(57)【要約】      （修正有）【課題】座標入力装置において、離れた位置の導電体の位置を検出する。【解決手段】座標入力装置１００は、信号発生部１、送信アンテナ部２、受信アンテナ３及び検出部４を備える。送信アンテナ部２は、交流信号ＳＩＧに応じた電磁波Ｗを送信する複数のアンテナを有する。信号発生部１は、送信アンテナ部２の複数のアンテナのいずれかに交流信号ＳＩＧを出力する。受信アンテナ３は、送信アンテナ部２からの電磁波Ｗを受信する。検出部４は、受信アンテナ３が受信した電磁波Ｗに基づいて複数のアンテナの位置に対応した電磁波Ｗの強度分布を取得し、強度分布のピークの位置に応じて検出位置を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流信号を出力する信号発生部と、
前記交流信号に応じた信号を送受信する複数の第１のアンテナを有する第１の送受信部と、
第１の送受信部との間で前記信号を送受信する１つまたは複数の第２のアンテナを有する第２の送受信部と、
前記第１の送受信部が前記信号を送受信した際に前記複数の第１のアンテナの位置に対応した前記信号の強度分布を取得し、前記強度分布のピークの位置に応じて検出位置を検出する検出部と、を備える、
座標入力装置。
【請求項２】
前記信号発生部は、前記第１の送受信部の前記複数の第１のアンテナのいずれかに前記交流信号を出力し、
複数の第１のアンテナのうち、前記交流信号が供給されたものから前記信号が送信され、
前記第２の送受信部は、２のアンテナで前記信号を受信する、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項３】
前記信号発生部は、前記第２の送受信部に前記交流信号を出力し、
前記第２の送受信部から第２のアンテナで前記信号が送信され、
複数の第１のアンテナのうちのいずれかで前記信号を受信する、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記信号を、導電体を介して受信し、
前記検出位置は、前記導電体の位置を示す、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項５】
前記導電体は、人体である、
請求項４に記載の座標入力装置。
【請求項６】
前記検出部は、１または複数の前記ピークに応じて、１又は複数の前記検出位置を検出する、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項７】
前記複数の第１のアンテナは、所定の方向に整列して配置され、
前記検出部は、前記複数の第１のアンテナについて検出した前記信号の強度を前記所定の方向の位置を変数とする多項式で近似し、前記多項式の値が最大となる前記所定の方向の位置を前記検出位置として検出する、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項８】
前記複数の第１のアンテナは、所定の方向に整列して配置され、
前記検出部は、前記複数の第１のアンテナについて検出した前記信号の強度に前記所定の方向の位置を変数とする予測分布を当てはめ、前記予測分布との相関が最大となる前記所定の方向の位置を前記検出位置として検出する、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項９】
前記検出部は、前記検出位置における前記信号の強度に基づいて、前記第１の送受信部の第１のアンテナと前記第２の送受信部の第２のアンテナとの間に挿入される導電体と前記第１の送受信部の第１のアンテナとの間の距離を検出する、
請求項２に記載の座標入力装置。
【請求項１０】
前記信号発生部は、周波数の異なる複数種類の交流信号を出力し、
前記検出部は、前記信号発生部が第１の周波数の交流信号を出力している場合に前記第１のアンテナを含む平面に平行な位置を検出し、前記信号発生部が前記第１の周波数よりも高い周波数である第２の周波数の交流信号を出力している場合に前記第１のアンテナを含む平面に垂直な位置を検出する、
請求項９に記載の座標入力装置。
【請求項１１】
前記検出部は、
前記複数の第１のアンテナのうち、1つのアンテナ線からの前記信号を、前記複数の第１のアンテナのうちの他のアンテナを介して前記第２の送受信部で受信し、
受信した前記信号の強度が所定値よりも大きい場合に、前記導電体と前記第１の送受信部との間の距離が０である場合の基準強度として設定する、
請求項１０に記載の座標入力装置。
【請求項１２】
前記第１の送受信部は、静電容量式のタッチパネルに組み込まれ、
前記複数の第１のアンテナの全てもしくは複数個は、前記静電容量式のタッチパネルの電極として機能する、
請求項９に記載の座標入力装置。
【請求項１３】
前記静電容量式のタッチパネルの位置検出と並列又は独立に前記信号発生部は、前記第１の送受信部の前記複数の第１のアンテナのいずれかに前記交流信号を出力し、
前記検出部は、前記複数の第１のアンテナのそれぞれについて検出した前記信号の強度を比較して前記検出位置を検出する、
請求項１２に記載の座標入力装置。
【請求項１４】
前記信号発生部及び前記検出部に搬送波を出力する搬送波生成部を更に備え、
前記信号発生部は、前記交流信号と前記搬送波を混合して出力し、
前記第１の送受信部の前記複数の第１のアンテナは、混合された前記交流信号及び前記搬送波に応じた前記信号を送信し、
前記検出部は、前記複数の第１のアンテナのそれぞれについて前記搬送波を除去した後の前記交流信号に対応する前記信号の強度を検出する、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項１５】
前記搬送波生成部は、周波数が時間的に変化する搬送波を出力する、
請求項１４に記載の座標入力装置。
【請求項１６】
前記第２の送受信部を複数備え、
前記検出部は、
前記複数の第１のアンテナのそれぞれについて、複数の前記第２の送受信部のいずれかの第２のアンテナで受信した前記信号の強度を検出し、検出した前記信号の強度を比較して検出位置を検出する、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項１７】
前記第２の送受信部を複数備え、
前記検出部は、
前記複数の第１のアンテナのそれぞれについて、複数の前記第２の送受信部のいずれかの第２のアンテナで受信した前記信号の強度を検出し、検出した前記信号の強度を比較して検出位置を検出したのち、
前記複数の第１のアンテナのそれぞれについて、複数の前記第２の送受信部のうちの他の第２の送受信部の第２のアンテナのいずれかで受信した前記信号の強度を検出し、検出した前記信号の強度を比較して検出位置を検出する、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項１８】
前記複数の第１のアンテナは、
第１の方向に整列した複数の第１のアンテナ組と、
前記第１の方向と異なる第２の方向に整列した複数の第２のアンテナ組と、を含み、
前記検出部は、
前記複数の第１のアンテナ組のそれぞれのアンテナについて、前記第２の送受信部で受信した前記信号の強度を検出し、検出した前記信号の強度を比較して第１の位置として検出し、
前記複数の第２のアンテナ組のそれぞれについて、前記第２の送受信部で受信した前記信号の強度を検出し、検出した前記信号の強度を比較して第２の位置として検出し、
前記第１の位置と前記第２の位置とで表される座標を、前記検出位置として検出する、
請求項１に記載の座標入力装置。
【請求項１９】
導電体の位置を検出する座標入力装置であって、
交流信号を出力する信号発生部と、
前記交流信号に応じた信号を送受信する複数の第１のアンテナを有する第１の送受信部と、
第１の送受信部との間で前記信号を送受信する１つまたは複数の第２のアンテナを有する第２の送受信部と、
前記第１の送受信部が前記信号を送受信した際に前記複数の第１のアンテナの位置に対応した前記信号の強度分布を取得し、前記強度分布のピークの位置に応じて、前記第１の送受信部の前記複数の第１のアンテナと前記第２の送受信部の前記１つまたは複数の第２のアンテナとの間に挿入された前記導電体の位置を検出する検出部と、を備える、
座標入力装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の前記座標入力装置が組み込まれ、
前記第１の送受信部の複数の第１のアンテナは第１の面のみに配置され、
複数の前記第２の送受信部の第２のアンテナそれぞれは、前記第１の面又は前記第１の面とは異なる面に配置される、
携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は座標入力装置及び携帯端末に関し、例えばタッチパネルに組み込まれる座標入力装置とこのタッチパネルを搭載する携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年急激に普及しているスマートフォン、タブレットＰＣなどのモバイル機器では、キーボードやマウスの代わりに、タッチパネルのような座標入力装置が入力インターフェースとして用いられている。タッチパネルは、表示機能と入力機能とを併せ持ち、キーボードやマウスに比べて分かり易く直観的に使用できる入力インターフェースを実現できる。タッチパネルの実現方法として、種々の方式が提案されている。このうち、主流となっている方式は抵抗膜式（特許文献１）と静電容量式（特許文献２）である。
【０００３】
図４４は、一般的な抵抗膜式のタッチパネル８００の例を示す構成図である。タッチパネル８００では、面抵抗が一様な透明抵抗シート８０１の表面に、多数の点状の突起８０２が形成されている。透明抵抗シート８０１と透明電極シート８０３とは重ねられ、突起８０２は透明抵抗シート８０１と透明電極シート８０３とを電気的に分離するスペーサになっている。透明抵抗シート８０１の四辺８０４〜８０７には、ダイオード群８０８〜８１１がそれぞれ接続されている。スイッチ８１３は、極性切替用の２極双投のスイッチである。スイッチ８１３のａ側が閉成されているときは、電流は電源８１２の正極からスイッチ８１３、ダイオード群８１０、透明抵抗シート８０１、ダイオード群８１１、スイッチ８１３を通って電源１２の負極に至るループに流れる。このため、透明抵抗シート８０１には、辺８０６、８０７にほぼ平行な等電位線が生じる。スイッチ８１３のｂ側を閉成すると、電流は電源８１２の正極からスイッチ８１３、ダイオード群８０８、透明抵抗シート８０１、ダイオード群８０９、スイッチ８１３を通って電源１２の負極に至るループに流れる。このため、透明抵抗シート８０１には、辺８０４、８０５にほぼ平行な等電位線が生じる。透明電極シート８０３の上から辺８１４で透明電極シート８０３上の点８１５を押下すると、透明抵抗シート８０１と透明電極シート８０３とは、点８１５とこの点に対応した透明抵抗シート８０１上の点８１６で接触する。従って、透明電極シート８０３には、点８１６の電位が伝達される。点８１６の電位は、点８１６の座標に対応しているため、点８１６の電位を検出回路８１７により検出すると、押下した点の座標が識別される。点８１６の電位は、スイッチ８１３のａ側が閉成されているときはｙ座標、ｂ側が閉成されているときはｘ座標に対応している。そのため、スイッチ８１３を切り替えることにより、点８１５のｘ、ｙ両座標を識別することができる。
【０００４】
以上のように、抵抗膜式（特許文献１）では、抵抗膜を押下して、抵抗膜を押して変形させる必要がある。そのため、抵抗膜に使用する素材には柔軟な素材が必要となる。よって、タッチパネル表面が傷つきやすく、耐久性が劣る。また、指で抵抗膜の複数個所を押す場合、複数個所のうちで抵抗測定点に近い１箇所を押したときと、測定される抵抗値はほぼ変わらない。そのため、複数の指を同時に検出することはできない。
【０００５】
図４５は、一般的な静電容量式のタッチパネルシステム９００の例を示す構成図である。図４５に示すように、タッチパネルシステム９００は、タッチパネル９１０とタッチパネルコントローラ９２０とからなる。タッチパネル９１０は、使用者がタッチ操作を行うことにより信号を入力するセンサ９１１を備えている。タッチパネルコントローラ９２０は、センサ９１１からの信号を受信する入力端子と、入力端子に入力された信号を元に座標値を出力する座標検出手段９２１と、座標検出手段９２１からの座標情報を一定間隔で取り込み、表示装置に出力等を行うＣＰＵ９２２とからなる。座標検出手段９２１は、タッチ操作の感度の変更を行うタッチ操作感度変更手段９２３を有している。
【０００６】
センサ９１１は静電容量方式センサであり、使用者がタッチパネル９１０にタッチ操作した際、センサ９１１を構成している電極が図４５に示すドライブライン−センスライン間の容量値の変化を検出する。
【０００７】
タッチパネル９１０は、Ｍ本のドライブラインＤＬとＬ本のセンスラインＳＬとからなり、その交差箇所に静電容量方式によるセンサ９１１を構成する。タッチ操作の座標検出動作では、ドライブラインＤＬをスキャンしつつ、タッチ操作によるセンサの容量値の変化をセンスラインＳＬにて読み取ることにより、タッチ操作された箇所の座標を検出する。この際、検出される容量値の変化値が小さい場合を考慮して、読み取り動作を複数回行い、タッチパネルからの受信信号を上記複数回の読み取り動作に対応させて複数回積算して信号値を増大させる操作が行われている。
【０００８】
以上のように、静電容量式（特許文献２）では、膜を変形させる必要がないので、タッチパネル表面に硬い素材を使用できる。そのため、抵抗膜式と比べて、耐久性が高い。また、この方式では、縦横の電極の交差部ごとに容量を測定できるので、タッチパネルの複数の位置に指が接触しても、複数の指のそれぞれの位置を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５９−８５５８４公報
【特許文献２】特開２０１２−２４８０３５公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、発明者は、上述のタッチパネルでの位置検出には、以下に示す問題が有ることを見出した。上述で説明した静電容量式では、縦電極と横電極との間の容量に対して指と電極との間の容量が小さいと、容量測定の精度が低下する。このため、タッチパネルから指が離れると指の位置を検出することができない。例えば、静電容量式では、手袋を装着すると、手袋の厚み分だけ指がタッチパネルから離れるので、指の位置を検出できない。
【００１１】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一実施の形態によれば、座標入力装置は、交流信号を出力する信号発生部と、前記交流信号に応じた信号を送受信する複数の第１のアンテナを有する第１の送受信部と、第１の送受信部との間で前記信号を送受信する第２のアンテナを有する第２の送受信部と、前記第１の送受信部が前記信号を送受信した際に前記複数の第１のアンテナの位置に対応した前記信号の強度分布を取得し、前記強度分布のピークの位置に応じて検出位置を検出する検出部と、を備えるものである。
【００１３】
一実施の形態によれば、座標入力装置は、導電体の位置を検出する座標入力装置であって、交流信号を出力する信号発生部と、前記交流信号に応じた信号を送受信する複数の第１のアンテナを有する第１の送受信部と、第１の送受信部との間で前記信号を送受信する第２のアンテナを有する第２の送受信部と、前記第１の送受信部が前記信号を送受信した際に前記複数の第１のアンテナの位置に対応した前記信号の強度分布を取得し、前記強度分布のピークの位置に応じて、前記第１の送受信部の前記複数の第１のアンテナと前記第２の送受信部の前記１つまたは複数の第２のアンテナとの間に挿入された前記導電体の位置を検出する検出部と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
前記一実施の形態によれば、座標入力装置において、離れた位置の導電体の位置を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１にかかる座標入力装置１００の構成を模式的に示す図である。
【図２】信号発生部１及び送信アンテナ部２の構成を模式的に示す図である。
【図３】検出部４の構成を模式的に示すブロック図である。
【図４】送信アンテナ部２と受信アンテナ３との間に導電体が挿入される場合の座標入力装置１００の構成を模式的に示す図である。
【図５】座標入力装置１００を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末１０１をタッチパネル側（表側）から見た場合の一例を示す斜視図である。
【図６】座標入力装置１００を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末１０１をタッチパネル側（表側）とは反対の側（裏側）から見た場合の一例を示す斜視図である。
【図７】携帯端末１０１のユーザが携帯端末１０１を保持する場合の例を示す図である。
【図８】静電容量式のタッチパネル１０３の位置検出の概要を示す回路構成図である。
【図９】座標入力装置１００の位置検出の概要を示す回路構成図である。
【図１０】アンテナ線Ｘ１〜Ｘ５にかかる受信信号の強度を示す図である。
【図１１】アンテナ線Ｙ１〜Ｙ５にかかる受信信号の強度を示す図である。
【図１２】座標入力装置１００における位置検出の距離依存性を示すグラフである。
【図１３】実施の形態２におけるアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５にかかる受信信号の強度を示す図である。
【図１４】実施の形態３におけるアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５にかかる受信信号の強度を示す図である。
【図１５】線状の送信アンテナ部のアンテナ線Ｘ１の断面における電界を模式的に示す図である。
【図１６】平面状の受信アンテナ３の断面における電界を模式的に示す図である。
【図１７】実施の形態５にかかる座標入力装置５００の構成を模式的に示す図である。
【図１８】信号発生部５及び送信アンテナ部２の構成を模式的に示す図である。
【図１９】アンテナ線Ｘ１を断面方向から見た場合の電磁波の広がりを模式的に示す図である。
【図２０】実施の形態６にかかる座標入力装置６００の構成を模式的に示す図である。
【図２１】座標入力装置６００を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末６０１をタッチパネル側（表側）から見た場合の一例を示す斜視図である。
【図２２】座標入力装置６００を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末６０１をタッチパネル側（表側）とは反対の側（裏側）から見た場合の一例を示す斜視図である。
【図２３】受信アンテナ６１〜６３の切り替えタイミングを示す図である。
【図２４】実施の形態７にかかる座標入力装置７００の構成を模式的に示す図である。
【図２５】座標入力装置７００を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末７０１をタッチパネル側（表側）から見た場合の一例を示す斜視図である。
【図２６】受信アンテナ７１及び７２とアンテナ線との対応関係を示す図である。
【図２７】受信アンテナ７３及び７４とアンテナ線との対応関係を示す図である。
【図２８】座標入力装置７００の変形例である座標入力装置を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末７０７をタッチパネル側（表側）から見た場合の一例を示す斜視図である。
【図２９】実施の形態８におけるアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５にかかる受信信号の強度を示す図である。
【図３０】実施の形態８におけるアンテナ線Ｙ１〜Ｙ５にかかる受信信号の強度を示す図である。
【図３１】実施の形態９にかかる座標入力装置９００の構成を模式的に示す図である。
【図３２】指１０と送信アンテナ部２との距離が小さい場合の座標入力装置９００の位置検出を示す図である。
【図３３】座標入力装置９００の動作を示すフローチャートである。
【図３４】実施の形態１０にかかる座標入力装置１０００の構成を模式的に示す図である。
【図３５】静電容量式で指１０の位置を検出する場合の座標入力装置１０００の接続を示す図である。
【図３６】指１０と送信アンテナ部２とが離れている場合の指の位置を検出する場合の座標入力装置１０００の接続を示す図である。
【図３７】座標入力装置１０００の動作を示すフローチャートである。
【図３８】実施の形態１１にかかる座標入力装置１１００の構成を模式的に示す図である。
【図３９】信号発生部７の構成を模式的に示す図である。
【図４０】検出部８の構成を模式的に示す図である。
【図４１】搬送波及び交流信号の周波数を変化させたときのノイズの周波数スペクトルを示す図である。
【図４２】実施の形態１２にかかる座標入力装置での位置検出を模式的に示す図である。
【図４３】受信信号から取り出された低周波数成分の波形の例を示す図である。
【図４４】一般的な抵抗膜式のタッチパネル８００の例を示す構成図である。
【図４５】一般的な静電容量式のタッチパネルシステム９００の例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図面においては、同一要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
【００１７】
実施の形態１
まず、実施の形態１にかかる座標入力装置１００について説明する。図1は、実施の形態１にかかる座標入力装置１００の構成を模式的に示す図である。座標入力装置１００は、信号発生部１、送信アンテナ部２、受信アンテナ３及び検出部４を有する。送信アンテナ部２と受信アンテナ３とは、空間的に離隔して配置される。なお、送信アンテナ部は、単に第１の送受信部とも称する。受信アンテナは、単に第２の送受信部とも称する。
【００１８】
信号発生部１は、送信アンテナ部２に交流信号ＳＩＧを供給する。送信アンテナ部２は、詳細は後述するが、複数のアンテナ線がメッシュ状に配置される。信号発生部１は、交流信号ＳＩＧを、送信アンテナ部２の複数のアンテナ線のいずれか１本に入力する。これにより、送信アンテナ部２の複数のアンテナ線のいずれか１本から、交流信号ＳＩＧを伝達する信号である電磁波Ｗ（電波）が放射される。なお、アンテナ線は、単にアンテナとも称する。
【００１９】
受信アンテナ３は、送信アンテナ部２から放射された信号を受信する。受信アンテナ３は、受信した信号を、受信信号ＲＳ１として検出部４に出力する。交流信号ＳＩＧを送信する信号である電磁波Ｗには、受信アンテナ３の大きさ対して十分に長い波長を有する電磁波を用いる。例えば、電磁波Ｗの波長は、送信アンテナ部２及び受信アンテナ３の大きさの１０倍以上であることが望ましい。つまり、受信アンテナ３の共振周波数よりも低い周波数を有する電磁波を使用する。例えば、周波数が１〜１０ＭＨｚ程度の電磁波の場合、波長は３００〜３０ｍとなる。このため、一般的な１０インチ程度の大きさの携帯端末は、電磁波の波長に比べて十分小さい。この場合、電磁波による信号の伝送は、通常の無線で用いられる遠方界ではなく、近傍界の電磁波によって行われる。近傍界での通信は、遠方界での通信よりも信号強度の距離依存が大きいので、距離判定を容易に行うことができる。
【００２０】
検出部４は、信号発生部１に制御信号ＣＯＮ１を出力し、信号発生部１が送信アンテナ部２のいずれのアンテナ線に交流信号ＳＩＧを供給するかを制御する。そして、検出部４は、受信アンテナ３が受信した信号の強度を検出し、各アンテナ線と受信信号の強度とを関連付ける。検出部４は、制御信号ＣＯＮ１により、所定の時間間隔で交流信号ＳＩＧが供給されるアンテナ線を切り替えることで、送信アンテナ部２のそれぞれについて受信信号の強度を検出することができる。
【００２１】
信号発生部１及び送信アンテナ部２について、詳細に説明する。図２は、信号発生部１及び送信アンテナ部２の構成を模式的に示す図である。信号発生部１は、信号発振部１１、増幅器１２及びマルチプレクサ（multiplexer、以下ＭＵＸと表記する）１３を有する。信号発振部１１は、交流信号ＳＩＧを発振し、増幅器１２へ入力する。増幅器は、交流信号ＳＩＧを増幅して、ＭＵＸ１３へ出力する。
【００２２】
送信アンテナ部２は、Ｙ方向に延伸するアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５、Ｘ方向に延伸するアンテナ線Ｙ１〜Ｙ５により構成される。図２では、Ｘ方向とＹ方向とは互いに直交する。アンテナ線Ｘ１〜Ｘ５は、アンテナ線Ｙ１〜Ｙ５の下方に配置される。図２では、Ｘ方向のアンテナ線及びＹ方向のアンテナ線が５本の場合について示しているが、これは例示に過ぎない。Ｘ方向及びＹ方向のアンテナ線は任意の複数本設けることができ、Ｘ方向のアンテナ線とＹ方向のアンテナ線とは、異なる本数であってもよいし、同じ本数であってもよい。また、Ｙ方向のアンテナ線は、Ｘ方向のアンテナ線の下方に配置されてもよいし、上方に配置されてもよい。
【００２３】
ＭＵＸ１３は、端子ＴＸ１〜ＴＸ５、端子ＴＹ１〜ＴＹ５、端子Ｔｓを有する。端子Ｔｓは、増幅器１２の出力端子と接続される。マルチプレクサの端子ＴＸ１〜ＴＸ５、ＴＹ１〜ＴＹ５は、それぞれアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５、アンテナ線Ｙ１〜Ｙ５と接続される。ＭＵＸ１３は、検出部４からの制御信号ＣＯＮ１に応じて、端子Ｔｓを端子ＴＸ１〜ＴＸ５、ＴＹ１〜ＴＹ５のいずれかに接続する。
【００２４】
検出部４について、詳細に説明する。図３は、検出部４の構成を模式的に示すブロック図である。検出部４は、増幅器４１、フィルタ４２、検波部４３、Ａ／Ｄコンバータ４４及び位置検出部４５を有する。増幅器４１は、受信アンテナ３からの受信信号ＲＳ１を増幅し、フィルタ４２へ出力する。フィルタ４２は、受信信号ＲＳ１からノイズ等の不要な周波数成分を除去した受信信号ＲＳ２を、検波部４３へ出力する。検波部４３は、受信信号ＲＳ２の交流信号の特定周波数成分が持つ振幅や周波数偏移、位相偏移を検出して、それに対応する電圧をＡ／Ｄコンバータ４４へ出力する。Ａ／Ｄコンバータ４４は、アナログ信号である受信信号ＲＳ３をＡ／Ｄ変換し、デジタル信号である受信信号ＲＳｄを位置検出部４５へ出力する。これにより、受信信号の強度は数値化され、位置検出部４５により受信信号の強度を定量的に評価することができる。換言すれば、受信アンテナ３が受信した電磁波Ｗを電圧や電流などの受信信号に変換することで、電磁波Ｗの強度を検出することができる。位置検出部４５は、制御信号ＣＯＮ１で電磁波Ｗを送信するアンテナ線を選択するとともに、そのときの受信信号の強度を検出てアンテナ線と関連づけることができる。位置検出部４５で検出された位置情報ＰＯＳは、適宜外部のコンピュータ等に出力される。
【００２５】
座標入力装置１００では、送信アンテナ部２と受信アンテナ３との間で交流信号ＳＩＧが電磁波Ｗにより空間伝送される。この際、送信アンテナ部２と受信アンテナ３との間に導体が挿入されると、受信アンテナ３で受信する信号の強度が変化する。図４は、送信アンテナ部２と受信アンテナ３との間に導電体が挿入される場合の座標入力装置１００の構成を模式的に示す図である。図４では、導体の一例として、座標入力装置１００のユーザの指１０が挿入される例を示している。送信アンテナ部２と受信アンテナ３との間に指１０が挿入されると、指１０が挿入されない場合と比べて、信号の強度が変化する。よって、検出部４により信号強度の変化を検出することで、送信アンテナ部２と受信アンテナ３との間の指１０の有無を検出することができる。これにより、検出部４は、送信アンテナ部２に対する指１０の位置を検出することができる。
【００２６】
図１及び図４では、送信アンテナ２及び受信アンテナ３について説明したが、送信アンテナ２を受信アンテナとして用い、受信アンテナを送信アンテナとして用いることも可能である。この場合、図２に示す端子ＴＳに、信号発振部１１及び増幅器１２の代わりに、図３に示す検出部４が接続される。また、受信アンテナ３に、信号発振部１１及び増幅器１２が接続される。また、図２において、アンテナ線は直行するＸ方向とＹ方向の２組となっているが、これは例示に過ぎない。例えば、Ｘ方向及びＹ方向に直交するＺ方向などの異なる方向のアンテナ線の組を配置することもできる。
【００２７】
次いで、座標入力装置１００の実装態様について説明する。図５は、座標入力装置１００を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末１０１をタッチパネル側（表側）から見た場合の一例を示す斜視図である。携帯端末１０１は、例えばスマートフォンである。携帯端末１０１の筐体１０２の表側には、タッチパネル１０３が搭載される。送信アンテナ部２はタッチパネル１０３に組み込まれる。送信アンテナ部２に設けられたメッシュ状の複数のアンテナ線は、座標入力装置１００の送信アンテナとして機能するとともに、いわゆる静電容量式のタッチパネル１０３の電極としても機能する。
【００２８】
図６は、座標入力装置１００を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末１０１をタッチパネル側（表側）とは反対の側（裏側）から見た場合の一例を示す斜視図である。携帯端末１０１の筐体１０２の裏側には、受信アンテナ３が配置される。受信アンテナ３は、筐体１０２の外側に配置されてもよいし、筐体１０２の内側に配置されてもよい。すなわち、受信アンテナ３には、指が接触してもよいし、指が接触しなくてもよい。以下、この例に限らず、受信アンテナには、指が接触してもよいし、指が接触しなくてもよい。信号発生部１及び検出部４は、携帯端末１０１の筐体１０２の内部に配置される。
【００２９】
上述のように、座標入力装置１００が携帯端末１０１に組み込まれる場合、携帯端末１０１のユーザは、指でタッチパネル１０３に触れることで、携帯端末１０１を操作する。図７は、携帯端末１０１のユーザが携帯端末１０１を保持する場合の例を示す図である。図７に示すように、ユーザは例えば左手１０ａで携帯端末１０１を保持する。この際、左手１０ａの一部の指が携帯端末１０１の裏側（受信アンテナ３側）に接触する。また、携帯端末１０１を操作するため、ユーザは、左手１０ａの指の一部又は右手１０ｂの指１０をタッチパネルの上方で動かす。左手１０ａの指の一部を動かす場合には、タッチパネル１０３上方の指から受信アンテナ３側の指を通って、電磁波Ｗが伝達される。指１０を動かす場合には、指１０から人体（図７に示す経路Ｌ）を経由して、左手１０ａの指を通って、電磁波Ｗが伝達される。
【００３０】
一方、ユーザの指は、座標入力装置１００にとっては導電体の一種として作用する。この際、ユーザの指がタッチパネル１０３に接しているか、又は離れているかに関わりなく、座標入力装置１００が機能することにより、送信アンテナ部２に対する指の位置を検出することができる。ユーザの指がタッチパネル１０３から離れている場合に座標入力装置１００が指の位置を検出する原理については、後述する。
【００３１】
次いで、静電容量式のタッチパネルの位置検出と座標入力装置１００の位置検出との相違について説明する。まず、静電容量式のタッチパネルの位置検出方法について説明する。図８は、静電容量式のタッチパネル１０３の位置検出の概要を示す回路構成図である。図８では、電極Ｅ１１及びＥ１２、信号発生部１及び電流計ＡＭＭを有する。電極Ｅ１１は、送信アンテナ部２のアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５のいずれかに対応する。電極Ｅ１２は、送信アンテナ部２のアンテナ線Ｙ１〜Ｙ５のいずれかに対応する。
【００３２】
電極Ｅ１１には、発振器Ｓ１から信号が入力される。電極Ｅ１２には電流計ＡＭＭが接続される。電極Ｅ１１と電極Ｅ１２との間には、容量Ｃ１１が生じる。発振器Ｓ１から電極Ｅ１１に信号が入力された状態で、電極Ｅ１１及びＥ１２に指１０が近づくと、電極Ｅ１１と指との間に容量Ｃ１２が生じ、電極Ｅ１２と指との間に容量Ｃ１３が生じる。
【００３３】
容量Ｃ１１、Ｃ１２及びＣ１３による合成容量Ｃｔ１は、以下の式（１）で表される。
【数１】
2015099462.tif 000003
【００３４】
電極Ｅ１１及びＥ１２から指１０が遠ざかると、容量Ｃ１１に比べて容量Ｃ１２及びＣ１３は小さくなるので、指１０の位置の変化に対する容量検出の感度が低下する。つまり、静電容量式では、電極Ｅ１１及びＥ１２から指１０が離れてしまうと、指１０の位置が検出できない。このため、多くの静電容量式のタッチパネルは、タッチパネルに指が接触している必要が有る。静電容量式のタッチパネルから指が遠ざかった時の感度を高めるには、電極Ｅ１１と電極Ｅ１２との間の距離を大きくして容量Ｃ１１を小さくすればよい。しかし、この場合には、電極Ｅ１１と電極Ｅ１２との間の間隔が広がるので、位置検出の分解能が低下してしまう。
【００３５】
次いで、座標入力装置１００の位置検出について説明する。図９は、座標入力装置１００の位置検出の概要を示す回路構成図である。図９では、簡略化のため、送信アンテナ部２のアンテナ線の内、アンテナ線Ｘ１及びＸ２のみを図示している。アンテナ線Ｘ１及びＸ２のそれぞれには、信号発生部１から交流信号ＳＩＧが選択的に入力される。この例では、説明の簡略化のため、アンテナ線Ｘ１に交流信号ＳＩＧが入力される場合について説明するが、交流信号ＳＩＧが供給されるアンテナ線をアンテナ線Ｘ１に限定するものではない。アンテナ線Ｘ１とアンテナ線Ｘ２との間には、容量Ｃ２１が生じる。信号発生部１からアンテナ線Ｘ１に信号が入力された状態で、アンテナ線Ｘ１と受信アンテナ３との間に指１０及び指１１が挿入されると、アンテナ線Ｘ１と指１０との間に容量Ｃ２２が生じ、指１０と受信アンテナ３との間に容量Ｃ２３が生じる。また、アンテナ線Ｘ１と受信アンテナ３との間に容量Ｃ２４が存在する。ここで、指１０と指１１とは電気的に接続されている指であればよく、同じ指でも別の指でも良い。指１０はアンテナ線Ｘ１の近傍にあり、指１１は受信アンテナ３の近傍にあるものとする。
【００３６】
この位置検出方式では、送信アンテナ部２からの信号を、指１０及び指１１を介して受信アンテナに送っている。この方式では、電磁波の波長に対して十分短い距離（送信アンテナ部２と受信アンテナ３との間の距離）で、電磁波を用いた信号伝達を行う。このため、電磁波による信号伝達よりも、電界による信号伝達が支配的となる。そのため、図９では、アンテナ線Ｘ１、指１０、指１１及び受信アンテナ３のそれぞれの間に働く相互作用を容量で表している。信号発生部１からアンテナ線Ｘ２へは交流信号は供給されないので、アンテナ線Ｘ１とアンテナ線Ｘ２との間の容量は影響しない。
【００３７】
ここで、検出部４の入力インピーダンスをＺｉｎ、電磁波の周波数をｆとすると、アンテナ線Ｘ１での送信信号の振幅Ｖｔｘと受信アンテナ３での受信信号の振幅Ｖｒｘとの比は、以下の式（２）で表される。ここで、指１０はアンテナ線Ｘ１の近傍に、指１１は受信アンテナ３の近傍にあるので、Ｃ２４<<Ｃ２２、かつ、Ｃ２４<<Ｃ２３となる。このため、容量Ｃ２４は無視できる。
【数２】
2015099462.tif 000004
【００３８】
式（２）に示すように、送信信号の振幅と受信信号の振幅との比（Ｖｒｘ／Ｖｔｘ）は、容量Ｃ２１には依存しない。また、入力インピーダンスＺｉｎを１／（２πｆＣ２２）及び１／（２πｆＣ２３）に近い値に設定することで、受信信号の振幅と送信信号の振幅との比（Ｖｒｘ／Ｖｔｘ）を大きな値とすることができる。
【００３９】
式（２）に示すように、検出部４は、容量ではなく交流信号の振幅を検出するので、例えばフィルタ回路（図３のフィルタ４２）などを用いることで特定の周波数の信号を取り出すことができる。このため、ノイズ耐性を向上させることが可能である。また、容量Ｃ２１に対する依存性がないため、アンテナ線Ｘ１とアンテナ線Ｘ２との間の距離を狭くしても、検出感度を低下させることなく、位置検出の分解能を高めることができる。
【００４０】
送信アンテナ部２から離れた位置に、例えば指１０が静止している状態で、検出部４は、アンテナ線Ｘ１〜Ｘ５のそれぞれについて受信信号の強度を検出する。これにより、受信信号の強度のＸ方向の位置依存性を示す分布が得られる。また、検出部４は、アンテナ線Ｙ１〜Ｙ５のそれぞれについて受信信号の強度を検出する。これにより、受信信号の強度のＹ方向の位置依存性を示す分布が得られる。以上より、受信信号の強度のＸＹ平面での分布が得られることが理解できる。図１０は、アンテナ線Ｘ１〜Ｘ５にかかる受信信号の強度を示す図である。図１１は、アンテナ線Ｙ１〜Ｙ５にかかる受信信号の強度を示す図である。この例では、Ｘ方向についてはアンテナ線Ｘ３から信号を送信した場合の受信信号の強度が最も大きく、Ｙ方向についてはアンテナ線Ｙ２から信号を送信した場合の受信信号の強度が最も大きい。これにより、この例では、アンテナ線Ｘ３とアンテナ線Ｙ２とが交差する位置の近傍に指１０が存在することを検出できる。
【００４１】
このように、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれについて受信信号が最大となるアンテナ線を特定することで、送信アンテナ部２に対する指（導体）の位置を検出できることが理解できる。
【００４２】
次いで、座標入力装置１００における位置検出の距離依存性について説明する。前述したように、座標入力装置１００では、電磁波による信号の伝送は、通常の無線で用いられる遠方界ではなく、近傍界の電磁波によって行われる。近傍界での通信は、遠方界での通信よりも信号強度の距離依存が大きいので、距離判定を容易に行うことができる。
【００４３】
図１２は、座標入力装置１００における位置検出の距離依存性を示すグラフである。図１２において、横軸は交流信号の周波数であり、縦軸は検出部４が検出する受信信号の強度（電圧）を示す。図１２では、指がタッチパネル１０３に接している場合の受信信号強度をＬ１（実線）で、指がタッチパネル１０３から５ｍｍ程度離れている場合の受信信号強度をＬ２（破線）で示している。
【００４４】
図１２に示すように、受信信号の強度は、指がタッチパネル１０３から遠ざかるにつれて弱くなる。したがって、検出部４は、受信信号のピークの強度を測定することで、検出した指がタッチパネル１０３からどの程度離れているかを検出することも可能である。
【００４５】
なお、上述では、１か所の位置検出のみを行う場合について説明したが、これは例示に過ぎない。例えば、受信信号の２番目に大きなピーク、３番目に大きなピークなど、複数のピークを検出することで、複数本の指の位置を検出できることはいうまでもない。
【００４６】
本構成では、第１の送受信部と第２の送受信部との間で電磁波を伝送する。そして、第１の送受信部と第２の送受信部との間に挿入される導電体による受信信号の強度変化を、第１の送受信部又は第２の送受信部に設けた複数のアンテナの位置に結び付けることで、信号強度のピーク位置を検出する。これにより、第１の送受信部又は第２の送受信部が設けられた面における導電体の２次元的位置を特定できる。更に、信号強度を評価することで、第１の送受信部又は第２の送受信部が設けられた面に対する導電体の距離を検出することが可能である。したがって、本構成によれば、第１の送受信部と第２の送受信部との間に挿入された導電体の３次元的位置を特定することも可能である。
【００４７】
その結果、本構成では、導電体が第１の送受信部及び第２の送受信部に接触しているか否かにかかわらず、導電体の位置を検出することが可能となる。その結果、静電容量方式のタッチパネルのように、指がタッチパネルに接触していない場合に、指の位置を検出することができないという課題を解決することができる。
【００４８】
なお、上述では、第１の送受信部から信号を送信し、第２の送受信部が信号を受信するものとして説明した。しかし、第２の送受信部から信号を送信し、第１の送受信部が信号を受信する構成とすることもできる。この場合、信号発生部１を第２の送受信部に接続し、検出部４を第１の送受信部に接続すればよい。
【００４９】
実施の形態２
次に、実施の形態２にかかる座標入力装置について説明する。本実施の形態では、座標入力装置１００の検出部４の位置検出部４５における位置検出方法の変形例について説明する。
【００５０】
実施の形態１では、位置検出部４５が、Ｘ方向とＹ方向について、受信信号の強度が最大のアンテナ線を特定することで、指の位置を検出する方法について説明した。しかし、この方法だと、位置検出の分解能はアンテナ線の配置ピッチに制限されてしまう。本実施の形態では、アンテナ線の配置ピッチを狭めることなく、位置検出の分解能を高める方法について説明する。
【００５１】
図１３は、実施の形態２におけるアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５にかかる受信信号の強度を示す図である。図１３に示すように、位置検出部４５は、アンテナ線Ｘ１〜Ｘ５の受信信号の強度のデータに最も近似する多項式Ｆ１を生成する。そして、位置検出部４５は、多項式Ｆ１のピークのＸ座標ＸＰを検出する。同様に、アンテナ線Ｙ１〜Ｙ５に対応する受信信号の強度についても同様の多項式近似を行い、多項式のピークのＹ座標ＹＰを検出する。これにより、位置検出部４５は、座標（ＸＰ、ＹＰ）を指の位置として検出することができる。
【００５２】
本実施の形態では、各アンテナ線間を多項式で内挿することで、位置検出の分解能をアンテナ線の配置ピッチよりも小さくすることができる。これにより、実施の形態１と比べて、より位置検出の分解能が優れた座標入力装置を実現できる。
【００５３】
実施の形態３
次に、実施の形態３にかかる座標入力装置について説明する。本実施の形態では、座標入力装置１００の検出部４の位置検出部４５における位置検出方法の変形例について説明する。
【００５４】
実施の形態１では、位置検出部４５が、Ｘ方向とＹ方向について、受信信号の強度が最大のアンテナ線を特定することで、指の位置を検出する方法について説明した。しかし、この方法だと、位置検出の分解能はアンテナ線の配置ピッチに制限されてしまう。本実施の形態では、アンテナ線の配置ピッチを狭めることなく、位置検出の分解能を高める方法について説明する。
【００５５】
図１４は、実施の形態３におけるアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５にかかる受信信号の強度を示す図である。位置検出部４５は、受信信号の予想分布が予め記憶されており、この分布をデータと照合することで、指の位置を検出する。図１４に示すように、位置検出部４５は、アンテナ線Ｘ１〜Ｘ５の受信信号の強度のデータに、予想分布Ｄを当てはめる。この際、アンテナ線Ｘ１〜Ｘ５の受信信号の強度のデータと予想分布Ｄとの相関が最大となるように、当てはめを行う。そして、位置検出部４５は、予想分布ＤのピークのＸ座標ＸＰを検出する。同様に、アンテナ線Ｙ１〜Ｙ５に対応する受信信号の強度についても同様に予想分布を当てはめ、予想分布のピークのＹ座標ＹＰを検出する。この際、アンテナ線Ｙ１〜Ｙ５の受信信号の強度のデータと予想分布との相関が最大となるように、当てはめを行う。これにより、位置検出部４５は、座標（ＸＰ、ＹＰ）を指の位置として検出することができる。
【００５６】
本実施の形態では、各アンテナ線に対応する受信信号強度に予想分布を当てはめることで、位置検出の分解能をアンテナ線の配置ピッチよりも小さくすることができる。これにより、実施の形態１と比べて、より位置検出の分解能が優れた座標入力装置を実現できる。
【００５７】
実施の形態４
次に、実施の形態４にかかる座標入力装置について説明する。本実施の形態では、送信アンテナ部２のアンテナ線及び受信アンテナ３の形状の影響について説明する。図１５は、線状の送信アンテナ部２のアンテナ線Ｘ１の断面における電界を模式的に示す図である。なお、アンテナ線Ｘ１は代表例に過ぎず、アンテナ線Ｘ２〜Ｘ５、Ｙ１〜Ｙ５も同様の電界を形成する。図１６は、平面状の受信アンテナ３の断面における電界を模式的に示す図である。図１５及び図１６には、それぞれ等電位線ＥＬを表示している。受信アンテナ３は平面状であるので、指１０が受信アンテナ３近傍にある場合、伝送される信号の強度は距離の１乗分の１で変化する。これに対し、アンテナ線Ｘ１は線状であるので、指１０が受信アンテナ近傍にある場合、伝送される信号の強度は距離の２乗分の１で変化する。すなわち、線状のアンテナ線Ｘ１は信号強度の距離依存性が大きく、平面状の受信アンテナ３は距離依存性が小さい。
【００５８】
つまり、送信アンテナ部２のアンテナ線を線状とし、受信アンテナ３を平面状とすることで、信号強度に対する受信アンテナ３と人体との距離の依存性を小さくすることができる。これにより、送信アンテナ部２のアンテナ線と指１０との間の距離を、高い精度で検出することができる。
【００５９】
実施の形態５
次に、実施の形態５にかかる座標入力装置５００について説明する。座標入力装置５００は、実施の形態１にかかる座標入力装置１００の変形例である。図１７は、実施の形態５にかかる座標入力装置５００の構成を模式的に示す図である。座標入力装置５００は、座標入力装置１００の信号発生部１を、信号発生部５に置換した構成を有する。座標入力装置５００のその他の構成は、座標入力装置１００と同様である。
【００６０】
図１８は、信号発生部５及び送信アンテナ部２の構成を模式的に示す図である。信号発生部５は、信号発生部１の信号発振部１１を信号発振部５１に置換した構成を有する。信号発振部５１は、検出部４からの制御信号ＣＯＮ１に応じて、周波数が異なる交流信号を出力する。この例では、信号発振部５１が周波数ｆ１の交流信号ＳＩＧ１又は周波数ｆ２の交流信号ＳＩＧ２を出力する例を図示している。図面の簡略化のため、図１８では、ＭＵＸ１３の内部構造の表示を省略している。例えば、周波数ｆ１を１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚ、周波数ｆ２を１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚに設定することができる。なお、信号発振部が出力する信号の周波数は２通りではなく、３通り以上でもよい。
【００６１】
一般に、電磁波の周波数が高いほど、アンテナの指向性は強くなる。図１９は、アンテナ線Ｘ１を断面方向から見た場合の電磁波の広がりを模式的に示す図である。図９では、電磁波の周波数が高い場合の電界の広がりを実線Ｌ１１、電磁波の周波数が低い場合の電界の広がりを破線Ｌ１２で表示している。なお、アンテナ線Ｘ１は代表例に過ぎず、アンテナ線Ｘ２〜Ｘ５、Ｙ１〜Ｙ５でもアンテナ線Ｘ１と同様である。低周波数の信号を用いると、得られる信号強度の指の位置に対する依存性は小さくなり、アンテナ間での信号強度の差は小さくなる。一方、高周波数の信号を用いると、得られる信号強度の指の位置に対する依存性が大きくなり、アンテナ間での信号強度の差は大きくなる。
【００６２】
電磁波の周波数の相違による影響を利用すれば、以下のような位置検出を実現できる。まず、低周波数の信号の強度を測定し、指と送信アンテナ部２との間の距離を推定する。低周波数の信号を用いる場合のアンテナの指向性は弱いので、送信アンテナ部２の主面に平行な方向の位置依存性が小さくなる。その結果、送信アンテナ部２の主面に垂直な方向に対する距離の測定精度が向上する。
【００６３】
次に、高周波数の信号を用いるとアンテナの指向性が強いので、アンテナ間での信号強度の差が大きくなる。よって、送信アンテナ部２の主面に平行な方向の位置依存性が大きくなる。その結果、送信アンテナ部２の主面に平行な方向での指の位置の検出精度が高くなる。
【００６４】
以上のように、交流信号の周波数を時間的に変化させることで、送信アンテナ部２の主面に垂直な方向に対する距離の測定精度と、送信アンテナ部２の主面に平行な方向での指の位置の検出精度の双方を向上させることができる。
【００６５】
実施の形態６
次に、実施の形態６にかかる座標入力装置６００について説明する。座標入力装置６００は、実施の形態１にかかる座標入力装置１００の変形例である。図２０は、実施の形態６にかかる座標入力装置６００の構成を模式的に示す図である。座標入力装置６００は、受信アンテナを複数有する。図２０は、座標入力装置６００が受信アンテナ６１〜６３を有する例を図示している。そして、受信アンテナ６１〜６３は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６０により、検出部４と択一的に接続される。なお、検出部４は、制御信号ＣＯＮ２により、検出部４に受信アンテナ６１〜６３のいずれを接続するかを制御することができる。
【００６６】
次いで、受信アンテナ６１〜６３の配置態様について説明する。図２１は、座標入力装置６００を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末６０１をタッチパネル側（表側）から見た場合の一例を示す斜視図である。携帯端末６０１は、筐体６０２の表面６０４に、タッチパネル６０３が設けられている。タッチパネル６０３には、送信アンテナ部２が組み込まれている。この例では、受信アンテナ６１は、表面６０４のタッチパネル６０３の外周部に配置される。受信アンテナ６２は、携帯端末６０１の側面６０５に配置される。
【００６７】
図２２は、座標入力装置６００を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末６０１をタッチパネル側（表側）とは反対の側（裏側）から見た場合の一例を示す斜視図である。受信アンテナ６３は、携帯端末６０１の裏面６０６に配置される。
【００６８】
裏面６０６に配置された受信アンテナ６３は、携帯端末６０１を手に持っている時は効率的に電磁波を受信できる。しかし、裏面を下にして携帯端末６０１を机の上に置くと裏面６０６は隠れてしまうので、受信アンテナ６３は電磁波を受信しにくくなる。ところが、表面６０４の受信アンテナ６１と側面６０５の受信アンテナ６２とは露出しているので、電磁波を受信しやすい。このように、受信感度が最適となる受信アンテナは、座標入力装置を組み込んだ携帯端末の使い方によって変化する。よって、携帯端末６０１のように、複数の受信アンテナを異なる面に配置することで、座標入力装置を組み込んだ端末の使い方による受信感度の変化に対応することができる。
【００６９】
また、受信アンテナ６１〜６３の切り替えは、順番に行うことができる。図２３は、受信アンテナ６１〜６３の切り替えタイミングを示す図である。送信アンテナ部２のアンテナ線は１０本あるので、１０本のアンテナ線に対応する受信強度を測定するごとに、用いる受信アンテナを切り替えることができる。そして、受信アンテナ６１〜６３のうち、受信強度が最適となるようなもの、例えばもっとも各アンテナ線に対応する平均的な受信強度が最も強くなる受信アンテナを決定する。そして、決定した受信アンテナで受信した信号強度を用いて、指の位置検出を行えばよい。
【００７０】
上述の受信アンテナの切り替えは継続的に行ってもよいし、最適な受信アンテナを決定したのちは受信アンテナの切り替えを中止し、決定した受信アンテナを継続して用いてもよい。
【００７１】
なお、本実施の形態では、受信アンテナが３つの場合について説明したが、受信アンテナは２又は４以上であってもよい。
【００７２】
実施の形態７
次に、実施の形態７にかかる座標入力装置７００について説明する。座標入力装置７００は、実施の形態６にかかる座標入力装置６００の変形例である。図２４は、実施の形態７にかかる座標入力装置７００の構成を模式的に示す図である。座標入力装置７００は、座標入力装置６００と同様に、受信アンテナを複数有する。図２４は、座標入力装置７００が受信アンテナ７１〜７５を有する例を図示している。受信アンテナ７１〜７５は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）７０により、検出部４と択一的に接続される。なお、検出部４は、制御信号ＣＯＮ３により、検出部４に受信アンテナ７１〜７５のいずれを接続するかを制御することができる。
【００７３】
次いで、受信アンテナ７１〜７５の配置態様について説明する。図２５は、座標入力装置７００を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末７０１をタッチパネル側（表側）から見た場合の一例を示す斜視図である。携帯端末７０１は、筐体７０２の表面７０４に、タッチパネル７０３が設けられている。タッチパネル７０３には、送信アンテナ部２が組み込まれている。この例では、受信アンテナ７１〜７４は、表面６０４のタッチパネル６０３の外周部に配置される。なお、受信アンテナ７５は、受信アンテナ６３と同様の位置に配置されるため、詳細な説明を省略する。
【００７４】
図２５に示すように、携帯端末７０１の表面７０４の中央部には、タッチパネル７０３が配置される。受信アンテナ７１〜７４は、表面７０４表面のタッチパネル７０３の周辺部に配置される。受信アンテナ７１及び７２は、Ｘ方向を長手方向とする帯状のアンテナである。図２６は、受信アンテナ７１及び７２とアンテナ線との対応関係を示す図である。受信アンテナ７１及び７２は、送信アンテナ部２のアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５から電磁波が放射される際の受信に用いられる。
【００７５】
受信アンテナ７１及び７２は、送信アンテナ部２を挟んで対向配置される。受信アンテナ７３及び７４は、Ｙ方向を長手方向とする帯状のアンテナである。受信アンテナ７３及び７４は、送信アンテナ部２を挟んで対向配置される。図２７は、受信アンテナ７３及び７４とアンテナ線との対応関係を示す図である。受信アンテナ７３及び７４は、送信アンテナ部２のアンテナ線Ｙ１〜Ｙ５から電磁波が放射される際の受信に用いられる。
【００７６】
携帯端末７０１では、受信アンテナと各アンテナ線との距離が等しくなる。具体的には、受信アンテナ７１とアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５との間の距離は、Ｌｘに統一されている。また、図には記載していないが、受信アンテナ７２とアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５との間の距離は、Ｌｘｂに統一されている。ここで、ＬｘとＬｘｂとは同一でもよいし、異なっていてもよい。受信アンテナ７３及び７４とアンテナ線Ｙ１〜Ｙ５との間の距離は、Ｌｙに統一されている。また、図には記載していないが、受信アンテナ７４とアンテナ線Ｙ１〜Ｙ５との間の距離は、Ｌｙｂに統一されている。ここで、ＬｙとＬｙｂとは同一でもよいし、異なっていてもよい。これにより、指がパネルに接近していないときに各送信アンテナから受信アンテナに伝わる信号強度が均一となるので、指の位置の検出精度を高めることができる。
【００７７】
上述では、受信アンテナ７１及び７２を有する例について説明したが、これは例示にすぎず、受信アンテナ７１及び７２のいずれか一方のみを配置してもよい。また、受信アンテナ７３及び７４を有する例について説明したが、これは例示にすぎず、受信アンテナ７３及び７４のいずれか一方のみを配置してもよい。
【００７８】
さらに、受信アンテナを配置する位置は、タッチパネルが配置された表面に限られない。以下では、座標入力装置７００の変形例について説明する。図２８は、座標入力装置７００の変形例である座標入力装置を実装したタッチパネルが搭載される携帯端末７０７をタッチパネル側（表側）から見た場合の一例を示す斜視図である。図２８では、携帯端末７０７の側面７０８にＸ方向を長手方向とする受信アンテナ７６が配置され、側面７０５にＹ方向を長手方向とする受信アンテナ７７が配置される。
【００７９】
携帯端末７０７の側面７０８はＹ方向に垂直な面である。Ｘ方向を長手方向とする受信アンテナ７６は、側面７０８上に配置される。よって、受信アンテナ７６とアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５との間の距離は、Ｌｘに統一される。
【００８０】
携帯端末７０７の側面７０５はＸ方向に垂直な面である。Ｙ方向を長手方向とする受信アンテナ７７は、側面７０５上に配置される。よって、受信アンテナ７７とアンテナ線Ｙ１〜Ｙ５との間の距離は、Ｌｙに統一される。
【００８１】
したがって、携帯端末７０７では、携帯端末７０１と同様に、受信アンテナと各アンテナ線との距離が等しくなる。これにより、指がパネルに接近していないときに各送信アンテナから受信アンテナに伝わる信号強度が均一となるので、指の位置の検出精度を高めることができる。
【００８２】
なお、本実施の形態では、受信アンテナが５つの場合について説明したが、受信アンテナは２〜４又は６以上であってもよい。
【００８３】
実施の形態８
次に、実施の形態８にかかる座標入力装置について説明する。本実施の形態では、座標入力装置１００の検出部４の位置検出部４５において、誤検出を防止する方法について説明する。
【００８４】
図２９は、実施の形態８におけるアンテナ線Ｘ１〜Ｘ５かかる受信信号の強度を示す図である。この例では、アンテナ線Ｘ３を用いた場合の信号強度が最大となっている。図３０は、実施の形態８におけるアンテナ線Ｙ１〜Ｙ５にかかる受信信号の強度を示す図である。この例では、アンテナ線Ｙ１〜Ｙ５のそれぞれで、信号強度はほぼ等しい低い値となっている。
【００８５】
もし、指が送信アンテナ部２に近づくと、Ｘ方向（アンテナ線Ｘ１〜Ｘ５）のいずれかで信号強度のピークが生じる。また、Ｙ方向（アンテナ線Ｙ１〜Ｙ５）のいずれかで信号強度のピークが生じる。座標入力装置１００は、Ｘ方向のピークとＹ方向のピークを用いることで、指の位置をＸＹ座標として検出できる。
【００８６】
しかし、本実施の形態では、Ｘ方向には信号強度のピークが生じているが、Ｙ方向には信号強度のピークが生じていない。つまり、この場合、Ｘ方向には信号強度のピークは、指が送信アンテナ部２に接近したことで生じたものではないことがわかる。つまり、Ｘ方向の信号強度及びＹ方向の信号強度のいずれか一方にピークが生じた場合には、指の接近以外の要因により誤ってピークを検出したものとして、位置検出を行わない措置をとることができる。
【００８７】
例えば、Ｘ方向の信号強度に閾値Ｘｔｈ、Ｙ方向の信号強度に閾値Ｙｔｈを設定する。そして、Ｘ方向の信号強度が閾値Ｘｔｈ以上となり、かつ、Ｙ方向の信号強度が閾値Ｙｔｈ以上となる場合に、指の位置検出を行えばよい。
【００８８】
以上の通り、Ｘ方向の信号強度及びＹ方向の信号強度の双方にピークが生じる場合に位置検出を実行することで、誤った位置検出を防止することができる。
【００８９】
実施の形態９
次に、実施の形態９にかかる座標入力装置９００について説明する。図３１は、実施の形態９にかかる座標入力装置９００の構成を模式的に示す図である。座標入力装置９００は、実施の形態１にかかる座標入力装置１００にマルチプレクサ（ＭＵＸ）９０を追加した構成を有する。ＭＵＸ９０は、送信アンテナ部２の１０本のアンテナ線及び受信アンテナ３のいずれかと検出部４とを接続するように構成される。なお、検出部４は、制御信号ＣＯＮ４により、検出部４に送信アンテナ部２の１０本のアンテナ線及び受信アンテナ３のいずれを接続するかを制御することができる。
【００９０】
座標入力装置９００は、指と送信アンテナ部２との距離が大きい場合には、図９で示すように、受信アンテナ３を用いて電磁波を受信して、指の位置を検出する。この場合、ＭＵＸ９０は、受信アンテナ３と検出部４とを接続する。
【００９１】
これに対し、座標入力装置９００は、指と送信アンテナ部２との距離が小さい場合には、送信アンテナ部２のアンテナ線のみを用いて指の位置を検出することができる。以下、送信アンテナ部２のアンテナ線のみを用いた指の位置検出のメカニズムについて説明する。
【００９２】
図３２は、指１０と送信アンテナ部２との距離が小さい場合の座標入力装置９００の位置検出を示す図である。図３２では、簡略化のため、送信アンテナ部２のアンテナ線の内、アンテナ線Ｘ１及びＸ２のみを図示している。指と送信アンテナ部２との距離が小さい場合には、信号発生部１はアンテナ線Ｘ１に交流信号を供給する。そして、ＭＵＸ９０は、アンテナ線Ｘ２と検出部４とを接続する。この場合、アンテナ線Ｘ１とアンテナ線Ｘ２との間には容量Ｃ３１が生じる。アンテナ線Ｘ１と指との間には容量Ｃ３２が生じる。指とアンテナ線Ｘ２との間には容量Ｃ３３が生じる。
【００９３】
検出部４の入力インピーダンスをＺｉｎ、電磁波の周波数をｆとすると、アンテナ線Ｘ１での送信信号の振幅Ｖｔｘとアンテナ線Ｘ２（受信アンテナ）での受信信号の振幅Ｖｒｘとの比は、以下の式（３）で表される。
【数３】
2015099462.tif 000005
【００９４】
ここで、指がタッチ部から遠くにある場合はＣ３２＜＜Ｃ３１かつＣ３３＜＜Ｃ３１であるので、式（３）は、以下の式（４）で近似できる。
【数４】
2015099462.tif 000006
【００９５】
この場合、受信信号の振幅は容量Ｃ３２及びＣ３３に依存しない。すなわち、受信信号の振幅は指の位置に依存しない。つまり、送信アンテナ部２から指が離れている場合には、受信信号の強度は指の位置に依存しない。これに対し、指が送信アンテナ部２に近接している場合、すなわち指がタッチパネルに接触している場合には、上述の式（１）で位置検出が行われる。これにより、指が送信アンテナ部２に近接している場合（指がタッチパネルに接触している場合）のみに、受信信号の強度が変化するので、アンテナ線を受信アンテナに用いることで、指が送信アンテナ部２に近接しているか否か（指がタッチパネルに接触しているか否か）を正確に判定することができる。
【００９６】
指が送信アンテナ部２に近接しているか否か（指がタッチパネルに接触しているか否か）を正確に判定することを利用して、座標入力装置９００は、以下で説明する動作を行うことができる。図３３は、座標入力装置９００の動作を示すフローチャートである。
【００９７】
ステップＳ１１
座標入力装置９００は、起動時には、図３２に示すように、アンテナ線を受信アンテナとして用いる（近距離用接続）。
【００９８】
ステップＳ１２
検出部４は、指が送信アンテナ部２に近接しているか否か（指がタッチパネルに接触しているか否か）を判定する。
【００９９】
ステップＳ１３
指が送信アンテナ部２に近接している（指がタッチパネルに接触している）場合には、検出部４は、接続関係を維持する。そして、測定した信号の値を、指とタッチパネルとの間の距離が０である場合の基準値として設定する。その後、ステップＳ１１へ戻る。
【０１００】
ステップＳ１４
指が送信アンテナ部２に近接していない（指がタッチパネルに接触していない）場合には、検出部４は、ＭＵＸ９０の接続を切り替える（遠距離用接続へ変更）。これにより、受信アンテナ３と検出部４とが接続され、指が送信アンテナ部２に近接していない（指がタッチパネルに接触していない）ときでも、検出部４は指の位置を検出するこができる。なお、指とタッチパネルとの間の距離が０である場合の基準値が設定されているので、精度よく指とタッチパネルとの間の距離を測定することが可能である。その後は、ステップＳ１１へ戻る。
【０１０１】
よって、本構成によれば、近距離用接続時に基準値を校正することができるので、指が送信アンテナ部（タッチパネル）から離れている場合でも、指と送信アンテナ部（タッチパネル）との間の距離を精度よく検出することができる。
【０１０２】
実施の形態１０
次に、実施の形態１０にかかる座標入力装置１０００について説明する。図３４は、実施の形態１０にかかる座標入力装置１０００の構成を模式的に示す図である。座標入力装置１０００は、実施の形態１にかかる座標入力装置１００にＭＵＸ１４と電流計ＡＭＭとを追加した構成を有する。ＭＵＸ１４は、送信アンテナ部２の１０本のアンテナ線と電流計ＡＭＭとを接続するように構成される。なお、検出部４は、制御信号ＣＯＮ５により、検出部４にアンテナ線のいずれを接続するかを制御することができる。
【０１０３】
図３５は、静電容量式で指１０の位置を検出する場合の座標入力装置１０００の接続を示す図である。図３５では、簡略化のため、送信アンテナ部２のアンテナ線の内、アンテナ線Ｘ１及びＸ２のみを図示している。この例では、ＭＵＸ１３は、信号発振部１１とアンテナ線Ｘ１とを接続する。ＭＵＸ１４は、アンテナ線Ｘ２と電流計ＡＭＭとを接続する。これにより、図８で示す場合と同様に、静電容量式での位置検出が可能となる。
【０１０４】
図３６は、指１０と送信アンテナ部２とが離れている場合の指の位置を検出する場合の座標入力装置１０００の接続を示す図である。図３６では、簡略化のため、送信アンテナ部２のアンテナ線の内、アンテナ線Ｘ１及びＸ２のみを図示している。この例では、ＭＵＸ１３は、信号発振部１１とアンテナ線Ｘ１とを接続する。ＭＵＸ１４は、電流計ＡＭＭをいずれのアンテナ線とも接続しない。これにより、図９で示す場合と同様に、指と送信アンテナ部２とが離れている場合でも、指の位置検出が可能となる。
【０１０５】
静電容量式と指と送信アンテナ部２とが離れている場合の位置検出方式とを併用することで、座標入力装置１０００は、以下で説明する動作を行うことができる。図３７は、座標入力装置１０００の動作を示すフローチャートである。
【０１０６】
ステップＳ２１
座標入力装置１０００は、起動時には、図３５に示すように、静電容量式での位置検出を行う接続を行う。すなわち、ＭＵＸ１３によって信号発生部１とアンテナ線（図３５のアンテナ線Ｘ１）とを接続し、ＭＵＸ１４によってアンテナ線（図３５のアンテナ線Ｘ２）と電流計ＡＭＭとを接続する。
【０１０７】
ステップＳ２２
検出部４は、指がタッチパネルに接触しているか否かを判定する。
【０１０８】
ステップＳ２３
指がタッチパネルに接触している場合には、検出部４は、そのまま指の位置を検出する。そして、測定した信号の値を、指とタッチパネルとの間の距離が０である場合の基準値として設定する。その後、ステップＳ２１へ戻る。
【０１０９】
ステップＳ２４
指がタッチパネルに接触していない場合には、検出部４は、ＭＵＸ１４の接続を切り替える（遠距離用接続へ変更）。これにより、指がタッチパネルに接触していないときでも、検出部４は指の位置を検出することができる。なお、指とタッチパネルとの間の距離が０である場合の基準値が設定されているので、精度よく指とタッチパネルとの間の距離を測定することが可能である。その後は、ステップＳ２１へ戻る。
【０１１０】
よって、本構成によれば、静電容量式にて測定した値を用いて基準値を校正することができるので、指が送信アンテナ部（タッチパネル）から離れている場合でも、指と送信アンテナ部（タッチパネル）との間の距離を精度よく検出することができる。かつ、指の背食／非接触に応じて測定方式を切り替えることで、精度よく指の位置を検出することができる。
【０１１１】
実施の形態１１
次に、実施の形態１１にかかる座標入力装置１１００について説明する。座標入力装置１１００は、実施の形態１にかかる座標入力装置１００の変形例である。図３８は、実施の形態１１にかかる座標入力装置１１００の構成を模式的に示す図である。座標入力装置１１００は、座標入力装置１００に搬送波生成部６を追加し、かつ、座標入力装置１００の信号発生部１及び検出部４を、それぞれ信号発生部７及び検出部８に置換した構成を有する。座標入力装置１１００のその他の構成は、座標入力装置１００と同様である。
【０１１２】
図３９は、信号発生部７の構成を模式的に示す図である。信号発生部７は、信号発生部１にミキサＭ１を追加した構成を有する。ミキサＭ１は、信号発振部１１と増幅器１２との間に挿入される。ミキサＭ１は、信号発振部１１からの交流信号ＳＩＧと搬送波生成部６からの搬送波ＣＷとを混合し、増幅器１２へ出力する。信号発生部７のその他の構成は、信号発生部１と同様であるので、説明を省略する。
【０１１３】
図４０は、検出部８の構成を模式的に示す図である。検出部８は、検出部４にミキサＭ２を追加した構成を有する。ミキサＭ２は、増幅器４１とフィルタ４２との間に挿入される。ミキサＭ２は、受信信号を搬送波ＣＷと混合し、信号発振部１１の交流信号ＳＩＧの周波数成分の受信信号に変換する。検出部８のその他の構成は、検出部４と同様であるので、説明を省略する。
【０１１４】
本構成によれば、交流信号を直接送信する場合に比べて、フィルタ４２に急峻な特性のものを使用することなく、周波数選択性を高めることができる。その結果、ノイズ耐性を高めることができる点で有利である。
【０１１５】
更に、搬送波生成部６は、出力する搬送波ＣＷの周波数を一定の範囲内で周期的に変化させることができる。また、信号発生部７から出力される交流信号の周波数も一定の範囲内で周期的に変化させてもよい。この周波数変化は、１つのアンテナ線を選択している期間内で１周期の周波数変化をおこなうか、もしくは１０本のアンテナ線を選択する毎に１回の周波数変化を行うことができる。
【０１１６】
図４１は、搬送波及び交流信号の周波数を変化させたときのノイズの周波数スペクトルを示す図である。このように周波数を変化させると、送信アンテナ部２から放射されるノイズの周波数スペクトラムを、一定の周波数範囲で広がったものとすることができる（図４１の実線Ｎ１）。よって、特定周波数へのノイズの集中（図４１の破線Ｎ２）を防止することができる。その結果、放射ノイズによる他の機器への影響を低減することができる。
【０１１７】
実施の形態１２
次に、実施の形態１２にかかる座標入力装置について説明する。実施の形態１２にかかる座標入力装置は、実施の形態１にかかる座標入力装置１００と同様の構成を有する。本実施の形態では、交流信号を送信するアンテナ線を１本に固定した場合の応用例について説明する。
【０１１８】
上述の実施の形態では、交流信号を送信するアンテナ線を時系列で切り替えていた。これに対し、本実施の形態では、１本のアンテナ線から継続的に交流信号を送信する。図４２は、実施の形態１２にかかる座標入力装置での位置検出を模式的に示す図である。図４２では、簡略化のため、送信アンテナ部２のアンテナ線の内、アンテナ線Ｘ１及びＸ２のみを図示しているまた、図４２では、継続的に使用するアンテナ線を、アンテナ線Ｘ１としている。
【０１１９】
本実施の形態では、例えばアンテナ線Ｘ１から継続的に交流信号を送信し、受信信号の強度の時間変化を観測する。この際、信号が伝達される経路（送信アンテナ部２と受信アンテナ３との間）に人体１０ｃが存在すると、送信した信号が規則的な正弦波であっても、人体１０ｃは脈拍などの影響により信号の伝達特性が時間的に変化する。そのため、受信信号は、前述の時間的な変化が重畳され、時間的に振幅が変化する波形となる。そこで、フィルタ処理により、受信信号から数Ｈｚ程度の低周波成分を取り出すことで、人体１０ｃの脈拍を検出することができる。
【０１２０】
図４３は、受信信号から取り出された低周波数成分の波形の例を示す図である。本実施の形態によれば、このように、人体の脈拍を示す波形成分を取得することが可能となる。その結果、例えば携帯端末を使用するユーザの健康管理等に、脈拍データを活用することができる。さらに、脈拍の有無を検出することで、本実施の形態にかかる座標入力装置に接近している導体が生物であるかどうかを判別することができる。
【０１２１】
その他の実施の形態
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態では、タッチパネルに送信アンテナ部が組み込まれ、その他の部分に受信アンテナを配置した例について説明したが、これは例示に過ぎない。例えば、タッチパネルに１又は複数の受信アンテナを組み込み、その他の部分に送信アンテナ部のアンテナ線と同等の構成を配置しても、上述の実施の形態にかかる座標入力装置と同様の座標入力装置を実現することができる。
【０１２２】
上述の座標入力装置５００に、複数の受信アンテナを設けることが可能であることは言うまでもない。例えば、座標入力装置５００に、座標入力装置６００又は７００におけるように、複数のアンテナとマルチプレクサを設けてもよい。また、座標入力装置５００に、設定値の設定（実施の形態９の座標入力装置９００）、検出方式の切り替え（実施の形態１０の座標入力装置１０００）及び搬送波の利用（実施の形態１１の座標入力装置１１００）の一部又は全部を組み合わせることも可能である。
【０１２３】
上述の座標入力装置９００、１０００及び１１００に、複数の受信アンテナを設けることが可能であることは言うまでもない。例えば、座標入力装置９００、１０００及び１１００に、座標入力装置６００又は７００におけるように、複数のアンテナとマルチプレクサを設けてもよい。設定値の設定（実施の形態９の座標入力装置９００）、検出方式の切り替え（実施の形態１０の座標入力装置１０００）及び搬送波の利用（実施の形態１１の座標入力装置１１００）は、適宜組み合わせて使用することが可能である。
【０１２４】
座標入力装置５００、６００、７００、９００、１０００、１１００、及び、上述の組み合わせによる他の座標入力装置に、上述で説明した各実施の形態で説明した技術を適用できることはいうまでもない。すなわち、座標入力装置５００、６００、７００、９００、１０００、１１００、及び、上述の組み合わせによる他の座標入力装置に、多項式の使用による検出精度の向上（実施の形態２）又は予想分布の使用による検出精度の向上（実施の形態３）を適用することができる。また、座標入力装置５００、６００、７００、９００、１０００、１１００、及び、上述の組み合わせによる他の座標入力装置に、アンテナ線及び受信アンテナの形状（実施の形態４）による検出精度の向上、誤検出の防止（実施の形態８）及び人体の脈拍測定（実施の形態１２）の技術の一部１又は全部を適用できる。
【０１２５】
上述の実施の形態では、座標入力装置及び携帯端末の構成を説明するため、Ｘ方向とＹ方向とが直交するものとして説明した。しかしＸ方向とＹ方向とは、必ずしも直交していなければならないものではなく、直角以外の所定の角度で交わるものであってもよい。
【０１２６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【０１２７】
上記の実施の形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【０１２８】
（付記１）交流信号を出力する信号発生部と、前記交流信号に応じた信号を送受信する複数の第１のアンテナを有する第１の送受信部と、第１の送受信部との間で前記信号を送受信する１つまたは複数の第２のアンテナを有する第２の送受信部と、前記第１の送受信部が前記信号を送受信した際に前記複数の第１のアンテナの位置に対応した前記信号の強度分布を取得し、前記強度分布のピークの位置に応じて検出位置を検出する検出部と、を備える、座標入力装置。
【０１２９】
（付記２）前記信号発生部は、前記第１の送受信部の前記複数の第１のアンテナのいずれかに前記交流信号を出力し、複数の第１のアンテナのうち、前記交流信号が供給されたものから前記信号が送信され、前記第２の送受信部は、第２のアンテナで前記信号を受信する、付記１に記載の座標入力装置。
【０１３０】
（付記３）前記信号発生部は、前記第２の送受信部に前記交流信号を出力し、前記第２の送受信部から第２のアンテナで前記信号が送信され、複数の第１のアンテナのうちのいずれかで前記信号を受信する、付記１に記載の座標入力装置。
【０１３１】
（付記４）前記検出部は、前記信号を、導電体を介して受信し、前記検出位置は、前記導電体の位置を示す、
付記１に記載の座標入力装置。
【０１３２】
（付記５）前記導電体は、人体である、付記４に記載の座標入力装置。
【０１３３】
（付記６）前記検出部は、１または複数の前記ピークに応じて、１又は複数の前記検出位置を検出する、付記１に記載の座標入力装置。
【０１３４】
（付記７）前記複数の第１のアンテナは、所定の方向に整列して配置され、前記検出部は、前記複数の第１のアンテナについて検出した前記信号の強度を前記所定の方向の位置を変数とする多項式で近似し、前記多項式の値が最大となる前記所定の方向の位置を前記検出位置として検出する、付記１に記載の座標入力装置。
【０１３５】
（付記８）前記複数の第１のアンテナは、所定の方向に整列して配置され、前記検出部は、前記複数の第１のアンテナについて検出した前記信号の強度に前記所定の方向の位置を変数とする予測分布を当てはめ、前記予測分布との相関が最大となる前記所定の方向の位置を前記検出位置として検出する、付記１に記載の座標入力装置。
【０１３６】
（付記９）前記検出部は、前記検出位置における前記信号の強度に基づいて、前記第１の送受信部の第１のアンテナと前記第２の送受信部の第２のアンテナとの間に挿入される導電体と前記第１の送受信部の第１のアンテナとの間の距離を検出する、付記２に記載の座標入力装置。
【０１３７】
（付記１０）前記信号発生部は、周波数の異なる複数種類の交流信号を出力し、前記検出部は、前記信号発生部が第１の周波数の交流信号を出力している場合に前記第１のアンテナを含む平面に平行な位置を検出し、前記信号発生部が前記第１の周波数よりも高い周波数である第２の周波数の交流信号を出力している場合に前記第１のアンテナを含む平面に垂直な位置を検出する、付記９に記載の座標入力装置。
【０１３８】
（付記１１）前記検出部は、
前記複数の第1のアンテナのうち、1つのアンテナ線からの前記信号を、前記複数の第1のアンテナのうちの他のアンテナを介して前記第２の送受信部で受信し、
受信した前記信号の強度が所定値よりも大きい場合に、前記導電体と前記第１の送受信部との間の距離が０である場合の基準強度として設定する、
付記１０に記載の座標入力装置。
【０１３９】
（付記１２）前記第１の送受信部は、静電容量式のタッチパネルに組み込まれ、前記複数の第1のアンテナの全てもしくは複数個は、前記静電容量式のタッチパネルの電極として機能する、付記９に記載の座標入力装置。
【０１４０】
（付記１３）前記静電容量式のタッチパネルの位置検出と並列又は独立に前記信号発生部は、前記第１の送受信部の前記複数の第1のアンテナのいずれかに前記交流信号を出力し、前記検出部は、前記複数の第1のアンテナのそれぞれについて検出した前記信号の強度を比較して前記検出位置を検出する、付記１２に記載の座標入力装置。
【０１４１】
（付記１４）前記信号発生部及び前記検出部に搬送波を出力する搬送波生成部を更に備え、前記信号発生部は、前記交流信号と前記搬送波を混合して出力し、前記第１の送受信部の前記複数の第1のアンテナは、混合された前記交流信号及び前記搬送波に応じた前記信号を送信し、前記検出部は、前記複数の第1のアンテナのそれぞれについて前記搬送波を除去した後の前記交流信号に対応する前記信号の強度を検出する、付記１に記載の座標入力装置。
【０１４２】
（付記１５）前記搬送波生成部は、周波数が時間的に変化する搬送波を出力する、付記１４に記載の座標入力装置。
【０１４３】
（付記１６）前記第２の送受信部を複数備え、前記検出部は、前記複数の第1のアンテナのそれぞれについて、複数の前記第２の送受信部のいずれかの第２のアンテナで受信した前記信号の強度を検出し、検出した前記信号の強度が最大となる第1のアンテナの位置に応じて検出位置を検出する、付記１に記載の座標入力装置。
【０１４４】
（付記１７）前記第２の送受信部を複数備え、前記検出部は、前記複数の第1のアンテナのそれぞれについて、複数の前記第２の送受信部のいずれかの第２のアンテナで受信した前記信号の強度を検出し、検出した前記信号の強度を比較して検出位置を検出したのち、前記複数の第1のアンテナのそれぞれについて、複数の前記第２の送受信部のうちの他の第２の送受信部の第２のアンテナのいずれかで受信した前記信号の強度を検出し、検出した前記信号の強度を比較して検出位置を検出する、付記１に記載の座標入力装置。
【０１４５】
（付記１８）前記複数の第1のアンテナは、第１の方向に整列した複数の第１のアンテナ組と、前記第１の方向と異なる第２の方向に整列した複数の第２のアンテナ組と、を含み、前記検出部は、前記複数の第１のアンテナ組のそれぞれのアンテナについて、前記第２の送受信部で受信した前記信号の強度を検出し、検出した前記信号の強度を比較して第１の位置として検出し、前記複数の第２のアンテナ組のそれぞれについて、前記第２の送受信部で受信した前記信号の強度を検出し、検出した前記信号の強度を比較して第２の位置として検出し、前記第１の位置と前記第２の位置とで表される座標を、前記検出位置として検出する、付記１に記載の座標入力装置。
【０１４６】
（付記１９）前記検出部は、前記複数の第１のアンテナ組を用いて検出される第１の位置と前記複数の第２のアンテナ組を用いて検出される第２の位置が一致しない場合は前記第１と第２の検出位置を無効とする、付記１８に記載の座標入力装置。
【０１４７】
（付記２０）前記第２の送受信部を複数備え、前記検出部は、前記複数の第1のアンテナのそれぞれについて、複数の前記第２の送受信部のいずれかで受信した前記信号の強度を検出し、検出した前記信号の強度を比較して検出位置を検出する、付記１８に記載の座標入力装置。
【０１４８】
（付記２１）前記検出部は、前記複数の第1のアンテナのいずれかについて前記第２の送受信部で受信した前記信号の強度から所定の周波数成分を抽出し、前記第１の送受信部の第1のアンテナと前記第２の送受信部の第２のアンテナとの間に挿入される導電体の状態変化を検出する、付記１に記載の座標入力装置。
【０１４９】
（付記２２）前記導電体は人体であり、前記検出部は、前記所定の低周波成分の強度変化から、脈拍を検出する、付記２０に記載の座標入力装置。
【０１５０】
（付記２３）付記２２において、脈拍の有無により、前記導電体が生物であるかどうかを判別する付記２２に記載の座標入力装置。
【０１５１】
（付記２４）前記交流信号の波長は、前記第１の送受信部及び前記第２の送受信部の大きさの１０倍以上である、付記１に記載の座標入力装置。
【０１５２】
（付記２５）前記複数のアンテナのそれぞれは、前記第１の送受信部の主面に沿って配置される直線状のアンテナであり、前記第２の送受信部は、平板状のアンテナである、付記１に記載の座標入力装置。
【０１５３】
（付記２６）導電体の位置を検出する座標入力装置であって、交流信号を出力する信号発生部と、前記交流信号に応じた信号を送受信する複数の第１のアンテナを有する第１の送受信部と、第１の送受信部との間で前記信号を送受信する１つまたは複数の第２のアンテナを有する第２の送受信部と、前記第１の送受信部が前記信号を送受信した際に前記複数の第１のアンテナの位置に対応した前記信号の強度分布を取得し、前記強度分布のピークの位置に応じて、前記第１の送受信部の複数の第１のアンテナと前記第２の送受信部の１つまたは複数の第２のアンテナとの間に挿入された前記導電体の位置を検出する検出部と、を備える、座標入力装置。
【０１５４】
（付記２７）付記２６に記載の前記座標入力装置が組み込まれ、前記第１の送受信部の複数の第１のアンテナはが第１の面のみに配置され、複数の前記第２の送受信部の第２のアンテナそれぞれは、前記第１の面又は前記第１の面とは異なる面に配置される
携帯端末。
【０１５５】
（付記２８）複数の第２の送受信部は、第３の送受信部及び第４の送受信部を含み、前記第３の送受信部は、前記複数の第１のアンテナのそれぞれから等距離となるように、前記第１の送受信部から前記第１の方向に離隔して配置され、前記第４の送受信部は、前記複数の第２のアンテナのそれぞれから等距離となるように、前記第１の送受信部から前記第２の方向に離隔して配置され、前記検出部は、前記第３の送受信部により、前記複数の第１のアンテナのそれぞれについて前記信号の強度を検出し、前記第４の送受信部により、前記複数の第２のアンテナのそれぞれについて前記信号の強度を検出する、付記２５に記載の携帯端末。
【０１５６】
（付記２９）付記１に記載の前記座標入力装置が組み込まれる、携帯端末。
【符号の説明】
【０１５７】
１、５、７  信号発生部
２  送信アンテナ部
３  受信アンテナ
４  検出部
６  搬送波生成部
８  検出部
１０  指
１０ａ  左手
１０ｂ  右手
１０ｃ  人体
１１、５１  信号発振部
１２  増幅器
１３、１４、６０、７０、９０  ＭＵＸ
４１  増幅器
４２  フィルタ
４３  検波部
４４  Ａ／Ｄコンバータ
４５  位置検出部
６１〜６３  受信アンテナ
７１〜７７  受信アンテナ
１００、５００、６００、７００、９００、１０００、１１００  座標入力装置
１０１、６０１、７０１、７０７  携帯端末
１０２、６０２、７０２  筐体
１０３、６０３、７０３  タッチパネル
６０４、７０４  表面
６０５、７０５、７０８  側面
６０６  裏面
８００  タッチパネル
８０１  透明抵抗シート
８０２  突起
８０３  透明電極シート８０３
８０４〜８０７  辺
８０８〜８１１  ダイオード群
８１２  電源
８１３  スイッチ
８１４  ペン
８１５、８１６  点
８１７  検出回路
９００  タッチパネルシステム
９１０  タッチパネル
９２０  タッチパネルコントローラ
９１１  センサ
９２１  座標検出手段
９２２  ＣＰＵ
９２３  操作感度変更手段
ＣＯＮ１〜ＣＯＮ５  制御信号
ＣＷ  搬送波
ＤＬ  ドライブライン
Ｅ１１、Ｅ１２  電極
ＡＭＭ  電流計
Ｍ１、Ｍ２  ミキサ
ＲＳ１〜ＲＳ３、ＲＳｄ  受信信号
ＳＩＧ、ＳＩＧ１、ＳＩＧ２  交流信号
Ｓ１  発振器
ＳＬ  センスライン
Ｔｓ  端子
ＴＸ１〜ＴＸ５  端子
ＴＹ１〜ＴＹ５  端子
Ｘ１〜Ｘ５、Ｙ１〜Ｙ５  アンテナ線
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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