂの導体の帯とフェイスシート２２との間に、アンテナ４０ｂが存在している測定領域では、アンテナ４０ｂが存在していない測定領域に比べて、静電容量の初期値が低くなり、指先等が接触したときの合成容量も低くなる。
【００６６】
そこで、記憶部６４ｂは、少なくとも２つの閾値を記憶している。第１の閾値は、Ｘ駆動電極３８ｂ又はＹ駆動電極３６ｂの導体の帯とフェイスシート２２との間に、アンテナ４０ｂが存在している測定領域のための閾値である。第２の閾値は、Ｘ駆動電極３８ｂ又はＹ駆動電極３６ｂの導体の帯とフェイスシート２２との間に、アンテナ４０ｂが存在していない測定領域のための閾値である。第１の閾値は第２の閾値に比べて大きい。
【００６７】
好ましくは、閾値は、組み立てられたアンテナ付タッチパッド入力装置１０の１つ１つについて、実際に静電容量の初期値を測定し、測定された初期値に基づいて設定及び記憶させられる。
【００６８】
上述した第１実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置１０によれば、アンテナで発生した磁束が、磁性部材の内部に導かれることによって、電極群を通過する磁束の数が減少させられる。このため、電極群で発生する渦電流が抑制され、位置検出精度の低下が抑制される。
【００６９】
そして、第１実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置１０によれば、磁性部材の厚さが０．５ｍｍ以下であるため、磁性部材によって、静電容量の測定が妨げられることが防止される。
一方、磁性部材の厚さが０．５ｍｍ以下であっても、透磁率の実数部の値が１０以上であるため、磁束が磁性部材の内部に導かれ、電極群を通過する磁束の数が確実に減少させられる。
【００７０】
また、第１実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置１０によれば、アンテナがアンテナ用基板に密着して形成されているので、アンテナが確実に支持され、アンテナの変形が防止される。
【００７１】
更に、第１実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置１０によれば、以下に述べるように、感知面における物体の接触を検出可能な領域の面積（有効面積）の縮小が抑制される。
アンテナ４０ｂは磁界結合型のループアンテナであり、その一端が接地されるけれども、ループアンテナにおける単位長さ当たりの電気抵抗が大きいため、両端では電位が異なる。
【００７２】
ここで、静電容量式のタッチパッド入力装置では、電極群と感知面に接触している物体との間に仮想的なキャパシタが形成されて生じる、静電容量の変化が測定されている。この場合、理論上、電極群と感知面との間に、電位の浮いた電極が入っても、静電容量の変化を測定することの妨げにはならない一方、設置された電極が入ると、静電容量の変化を測定することの妨げになる。
【００７３】
この理論をアンテナ４０ｂにあてはめてみると、アンテナ４０ｂの接地された外端側（外巻部分）は、静電容量の変化を測定することの妨げになる。これに対し、アンテナ４０ｂの内端側（内巻部分）の電位は、整合回路７０及び送受信回路７２等の高周波回路にキャパシタ６９を介して接続されていることから、外巻部分の電気抵抗によって接地電位に対して浮いている。このため、アンテナ４０ｂの内巻部分は、接地された外巻部分に比べて、静電容量の変化を測定することの妨げにならない。
【００７４】
従って、ループアンテナの巻回数が２回以上である場合には、本実施形態のように、感知面のより外側に配置されるアンテナ４０ｂの外端を接地すれば、感知面の内側に配置されるアンテナ４０ｂの部分は、静電容量の変化を測定することの妨げにならない。この結果として、アンテナ４０ｂの存在による感知面の有効面積の縮小が抑制される。
なお、アンテナ４０ｂの外巻部分の直上の感知面の領域は、不感領域として、予め使用しないようにしてもよい。
【００７５】
また更に、第１実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置１０によれば、アンテナ４０ｂの存在に基づく静電容量のばらつきを考慮して閾値が設定されているため、アンテナ４０ｂの存在にかかわらず、静電容量の変化が高精度にて測定される。この結果として、このアンテナ付タッチパッド入力装置１０によれば、感知面に接触する物体の位置が高精度にて検出される。
【００７６】
その上、第１実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置１０によれば、実際に測定した静電容量の初期値に基づいて閾値が設定されるので、電極群に対するアンテナ４０ｂの相対的な位置が組み立て精度に基づいてばらついたとしても、感知面に接触する物体の位置が高精度にて検出される。
【００７７】
そして、第１実施形態のパーソナルコンピュータ１１は、アンテナ付タッチパッド入力装置１０の位置検出精度の低下が抑制されているので、電子機器を操作する者の狙い通りに円滑に動作する。
【００７８】
〔第２実施形態〕
図１０は、第２実施形態のアンテナ付タッチパッド入力装置１０に用いられるアンテナ層９０を示している。アンテナ層９０では、フィルム基板４０ａに対し、別体のアンテナ９０ｂが例えば接着剤を用いて固定されている。アンテナ９０ｂは、断面が円形状の導線を巻回して形成され、第１実施形態の場合と同様に、巻回数が２回のループアンテナである。
なお、アンテナ９０ｂは、断面が楕円形状の導線を巻回して形成されていてもよく、また、フィルム基板４０ａを省略して別の方法により固定されていてもよい。
【００７９】
第２実施形態によれば、アンテナ９０ｂの断面形状が円形状若しくは楕円形状であるため、アンテナ９０ｂ上に指先等の物体が位置したときに、物体とアンテナ９０ｂとの間に形成される隙間が大きくなり、この隙間を通じて物体が感知される。このため、このアンテナ付タッチパッド入力装置１０によれば、アンテナ９０ｂを設けたことによる感知面積の縮小がより一層抑制される。
【００８０】
本発明は、上述した第１実施形態及び第２実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。
例えば、接地電極３４ｂ、検出電極３６ｃ、Ｙ駆動電極３６ｂ及びＸ駆動電極３８ｂは、別々のフィルム基板３４ａ，３６ａ，３８ａに形成されているが、これらを１つ又は２つのフィルム基板の表裏に形成してもよい。あるいは、積層プリント回路基板を用いて、接地電極３４ｂ、検出電極３６ｃ、Ｙ駆動電極３６ｂ及びＸ駆動電極３８ｂを積層プリント回路基板に一体に形成してもよい。
【００８１】
つまり、接地電極層３４、Ｙ駆動電極層３６及びＸ駆動電極層３８は、少なくとも、接地電極３４ｂ、検出電極３６ｃ、Ｙ駆動電極３６ｂ及びＸ駆動電極３８ｂをそれぞれ含んでいればよく、接地電極３４ｂ、検出電極３６ｃ、Ｙ駆動電極３６ｂ及びＸ駆動電極３８ｂを支持する基板の構成は特に限定されない。
更に、検出電極３６ｃを省略し、Ｘ駆動電極３８ｂに電圧を印加しているときにはＹ駆動電極３６ｂを検出電極として利用し、逆に、Ｙ駆動電極３６ｂに電圧を印加しているときにはＸ駆動電極３８ｂを検出電極として利用してもよい。
【００８２】
更に、指先等の接触位置は、直交座標にて検出されたけれども、極座標にて検出されるように電極群を構成しても良い。
また更に、アンテナ４０ｂの巻回数は２回に限定されることはない。
【００８３】
一方、第１実施形態及び第２実施形態では、フェイスシート２２によって感知面が形成されていたけれども、フェイスシート２２を省略してアンテナ層４０等によって感知面を形成してもよい。
【００８４】
また、閾値は、任意の数のアンテナ付タッチパッド入力装置１０についてのみ、実際に静電容量の初期値を測定し、測定された初期値の例えば平均値に基づいて設定及び記憶させられていてもよい。つまり、代表的な初期値に基づいて設定された閾値を全てのアンテナ付タッチパッド入力装置１０で共通に用いてもよい。
【００８５】
あるいは、閾値は、例えば、アンテナ付タッチパッド入力装置１０が起動させられるたびに、各測定領域での静電容量の初期値を測定し、設定されてもよい。この場合、閾値に代えて、初期値から閾値を演算するのに必要な演算式を記憶部６４ｂに記憶させておいてもよい。
【００８６】
また、磁性層３９は四角形状を有していたけれども、少なくともアンテナ４０ｂの直下に存在していればよい。例えば、磁性層３９は、アンテナ４０ｂに沿うようなロの字形状を有していてもよい。
最後に、本発明のアンテナ付タッチパッド入力装置は、ラップトップ型のパーソナルコンピュータに具現化した例で説明されているが、ＰＤＡや携帯電話機の如くのモバイル用途の電子機器にも適用可能であるのは勿論である。
【符号の説明】
【００８７】
１０    アンテナ付タッチパッド入力装置
１１    パーソナルコンピュータ（電子機器）
１２    本体
１４    ディスプレー
１８    液晶パネル
２０    メインハウジング
２０ｂ  開口
２１    キーボード
２２    フェイスシート（感知面）
２６    シールド部材
２６ａ  開口
２７    凹み
２７ａ  底板
２７ｂ  接続部材
２８    プリント回路基板
３４ｂ  接地電極
３６ｂ  Ｙ駆動電極（電極群）
３６ｃ  検出電極（電極群）
３８ｂ  Ｘ駆動電極（電極群）
３９    磁性層（磁性部材）
４０ｂ  アンテナ
【図１】
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【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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