JP5982624B2 - 静電容量式タッチパネル - Google Patents

Description

本発明は、入力操作体が接近することにより静電容量が変化する検出電極の絶縁パネル上の配置位置から、入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルに関し、特に、ノイズの影響を受けずに確実に入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルに関する。

指などの入力操作体による入力位置を検出する静電容量式タッチパネルには、入力操作体が接近することにより浮遊容量が増大する検出電極を検出し、その検出電極の配置位置から入力操作位置を検出する自己容量方式（１線式）と、駆動電極へ所定電圧レベルの検出電圧を印加し、入力操作体が接近することにより検出電圧レベルが低下する検出電極を検出し、その検出電極の配置位置から入力操作位置を検出する相互容量方式（２線式）とに分けられる。前者の方式は、駆動電極を配線しないので、構造が簡略化されるが、検出する浮遊容量が１０乃至２０ｐＦと検出が困難な微小レベルであるので、一般には後者の相互容量方式が採用されている。

相互容量方式を採用する静電容量式タッチパネルでは、検出電圧を印加する複数の駆動電極と検出電圧レベルを検出する複数の検出電極を互いに直交させて配線し、駆動電極と検出電圧が交差する交差位置毎に検出電圧レベルを監視し、入力操作体が接近するとこにより検出電圧レベルが低下する検出電極の交差位置から入力操作位置を検出している（例えば特許文献１）。

このような静電容量式タッチパネルは、検出電極についての微弱な静電容量の変化から入力操作位置を検出するので、その表面や背面に積層される表示装置に発生するクロックのノイズや商用交流電源によるコモンモードノイズによる影響を受けやすく、これらのノイズが原因で入力操作位置を誤検出することがあった。

このノイズを除去して入力操作位置の検出精度を向上させる方法として、特許文献２に、入力操作位置を検出するためにセンサーが検出したアナログ信号からＡＣ信号成分をノイズ信号として抽出し、位相を１８０度反転させて原アナログ信号に加算し、ノイズ信号をキャンセルしたアナログ信号から入力操作位置を検出するタッチパネルが提案されている。

また、特許文献３には、タッチパネルの同一入力操作面上に、入力操作位置を検出するための主センサ部の他に、ノイズを除去する為の副センサ部を備えた静電容量式タッチパネルが記載されている。特許文献３に記載の静電容量式タッチパネルでは、入力操作面付近に発生する種々のノイズ信号が主センサ部と副センサ部のいずれにも受信されるので、減算部において主センサ部が受信した信号から副センサ部が受信した信号を減算してノイズを除去し、入力操作による信号のみからなる減算部からの出力により入力操作位置を検出している。

特開２０１２−２４８０３５号公報 特開２００１−１２５７４４号公報 特許第４９５５１１６号公報

上述の特許文献２に開示されたタッチパネルでは、ノイズと定義する固有の周波数や振幅を予めフィルタに記憶させてノイズ信号を認識する必要があり、ノイズと定義されなかったノイズ信号を除去できない。また、フィードバックしてノイズ処理を行った後の原アナログ信号から入力操作位置を検出するので、ノイズ除去の為の処理時間が別に加わり、高速に入力操作位置を検出できない。

また、特許文献３に記載された静電容量式タッチパネルは、入力操作位置を検出するための主センサ部の他に、副センサ部を設ける必要があり、特に静電容量式タッチパネルでは、多数の主センスライン（検出電極）と多数のドライブライン（駆動電極）をマトリックス状に交差させるので、同一の入力操作面上にこれらのラインと絶縁して副センサ部の副センスラインを配線するには複雑な配線となり、構造が複雑でタッチパネルの製造工程も煩雑となる。

また、全ての主センスラインについて検出した信号から副センスラインの信号を減算処理するので、入力操作面が拡大して配線する主センスラインの数が多数となると、各センスラインについて上述の減算処理を行うこことなるので、入力操作位置の検出時間が長くなり、高速に入力操作位置を検出することができない。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、従来のタッチパネルの構造を大幅に変更することなく、容易にノイズ信号を判別して、高精度に入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルを提供することを目的とする。

また、入力操作面が大面積となっても、従来のタッチパネルの構造を大幅に変更することなく、高速に入力操作位置を検出することが可能な静電容量式タッチパネルを提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、請求項１の静電容量式タッチパネルは、絶縁パネルの検出方向に等間隔で配線される複数の検出電極Ｓ（ｎ）と、交流の検出電圧を発生する検出電圧発生回路と、複数の検出電極Ｓ（ｎ）に絶縁して配線される駆動電極と、駆動電極へ検出電圧を印加する駆動制御部と、複数の検出電極Ｓ（ｎ）から順に特定の検出電極Ｓ（ｎ）を選択する電極選択手段と、電極選択手段が選択した検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧の検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出する静電容量検出手段と、複数の検出電極Ｓ（ｎ）から、入力操作体が接近することにより選択した検出電極Ｓ（ｎ）とその近傍で検出電圧が印加される駆動電極との静電容量が変化して検出電圧レベルＲ（ｎ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）を特定し、特定した検出電極Ｓ（ｎ）の絶縁パネル上の検出方向の配線位置から、入力操作体の入力操作位置を検出する位置検出手段とを備えた静電容量式タッチパネルであって、
電極選択手段は、複数の検出電極Ｓ（ｎ）を、各検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）が検出方向に少なくとも１本の他の検出電極群ＳＧ（ｋ’）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）を隔てて等間隔で配線されるように、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）のいずれかに配分し、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）毎に順に、検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を検出方向に沿って順に選択し、位置検出手段は、検出電圧レベルＲ（ｎ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）について、検出方向で隣り合う一組の検出電極Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）間にそれぞれ表れる検出電圧レベルＲ（ｎ）を比較し、入力操作体が接近することにより検出電圧レベルＲ（ｎ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）を特定することを特徴とする。

配線方向に沿って隣り合う検出電極Ｓ（ｎ）は、異なる検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分され、静電容量検出手段は、検出電極群ＳＧ（ｋ）毎にその検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分された検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出するので、隣り合う検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧レベルＲ（ｎ）は、少なくとも検出電極群ＳＧ（ｋ）毎の選択周期を隔ててそれぞれ検出され、この１選択周期内に発生するインパルスノイズは、隣り合う一方の検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧レベルＲ（ｎ）にのみ表れる。一方、入力操作体を接近させる入力操作の操作時間は、１選択周期よりはるかに長いので、検出電圧レベルＲ（ｎ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）の中から、入力操作体が接近することにより検出電圧レベルＲ（ｎ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）と、ノイズにより検出電圧レベルＲ（ｎ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）とを容易に判別することができ、ノイズの発生にかかわらず、入力操作体が接近する検出電極Ｓ（ｎ）を特定して、正確に入力操作体の入力操作位置を検出できる。

請求項２の静電容量式タッチパネルは、電極選択手段が、複数の検出電極Ｓ（ｎ）を、検出方向に１本の検出電極Ｓ（ｎ）毎に交互に２種類の検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）に配分し、電極選択手段が、一方の検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を選択した際に、駆動制御部は、選択した検出電極Ｓ（ｎ）の検出方向に沿って両側に配線される他方の検出電極群ＳＧ（２）、ＳＧ（１）に配分した検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）の少なくともいずれかを駆動電極として検出電圧を印加することを特徴とする。

電極選択手段が、一方の検出電極群に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を選択し、静電容量検出手段がその選択した検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出する間は、選択した検出電極Ｓ（ｎ）の両側に配線される検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）は、他方の検出電極群に配分され、検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出する検出電極として選択されない。従って、この間に両側に配線される検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）の少なくともいずれかを検出電圧を印加する駆動電極とすることができる。

請求項３の静電容量式タッチパネルは、駆動制御部が、検出電極Ｓ（ｎ）のうちの少なくとも一つに、検出電圧と逆位相の反転検出電圧を印加することを特徴とする。

前縁パネル上で検出電圧と反転検出電圧の交流信号が互いをキャンセルする。

請求項４の静電容量式タッチパネルは、駆動制御部が、検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）の少なくともいずれかを駆動電極とする状態において、さらに検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）の検出方向に沿って両側に配線される一方の検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）に配分した検出電極Ｓ（ｎ−２）、Ｓ（ｎ＋２）の少なくともいずれかに検出電圧と逆位相の反転検出電圧を印加することを特徴とする。

検出電圧を印加する検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）の両側に配線される検出電極Ｓ（ｎ−２）、Ｓ（ｎ＋２）に検出電圧をキャンセルする反転検出電圧の交流信号が流れる。

請求項５の静電容量式タッチパネルは、電極選択手段が、一方の検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を選択した際に、駆動制御部は、選択した検出電極Ｓ（ｎ）の次に選択される検出電極Ｓ（ｎ＋２）の検出方向に沿って両側に配線される他方の検出電極群ＳＧ（２）、ＳＧ（１）に配分した検出電極Ｓ（ｎ＋１）、Ｓ（ｎ＋３）の少なくともいずれかを駆動電極として検出電圧を印加することを特徴とする。

選択した検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出する間に、次に検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出する検出電極Ｓ（ｎ＋２）の両側の検出電極Ｓ（ｎ＋１）、Ｓ（ｎ＋３）の少なくともいずれかに予め検出電極が印加されているので、次の検出電極Ｓ（ｎ＋２）に表れる検出電圧レベルＲ（ｎ）の検出に、駆動電極を切り換えて検出電圧を印加する影響がない。

請求項６の静電容量式タッチパネルは、駆動制御部が、検出電極Ｓ（ｎ＋１）、Ｓ（ｎ＋３）の少なくともいずれかを駆動電極とする状態において、さらに検出電極Ｓ（ｎ＋３）の検出方向に沿って両側に配線される一方の検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）に配分した検出電極Ｓ（ｎ＋２）、Ｓ（ｎ＋４）の少なくともいずれかに検出電圧と逆位相の反転検出電圧を印加することを特徴とする。

検出電圧を印加する検出電極Ｓ（ｎ＋１）、Ｓ（ｎ＋３）の近傍に配線される検出電極Ｓ（ｎ＋２）、Ｓ（ｎ＋４）に検出電圧をキャンセルする反転検出電圧の交流信号が流れる。

請求項７の静電容量式タッチパネルは、電極選択手段が、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）毎に、検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を検出方向に沿って順に選択する通常動作モードと、いずれかの検出電極群ＳＧ（ｋ）のみに配分した検出電極Ｓ（ｎ）を検出方向に沿って順に選択する高速動作モードから、選択可能ないずれか一方のモードで動作することを特徴とする。

各検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）は、それぞれ入力操作領域のほぼ全域に検出方向に沿って等間隔に配線されるので、いずれかの検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）のみから検出する検出電圧レベルＲ（ｎ）によって入力操作領域の全域の入力操作位置を検出できる。

電極選択手段が高速動作モードで動作する際には、いずれかの検出電極群ＳＧ（ｋ）のみに配分した検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出するので、１走査周期が短縮され、高速に入力操作位置を検出できる。

請求項８の静電容量式タッチパネルは、絶縁パネルに第１方向に等間隔で第１方向と直交する第２方向に沿って配線される複数の検出電極Ｓ（ｎ）と、交流の検出電圧を発生する検出電圧発生回路と、絶縁パネルの第２方向に等間隔で第１方向に沿って配線され、それぞれ複数の全ての検出電極Ｓ（ｎ）と絶縁間隔を隔てて交差する複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）と、複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）から特定の駆動領域ＤＶ（ｍ）を選択し、選択した駆動領域ＤＶ（ｍ）へ検出電圧を印加する駆動制御部と、複数の検出電極Ｓ（ｎ）から順に特定の検出電極Ｓ（ｎ）を選択する電極選択手段と、駆動制御部が選択した駆動領域ＤＶ（ｍ）に検出電圧を印加した際に、電極選択手段が選択した検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧の検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）を検出する静電容量検出手段と、複数の検出電極Ｓ（ｎ）から、入力操作体が接近することにより選択した検出電極Ｓ（ｎ）とその近傍で検出電圧が印加される駆動領域ＤＶ（ｍ）との静電容量が変化して検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）を特定し、特定した検出電極Ｓ（ｎ）の絶縁パネル上の第１方向の配線位置（ｎ）と検出電圧を印加した駆動領域ＤＶ（ｍ）の絶縁パネル上の第２方向の配線位置（ｍ）から、入力操作体の第１方向と第２方向の入力操作位置を検出する位置検出手段とを備えた静電容量式タッチパネルであって、
電極選択手段は、複数の検出電極Ｓ（ｎ）を、各検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）が第１方向に少なくとも１本の他の検出電極群ＳＧ（ｋ’）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）を隔てて等間隔で配線されるように、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）のいずれかに配分し、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）毎に順に、検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を第１方向に沿って順に選択し、位置検出手段は、検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）について、第１方向で隣り合う一組の検出電極Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）間にそれぞれ表れる検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）を比較し、入力操作体が接近することにより検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）を特定することを特徴とする。

第１方向に沿って隣り合う検出電極Ｓ（ｎ）は、異なる検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分され、静電容量検出手段は、選択した駆動領域ＤＶ（ｍ）に検出電圧を印加した際に、検出電極群ＳＧ（ｋ）毎にその検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分された検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）を検出するので、隣り合う検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）は、少なくとも検出電極群ＳＧ（ｋ）毎の選択周期を隔ててそれぞれ検出され、この１選択周期内に発生するインパルスノイズは、隣り合う一方の検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）にのみ表れる。一方、入力操作体を接近させる入力操作の操作時間は、１選択周期よりはるかに長いので、検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）の中から、入力操作体が接近することにより検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）と、ノイズにより検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）とを容易に判別することができ、ノイズの発生にかかわらず、入力操作体が接近する検出電極Ｓ（ｎ）を特定して、入力操作体の第１方向と第２方向の入力操作位置を検出できる。

請求項９の静電容量式タッチパネルは、電極選択手段が、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）毎に、検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を第１方向に沿って順に選択する通常動作モードと、いずれかの検出電極群ＳＧ（ｋ）のみに配分した検出電極Ｓ（ｎ）を第１方向に沿って順に選択する高速動作モードから、選択可能ないずれか一方のモードで動作することを特徴とする。

各検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）は、それぞれ入力操作領域のほぼ全域に第１方向に沿って等間隔に配線されるので、いずれかの検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）のみから検出する検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）によって入力操作領域の全域の入力操作位置を検出できる。

電極選択手段が高速動作モードで動作する際には、いずれかの検出電極群ＳＧ（ｋ）のみに配分した検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）を検出するので、１走査周期が短縮され、高速に入力操作位置を検出できる。

請求項１の発明によれば、従来の静電容量式タッチパネルの構成を大幅に変更することなく、電極選択手段で、各検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出する検出順を変更するだけで、インパルスノイズやコモンモードノイズを判別することができ、これらのノイズの影響を受けずに高精度に入力操作位置を検出することができる。

請求項２の発明によれば、検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出しない検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）を、検出電圧を印加する駆動電極として利用するので、検出電極Ｓ（ｎ）の他に駆動電極を別に配線する必要がなく、入力操作領域の配線が簡略化される。

また、検出電圧を印加する駆動電極とされる検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）は、検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出する検出電極Ｓ（ｎ）と隣り合って配線されるので、検出電圧を低電圧としても静電容量検出手段で検出電圧レベルＲ（ｎ）の変化を検出でき、検出電圧による不要輻射の影響を減じることができる。

請求項３、４若しくは請求項６の発明によれば、絶縁パネル上の駆動電極に印加される検出電圧が反転検出電圧の交流信号によってキャンセルされるので、検出電極を印加することによる絶縁パネルからの不要輻射の影響を大幅に減じることができる。

請求項５の発明よれば、選択した検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧レベルＲ（ｎ）の検出に、駆動電極を切り換えて検出電圧を印加する影響がなく、正確に入力操作位置やノイズを検出できる。

請求項７の発明よれば、絶縁パネルに配線される複数の検出電極Ｓ（ｎ）から、特定の検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）のみについて、その検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲ（ｎ）から入力操作位置を検出することが可能となるので、大面積の入力操作領域で多数の検出電極Ｓ（ｎ）が配線されている場合に、高速に入力操作位置を検出する検出モードを選択できる。

請求項８の発明よれば、従来の静電容量式タッチパネルの構成を大幅に変更することなく、電極選択手段で、選択した駆動領域ＤＶ（ｍ）に検出電圧を印加した際の各検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）を検出する検出順を変更するだけで、インパルスノイズやコモンモードノイズを判別することができ、これらのノイズの影響を受けずに高精度に２次元の入力操作位置を検出することができる。

請求項９の発明よれば、絶縁パネルに配線される複数の検出電極Ｓ（ｎ）から、特定の検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）のみについて、その検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）を検出して第１方向の入力操作位置を検出することが可能となるので、大面積の入力操作領域で多数の検出電極Ｓ（ｎ）が配線されている場合に、高速に入力操作位置を検出する検出モードを選択できる。

本発明の第１実施の形態に係る静電容量式タッチパネル１の入力操作領域に配線される複数の駆動電極Ｄ（ｍ）と駆動領域ＤＶ（ｍ）の関係及び複数の検出電極Ｓ（ｎ）と検出電極群ＳＧ（ｋ）の関係をそれぞれ示す平面図である。 静電容量式タッチパネル１の要部を示す部分省略回路図である。 駆動領域ＤＶ（ｍ）毎に検出電圧が印加される駆動電極Ｄ（ｍ）と、検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分された検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）を検出する検出順を示す説明図である。 本発明の第２実施の形態に係る静電容量式タッチパネル１０の入力操作領域のＸ方向に等間隔で配線される複数の検出電極ＳＸ（ｎ）及びＹ方向に等間隔で配線される複数の検出電極ＳＹ（ｎ）について、検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出する検出電極Ｓ（ｎ）と検出電圧が印加される駆動電極Ｄ＋との関係を示す説明図である。

以下、本発明の第１実施の形態に係る静電容量式タッチパネル１（以下、タッチパネル１という）を、図１乃至図３を用いて説明する。タッチパネル１は、図１に示すように、絶縁パネル２上に、Ｙ方向に沿って菱形のパターン（図中右上がりの斜線で表示）を連続させた１２本の検出電極Ｓ１〜Ｓ１２と、Ｘ方向に沿って菱形のパターンを連続させた１３本の駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３とをそれぞれ互いに絶縁して配線している。１２本の検出電極Ｓ１〜Ｓ１２は、Ｘ方向に等ピッチで、１３本の駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３は、Ｙ方向に等ピッチで配線され、一方の電極の菱形のパターンが他方の電極の菱形のパターンの隙間を相補し、全体でダイヤ柄模様のパターンとなって表れている。説明の便宜上、隣接する電極間はダイヤ柄模様の輪郭で接するように図示しているが、前述の通り、各電極は、互いに絶縁して配線され、その配線方向にのみ連続している。

絶縁パネル２上に格子状に配線された検出電極Ｓ１〜Ｓ１２及び駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３の表面側は、これらの電極を保護するとともに、指等の入力操作体が直接これらの電極に触れて誤作動しないように、図示しない透明絶縁シートで覆われている。すなわち、本実施の形態に係る静電容量式タッチパネル１は、入力操作体を透明絶縁シートに触れ、若しくは近接させて入力操作を行い、透明絶縁シートを介して入力操作体が接近することによる検出電極（ｎ）と駆動電極Ｄ（ｍ）間の静電容量の変化から入力操作体近傍の検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）の変化を読みとり、入力操作位置を検出するものである。この検出原理のもとに、検出電極Ｓ１〜Ｓ１２と駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３の各配線ピッチは、絶縁パネル２上のいずれに入力操作があっても、検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）の変化から入力操作位置が検出できるピッチとする。ここで、検出電極（ｎ）と駆動電極Ｄ（ｍ）の記号ｎ、ｍは、それぞれ図１のＸ方向とＹ方向に沿った電極の配線順にその電極を表す１から繰り上げられる自然数である。

図２に示すように、各駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３は、それぞれノイズを除去するダンピング抵抗６を介して、パルス高さがＶｏの検出電圧を矩形波交流信号にして出力する検出電圧発生回路３に接続している。また、各駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３とダンピング抵抗６の接続点には、マイコン４の入出力ポートＰ１〜Ｐ１３が各駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３に対応して接続している。

入出力ポートＰが、その入出力ポートＰを出力ポートの状態とするＯＦＦモードである場合には、その入出力ポートが接続する駆動電極（図中のＤ１、Ｄ５−Ｄ１３）の電位が出力ポートの電位（例えば「Ｌ」）レベルであれば０Ｖ、「Ｈ」レベルであればＶＣＣ）で安定し、検出電圧発生回路３から出力される矩形波交流信号の検出電圧は、その入出力ポートＰに接続する駆動電極Ｄ（図中のＤ１、Ｄ５−Ｄ１３）に印加されない。また、入出力ポートＰが、その入出力ポートＰを入力ポートの状態とするＯＮモードである場合には、その入力ポートＰがハイインピーダンス状態であるので、検出電圧発生回路３から出力される矩形波交流信号は、入出力ポートＰ（図中のＰ２〜Ｐ４）へ流れ込まず、その入出力ポートＰに接続する駆動電極Ｄ（図中のＤ２〜Ｄ４）に、矩形波交流信号による検出電圧が印加される。つまり、マイコン４は、任意の順に任意の１又は２以上の入出力ポートＰを出力ポートか入力ポートの状態とするだけで、その入出力ポートＰが接続する駆動電極Ｄへ検出電圧を印加する駆動制御を行うことができる。

本実施の形態では、図１に示すように、Ｙ方向で隣り合う３本の駆動電極Ｄ（ｍ）毎に同期した検出電圧を印加する駆動領域ＤＶ（ｍ）にまとめられ、Ｙ方向で隣り合う駆動領域ＤＶ（ｍ）と駆動領域ＤＶ（ｍ＋１）は、その間に配線される駆動電極Ｄにおいて重複し、重複する駆動電極Ｄがいずれの駆動領域ＤＶ（ｍ）、ＤＶ（ｍ＋１）にも含まれる。このようにして、絶縁パネル２に配線される１３本の駆動電極Ｄ（ｍ）から、６種類の駆動領域ＤＶ（ｍ）が設定される。

駆動制御部を兼ねるマイコン４は、図３に示すように、Ｙ方向に沿った駆動領域ＤＶ（ｍ）の順に、駆動領域ＤＶ（ｍ）に対応する入出力ポートＰをＯＮモードとして、その駆動領域ＤＶ（ｍ）を構成する３本の駆動電極Ｄ（ｍ）にそれぞれ同期する矩形波交流信号を出力し、パルス高さがＶｏの検出電圧を印加する。これにより、駆動領域ＤＶ（ｍ）毎に検出電圧を印加する６回の駆動制御で、絶縁パネル２上に配線された全ての駆動電極Ｄへ検出電圧を印加することができる。

１２本の検出電極Ｓ（ｎ）は、図１、図２に示すように、検出方向であるＸ方向に１本の検出電極Ｓ（ｎ）毎に交互に振り分けられて２種類の検出電極群ＳＧ（ｋ）（ｋが１若しくは２）に配分される。すなわち、検出電極群ＳＧ（１）に、検出電極Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１１が、検出電極群ＳＧ（２）に、検出電極Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２がそれぞれ配分され、検出電極群ＳＧ（１）に配分された検出電極Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１１は、Ｘ方向の配線位置順にマルチプレクサ７の入力１−６に、検出電極群ＳＧ（２）に配分された検出電極Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２は、Ｘ方向の配線位置順にマルチプレクサ７の入力７−１２に接続される。

電極選択手段として機能するマルチプレクサ７は、マイコン４からの切換制御によって、その入力順に選択した入力を出力に接続されたマイコン４の電圧検出回路４ａへ切換接続するものであり、マイコン４は、各駆動領域ＤＶ（ｍ）の駆動制御期間中に、検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）毎に、複数の検出電極Ｓ（ｎ）からＸ方向に沿って順に検出電極Ｓ（ｎ）を選択し、マイコン４の電圧検出回路４ａへ切換接続する。

電圧検出回路４ａは、駆動領域ＤＶ（ｍ）の３本の駆動電極Ｄ（ｍ）に検出電圧を印加することにより、駆動領域ＤＶ（ｍ）と交差する検出電極Ｓ（ｎ）間の静電容量Ｃ_０を介して検出電極Ｓ（ｎ）に表れる矩形波交流信号のパルス高さ（入力電圧Ｖｉ）を読みとる。この静電容量Ｃ_０はほぼ一定値であるので、指などの入力操作体が接近せずに検出電極Ｓ（ｎ）の浮遊容量に変動がなければ、入力電圧Ｖｉは、検出電圧Ｖｏに比例する一定電圧Ｖｃで変化しない。一方、入力操作体が駆動制御された駆動領域ＤＶ（ｍ）と検出電極Ｓ（ｎ）の間に接近すると、駆動領域ＤＶ（ｍ）若しくは検出電極Ｓ（ｎ）と入力操作体間の静電容量が増大し、矩形波交流信号の一部が入力操作体へ流れ、検出電極Ｓ（ｎ）に表れる入力電圧Ｖｉは低下する。つまり、電圧検出回路４ａは、マルチプレクサ７を介して接続する検出電極Ｓ（ｎ）の静電容量を表す入力電圧Ｖｉを読みとる静電容量検出手段として機能し、マイコン４は、入力電圧Ｖｉが変化する検出電極Ｓ（ｎ）と、その際に検出電圧が印加された駆動領域ＤＶ（ｍ）の各位置から入力操作体の位置である入力操作位置を算出するように、電圧検出回路４ａが読みとった入力電圧Ｖｉを、一定電圧Ｖｃとの電位差を反転させて二値化した検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）で表す。

図３に示すように、マイコン４は、一走査周期Ｔｐ内で、全ての駆動領域ＤＶ（ｍ）を順に駆動制御し、各駆動領域ＤＶ（ｍ）毎に検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）を交互に切り換えて、切り換えられた検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分された６本の検出電極Ｓ（ｎ）からＸ方向の配置位置順に１本の検出電極Ｓ（ｎ）を選択し、マイコン４の電圧検出回路４ａへ切換接続する。例えば、図３に示すように、始めの第１走査周期Ｔｐ１では、駆動電極Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に検出電圧を印加する駆動領域ＤＶ（１）の駆動制御期間中は、検出電極群ＳＧ（１）に配分された検出電極Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１１を順に電圧検出回路４ａへ接続し、その後、駆動電極Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５に検出電圧を印加する駆動領域ＤＶ（２）の駆動制御期間中（図１にメッシュで表示）は、検出電極群ＳＧ（２）に配分された検出電極Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０、Ｓ１２を順に電圧検出回路４ａへ接続し、以後、駆動領域ＤＶ（ｍ）をＤＶ（３）からＤＶ（６）まで駆動制御する間に同様に切換接続を繰り返す。

第１走査周期Ｔｐ１内に上述のように駆動領域ＤＶ（ｍ）への駆動制御と検出電極Ｓ（ｎ）の選択を繰り返すことにより、電圧検出回路４ａから、入力操作領域の全域に交差して配線される検出電極Ｓ（ｎ）と駆動領域ＤＶ（ｍ）毎の検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が得られる。ここで、検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）は、駆動領域ＤＶ（ｍ）を駆動制御している間に駆動領域ＤＶ（ｍ）に交差する検出電極Ｓ（ｎ）に表れる入力電圧Ｖｉの変化量を表すので、入力操作体が駆動領域ＤＶ（ｍ）と検出電極Ｓ（ｎ）の交差位置に接近すると、検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が増大する。位置検出手段を兼ねるマイコン４は、検出電極Ｓ（ｎ）と駆動領域ＤＶ（ｍ）の組み合わせからなるｎ＊ｍの検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）を比較し、極大値が検出された交差位置の近傍を入力操作位置（ｘ，ｙ）として検出する。

このように、Ｘ方向で隣り合う検出電極Ｓ（ｎ）と検出電極Ｓ（ｎ＋１）が、従来のようにこの順に電圧検出回路４ａに切換接続されず、一定の期間（本実施の形態では、１種類の検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）の全てを順に選択することを完了するために必要な期間であり、本発明では、１選択周期という）を隔てて接続されるので、一定の期間を隔てて検出される検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）と検出電圧レベルＲ（ｎ＋１、ｍ）を比較することにより、ほぼ両者が同様に変化する入力操作体の接近と識別して、種々のノイズを判別できる。例えば、１選択周期中のマルチプレクサ７の入力８が出力に接続し、選択された検出電極Ｓ４が電圧検出回路４ａに接続している間に、インパルスノイズが発生したとすると、検出電圧レベルＲ（４、２）は、隣り合う検出電極Ｓ３について検出した検出電圧レベルＲ（３、１）、検出電圧レベルＲ（３、３）若しくは隣り合う検出電極Ｓ５について検出した検出電圧レベルＲ（５、１）、検出電圧レベルＲ（５、３）と比較してノイズが含まれることで不正規に変化した異常値となるので、検出電圧レベルＲ（４、２）をノイズが含まれる異常値として入力操作位置（ｘ，ｙ）の検出に用いない。

例えば、図３において、駆動領域ＤＶ（１）の駆動制御期間中における検出電極Ｓ３の検出電圧レベルＲ（３、１）の検出時点から、その次の検出電極として選択される検出電極Ｓ５の検出電圧レベルＲ（５、１）の検出時点にかけてインパルスノイズが発生した場合を仮定して考えると、このような場合には、検出電圧レベルＲ（３、１）と検出電圧レベルＲ（５、１）として、インパルスノイズの影響を受けた値が検出されることになる。しかしながら、検出電極Ｓ３と検出電極Ｓ５との間に位置する検出電極Ｓ４の検出電圧レベルＲ（４、２）の検出は、１選択周期に相当する時間の後に行われるため、検出電圧レベルＲ（４、２）の検出時点ではインパルスノイズが既に消失しており、検出電圧レベルＲ（４、２）は、インパルスノイズの影響を受けない正常な値が検出される。これら一連の電圧レベルを検出した後、検出電極の配設順に沿って、検出電極Ｓ３に対応する検出電圧レベルＲ（３、１）、検出電極Ｓ４に対応する検出電圧レベルＲ（４、２）、および検出電極Ｓ５に対応する検出電圧レベルＲ（５、１）をこの順序で並べると、インパルスノイズの影響を受けた検出電圧レベルＲ（３、１）、および検出電圧レベルＲ（５、１）と、影響を受けていない検出電圧レベルＲ（４、２）との間で、入力操作体が接近することに起因する正常な検出値の変化とは明らかに異なる異常な検出電圧レベルの変化が現れるため、検出電圧レベルＲ（３、１）の検出時点から検出電圧レベルＲ（５、１）の検出時点までの間にインパルスノイズの影響を受けたことが極めて容易に判別できる。これに対して、従来のように、検出電極Ｓ３と検出電極Ｓ４とをこの順で連続して検出する場合において同様に仮定して考えると、互いに隣接する検出電極Ｓ３と検出電極Ｓ４に対応する検出電圧レベルＲ（３）と検出電圧レベルＲ（４）とが共に影響を受けた値となるため、入力操作体が接近することに起因する正常な検出値な変化なのか、あるいは、インパルスノイズの影響による異常な値の変化なのか、の判別が付きにくい。

また、コモンモードノイズのように、１選択周期より長い周期のノイズが発生している場合であっても、Ｘ方向で隣り合う検出電極Ｓ（ｎ）と検出電極Ｓ（ｎ＋１）について、それぞれ検出される検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）と検出電圧レベルＲ（ｎ＋１、ｍ）間にノイズによる差分が生じるので、長周期のノイズであっても識別できる。長周期のノイズを検出した場合には、ノイズの影響を受けた複数の検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）を除いて入力操作位置を検出するか、連続して検出するノイズを含む検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）からノイズの波形を特定し、ノイズの振幅分を除いた検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）から入力操作位置（ｘ，ｙ）を検出してもよい。

尚、本実施の形態では、図３に示すように、第１走査周期Ｔｐ１に引き続き、更に次の第２走査周期Ｔｐ２で、各駆動領域ＤＶ（ｍ）毎に切り換える検出電極群ＳＧ（ｋ）の順を変えて、切り換えられた検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分された６本の検出電極Ｓ（ｎ）から順に選択した１本の検出電極Ｓ（ｎ）を電圧検出回路４ａへ接続する。例えば、第１走査周期Ｔｐ１では、駆動領域ＤＶ（１）を駆動制御した際に検出電極群ＳＧ（１）に配分された検出電極Ｓ（ｎ）を、Ｘ方向の配置位置順に電圧検出回路４ａへ接続するのに対し、次の第２走査周期Ｔｐ２では、駆動領域ＤＶ（１）を駆動制御した際に検出電極群ＳＧ（２）に配分された検出電極Ｓ（ｎ）を、検出電極群ＳＧ（１）より先に電圧検出回路４ａへ接続する。

これにより、第２走査周期Ｔｐ２では、各検出電極Ｓ（ｎ）が電圧検出回路４ａに接続される際に、第１走査周期Ｔｐ１と比較してＹ方向で隣り合う駆動領域ＤＶ（ｍ）に検出電圧が印加され、第１走査周期Ｔｐ１と第２走査周期Ｔｐ２を通じてマイコン４において、絶縁パネル２上の入力操作領域の全体の位置に対応するｎ行ｍ列の検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が得られる。入力操作領域の各位置とその位置の周囲の位置に対応する検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）とは、少なくとも検出電極群ＳＧ（ｋ）を切り換える１選択周期若しくは１走査周期Ｔｐの時間を経過してマイコン４において得られるので、これらの検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）を比較してその間に発生するノイズを確実に検出し、ノイズの除去処理を行うことができる。

しかしながら、必ずしも第１走査周期Ｔｐ１と第２走査周期Ｔｐ２を交互に繰り返して入力操作位置（ｘ，ｙ）を検出する必要はなく、上述の通り、第１走査周期Ｔｐ１若しくは第２走査周期Ｔｐ２のみからノイズの影響なく入力操作位置（ｘ，ｙ）を検出できる。また、更に、高速で入力操作位置（ｘ，ｙ）を検出する場合には、電極選択手段を、いずれかの検出電極群ＳＧ（ｋ）のみの検出電極Ｓ（ｎ）を電圧検出回路４ａへ接続させる高速動作モードとし、例えば、上述の第１実施の形態の検出電極群ＳＧ（１）若しくは検出電極群ＳＧ（２）の一方に配分される６本の検出電極Ｓ（ｎ）のみを電圧検出回路４ａへ接続し、これらの検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）から入力操作位置（ｘ，ｙ）を検出してもよい。検出電極群ＳＧ（１）若しくは検出電極群ＳＧ（２）のいずれか一方のみを電圧検出回路４ａへ接続する場合には、第１実施の形態に係る走査周期Ｔｐの１／２の時間で入力操作領域全体の入力操作位置（ｘ，ｙ）を検出できる。

本実施の形態では、３本の電極に同期した検出電圧を印加して駆動領域ＤＶ（ｍ）としているが、駆動領域ＤＶ（ｍ）を構成する電極数は３本に限らず、１本のみの電極に検出電圧を印加して駆動領域ＤＶ（ｍ）としてもよい。

上述の実施の形態では、複数の検出電極Ｓ（ｎ）と複数の駆動電極Ｄ（ｍ）が絶縁パネル２上に互いに交差して配線されるタッチパネル１で説明したが、検出電極Ｓが駆動電極Ｄを兼ねるタッチパネルであっても、本発明を適用できる。以下、検出電極Ｓ（ｎ）が駆動電極Ｄを兼ねる本発明の第２実施の形態に係る静電容量式タッチパネル１０（以下、タッチパネル１０という）を、図４を用いて説明する。以下、この第２実施の形態では、上述のタッチパネル１と同一若しくは同様に作用する構成は同一の番号を用いてその詳細な説明は省略する。

図４に示すように、タッチパネル１０は、絶縁パネル２上に、Ｙ方向に沿って菱形のパターン（図中右上がりの斜線で表示）を連続させた１３本のＸ検出電極ＳＸ０〜ＳＸ１２と、菱形のパターンをＸ方向に沿って連続させた１０本のＹ検出電極ＳＹ０〜ＳＹ９とがそれぞれ互いに絶縁して配線されている。１３本のＸ検出電極ＳＸ０〜ＳＸ１２は、Ｘ方向に等ピッチで、１０本のＹ検出電極ＳＹ０〜ＳＹ９は、Ｙ方向に等ピッチで配線され、一方の検出電極の菱形のパターンが他方の検出電極の菱形のパターンの隙間を相補し、全体でダイヤ柄模様のパターンとなって表れている。この図４においても、説明の便宜上、隣接する検出電極Ｓ（ｎ）間はダイヤ柄模様の輪郭で接するように図示しているが、各検出電極Ｓ（ｎ）は互いに絶縁して配線され、その配線方向にのみ連続している。ここで、検出電極Ｓ（ｎ）の記号ｎは、図中のＸ方向とＹ方向の検出方向に沿った検出電極Ｓの配線順にその検出電極Ｓを表す１から繰り上げられる自然数である。

本実施の形態に係るタッチパネル１０は、いずれかの検出電極Ｓ（ｎ）を電圧検出回路４ａに接続する選択した検出電極Ｓ（ｎ）とするとともに、選択した検出電極Ｓ（ｎ）について、検出方向に沿ったその両側の検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）を検出電圧を印加する駆動電極Ｄ＋とし、入力操作体が接近することによる検出電極Ｓ（ｎ）と駆動電極Ｄ（＋）間の静電容量の変化から入力操作体近傍の選択した検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲ（ｎ）の変化を読みとり、入力操作位置を検出するものである。

本実施の形態において、パルス高さがＶｏの検出電圧を矩形波交流信号にして出力する検出電圧発生回路３はマイコン４に内蔵され、マイコン４は、検出電圧を出力する出力ポートＰ１と検出電圧と逆位相の反転検出電圧を出力する出力ポートＰ２とを備えている。上述の通り、Ｘ検出電極ＳＸ（ｎ）とＹ検出電極ＳＹ（ｎ）は、マイコン４の電圧検出回路４ａに接続される選択した検出電極Ｓ（ｎ）と検出電圧を印加する駆動電極Ｄ（＋）を兼ねると共に、更に検出電圧と逆位相の反転検出電圧を印加する駆動電極Ｄ（−）を兼ねるので、全ての各検出電極Ｓ（ｎ）は、マイコン４から切り換え制御される図示しない複数のマルチプレクサ７を介してマイコン４の出力ポートＰ１、出力ポートＰ２及び電圧検出回路４ａのいずれかに選択的に接続可能となっている。

以下、このタッチパネル１０により絶縁パネル２上の入力操作位置を検出するタッチパネル１０の動作を説明する。入力操作位置を検出する動作において、両端のＸ検出電極ＳＸ０、ＳＸ１２を除くＸ検出電極ＳＸ１〜ＳＸ１１は、検出方向であるＸ方向に１本の検出電極ＳＸ（ｎ）毎に交互に振り分けられて２種類の検出電極群ＳＸＧ（ｋ）（ｋが１若しくは２）に配分される。すなわち、検出電極群ＳＸＧ（１）に、検出電極ＳＸ１、ＳＸ３、ＳＸ５、ＳＸ７、ＳＸ９、ＳＸ１１が、検出電極群ＳＧ（２）に、検出電極ＳＸ２、ＳＸ４、ＳＸ６、ＳＸ８、ＳＸ１０、ＳＸ１２がそれぞれ配分される。各検出電極群ＳＸＧ（ｋ）に配分された検出電極ＳＸ（ｎ）は、Ｘ方向の入力操作位置を検出する際に、検出電極群ＳＸＧ（ｋ）毎に検出方向であるＸ方向の配線位置順に電極選択手段であるマイコン４により選択され、マルチプレクサ７によりマイコン４の電圧検出回路４ａに切り換え接続される。

マイコン４により特定の検出電極ＳＸ（ｎ）を選択すると、マイコン４は、マルチプレクサ７を切り換え接続制御し、選択された検出電極ＳＸ（ｎ）を電圧検出回路４ａに接続する。同時に、選択された検出電極ＳＸ（ｎ）の両側の検出電極ＳＸ（ｎ−１）、検出電極ＳＸ（ｎ＋１）と次に選択される検出電極ＳＸ（ｎ＋２）に隣り合う検出電極ＳＸ（ｎ＋３）を駆動電極とするために出力ポートＰ１に、駆動電極の両側の検出電極ＳＸ（ｎ−２）と検出電極ＳＸ（ｎ＋４）に反転検出電圧を印加するために出力ポートＰ２に、それぞれ接続する。例えば、図４に示すように、検出電極群ＳＸＧ（１）の検出電極ＳＸ３が選択されると、検出電極ＳＸ３が電圧検出回路４ａに接続され、同時に、その両側の検出電極ＳＸ２、検出電極ＳＸ４と次に選択される検出電極ＳＸ５に隣り合う検出電極ＳＸ６が駆動電極となって検出電圧が印加され、駆動電極となった検出電極ＳＸ２と検出電極ＳＸ６の外側に隣接する検出電極ＳＸ１と検出電極ＳＸ７に反転検出電圧が印加される。

これにより、電圧検出回路４ａは、選択された検出電極ＳＸ（ｎ）の両側に沿った検出電極ＳＸ（ｎ−１）と検出電極ＳＸ（ｎ＋１）に検出電圧が印加されることにより、検出電極ＳＸ（ｎ−１）、ＳＸ（ｎ＋１）との間の静電容量Ｃ_０を介して選択した検出電極ＳＸ（ｎ）に表れる矩形波交流信号のパルス高さ（入力電圧Ｖｉ）を読みとり、入力電圧Ｖｉが変化する検出電極ＳＸ（ｎ）の位置から入力操作位置を算出するように、電圧検出回路４ａが読みとった入力電圧Ｖｉを、一定電圧Ｖｃとの電位差を反転させて二値化した検出電圧レベルＲＸ（ｎ）とする。ここで、駆動電極となる検出電極ＳＸ（ｎ−１）、ＳＸ（ｎ＋１）、ＳＸ（ｎ＋３）は、検出電圧レベルＲＸ（ｎ）を読みとる検出電極ＳＸ（ｎ）と異なる検出電極群ＳＸＧ（ｋ）に配分された検出電極であり、この選択周期内で電圧検出回路４ａに接続されることがないので、厳密に印加するタイミングを考慮せずに検出電圧を印加することができる。

また、検出電圧を印加する検出電極ＳＸ（ｎ−１）、ＳＸ（ｎ＋３）の外側の検出電極ＳＸ（ｎ−２）と検出電極ＳＸ（ｎ＋４）に検出電極と逆位相の反転検出電圧が印加されるので、その周囲で検出電圧と反転検出電圧の交流信号が互いをキャンセルし、タッチパネル１０の不要輻射の影響を大幅に減じることができる。

マイコン４は、選択した検出電極ＳＸ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲＸ（ｎ）を読みとると、同じ検出電極群ＳＸＧ（ｋ）の選択した検出電極ＳＸ（ｎ）のＸ方向の次の配線位置にある検出電極ＳＸ（ｎ＋２）を新たに選択し、電圧検出回路４ａに接続し、同様の処理を繰り返す。この際に、検出電圧を印加する駆動電極は、検出電極ＳＸ（ｎ−１）、ＳＸ（ｎ＋１）、ＳＸ（ｎ＋３）から検出電極ＳＸ（ｎ＋１）、ＳＸ（ｎ＋３）、ＳＸ（ｎ＋５）に移行するが、検出電圧レベルＲＸ（ｎ＋２）を読みとる選択した検出電極ＳＸ（ｎ＋２）の両側の検出電極ＳＸ（ｎ＋１）、ＳＸ（ｎ＋３）には、既に検出電圧が印加されているので、新たに検出電圧を印加することによるノイズは、検出電圧レベルＲ（ｎ＋２）に表れない。

このようにして検出電極群ＳＸＧ（１）に配分された全ての検出電極ＳＸ１、ＳＸ３、ＳＸ５、ＳＸ７、ＳＸ９、ＳＸ１１について順に検出電圧レベルＲＸ（ｎ）を読みとった後、検出電極群ＳＸＧ（２）に配分された全ての検出電極ＳＸ２、ＳＸ４、ＳＸ６、ＳＸ８、ＳＸ１０について順に検出電圧レベルＲＸ（ｎ）を読み取り、入力操作領域の全域のＸ方向の検出電極ＳＸ（ｎ）毎の検出電圧レベルＲＸ（ｎ）を得る。ここで、検出電圧レベルＲＸ（ｎ）は、検出電極ＳＸ（ｎ）に表れる入力電圧Ｖｉの変化量を表すので、入力操作体が検出電極ＳＸ（ｎ）に接近すると、検出電圧レベルＲＸ（ｎ）が増大する。位置検出手段を兼ねるマイコン４は、各検出電極ＳＸ（ｎ）の検出電圧レベルＲＸ（ｎ）を比較し、極大値が検出された検出電極ＳＸ（ｎ）の近傍をＸ方向の入力操作位置（ｘ）として検出する。

Ｙ方向についても同様に、両端のＹ検出電極ＳＹ０、ＳＹ９を除くＹ検出電極ＳＹ１〜ＳＹ８は、検出方向であるＹ方向に１本の検出電極ＳＹ（ｎ）毎に交互に振り分けられて２種類の検出電極群ＳＹＧ（ｋ）（ｋが１若しくは２）に配分される。すなわち、検出電極群ＳＹＧ（１）に、検出電極ＳＹ１、ＳＹ３、ＳＹ５、ＳＹ７が、検出電極群ＳＧ（２）に、検出電極ＳＹ２、ＳＹ４、ＳＹ６、ＳＹ８がそれぞれ配分される。各検出電極群ＳＹＧ（ｋ）に配分された検出電極ＳＹ（ｎ）は、Ｙ方向の入力操作位置を検出する際に、検出電極群ＳＹＧ（ｋ）毎に検出方向であるＹ方向の配線位置順に電極選択手段であるマイコン４により選択され、電圧検出回路４ａに切り換え接続される。

マイコン４により特定の検出電極ＳＹ（ｎ）を選択すると、マイコン４は、選択された検出電極ＳＹ（ｎ）を電圧検出回路４ａに接続する。同時に、選択された検出電極ＳＹ（ｎ）の両側の検出電極ＳＹ（ｎ−１）、検出電極ＳＹ（ｎ＋１）と次に選択される検出電極ＳＹ（ｎ＋２）に隣り合う検出電極ＳＹ（ｎ＋３）を駆動電極とするために出力ポートＰ１に、駆動電極の両側の検出電極ＳＹ（ｎ−２）と検出電極ＳＹ（ｎ＋３）に反転検出電圧を印加するために出力ポートＰ２に、それぞれ接続する。

電圧検出回路４ａは、選択された検出電極ＳＹ（ｎ）の両側に沿った検出電極ＳＹ（ｎ−１）と検出電極ＳＹ（ｎ＋１）に検出電圧が印加されることにより、検出電極ＳＹ（ｎ−１）、ＳＹ（ｎ＋１）との間の静電容量Ｃ_０を介して選択した検出電極ＳＹ（ｎ）に表れる入力電圧Ｖｉを読みとり、電圧検出回路４ａが読みとった入力電圧Ｖｉを、一定電圧Ｖｃとの電位差を反転させて二値化した検出電圧レベルＲＹ（ｎ）とする。

また、Ｙ方向についても、検出電圧を印加する検出電極ＳＹ（ｎ−１）、ＳＹ（ｎ＋２）の外側の検出電極ＳＹ（ｎ−２）と検出電極ＳＹ（ｎ＋３）に検出電極と逆位相の反転検出電圧を印加するので、検出電圧を印加することによるタッチパネル１０の不要輻射が減少する。

マイコン４は、選択した検出電極ＳＹ（ｎ）に表れる検出電圧レベルＲＹ（ｎ）を読みとると、同じ検出電極群ＳＹＧ（ｋ）の選択した検出電極ＳＹ（ｎ）のＹ方向の次の配線位置にある検出電極ＳＹ（ｎ＋２）を新たに選択し、電圧検出回路４ａに接続し、同様の処理を繰り返す。

本実施の形態では、このようにして検出電極群ＳＹＧ（１）に配分された全ての検出電極ＳＹ１、ＳＹ３、ＳＹ５、ＳＹ７について順に検出電圧レベルＲＹ（ｎ）を読みとった後、検出電極群ＳＹＧ（２）に配分された全ての検出電極ＳＹ２、ＳＹ４、ＳＹ６、ＳＹ８について順に検出電圧レベルＲＹ（ｎ）を読み取り、入力操作領域の全域のＹ方向の検出電極ＳＹ（ｎ）毎の検出電圧レベルＲＹ（ｎ）が得られる。ここで、検出電圧レベルＲＹ（ｎ）は、検出電極ＳＹ（ｎ）に表れる入力電圧Ｖｉの変化量を表すので、入力操作体が検出電極ＳＹ（ｎ）に接近すると、検出電圧レベルＲＹ（ｎ）が増大し、位置検出手段を兼ねるマイコン４は、各検出電極ＳＹ（ｎ）の検出電圧レベルＲＹ（ｎ）を比較し、極大値が検出された検出電極ＳＹ（ｎ）の近傍をＹ方向の入力操作位置（ｙ）として検出する。

この第２実施の形態においても、Ｘ方向で隣り合う検出電極ＳＸ（ｎ）と検出電極ＳＸ（ｎ＋１）及びＹ方向で隣り合う検出電極ＳＹ（ｎ）と検出電極ＳＹ（ｎ＋１）は、それぞれ１選択周期を隔てて電圧検出回路４ａに接続されるので、一定の期間を隔てて検出される検出電圧レベルＲＸ（ｎ）と検出電圧レベルＲＸ（ｎ＋１）若しくは検出電圧レベルＲＹ（ｎ）と検出電圧レベルＲＹ（ｎ＋１）を比較することにより、両者がほぼ同様に変化する入力操作体の接近と識別して、種々のノイズを判別でき、ノイズを取り除いた検出電圧レベルＲＸ（ｎ）、ＲＹ（ｎ）からＸ、Ｙ方向の入力操作位置（ｘ，ｙ）の検出できる。

尚、この第２実施の形態においても、マイコン４の電極選択手段を高速動作モードとして、Ｘ方向のいずれかの検出電極群ＳＸＧ（ｋ）に配分された検出電極ＳＸ（ｎ）とＹ方向のいずれかの検出電極群ＳＹＧ（ｋ）に配分された検出電極ＳＹ（ｎ）を順に電圧検出回路４ａに接続し、それぞれ表れる検出電圧レベルＲＸ（ｎ）、ＲＹ（ｎ）を検出した時点で、Ｘ、Ｙ方向の入力操作位置（ｘ，ｙ）を検出し、配線された全ての検出電極ＳＸ（ｎ）、検出電極ＳＹ（ｎ）についての走査を省略し、高速に入力操作位置（ｘ，ｙ）を検出してもよい。

また、この第２実施の形態では、選択して電圧検出回路４ａに接続する検出電極Ｓ（ｎ）の両側の検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）を駆動電極としているが、検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）の一方のみを駆動電極として検出電圧を印加もよい。

また、上述のいずれの実施の形態においても、複数の検出電極Ｓ（ｎ）を２種類の検出電極群ＳＹＧ（ｋ）（ｋは１若しくは２）として説明しているが、各検出電極群ＳＹＧ（ｋ）に配分される複数の検出電極Ｓ（ｎ）が、検出方向に沿って少なくとも１本の検出電極Ｓ（ｎ）を隔てて等間隔に配線されるものであれば、３種類以上の検出電極群ＳＹＧ（ｋ）（ｋは３以上の整数）に配分してもよい。

また、上述各実施の形態では、検出電圧発生回路３が矩形波交流信号を出力するものとして説明したが、交流信号は矩形波に限定されず、例えば、正弦波など、他の態様の交流信号であってもよい。

本発明は、相互容量方式で入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルに適している。

１ 静電容量式タッチパネル（第１実施の形態）
２ 絶縁パネル
３ 検出電圧発生回路
４ マイコン（駆動制御部、電極選択手段）
４ａ 電圧検出回路（静電容量検出手段）
５ 駆動制御部
７ マルチプレクサ（電極選択手段）
１０ 静電容量式タッチパネル（第２実施の形態）
ＤＶ（ｍ） 駆動領域
Ｓ（ｎ） 検出電極
ＳＧ（ｋ） 検出電極群
Ｒ（ｎ） 検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧レベル
ＤＶ（ｍ） 駆動領域

Claims (9)

1. 絶縁パネルの検出方向に等間隔で配線される複数の検出電極Ｓ（ｎ）と、
   交流の検出電圧を発生する検出電圧発生回路と、
   複数の検出電極Ｓ（ｎ）に絶縁して配線される駆動電極と、
   前記駆動電極へ前記検出電圧を印加する駆動制御部と、
   複数の検出電極Ｓ（ｎ）から順に特定の検出電極Ｓ（ｎ）を選択する電極選択手段と、
   電極選択手段が選択した検出電極Ｓ（ｎ）に表れる前記検出電圧の検出電圧レベルＲ（ｎ）を検出する静電容量検出手段と、
   複数の検出電極Ｓ（ｎ）から、入力操作体が接近することにより選択した検出電極Ｓ（ｎ）とその近傍で前記検出電圧が印加される前記駆動電極との静電容量が変化して検出電圧レベルＲ（ｎ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）を特定し、特定した検出電極Ｓ（ｎ）の前記絶縁パネル上の検出方向の配線位置から、入力操作体の入力操作位置を検出する位置検出手段とを備えた静電容量式タッチパネルであって、
   電極選択手段は、複数の検出電極Ｓ（ｎ）を、各検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）が前記検出方向に少なくとも１本の他の検出電極群ＳＧ（ｋ’）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）を隔てて等間隔で配線されるように、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）のいずれかに配分し、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）毎に順に、検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を検出方向に沿って順に選択し、
   位置検出手段は、検出電圧レベルＲ（ｎ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）について、検出方向で隣り合う一組の検出電極Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）間にそれぞれ表れる検出電圧レベルＲ（ｎ）を比較し、入力操作体が接近することにより検出電圧レベルＲ（ｎ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）を特定することを特徴とする静電容量式タッチパネル。
2. 電極選択手段は、複数の検出電極Ｓ（ｎ）を、検出方向に１本の検出電極Ｓ（ｎ）毎に交互に２種類の検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）に配分し、
   電極選択手段が、一方の検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を選択した際に、駆動制御部は、選択した検出電極Ｓ（ｎ）の検出方向に沿って両側に配線される他方の検出電極群ＳＧ（２）、ＳＧ（１）に配分した検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）の少なくともいずれかを駆動電極として検出電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の静電容量式タッチパネル。
3. 前記駆動制御部は、検出電極Ｓ（ｎ）のうちの少なくとも一つに、前記検出電圧と逆位相の反転検出電圧を印加することを特徴とする請求項２に記載の静電容量式タッチパネル。
4. 前記駆動制御部は、前記検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）の少なくともいずれかを駆動電極とする状態において、さらに前記検出電極Ｓ（ｎ−１）、Ｓ（ｎ＋１）の検出方向に沿って両側に配線される前記一方の検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）に配分した検出電極Ｓ（ｎ−２）、Ｓ（ｎ＋２）の少なくともいずれかに前記検出電圧と逆位相の反転検出電圧を印加することを特徴とする請求項３に記載の静電容量式タッチパネル。
5. 電極選択手段が、一方の検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を選択した際に、駆動制御部は、選択した検出電極Ｓ（ｎ）の次に選択される検出電極Ｓ（ｎ＋２）の検出方向に沿って両側に配線される他方の検出電極群ＳＧ（２）、ＳＧ（１）に配分した検出電極Ｓ（ｎ＋１）、Ｓ（ｎ＋３）の少なくともいずれかを駆動電極として検出電圧を印加することを特徴とする請求項２に記載の静電容量式タッチパネル。
6. 前記駆動制御部は、前記検出電極Ｓ（ｎ＋１）、Ｓ（ｎ＋３）の少なくともいずれかを駆動電極とする状態において、さらに前記検出電極Ｓ（ｎ＋３）の検出方向に沿って両側に配線される前記一方の検出電極群ＳＧ（１）、ＳＧ（２）に配分した検出電極Ｓ（ｎ＋２）、Ｓ（ｎ＋４）の少なくともいずれかに前記検出電圧と逆位相の反転検出電圧を印加することを特徴とする請求項３に記載の静電容量式タッチパネル。
7. 電極選択手段は、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）毎に、検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を検出方向に沿って順に選択する通常動作モードと、いずれかの検出電極群ＳＧ（ｋ）のみに配分した検出電極Ｓ（ｎ）を検出方向に沿って順に選択する高速動作モードから、選択可能ないずれか一方のモードで動作することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の静電容量式タッチパネル。
8. 絶縁パネルに第１方向に等間隔で第１方向と直交する第２方向に沿って配線される複数の検出電極Ｓ（ｎ）と、
   交流の検出電圧を発生する検出電圧発生回路と、
   絶縁パネルの第２方向に等間隔で第１方向に沿って配線され、それぞれ前記複数の全ての検出電極Ｓ（ｎ）と絶縁間隔を隔てて交差する複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）と、
   複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）から特定の駆動領域ＤＶ（ｍ）を選択し、選択した駆動領域ＤＶ（ｍ）へ検出電圧を印加する駆動制御部と、
   複数の検出電極Ｓ（ｎ）から順に特定の検出電極Ｓ（ｎ）を選択する電極選択手段と、
   駆動制御部が選択した駆動領域ＤＶ（ｍ）に検出電圧を印加した際に、電極選択手段が選択した検出電極Ｓ（ｎ）に表れる前記検出電圧の検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）を検出する静電容量検出手段と、
   複数の検出電極Ｓ（ｎ）から、入力操作体が接近することにより選択した検出電極Ｓ（ｎ）とその近傍で前記検出電圧が印加される駆動領域ＤＶ（ｍ）との静電容量が変化して検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）を特定し、特定した検出電極Ｓ（ｎ）の絶縁パネル上の第１方向の配線位置（ｎ）と検出電圧を印加した駆動領域ＤＶ（ｍ）の絶縁パネル上の第２方向の配線位置（ｍ）から、入力操作体の第１方向と第２方向の入力操作位置を検出する位置検出手段とを備えた静電容量式タッチパネルであって、
   電極選択手段は、複数の検出電極Ｓ（ｎ）を、各検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）が第１方向に少なくとも１本の他の検出電極群ＳＧ（ｋ’）に配分される検出電極Ｓ（ｎ）を隔てて等間隔で配線されるように、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）のいずれかに配分し、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）毎に順に、検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を第１方向に沿って順に選択し、
   位置検出手段は、検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）について、第１方向で隣り合う一組の検出電極Ｓ（ｎ）、Ｓ（ｎ＋１）間にそれぞれ表れる検出電圧レベル（ｎ、ｍ）を比較し、入力操作体が接近することにより検出電圧レベルＲ（ｎ、ｍ）が変化する検出電極Ｓ（ｎ）を特定することを特徴とする静電容量式タッチパネル。
9. 電極選択手段は、２以上の検出電極群ＳＧ（ｋ）毎に、検出電極群ＳＧ（ｋ）に配分した検出電極Ｓ（ｎ）を第１方向に沿って順に選択する通常動作モードと、いずれかの検出電極群ＳＧ（ｋ）のみに配分した検出電極Ｓ（ｎ）を第１方向に沿って順に選択する高速動作モードから、選択可能ないずれか一方のモードで動作することを特徴とする請求項８に記載の静電容量式タッチパネル。

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