(57)【要約】【課題】高い検出感度を有し且つ全面をムラなく照光することができるセンサシート、検出回路、タッチパネル装置、およびタブレット入力装置を提供すること。【解決手段】保持体４と、保持体４の厚さ方向における一方のみの面上に互いに離間して配置された３つ以上の検出電極７と、保持体４の厚さ方向から見たときに３つ以上の検出電極７と重なるように前記一方とは反対側の面上に配置された複数の中継電極１０と、前記反対側の面上に配置された配線であって各前記中継電極に電気的に接続されているとともに検出回路に電気的に接続される配線９と、を備え、複数の中継電極１０のうちの１つの中継電極１０は、３つ以上の検出電極７のうちの１つの検出電極７と対向し、且つ、保持体４の厚さ方向から見たときに、当該１つの検出電極７に隣接する他の検出電極７の輪郭線の外側領域に配置されていることを特徴とする。【選択図】図２
2013105378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力体が近接したことと近接した前記入力体の位置とを検出する検出回路に接続される入力装置用のセンサシートであって、
保持体と、
前記保持体の厚さ方向における一方のみの面上に互いに離間して配置され、前記入力体が近接したときに前記入力体との間の静電容量が変化する３つ以上の検出電極と、
前記保持体の厚さ方向から見たときに前記３つ以上の検出電極と重なるように前記一方とは反対側の面上に配置された複数の中継電極と、
前記反対側の面上に配置された配線であって各前記中継電極に電気的に接続されているとともに前記検出回路に電気的に接続される配線と、
を備え、
前記複数の中継電極のうちの１つの中継電極は、前記３つ以上の検出電極のうちの１つの検出電極と対向し、且つ、前記保持体の厚さ方向から見たときに、当該１つの検出電極に隣接する他の検出電極の輪郭線の外側領域に配置されている
ことを特徴とするセンサシート。
【請求項２】
前記保持体は、
光透過性を有し、
前記保持体の厚さ方向へ照明光を出射させる出光部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサシート。
【請求項３】
前記３つ以上の検出電極は、三角格子状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサシート。
【請求項４】
前記３つ以上の検出電極は、前記保持体の厚さ方向から見たときの輪郭形状が正多角形状であることを特徴とする請求項１に記載のセンサシート。
【請求項５】
前記検出電極は４つ以上設けられ、正方格子状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のセンサシート。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサシートに接続される入力装置用の検出回路であって、
前記複数の配線に対して電気的に接続され静電容量の変化を検出する検出部と、
前記検出部に対して電気的に接続され、前記複数の検出電極に対する静電容量の変化量の閾値が設定されており、前記複数の検出電極のうち前記閾値を超える前記変化量が検出された検出電極であって互いに隣り合う検出電極を１つの検出電極群として、前記複数の検出電極を１つ以上の前記検出電極群に群分けする群分け部と、
前記群分け部において群分けされた前記検出電極群のそれぞれに対して、それぞれの前記検出電極群毎に前記変化量が大きい順に３つ以上の検出電極を抽出し、抽出された検出電極における前記変化量と前記座標とに基づいて、前記保持体の面上における前記入力体の座標を算出する位置算出部と、
を備え、
前記入力体が前記検出電極に近接したときにおける前記入力体と前記検出電極との間の静電容量の変化を、前記中継電極を介して検出する
ことを特徴とする検出回路。
【請求項７】
請求項６に記載の検出回路と、
前記検出回路に接続された請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサシートと、
前記センサシートの厚さ方向に前記センサシートと重ねて設けられた表示装置と、
を備えることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項８】
請求項６に記載の検出回路と、
前記検出回路に接続された請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサシートと、
を備えることを特徴とするタブレット入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサシート、検出回路、タッチパネル装置、およびタブレット入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器に対して入力をするための入力装置として、スタイラスペンや使用者の指など（以下、これらを「入力体」と称する。）を接触させるためのパネル面を有し、このパネル面に入力体が接触した際に入力体の位置を検出して入力体の座標情報として電子機器へ出力するタッチパネル装置が知られている。
また、近年、複数の位置に同時に入力体が接触したときに入力体が接触した位置をそれぞれ検出するマルチタッチ式のセンサシートを備えたタッチパネル装置が普及している。
【０００３】
例えば特許文献１には、複数のセンサ電極（透明電極）を備えたタッチパネルが記載されている。特許文献１に記載のタッチパネルにおいては、各センサ電極には、各センサ電極と入力体との間の静電容量を検出するためのタッチパネルコントローラと接続するための配線が個別に設けられている。特許文献１に記載のタッチパネルに設けられた配線は、複数のセンサ電極の間を通るように引き回されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１７０７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のタッチパネルの配線は、入力体に対する対向面積が小さな線状とされており、入力体が配線に近接した場合に当該配線と接続されたセンサ電極に入力体が近接したものと誤検出される可能性が低く抑えられている。しかしながら、配線を細くすると、配線の抵抗が高くなってしまう。また、配線の抵抗値を下げる目的で配線を金属製とすると、このタッチパネルの全面を照光させる場合に、金属製の配線によって照明光が遮られることによる暗部が生じ、明暗のムラが生じてしまう。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、高い検出感度を有し且つ全面をムラなく照光することができるセンサシート、検出回路、タッチパネル装置、およびタブレット入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のセンサシートは、入力体が近接したことと近接した前記入力体の位置とを検出する検出回路に接続される入力装置用のセンサシートであって、保持体と、前記保持体の厚さ方向における一方のみの面上に互いに離間して配置され、前記入力体が近接したときに前記入力体との間の静電容量が変化する３つ以上の検出電極と、前記保持体の厚さ方向から見たときに前記３つ以上の検出電極と重なるように前記一方とは反対側の面上に配置された複数の中継電極と、前記反対側の面上に配置された配線であって各前記中継電極に電気的に接続されているとともに前記検出回路に電気的に接続される配線と、を備え、前記複数の中継電極のうちの１つの中継電極は、前記３つ以上の検出電極のうちの１つの検出電極と対向し、且つ、前記保持体の厚さ方向から見たときに、当該１つの検出電極に隣接する他の検出電極の輪郭線の外側領域に配置されていることを特徴とするセンサシートである。
【０００８】
また、前記保持体は、光透過性を有し、前記保持体の厚さ方向へ照明光を出射させる出光部を有することが好ましい。
また、前記３つ以上の検出電極は、三角格子状に配置されていることが好ましい。
また、前記３つ以上の検出電極は、前記保持体の厚さ方向から見たときの輪郭形状が正多角形状であることが好ましい。
【０００９】
また、前記検出電極は４つ以上設けられ、正方格子状に配置されていてもよい。
【００１０】
本発明の検出回路は、本発明のセンサシートに接続される入力装置用の検出回路であって、前記複数の配線に対して電気的に接続され静電容量の変化を検出する検出部と、前記検出部に対して電気的に接続され、前記複数の検出電極に対する静電容量の変化量の閾値が設定されており、前記複数の検出電極のうち前記閾値を超える前記変化量が検出された検出電極であって互いに隣り合う検出電極を１つの検出電極群として、前記複数の検出電極を１つ以上の前記検出電極群に群分けする群分け部と、前記群分け部において群分けされた前記検出電極群のそれぞれに対して、それぞれの前記検出電極群毎に前記変化量が大きい順に３つ以上の検出電極を抽出し、抽出された検出電極における前記変化量と前記座標とに基づいて、前記保持体の面上における前記入力体の座標を算出する位置算出部と、を備え、前記入力体が前記検出電極に近接したときにおける前記入力体と前記検出電極との間の静電容量の変化を、前記中継電極を介して検出することを特徴とする検出回路である。
【００１１】
また、本発明のタッチパネル装置は、本発明の検出回路と、前記検出回路に接続された請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサシートと、前記センサシートの厚さ方向に前記センサシートと重ねて設けられた表示装置と、を備えることを特徴とするタッチパネル装置である。
【００１２】
また、本発明のタブレット入力装置は、本発明の検出回路と、前記検出回路に接続された請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサシートと、を備えることを特徴とするタブレット入力装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のセンサシートおよびタッチパネル装置によれば、全面をムラなく照光することができる。
また、本発明の検出回路によれば、検出電極と入力体との間の静電容量の変化を、中継電極を介して検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態のタブレット入力装置の平面図である。
【図２】図１のＡ１−Ａ１線における断面図である。
【図３】図２のＡ２−Ａ２線における断面図である。
【図４】図２のＡ３−Ａ３線における断面図である。
【図５】同タブレット入力装置の構成を示すブロック図である。
【図６】同タブレット入力装置の動作を説明するための図である。
【図７】同タブレット入力装置及び検出回路の動作を示すフローチャートである。
【図８】同タブレット入力装置の作用を説明するための図である。
【図９】同実施形態のタブレット入力装置の変形例を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第２実施形態のタッチパネル装置の一部の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態のセンサシート３、およびタブレット入力装置１について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態のタブレット入力装置の平面図である。図２は、図１のＡ１−Ａ１線における断面図である。図３は、図２のＡ２−Ａ２線における断面図である。図４は、図２のＡ３−Ａ３線における断面図である。図５は、同タブレット入力装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本実施形態のタブレット入力装置１は、入力体１００（図２参照）が近接したことと、近接した入力体１００の位置とをそれぞれ検出し、入力体１００による入力操作を受け付けるものである。なお、タブレット入力装置１における入力体１００としては、たとえば人の指を挙げることができる。なお、入力体１００は人の指に限られるものではない。入力体１００としては、スタイラスペンやその他の導体を適宜採用することができる。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態のタブレット入力装置１は、パネル部２と、パネル部２に対して電気的に接続された検出回路２０とを備える。
図２に示すように、パネル部２は、センサシート３と、センサシート３に積層された加飾層１３とを備える。以下では、センサシート３がある側を下とし、加飾層１３がある側を上として説明を行う。
【００１８】
センサシート３は、保持体４と、検出層６と、中継層９とを備える。
図３および図４に示すように、保持体４は、樹脂によって形成された薄板状、フィルム状、あるいは膜状の絶縁部材である。本実施形態では、保持体４は高透明のシリコーンゴムからなり、光透過性を有する。本実施形態では、保持体４の厚さ寸法は０．２ｍｍとなっている。保持体４には、照明光Ｌを発する光源５を取り付けることができるようになっている。保持体４に取り付けられる光源５としては、例えばＬＥＤや冷陰極管等を適宜選択して採用することができる。さらに、上記光源５から発せられた照明光Ｌは、保持体４の内部を通じて保持体４内に広がり、保持体４において少なくとも検出電極７が配された側の面（以下、「出光部４ａ」と称する。）から出光される。出光部４ａは、上記光源５から発せられた光を出射させるための出光パターン（不図示）が例えば印刷等に形成されたものであってもよい。
【００１９】
図２に示すように、検出層６は、光透過性を有する複数の検出電極７と、複数の検出電極７が固定された検出側支持基材８とを有する。
【００２０】
図２及び図３に示すように、検出電極７は、保持体４の厚さ方向における一方の面上に互いに離間して３つ以上配置されている。本実施形態では、検出電極７は、保持体４の厚さ方向において加飾層１３側に向けられた面上にのみに形成されている。複数の検出電極７のそれぞれの形状は、保持体４の厚さ方向から見たときの輪郭形状が正六角形となっている。検出電極７は少なくとも３つ以上配置されており、本実施形態では６７個の検出電極７が保持体４上に設けられている。なお、検出電極７の数は、３つ以上であれば、パネル部２の大きさに応じて適宜増減することができる。本実施形態では、複数の検出電極７は保持体４の面上において三角格子状に配置されており、検出電極７は、検出電極７のそれぞれの中心Ｏ１が、互いに隣接する３つの検出電極７において正三角形の頂点をなすように配置されている。
【００２１】
また、光透過性を有する検出電極７の材質としては、たとえば透明導電性樹脂材料を採用することができる。具体的には、検出電極７の材料としては、ポリチオフェン系導電性高分子を用いた信越ポリマー製SEPLEGYDA（登録商標）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などを採用することができる。
【００２２】
図２に示すように、検出側支持基材８は、光透過性を有する板状、シート状、フィルム状、もしくは膜状の部材であって、各検出電極７が下面に固定された状態で配されている。本実施形態では、検出側支持基材８に各検出電極７がパターン形成されたあと、各検出電極７が保持体４と接するように検出層６と保持体４とが接着剤若しくは粘着剤により貼り合わせられている。
【００２３】
本実施形態では、保持体４及び検出層６は、いずれも光透過性を有している。このため、保持体４内に光源５から照明光Ｌが照射された場合、出光部４ａ側においては、センサシート３の全面が照光される。すなわち、本実施形態における保持体４は、センサシート３におけるライトガイドとして機能する。
なお、センサシート３を照光する必要がない場合には、保持体４、検出電極７、及び検出側支持基材８が光透過性を有している必要はない。また、センサシート３を照光する必要がない場合には、検出電極７の材料として、金属ペーストの硬化物、カーボン、及び金属箔等、光不透過の材料を使用することができる。
【００２４】
図２及び図４に示すように、中継層９は、複数の中継電極１０と、各中継電極１０に接続された複数の配線１１と、これらに中継電極１０及び配線１１が固定された中継側支持基材１２とを有する。
【００２５】
中継電極１０は、保持体４において検出電極７が配された側の面とは反対側の面上に設けられている。中継電極１０は、複数の検出電極７と同じ数だけ設けられている。さらに、各中継電極１０は、各検出電極７に対して対向配置されている。さらに、複数の中継電極１０のうちの一つの中継電極１０は、保持体４の厚さ方向から見たときに、当該一つの中継電極１０と対向する１つの検出電極７に隣接する他の検出電極７の輪郭線の外側領域に配置されている。本実施形態では、保持体４の厚さ方向から見たときに、１つの検出電極７の輪郭線の内側領域に１つの中継電極１０が収まっている。保持体４の厚さ方向から見たときの中継電極１０の形状は、円形となっている。なお、保持体４の厚さ方向から見たときの中継電極１０の形状は、検出電極７と相似形であってもよい。中継電極１０の材料は、電気抵抗が低い材料であることが好ましい。例えば、中継電極１０の材料としては、保持体４にスクリーン印刷された金属粒子ペーストを硬化させてなる導体層、スパッタリング等によって保持体４に成膜された金属薄膜、あるいは接着剤や粘着剤によって保持体４に貼り付けられた金属シートなどを挙げることができる。また、中継電極１０は、光透過性を有していてもよい。光透過性を有する材料としては、例えば信越ポリマー製SEPLEGYDA（登録商標）や酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などを採用することができる。
【００２６】
図４に示すように、配線１１は、中継電極１０のそれぞれに一端が接続されており、保持体４の厚さ方向の両面のうち中継電極１０が配された側の面に沿っていずれかの引き出し部１２ａ（後述）へ向かって延びている。さらに、配線１１は、後述する引き出し部１２ａにおいて等間隔に整列して配置されている。本実施形態では、配線１１は、光透過性を有していてもよいし、光透過性を有していなくてもよい。配線１１の具体的な材料は、上記中継電極１０の材料として例示した材料から適宜選択して採用されてよい。配線１１は、線幅が狭い方が好ましい。配線１１の線幅を狭くすることにより、配線１１と入力体１００との対向面積を小さくすることができ、入力体１００が配線１１に近接した場合に受けるノイズが低く抑えられる。
【００２７】
図２及び図４に示すように、中継側支持基材１２は、板状、シート状、フィルム状、若しくは膜状に形成された部材であり、中継電極１０及び配線１１が上面に形成されている。中継側支持基材１２には、配線１１を引き出すための引き出し部１２ａが形成されており、引き出し部１２ａにおいて検出回路２０に接続できるようになっている。引き出し部１２ａは、中継側支持基材１２の四隅のそれぞれに設けられている。これにより、配線１１の長さのばらつきを軽減し、配線１１の長さが異なることによる信号の遅延や、配線１１の長さが長くなることによるノイズの混入などを軽減することができる。本実施形態では、引き出し部１２ａの先端は、ＺＩＦソケット（Zero Insertion Force socket）に接続できるように形成されており、検出回路２０に対して各配線１１を着脱可能に接続できるようになっている。
また、中継側支持基材１２として、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）を採用することもできる。この場合、中継側支持基材１２上に後述する検出回路２０を実装することもできる。
【００２８】
加飾層１３（図２参照）は、光透過性の樹脂やガラスなど、若しくはこれらの複合材料等によって形成された層であり、文字、図形、記号その他の模様が形成されている。加飾層１３は、例えば印刷によって形成することができる。また、加飾層１３には、凹凸形状が形成されていてもよい。凹凸形状の例としては、タブレット入力装置１におけるホームポジションを触覚によって使用者に認識させるための凹凸、入力可能範囲を触覚によって使用者に認識させるための枠、若しくは点字などを設けることができる。加飾層１３に凹凸を設ける方法としては、印刷や、各種成形型を使用した成形等を用いることができる。また、加飾層１３は、外力がセンサシート３に伝わったり水分がセンサシート３に進入することからセンサシート３を保護するための層としても機能させることができる。
【００２９】
次に、検出回路２０の構成について、検出回路２０によって行われる処理とともに説明する。図６は、本実施形態のタブレット入力装置の動作を説明するための図である。図７は、タブレット入力装置及び検出回路の動作を示すフローチャートである。図８は、タブレット入力装置の作用を説明するための図である。
【００３０】
図１に示すように、検出回路２０は、センサシート３における引き出し部１２ａに接続されている。また、図５に示すように、検出回路２０は、検出部２１と、群分け部２２と、位置算出部２３と、出力部２４と、を備える。
【００３１】
検出部２１は、センサシート３と検出回路２０とが接続されたときには、センサシート３に形成された各中継電極１０に対して配線１１を介して電気的に接続されるようになっている。検出部２１には、それぞれの中継電極１０に対して検出動作を行うための時間幅と、複数の中継電極１０に対して検出動作を行う順序とが定められている。これにより、検出部２１は、予め定められた時間幅をもって複数の中継電極１０に対して順次検出動作を行い、複数の中継電極１０のそれぞれから静電容量の変化量の信号を受信することができる（図７に示すステップＳ１）。
【００３２】
また、検出部２１は、すべての中継電極１０に対する検出動作が一巡したら、検出された静電容量の変化量の信号を、検出した順序どおりに群分け部２２へ出力するようになっている。検出部２１は、検出電極７と入力体１００との間の静電容量の変化を中継電極１０を介して繰り返し検出し、検出された静電容量の変化量の信号を群分け部２２へ繰り返し出力するようになっている。中継電極１０と検出電極７との間の静電容量は一定であり、検出電極７と入力体１００との間の静電容量は検出電極７と入力体１００との距離に応じて変化する。このため、本実施形態において、検出部２１において検出される静電容量の変化は、検出電極７に対する入力体１００の位置に基づいた変化となっている。
【００３３】
群分け部２２は、検出部２１に対して電気的に接続されており、検出部２１によって出力された静電容量の変化量が入力されるようになっている。また、群分け部２２は、複数の中継電極１０のそれぞれにおける静電容量が一定以上上回って変化した場合に中継電極１０から入力されたと判定するための閾値が設定されている。
【００３４】
本実施形態において群分け部２２に設定された閾値は、パネル部２の上面における一箇所に入力体１００を接触させたときに少なくとも３つの検出電極７において入力されたと判定されるようにその値が定められている。検出部２１から群分け部２２へ出力された信号が閾値を超えている場合には、その検出電極７に対して入力があったものと群分け部２２が判定するようになっている。なお、検出電極７における静電容量の変化量が閾値を下回っている場合には、入力がなかったものと群分け部２２が判定するようになっている。また、当該閾値は、配線１１に入力体１００が近接した場合における静電容量の変化量も勘案して適宜設定される。
このように閾値が設定されていることによって、上記閾値を超える静電容量の変化があったことが群分け部２２において判定されたときには、入力体１００による入力が検出電極７に対してなされたことが検出されている。
【００３５】
さらに、群分け部２２には、複数の検出電極７のそれぞれにおける互いの位置関係が記憶されている。すなわち、群分け部２２には、保持体４の面上における複数の検出電極７の座標がそれぞれ記憶されている。本実施形態では、複数の検出電極７に対応する座標は、パネル部２の厚さ方向から見たときに複数の検出電極７を囲む包絡線（図６に二点鎖線で示し符号Ｉを付した部分）によって形成される矩形領域における長辺と短辺とに沿って延びる互いに直交する２軸線による直交座標系に基づいて定められている。この直交座標系における原点はパネル部２の面方向における適宜の位置に定めることができる。たとえば、本実施形態では、原点は、すべての検出電極７を囲む矩形領域における一角に定められている。また、複数の検出電極７の座標としては、保持体４の厚さ方向から見たときにおける各検出電極７の中央位置の座標が採用されている。なお、本実施形態では、各検出電極７の中央位置と、当該検出電極７に対して対向配置された検出電極７の中央位置とは、保持体４の厚さ方向から見たときに一致している。以下では、図６に示すように、上記矩形領域における長辺方向をＸ軸方向、短辺方向をＹ軸方向として説明する。
【００３６】
また、群分け部２２は、群分け部２２に記憶されている検出電極７の座標と、検出部２１から入力された信号とに基づいて、複数の検出電極７のうち閾値以上の変化量が検出された検出電極７であって互いに隣り合う検出電極７を抽出するようになっている。さらに、群分け部２２は、閾値以上の変化量が検出された検出電極７によって１つ以上の検出群Ｇ（検出群Ｇ１，Ｇ２、図８参照）を設定し（図７に示すステップＳ２）、検出群Ｇのそれぞれに含まれる検出電極７の座標とそれらの検出電極７における静電容量の変化量を電磁的な情報として記憶するようになっている。
【００３７】
図８に示すように、本実施形態において、１つの検出群Ｇが設定されたときにこの検出群Ｇに含まれる検出電極７の数は３つ以上である。なお、１つの検出電極７には１つの中継電極１０が対向配置されているので、検出群Ｇに含まれる中継電極１０の数は、検出群Ｇに含まれる検出電極７と同数である。また、静電容量の変化量が閾値を超える検出電極７であっても、隣接する検出電極７において静電容量の変化量が閾値を超える検出電極７が１つもない場合には、１つの検出電極７のみによる検出群Ｇは設定されない。これにより、１つの検出電極７にのみ静電容量の変化が生じるような狭い範囲における静電容量の変動は入力として判定されないため、検出電極７に伝わるノイズによって誤検出が発生することを軽減することができる。また、互いに隣接する２つの検出電極７のみでは検出群Ｇは設定されない。
【００３８】
群分け部２２において記憶される検出群Ｇの上記情報は、群分け部２２において群分けされた検出群Ｇのすべてであってもよいし、例えば１０群以下、あるいは５群以下などに限定されていてもよい。これは、タブレット入力装置１において想定される同時入力（例えば両手の１０指や、いずれか２、３本の指による操作などで同時にパネル部２の上面に触れること）の数量に合わせて適宜増減して定めることができる。
【００３９】
群分け部２２において記憶される検出群Ｇの数が少ないと複数の入力体１００が検出電極７に近接して行われる同時入力を受付可能な数量が少ない反面、検出回路２０全体および検出回路２０から出力される後述する座標情報Ｍを処理する電子回路における処理が軽くなる。逆に、群分け部２２において記憶される検出群Ｇが多いと、検出回路２０における処理は重くなる反面、同時入力を受け付け可能な数量が増える。なお、群分け部２２において記憶できる検出群Ｇの数量は、検出回路２０の製造後に別に設定変更することができるようになっていてもよい。
【００４０】
群分け部２２に記憶された検出群Ｇの情報は一定間隔で更新される。たとえば、群分け部２２においては、すべての検出電極７に対する静電容量の変化量が検出部２１によって入力されるたびに、入力された新たな変化量に基づいて検出群Ｇの情報を更新するようになっている。
【００４１】
位置算出部２３は、群分け部２２に対して電気的に接続されており、群分け部２２において記憶された検出群Ｇの情報を参照できるようになっている。また、位置算出部２３は、群分け部２２において群分けされた検出群Ｇのそれぞれに対して、それぞれの検出群Ｇ毎に変化量が大きい順に３つの検出電極７を順位付けする（図７に示すステップＳ３）。さらに、位置算出部２３は、順位付けされた上位３つの検出電極７における座標と静電容量の変化量とをそれぞれ記憶するようになっている。これにより、位置算出部２３において抽出されて記憶された検出群Ｇあたり３つの検出電極７が演算対象検出電極Ｔ（図８参照）として設定されるようになっている（図７に示すステップＳ４）。
【００４２】
さらに、位置算出部２３は、演算対象検出電極Ｔにおける静電容量の変化量と演算対象検出電極Ｔの座標とに基づいて、センサシート３上における入力体１００の座標を算出するようになっている（図７に示すステップＳ５）。また、本実施形態では、位置算出部２３は、入力体１００による入力の大きさも算出するようになっている。
位置算出部２３は、入力体１００の座標および入力体１００による入力の大きさを算出したら、その座標と入力の大きさとをそれぞれ出力部２４へ出力するようになっている。
【００４３】
位置算出部２３における座標の算出は次のように行われる。以下では、１つの検出群Ｇにおける入力体１００の座標の算出について説明する。複数の検出群Ｇに対する算出は、１つの検出群Ｇに対する算出と同様の算出方法を順次適用することによって行われる。
【００４４】
まず、１つの検出群Ｇにおける演算対象検出電極Ｔについて、演算対象検出電極Ｔに含まれる３つの検出電極７の座標を参照する。以下、演算対象検出電極Ｔに含まれる３つの検出電極７の座標をそれぞれ（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）とし、それぞれの検出電極７において検出部２１に対して入力された静電容量の変化量の信号における検出値がそれぞれＳ１、Ｓ２、Ｓ３であったとする。このとき、位置算出部２３は、演算対象検出電極Ｔにおける上記座標のそれぞれが代入された以下の式１、式２からなる演算式に上記検出値を代入することによって入力体１００の座標を算出する。
【００４５】
【数１】
2013105378.tif 000003
【００４６】
上記式１におけるＸｉは、上記直交座標系における入力体１００のＸ座標を示し、上記式２におけるＹｉは、上記直交座標系における入力体１００のＹ座標を示している。また、上記式３におけるＺｉは、入力体１００による入力の大きさが位置算出部２３によって算出された値を示している。また、Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉにおけるｉは正の整数であり、複数の検出群Ｇが設定された場合において検出群Ｇごとに異なる値が割り当てられる。
上記式１および式２によって、演算対象検出電極Ｔに含まれる３つの検出電極７におけるＸ座標とＹ座標とがそれぞれ静電容量の変化量によって重み付けされた加重平均値が入力体のＸ座標およびＹ座標となる。
また、上記式３によって、演算対象検出電極Ｔにおける検出値Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の和が入力体１００による入力の大きさとなる。
【００４７】
位置算出部２３において入力体１００のＸ座標とＹ座標とがそれぞれ算出されたら、位置算出部２３は、このＸ座標およびＹ座標、および入力体１００による入力の大きさを、入力体１００の座標および入力の大きさとして出力部２４へ出力する。
本実施形態では、位置算出部２３は、一定時間ごとに入力体１００の座標および入力の大きさを繰り返し算出して、算出された座標および入力の大きさをそれぞれ出力部２４へ出力するようになっている。
【００４８】
出力部２４は、位置算出部２３に対して電気的に接続されており、位置算出部２３から出力された入力体１００の座標と入力の大きさが入力されるようになっている。出力部２４は、たとえば検出回路２０に接続される図示しない他の電子回路に対して電気的に接続できるようになっており、位置算出部２３において算出された座標と入力の大きさを、座標情報Ｍ（図５参照）として他の電子回路に対して出力するようになっている（図７に示すステップＳ６）。
【００４９】
以上に説明した構成のタブレット入力装置１の作用について、センサシート３および検出回路２０の作用を中心に説明する。
【００５０】
タブレット入力装置１の使用時には、ユーザは、タブレット入力装置１を手に持ったり机等の置いたりした状態でタブレット入力装置１を使用することができる。たとえば、ユーザは、パネル部２の上面における位置Ａ、位置Ｂ（図８参照）に入力体１００（図２参照）を接触させる。
【００５１】
これにより、センサシート３において入力体１００が近接した位置にある検出電極７とその入力体１００との間にはキャパシタが形成される。すると、入力体１００が近接する前と比較して、入力体１００が近接した検出電極７においては静電容量が増加する。また、入力体１００と検出電極７との間の距離に応じて、入力体１００に最も近い位置にある検出電極７における静電容量が最も大きく、入力体１００からの距離が遠くなるに従って検出電極７における静電容量は小さくなる。このため、入力体１００が接触した位置Ａ、位置Ｂのそれぞれにおいて検出電極７の静電容量は検出電極７ごとに異なる。
【００５２】
センサシート３の検出電極７において静電容量が変化すると、検出回路２０の検出部２１（図５参照）において、検出電極７における静電容量の変化が中継電極１０を介して検出される。これにより、検出部２１においては、入力体１００と検出電極７との間の距離に対応した変化量が検出される。
さらに、検出部２１による検出結果に基づいて、入力体１００が近接した検出電極７のうち閾値以上静電容量が変化した検出電極７と対向配置された中継電極１０（図８に示す中継電極１０Ａ−１ないし５および中継電極１０Ｂ−１ないし６）がそれぞれ検出群Ｇとして群分け部２２に記憶される。
【００５３】
たとえば、センサシート３において離間した２つの位置Ａ、位置Ｂにそれぞれ入力体１００を近接させた場合には、図８に示すように２つの検出群Ｇが群分け部２２によって抽出され、それぞれが別の検出群Ｇとして群分け部２２に記憶される。また、たとえば入力体１００をそろえて隣接する２つの位置に入力体１００を近接させた場合には、１つの検出群Ｇが群分け部２２によって抽出されて記憶される。このように、本実施形態では、静電容量の変化量が閾値以上である検出電極７のまとまりが、静電容量の変化量が閾値未満である検出電極７を間に挟んだ状態であるときに、複数の検出群Ｇとして抽出される。
【００５４】
群分け部２２によって検出群Ｇが記憶されたら、位置算出部２３によって、検出群Ｇのそれぞれにおける入力体１００の位置が上述の式１、式２に基づいて算出され、また、入力体１００による入力の大きさが上記式３に基づいて算出され、出力部２４へ出力される。
【００５５】
出力部２４は、例えば外部の電子回路へと座標情報Ｍを出力する。外部の電子回路へと出力された座標情報Ｍは、各種アプリケーションに対する命令操作などとして、当該電子回路やその電子回路上で動作するプログラム等によって処理される。
【００５６】
以上に説明したように、本実施形態のセンサシート３によれば、保持体４の出光部４ａ側には、光透過性を有する検出層６が配され、保持体４において検出電極７が配された面とは反対の面に中継電極１０及び配線１１が配されているので、高い検出感度を有し且つ全面をムラなく照光することができる。
【００５７】
また、検出電極７が三角格子状に配置されているので、保持体４の面上における検出電極７の密度を高めることができ、入力体１００の位置を検出する精度を高めることができる。なお、センサシート３の厚さ方向から見たときの検出電極７の輪郭形状が正六角形であると、検出電極７の形状を円形に近づけつつも、各検出電極７の隙間を少なくすることができる。
【００５８】
また、本発明の検出回路２０によれば、群分け部２２が検出電極７を検出群Ｇに群分けし、入力体１００である指の座標をそれぞれの検出群Ｇに対して位置算出部２３が算出するので、複数の位置に同時に複数の入力体１００を近接させることによる同時入力において複数の入力体１００のそれぞれの位置を検出することができる。
【００５９】
また、入力体１００と検出電極７との間の距離よりも、入力体１００と配線１１との間の距離が長いので、入力体１００と配線１１との間の静電容量の変化を小さく抑えることができ、誤動作が起こる可能性が低く抑えられている。
【００６０】
また、検出電極７と中継電極１０とを電気的に接続するための配線１１等の形成（いわゆる層間接続）を必要としないので、構造が単純であり、製造が容易である。
【００６１】
このように、本実施形態のセンサシート３と検出回路２０とを備えることによって、検出感度が高く、且つ全面照光できるタブレット入力装置１を提供することができる。また、本実施形態のタブレット入力装置１は、複数の入力体１００による同時入力（マルチタッチ）に対応することができる。
【００６２】
（変形例）
次に、本実施形態のセンサシートの変形例について説明する。図９は、本変形例のセンサシートの構成を説明するための模式図である。
本変形例におけるセンサシート３Ａは、第１実施形態で説明した検出電極７とは配置が異なる検出電極７Ｘ（図９参照）を備える。本変形例における検出電極７Ｘは、保持体４（図２参照）の一方の面上に正方格子状に配列されている。また、保持体４の厚さ方向から見たときの各検出電極の形状は、正方形状となっている。また、各検出電極７Ｘと対向配置される中継電極１０Ｘも、各検出電極７Ｘと同様に正方格子状に配列されている。
具体的には、図９に示すように、検出電極７Ｘは、対角線がＸ軸およびＹ軸に対して平行とされた正方格子状に配列されている。
【００６３】
このような構成のセンサシート３Ａに接続される検出回路２０Ａ（図１参照）は、図５に示すように、群分け部２２に代えて、第１実施形態の群分け部２２とは異なる動作をする群分け部２２Ａを有する。群分け部２２Ａにおいて設定する検出群Ｇには４つ以上の検出電極７Ｘが含まれ、群分け部２２Ａによって、検出群Ｇのそれぞれにおいて静電容量の変化量を示す信号の検出値が最も高いものから順に４つの検出電極７Ｘが選択されるようになっている。たとえば、図９に示すように、位置Ｃに入力体１００を近接させた場合には、位置Ｃに対する距離が短い順に４つの検出電極７Ｃ−１ないし４が選択される。
【００６４】
さらに、位置算出部２３においては処理内容が上述の実施形態と異なり、群分け部２２Ａによって選択された４つの検出電極７Ｘの座標が上述の実施形態と同様に静電容量の検出値によって加重平均されて入力体１００の座標が算出される。
【００６５】
本変形例の構成であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。
さらに、上述の実施形態において３つの検出電極７Ｘから入力体１００の座標を算出する場合と比較して、本変形例では演算対象検出電極Ｔとなる検出電極の数が１つ多いので、検出電極７Ｘに外部から伝わるノイズの影響を軽減することができ、入力体１００の位置を検出する精度をさらに高めることができる。
【００６６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態のセンサシート、およびタッチパネル装置について図面を参照して説明する。図１０は、本実施形態のタッチパネル装置の一部の構成を示す断面図で、図１のＡ１−Ａ１線と同様の断面を示す断面図である。
【００６７】
本実施形態のタッチパネル装置３０は、入力体１００（図２参照）が近接したことと、近接した入力体１００の位置とをそれぞれ検出し、入力体１００による入力操作を受け付けるものである。なお、タッチパネル装置３０における入力体１００としては、たとえば人の指を挙げることができる。なお、入力体１００は人の指に限られるものではない。入力体１００としては、スタイラスペンその他の導体や、棒状等に成形された誘電体等を適宜採用することができる。さらに、タッチパネル装置３０は、液晶ディスプレイ等の表示装置３１と重ねて取り付けることができるようになっている。なお、本実施形態では、表示装置３１が透過型液晶パネルを有している場合を例に説明する。
【００６８】
図１０に示すように、本実施形態では、第１実施形態で説明したセンサシート３とは構造が異なるセンサシート３Ｂを備える。センサシート３Ｂは、表示装置３１の裏面側に例えば粘着剤３２によって取り付けられ、使用者にはセンサシート３Ｂが見えないようになっている。また、第１実施形態で説明したセンサシート３の照光は、本実施形態のセンサシート３Ｂにおいても行なわれ、表示装置におけるバックライトとして使用される。
【００６９】
センサシート３Ｂは、保持体４と、保持体４において表示装置側に配された検出電極７と、保持体４において検出電極７が配された面と反対側の面に配された中継電極１０および配線１１とを備えている。各検出電極７と各中継電極１０との位置関係は、上記第１実施形態と同様である。
【００７０】
本実施形態では、検出電極７と中継電極１０とは、いずれも保持体４に固定されている。これは、例えば検出電極７及び中継電極１０をスクリーン印刷等によって保持体４に形成することにより構成することができる。そして、本実施形態では、第１実施形態で説明した検出側支持基材８及び中継側支持基材１２は設けられていない。このため、第１実施形態で説明したセンサシート３よりも薄型となっている。
このような構成であっても、第１実施形態で説明したセンサシート３と同様の作用効果を奏する。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、センサシート３の厚さ方向から検出電極７を見たときの検出電極７の輪郭形状は六角形には限られない。また、検出電極７の形状は、正多角形には限られない。例えば、センサシート３の厚さ方向から見たときに検出電極７と配線１１とが重ならないように検出電極７が変形されていてもよい。また、全ての検出電極７が同形同大である場合には限られず、検出電極７の形状が互いに異なっていてもよい。例えば、入力体１００の位置検出をする分解能として要求される仕様に対応し、面積の大きな検出電極７が配された領域と、面積の小さな検出電極７が配された領域とが混在していてもよい。
【００７２】
また、センサシート３の厚さ方向から中継電極１０を見たときの中継電極１０の輪郭形状は、円形には限られない。
【００７３】
また、本実施形態では検出電極７における静電容量の変化量が閾値と等しい場合にはその検出電極７を検出群Ｇに含むように設定されているが、検出電極７における静電容量の変化量が閾値と等しい場合にはその検出電極７を検出群Ｇに含まないものとして設定しても構わない。
【００７４】
また、検出回路２０の位置算出部２３における演算式において、演算対象検出電極ＴのそれぞれのＸ座標およびＹ座標のそれぞれに対して、センサシート３の構成や検出回路２０における処理内容に応じて別途定める係数をかけたり、センサシート３の構成や検出回路２０における処理内容に応じて別途乗数を定めて演算対象検出電極ＴのそれぞれのＸ座標およびＹ座標を変換してもよい。これにより、タブレット入力装置１やタッチパネル装置３０における検出感度のチューニングを容易にすることができる。
【００７５】
また、保持体４の材質としては、シリコーンゴムの他、ポリカーボネート、ウレタン、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）等のアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等も好適に採用することができる。また、保持体４の厚さ寸法については、０．２ｍｍ以上若しくは０．２ｍｍ未満であってもよい。
また、保持体４は、センサシート３が照光される場合には照明光を導くライトガイドであることが好ましいが、照光の必要がなければライトガイドである必要はない。保持体４をライトガイドとして用いる場合には保持体４としてたとえばシリコーンゴムを好適に使用することができる。また、保持体４をライトガイドとして使用する必要がない場合には保持体４としてたとえば粘着剤、接着剤、基材フィルムの両面に粘着層を有する両面テープ等が検出電極７と中継電極１０との間に介在された形態とすることもできる。
【００７６】
また、保持体４と検出回路２０との接続は引き出し部１２ａにおけるＺＩＦソケットに限られるものではない。例えば、検出回路２０において検出部２１に信号を入力するための端子が接触するためのランドが保持体４に形成されていたり、検出回路２０と保持体４とを導電ゴムによるゴムコネクタを介して接続するためのランドが保持体４に形成されていてもよい。例えば、保持体４は、回路基板であってもよい。
【００７７】
また、検出電極７の材料として、金属ナノワイヤーを含む透明導電膜を採用してもよい。金属ナノワイヤーの具体例としては、銀、金、銅、ステンレス鋼等を挙げることができる。また、
【００７８】
また、配線１１の材質としては、金属箔あるいは金属粒子を含んだインク、金属細線を含んだインク、カーボンを含んだインク、導電性高分子を含んだインクなどの導電インクを用いることができる。導電インクの選定は、抵抗値、光透過性、成型時の伸びに基づいて適宜選定することができる。
【００７９】
また、上述の各実施形態では、保持体４の厚さ方向から見たときに、各検出電極７の中央位置と、当該検出電極７に対して対向配置された検出電極７の中央位置とが一致している場合を示したが、各検出電極７の中央位置と、当該検出電極７に対して対向配置された検出電極７の中央位置とが一致していなくてもよい。
【００８０】
また、上述の各実施形態では、１つの検出電極７に対して１つの中継電極１０が対向配置されている例を示したが、１つの検出電極７に対して複数の中継電極が対向配置される場合もあってよい。
【００８１】
また、上述の実施形態および変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１  タブレット入力装置
２  パネル部
３  センサシート
４  保持体
４ａ  出光部
５  光源
６  検出層
７  検出電極
８  検出側支持基材
９  中継層
１０  中継電極
１１  配線
１２  中継側支持基材
１２ａ  引き出し部
１３  加飾層
２０  検出回路
２１  検出部
２２  群分け部
２３  位置算出部
２４  出力部
Ｇ（Ｇ１，Ｇ２）  検出群
Ｌ  照明光
Ｍ  座標情報
Ｔ  演算対象検出電極
Ｏ１  中心
１００  入力体
【図１】
2013105378.tif 000004
【図２】
2013105378.tif 000005
【図３】
2013105378.tif 000006
【図４】
2013105378.tif 000007
【図５】
2013105378.tif 000008
【図６】
2013105378.tif 000009
【図７】
2013105378.tif 000010
【図８】
2013105378.tif 000011
【図９】
2013105378.tif 000012
【図１０】
2013105378.tif 000013