(57)【要約】      （修正有）【課題】対象物の検出距離の長距離化に適したタッチパネル装置を提供する。【解決手段】制御回路５２は、送信電極群４３のうち電界を放射している送信電極に隣接した送信電極をオープン電位に設定し、かつ受信電極群４１のうち受信信号の検出を行っている受信電極に隣接した受信電極をオープン電位に設定しているため、電界が比較的遠方まで届きやすくなり、対象物の検出距離の長距離化に適したタッチパネル装置を提供することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信電極からなる送信電極群と、前記送信電極と上面視で交差する複数の受信電極からなる受信電極群とを備えた静電容量方式の透明タッチパネルと、
前記透明タッチパネルの下方に配置された表示装置と、
前記送信電極群及び前記受信電極群と接続される制御回路を備え、
前記制御回路は、前記送信電極群のうち電界を放射している前記送信電極に隣接した前記送信電極をオープン電位に設定し、かつ前記受信電極群のうち受信信号の検出を行っている前記受信電極に隣接した前記受信電極をオープン電位に設定するタッチパネル装置。
【請求項２】
対象物の検出距離に応じて、オープン電位に設定する前記送信電極、或いは前記受信電極の本数を変化させる請求項１記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記送信電極は、前記送信電極群のうち電界を放射している前記送信電極に近い送信電極をオープン電位に設定し且つそれより遠い送信電極をグランド電位に設定している請求項１記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記受信電極は、前記受信電極群のうち受信信号の検出を行っている前記受信電極に近い受信電極をオープン電位に設定し且つそれより遠い受信電極をグランド電位に設定している請求項１記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
さらに前記制御回路に接続されるリアクタンス素子を備え、前記送信電極は前記リアクタンス素子を介して電界が供給され、前記送信電極は共振した状態で電界を放射するよう構成される請求項１記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記制御回路で検出した対象物の接近方向に応じ前記表示装置が表示を切り替えられる請求項１記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
運転席及び助手席を備えた車両に設置され、運転席或いは助手席のいずれから操作されたか前記制御回路が判定し、前記制御回路の判定結果に応じて前記表示装置が運転用表示を表示するか助手席用表示を表示するか切り替えられる請求項１記載のタッチパネル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に静電容量方式のタッチパネルを使用したタッチパネル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話や音楽プレーヤやスマートフォン等の各種電子機器の高機能化や小型化が進むに伴い、静電容量方式のタッチパネルを介して直感的な操作を行えるタッチパネル装置を備えた電子機器が主流となってきている。
【０００３】
このような従来のタッチパネル装置について、図８及び図９を用いて説明する。なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【０００４】
図８は従来のタッチパネル装置２０の断面図、図９はタッチパネル装置２０を用いた電子機器３０の分解斜視図である。
【０００５】
ここで、タッチパネル装置２０は、タッチパネル１と、表示装置２と、ダンパシート３と、回路基板４を備える。
【０００６】
タッチパネル１は、カバーレンズ６と送信電極群７と第一の基板８と受信電極群９と第二の基板１０と接続基板１１を備える。
【０００７】
ここで、第一の基板８の上面に略帯状で酸化インジウム錫等の光透過性の送信電極群７が複数個並べて形成され、さらに送信電極群７を覆って光透過性のカバーレンズ６が配置される。
【０００８】
また、光透過性の第二の基板１０の上面に、略帯状で酸化インジウム錫等の光透過性の受信電極群９が複数個並べて形成されており、ここで送信電極群７と受信電極群９は直交して配置される。
【０００９】
また、接続基板１１はフレキシブルプリント配線板等の可撓性を有する基板で第一の基板８と第二の基板１０の間に挟まれて配置されており、送信電極群７及び受信電極群９を構成する複数の電極に一端が電気的に接続される。
【００１０】
さらに、表示装置２は上面を表示面とする液晶ディスプレイ等で、ダンパシート３は角孔３Ａを有するゴム等を材料としたシートである。
【００１１】
また、回路基板４は、配線基板１６と、配線基板１６の上面に配置された制御回路１７と、検出回路１８と、駆動回路１９を有する。
【００１２】
なお、制御回路１７は、マイコン等の半導体素子から形成され、検出回路１８や駆動回路１９は抵抗やダイオードなどの電子部品から構成される。そして、配線基板１６には、接続基板１１の一端が接続されると共に配線基板１６に形成された配線を介して、検出回路１８や駆動回路１９が送信電極群７と受信電極群９に接続される。また、検出回路１８や駆動回路１９は配線基板１６に形成された配線を介して、制御回路１７に接続される。
【００１３】
図９に示すように、電子機器３０は、タッチパネル装置２０と、上筐体２１と、下筐体２２と、パネルシート２３から構成される。
【００１４】
この電子機器３０では、略箱型で絶縁樹脂製の上筐体２１の上面にフィルム状のパネルシート２３が貼付されると共に、上筐体２１と下筐体２２内にタッチパネル装置２０が収納される。
【００１５】
以上の構成において、表示装置２に、例えば複数のアイコン等のメニュー（図示せず）が表示された状態で、所望のアイコン上に操作者が指を接触すると、駆動回路１９に接続された送信電極群７から放射された電界の一部が指で吸収される。
【００１６】
これにより電界が変化し、この変化が受信電極群９に接続された検出回路１８で検出され、指の接触位置を制御回路１７が判定し、所定のアイコン等が選択されて、表示装置２には選択したアイコンに対応した各種アプリケーションが表示される。
【００１７】
また、操作者が指をタッチパネル１上面に近づけるだけで検出する場合には、駆動回路１９が複数の送信電極群７から同時に電界を放射することにより、電界の放射量を増やし、操作者の指の近接による電界の変化を検出回路１８で検出することができる。
【００１８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００８−１５３０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
従来の静電容量方式のタッチパネルを使用したタッチパネル装置においては、電界を放射している以外の送信電極と、受信に用いている受信電極以外の受信電極をグランド電位に設定することで、指等の接触或いは近接位置の検出精度を高めていた。しかしながら、送信電極と受信電極をグランド電位とすると、グランド電位にした送信電極と受信電極が積極的に電界を吸収するため、タッチパネルの上方のごく近傍の近接検知しかできず、タッチパネルの上方に比較的長距離の検出距離を確保したい場合に不向きであった。
【００２１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、対象物の検出距離の長距離化に適したタッチパネル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために本発明のタッチパネル装置は、送信電極群のうち電界を放射している送信電極に隣接した送信電極をオープン電位に設定し、かつ受信電極群のうち受信信号の検出を行っている受信電極に隣接した受信電極をオープン電位に設定している。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように本発明によれば、送信電極群のうち電界を放射している送信電極に隣接した送信電極をオープン電位に設定し、かつ受信電極群のうち受信信号の検出を行っている受信電極に隣接した受信電極をオープン電位に設定しているため、電界が比較的遠方まで届きやすくなり、対象物の検出距離の長距離化に適したタッチパネル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施の形態によるタッチパネル装置の断面図
【図２】同タッチパネル装置のブロック図
【図３】制御回路が行う位置検出プログラムの内容を示すフローチャート
【図４】遠距離モード検出処理の内容を示すフローチャート
【図５】遠距離モード検出処理時の出力信号を説明する図
【図６】近距離モード検出処理の内容を示すフローチャート
【図７】近距離モード検出処理時の出力信号を説明する図
【図８】従来のタッチパネル装置の断面図
【図９】従来のタッチパネル装置を用いた電子機器の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。
【００２６】
なお、これらの図面は構成を判り易くするために、部分的に寸法を拡大して表している。
【００２７】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態におけるタッチパネル装置１００について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は本発明の実施の形態１におけるタッチパネル装置１００の断面図、図２はタッチパネル装置１００の電気的接続を示すブロック図である。
【００２９】
タッチパネル装置１００は、タッチパネル３１と、シールド層３２と、表示装置３３と、回路基板３４と、カバーレンズ３５を備える。
【００３０】
タッチパネル３１は、受信電極群４１と第一の基板４２と送信電極群４３と第二の基板４４と接続基板４５を備える。
【００３１】
第一の基板４２はガラス或いは光透過性樹脂などを材料とするシート、第二の基板４４は同じくガラス或いは光透過性樹脂などを材料とするシートである。
【００３２】
受信電極群４１は複数の帯状の受信電極４１Ａ〜４１Ｆから構成され、受信電極４１Ａ〜４１Ｆは光透過性の酸化インジウム錫や酸化錫等を材料とする。受信電極群４１は第一の基板４２の上面にスパッタ法等で構成される。なお、受信電極群４１を受信電極４１Ａ〜４１Ｆの六本としたのは簡略に示したものであり、通常は十本から数十本の帯状の電極で構成される。
【００３３】
送信電極群４３は複数の帯状の送信電極４３Ａ〜４３Ｆから構成され、送信電極４３Ａ〜４３Ｆは光透過性の酸化インジウム錫や酸化錫等を材料とする。送信電極群４３は第二の基板４４の上面にスパッタ法等で構成される。なお、送信電極４３Ａ〜４３Ｆは上面視で受信電極４１Ａ〜４１Ｆと交差するように配置される。なお、送信電極群４３を送信電極４３Ａ〜４３Ｆの六本としたのは簡略に示したものであり、通常は十本から数十本の帯状の電極で構成される。
【００３４】
接続基板４５はフレキシブルプリント配線板等の可撓性を備えた配線である。接続基板４５内には受信電極４１Ａ〜４１Ｆ及び送信電極４３Ａ〜４３Ｆに一端を接続された複数の配線を備える。
【００３５】
シールド層３２は、ガラス或いは光透過性樹脂などを材料とするシート上に光透過性の酸化インジウム錫や酸化錫等を材料とする電極を全面に形成したものである。この電極はグランド電位に接続され、表示装置３３から放出される電磁ノイズがタッチパネル３１に与える影響を軽減している。
【００３６】
表示装置３３はタッチパネル３１に表示面が面するように配置された液晶ディスプレイや有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等であり、表示面にアイコン等が表示される。
【００３７】
回路基板３４は、上下面に配線が配置された配線基板５１と、配線基板５１に配置された制御回路５２及びリアクタンス素子５３を備える。
【００３８】
配線基板５１は、ガラスエポキシ基板や紙エポキシ基板等のプリント基板である。配線基板５１には可撓性の無いリジッド基板或いは可撓性のあるフレキシブル基板のいずれを用いても良い。
【００３９】
そして、回路基板３４には接続基板４５がコネクタ等を介して接続され、接続基板４５内の配線は配線基板５１の配線を経由して制御回路５２に接続される。また、リアクタンス素子５３は制御回路５２に配線基板５１の配線を経由して接続されている。
【００４０】
カバーレンズ３５は、ガラス或いは光透過性樹脂で構成される。そして、カバーレンズ３５がタッチパネル３１の上面に配置され、シールド層３２がタッチパネル３１の下面に配置される。そして、シールド層３２の下方に表示装置３３が配置され、その下方に回路基板３４が配置される。
【００４１】
つまり、表示装置３３の表示面側にシールド層３２を介してタッチパネル３１が配置され、さらに上面にカバーレンズ３５が配置される。これにより、表示装置３３の表示に合わせてタッチパネル３１を操作することが可能な構成となっている。
【００４２】
次に、制御回路５２に関し、図２〜図７を用いて構成と機能を詳細に説明する。
【００４３】
図２に示すように、制御回路５２は、第一のスイッチ回路部６１と、検出回路部６２と、第二のスイッチ回路部６３と、スイッチ制御部６４と、発振回路部６５とを備える。
【００４４】
制御回路５２は、半導体を用いてＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）として構成するのが小型化の観点から適している。制御回路５２は一つの部品として構成しても良いし、複数の部品の集合として構成しても良い。
【００４５】
第一のスイッチ回路部６１は、スイッチ回路６１Ａ〜６１Ｆを備える。スイッチ回路６１Ａ〜６１Ｆはそれぞれ受信電極４１Ａ〜４１Ｆに接続されている。そして、スイッチ制御部６４から入力された信号により、受信電極４１Ａ〜４１Ｆを検出回路部６２、グランド電位、オープン電位のいずれに接続するか、個々に切り替える。
【００４６】
第二のスイッチ回路部６３は、スイッチ回路６３Ａ〜６３Ｆを備える。スイッチ回路６３Ａ〜６３Ｆはそれぞれ送信電極４３Ａ〜４３Ｆに接続されている。そして、スイッチ制御部６４から入力された信号により、送信電極４３Ａ〜４３Ｆを発振回路部６５、グランド電位、オープン電位のいずれに接続するか個々に切り替える。
【００４７】
発振回路部６５は交流の電界を生成しており、コイル等のリアクタンス素子５３を介して第二のスイッチ回路部６３に接続する。リアクタンス素子５３を用いることにより、送信電極４３Ａ〜４３Ｆを共振させた状態で交流の電界を放射させることができる。つまりアンテナが電波を送信するのと似た原理を利用し交流の電界を放射させることができるため、発振回路部６５により発生する電界を送信電極４３Ａ〜４３Ｆから効率よく放射できる。
【００４８】
なお、リアクタンス素子５３は、制御回路５２を一つの半導体素子で構成する場合は、制御回路５２とは別体とするのが適している。送信電極４３Ａ〜４３Ｆの長さによりリアクタンス素子５３のリアクタンス値を調整して選定する必要があるためである。
【００４９】
リアクタンス素子５３は無くても良く、発振回路部６５から直接、第二のスイッチ回路部６３に接続しても良い。
【００５０】
検出回路部６２は、第一のスイッチ回路部６１と、スイッチ制御部６４に接続される。そして、スイッチ制御部６４に第一のスイッチ回路部６１と第二のスイッチ回路部６３を制御するスイッチ制御信号Ｓｉｇ１を送ると共に、第一のスイッチ回路部６１を経由して入力された受信電極４１Ａ〜４１Ｆからの受信信号を基に指等の対象物の近接／接触位置を検出する。また、制御回路５２の外部に対象物の近接／接触位置を示す検出信号Ｓｉｇ２を出力する。なお対象物は、指以外にもスタイラスペン等、電界を吸収することが可能であれば良く様々な形態が可能である。
【００５１】
図３は検出回路部６２が行う位置検出処理のフローチャートである。
【００５２】
タッチパネル装置１００に電源が投入されると、まず検出回路部６２は、制御モードを遠距離モードに設定する（Ｓ１）。
【００５３】
次に、検出回路部６２で制御モードを判定し（Ｓ２）、遠距離モードであるので、遠距離モード検出処理（Ｓ１１）に進む。なお、制御モードは近距離モードと遠距離モードの二つがあり、遠距離モードは近距離モードと比較し、指が遠方に存在する場合でも検出可能となるよう制御回路５２全体を制御している。
【００５４】
遠距離モード検出処理を行い対象物の位置を判定後（Ｓ１２）、遠距離モード検出処理において、信号強度が所定値Ｖａ以下に変化したか否か判定する（Ｓ１３）。信号強度は指がタッチパネル３１に近づくほど小さくなるので、信号強度が所定値Ｖａ以下に変化するのは指が所定距離以下にタッチパネル３１に近づいた場合である。
【００５５】
信号強度が所定値Ｖａ以下に変化した場合は、制御モードを近距離モードに更新し（Ｓ１４）、制御モードの判定に戻る（Ｓ２）。信号強度が所定値Ｖａ以下に変化しない場合は、まだ指が所定距離以下にタッチパネル３１に近づいていないので、制御モードを遠距離モードのまま維持し、制御モードの判定に戻る（Ｓ２）。
【００５６】
図４は位置検出処理内の遠距離モード検出処理のフローチャートで、図５は遠距離モード検出処理の際の信号強度を示す図である。図４、図５を用いて遠距離モード検出処理について説明する。
【００５７】
遠距離モード検出処理では、検出回路部６２は、まず、第一のスイッチ回路部６１を制御し、受信電極４１Ａを検出回路部６２に接続することで受信設定し、受信電極４１Ｂ〜４１Ｆをオープン電位に接続する。また、第二のスイッチ回路部６３を制御し、送信電極４３Ａを発振回路部６５に接続することで送信設定し、送信電極４３Ｂ〜４３Ｆをオープン電位に接続する（Ｓ３１）。
【００５８】
次に、受信電極４１Ａから信号を受信し（Ｓ３２）、信号強度（受信信号の振幅に相当）を検出回路部６２内のメモリに保存する（Ｓ３３）。
【００５９】
そして、第一のスイッチ回路部６１を制御し、受信電極４１Ａをオープン電位に接続し、受信電極４１Ｂを検出回路部６２に接続する。これにより、受信電極４１Ｂが受信設定され、受信電極４１Ｂ以外の受信電極４１Ａ、４１Ｃ〜４１Ｆがオープン電位に接続される（Ｓ３４）。
【００６０】
ステップＳ３２〜Ｓ３４を、受信電極４１Ａ〜４１Ｆの全てから信号受信するまで繰り返し、送信電極４３Ａを送信設定している場合の受信信号を全ての受信電極４１Ａ〜４１Ｆから取得する（Ｓ３５）。
【００６１】
そして、第二のスイッチ回路部６３を制御し、送信電極４３Ａをオープン電位に接続し、送信電極４３Ｂを発振回路部６５に接続する。改めて、受信電極４１Ａを検出回路部６２に接続する（Ｓ３７）。そして、ステップＳ３２〜Ｓ３７の処理を、送信電極４３Ａ〜４３Ｆの全てから送信完了するまで繰り返し（Ｓ３６）、遠距離モード検出処理を終了する。
【００６２】
ここで、図５により、遠距離モード検出処理での出力信号について説明する。同図（ａ）は、指の下方の受信電極４１Ｃで電界を受信している場合の電界の流れと、受信電極４１Ｃからの受信信号の変化を示している。また、同図（ｂ）は、指の下方から離れた受信電極４１Ｆで電界を受信している場合の電界の流れと、受信電極４１Ｆからの受信信号の変化を示している。
【００６３】
同図（ａ）において、送信電極４３Ｄから放射された電界は、タッチパネル３１の上方に放射される。電界の放射量は送信電極４３Ｄ以外の送信電極４３Ａ〜４３Ｃ、４３Ｅ、４３Ｆ及び受信電極４１Ｃ以外の受信電極４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｄ〜４１Ｆがグランド電位に接続された場合と比較し、オープン電位に接続されているため大きくなる。オープン電位に接続されていると、送信電極４３Ａ〜４３Ｃ、４３Ｅ、４３Ｆ及び受信電極４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｄ〜４１Ｆは電界を積極的に吸収しないためである。
【００６４】
また、タッチパネル３１の上方に放射された電界の一部はタッチパネル３１の上方から近づいてきた指に吸収される。タッチパネル３１の上方に放射された電界は送信電極４３Ａ〜４３Ｃ、４３Ｅ、４３Ｆ及び受信電極４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｄ〜４１Ｆをオープン電位に接続しているため大きくなり、比較的遠方の指の接近を検出しうる。指が存在しない場合の信号波形を点線で信号波形７１Ｃとして示し、指が検出される場合の信号波形を実線で信号波形７２Ｃとして示す。指により電界が吸収されるため信号波形７２Ｃは信号波形７１Ｃより振幅（出力信号の信号強度）が小さくなる。
【００６５】
ここで、指の下方に配置された送信電極４３Ｄから電界を放射し、指の下方に配置された受信電極４１Ｃで受信した場合が信号波形７１Ｃの振幅が最も小さくなる。同図内でＶａとして示した閾値は、図３のステップＳ１３のＶａとして示したものと同じであり、指が所定距離以内に近づくと信号波形７１Ｃの振幅がＶａより小さくなるので、これにより制御モードが更新される。
【００６６】
同図（ｂ）では、送信電極４３Ｄは、指の下方から離れた位置に配置されている。送信電極４３Ｄからタッチパネル３１の上方に放射された電界の一部はタッチパネル３１の上方から近づいてきた指に吸収される。これにより、指を近づけた場合の信号波形７２Ｆは指が存在しない場合の信号波形７１Ｆと比べ振幅が小さくなる。
【００６７】
ここで、同図（ａ）における信号波形７２Ｃの振幅の変化幅と、同図（ｂ）における信号波形７２Ｆの振幅には差が有り、これによりいずれの方向から指が近づいているのか検出することができる。つまり、受信電極４１Ａ〜４１Ｆの受信信号の強度の差から、対象物の近接方向を検出することができる。
【００６８】
次に、近距離モードでの処理について説明する。
【００６９】
図３において、制御モード判定後（Ｓ２）、近距離モード検出処理を行い（Ｓ２１）、対象物の位置を判定する（Ｓ２２）。
【００７０】
そして、近距離モード検出処理において、信号強度が所定値Ｖｂ以下に変化したか否か判定する（Ｓ２３）。ステップＳ２３は、指がタッチパネル３１から所定距離以上離れていないか判断する処理で、信号強度が所定値Ｖｂ以下に変化することがなくなると（つまり、指がタッチパネル３１から所定距離以上離れて信号強度の変化が小さくなってしまうと）、制御モードを遠距離モードに更新し（Ｓ２４）、制御モードの判定に戻る（Ｓ２）。
【００７１】
信号強度が所定値Ｖｂ以下である場合は、指が所定距離以下にタッチパネル３１に近づいているので、制御モードを近距離モードのまま維持し、制御モードの判定に戻る（Ｓ２）。
【００７２】
図６は位置検出処理内の近距離モード検出処理のフローチャートで、図７は近距離モード検出処理の際の信号強度を示す図である。図６、図７を用いて近距離モード検出処理について説明する。
【００７３】
近距離モード検出処理では、検出回路部６２は、まず、第一のスイッチ回路部６１を制御し、受信電極４１Ａを検出回路部６２に接続することで受信設定し、受信電極４１Ａからｎ番目までをオープン電位に接続し、受信電極４１Ａからｎ番目以上離れた受信電極はグランド電位に接続する。また、第二のスイッチ回路部６３を制御し、送信電極４３Ａを発振回路部６５に接続することで送信設定し、送信電極４３Ａからｍ番目までをオープン電位に接続し、送信電極４３Ａからｍ番目以上離れた送信電極はグランド電位に接続する（Ｓ４１）。
【００７４】
次に、受信電極４１Ａから信号を受信し（Ｓ４２）、信号強度を検出回路部６２内のメモリに保存する（Ｓ４３）。
【００７５】
そして、第一のスイッチ回路部６１を制御し、受信電極４１Ａをオープン電位に接続し、受信電極４１Ｂを検出回路部６２に接続する。これにより、受信電極４１Ｂが受信設定され、受信電極４１Ａと、受信電極４１Ｂからｎ番目までの受信電極がオープン電位に接続される（Ｓ４４）。
【００７６】
ステップＳ４２〜Ｓ４４を、受信電極４１Ａ〜４１Ｆの全てから信号受信するまで繰り返し、送信電極４３Ａを送信設定している場合の受信信号を全ての受信電極４１Ａ〜４１Ｆから取得する（Ｓ４５）。
【００７７】
そして、第二のスイッチ回路部６３を制御し、送信電極４３Ａをオープン電位に接続し、送信電極４３Ｂを発振回路部６５に接続する。改めて、受信電極４１Ａを検出回路部６２に接続する（Ｓ４７）。そして、ステップＳ４２〜Ｓ４７の処理を、送信電極４３Ａ〜４３Ｆの全てから送信完了するまで繰り返し（Ｓ４６）、近距離モード検出処理を終了する。
【００７８】
図７（ａ）において、送信電極４３Ｄから放射された電界は、タッチパネル３１の上方に放射される。ここで、ｍ、ｎが共に１である場合は、送信電極４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｆ、受信電極４１Ａ、４１Ｅ、４１Ｆがグランド電位に設定されているため、グランド電位に接続されている受信電極４１Ａ、４１Ｅ、４１Ｆ及び送信電極４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｆから積極的に電界が吸収される。このため、遠距離モードに比較して近距離モードではタッチパネル３１の上方に放射される電界は弱くなるため、指が検出可能となる距離は短い。
【００７９】
ここで、受信電極４１Ｃの上方となる近距離に指が存在する場合の波形が信号波形８２Ｃで、指が存在しない場合の波形が信号波形８１Ｃである。信号波形８１Ｃと信号波形８２Ｃの振幅の差は大きく、指の検出が可能となる。
【００８０】
同図（ｂ）において、送信電極４３Ｄから放射された電界は、タッチパネル３１の上方に放射されるが、グランド電位に接続された受信電極４１Ａ〜４１Ｄ及び送信電極４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｆにより吸収されている。このため、受信電極４１Ｃの上方（実際に受信している受信電極４１Ｆの上方からは離れた位置）となる近距離に指が存在する場合の信号波形８２Ｆと指が存在しない場合の信号波形８１Ｆの差は小さい。
【００８１】
つまり、対象物の下方の送信電極から電界が放射され、対象物の下方の受信電極で出力信号の検出を行う場合には、受信信号の強度変化が得られるが、送信電極あるいは受信電極の位置がずれると、受信信号の強度は対象物の有無による変化が小さい。これは、対象物の位置検出精度が高いことを示しており、近距離モード検出処理では高い位置検出精度が得られる。
【００８２】
すなわち、遠距離モードでは対象物の検出距離は長いが位置の検出精度は低く、近距離モードでは対象物の検出距離は短いが位置の検出精度は高い。
【００８３】
タッチパネル装置１００は、遠距離モードで対象物が接近する方向を比較的遠方から検出し、近距離モードで対象物が接近する位置を判定する用途に特に適する。
【００８４】
なお、近距離モードでのｍ、ｎの値を大きくすれば遠距離モードに近づき指の検出距離が長くなり、ｍ、ｎの値を小さくすれば指の検出距離が短くなるが位置検出精度が高くなる。これを利用しｍ、ｎの値を連続的に変化させることにより、比較的指が遠距離にある状態でも、位置検出精度を高めることが可能となる。
【００８５】
ここで、指位置が遠距離モード、近距離モードのそれぞれの切り替わりの狭間にいるような場合、信号変化が大きくないのにも関わらず頻繁にモード変化が起こることが懸念されるためそれぞれのモード変化の閾値Ｖａ、Ｖｂはモード切り替わり時の電圧レベルをヒステリシス性を持って設定されるのが望ましい。
【００８６】
このように構成されたタッチパネル装置１００は例えば車載ディスプレイとして配置され、運転席と助手席それぞれの操作者の操作を受けつける。そして、制御回路５２は、操作者の指が運転席と助手席のいずれから近づいているか遠距離モードで判定を行い、表示装置３３の表示面に運転席からの操作に適した運転席用表示あるいは助手席からの操作に適した助手席用表示を行う。そして、さらに運転席或いは助手席の操作者が指を近づけた段階で近距離モードに切り替えることで、指の位置検出精度を高くする。これにより、指の検出位置の誤判定を防ぎ、操作者が車載ディスプレイに表示された所定のアイコン等を選択できるようにする。
【００８７】
なお、タッチパネル装置１００は車載用途に限らず、携帯用電子機器への使用や、駅等の公共施設或いは商用施設で設置される電子機器への使用等、様々な用途で使用できる。
【００８８】
このように本実施の形態によれば、制御回路５２は、送信電極群４３のうち電界を放射している送信電極に隣接した送信電極をオープン電位に設定し、かつ受信電極群４１のうち受信信号の検出を行っている受信電極に隣接した受信電極をオープン電位に設定しているため、電界が比較的遠方まで届きやすくなり、対象物の検出距離の長距離化に適したタッチパネル装置１００を提供することができる。
【００８９】
また、対象物の検出距離に応じて、オープン電位に設定する送信電極或いは受信電極の本数を変化させているため、遠距離の検出を維持しながら位置検出精度が高いタッチパネル装置１００を提供することができる。
【００９０】
また、制御回路５２に接続されるリアクタンス素子５３を備え、送信電極はリアクタンス素子を介して交流の電界が供給され、送信電極は共振した状態で電界を放射するよう構成されるため、検出距離を伸ばすことが可能となる。
【００９１】
さらに、運転席或いは助手席のいずれから操作されたか制御回路が判定し、前記制御回路の判定結果に応じて前記表示装置が運転用表示を表示するか助手席用表示を表示するか切り替える。これにより、運転席或いは助手席のいずれからでも操作が容易なタッチパネル装置１００を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明によるタッチパネル装置は、対象物の検出距離の長距離化に適するという有利な効果を有する。
【符号の説明】
【００９３】
３１  タッチパネル
３２  シールド層
３３  表示装置
３４  回路基板
３５  カバーレンズ
４１  受信電極群
４１Ａ〜４１Ｆ  受信電極
４２  第一の基板
４３  送信電極群
４３Ａ〜４３Ｆ  送信電極
４４  第二の基板
４５  接続基板
５１  配線基板
５２  制御回路
５３  リアクタンス素子
６１  第一のスイッチ回路部
６１Ａ〜６１Ｆ  スイッチ回路
６２  検出回路部
６３  第二のスイッチ回路部
６３Ａ〜６３Ｆ  スイッチ回路
６４  スイッチ制御部
６５  発振回路部
７１Ｃ、７１Ｆ、７２Ｃ、７２Ｆ、８１Ｃ、８１Ｆ、８２Ｃ、８２Ｆ  信号波形
１００  タッチパネル装置
【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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