(57)【要約】【課題】  入力操作体と検出電極間の静電容量から検出電極に対する入力操作体の入力操作を検出する静電容量式タッチパネルを提供する。【解決手段】  検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルから、入力操作体による入力操作位置を検出する入力操作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、交流検出信号の周期より充分に長い積分動作期間中に積分して出力する積分処理回路を有し、積分動作期間の開始時から一定時間経過後の積分処理回路の出力から前記交流検出信号の受信レベルを検出し、入力操作位置検出手段は、検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルから、検出電極と入力操作体間の距離を求め、入力操作体の入力操作位置を検出する。【選択図】図１
2015133158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力操作体と検出電極との相対電位を変動させる交流検出信号を発信する発信手段と、
検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルを検出する信号検出手段と、
検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルから、入力操作体による入力操作位置を検出する入力操作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、
信号検出手段は、検出電極と入力操作体間の静電容量に比例して当該検出電極に表れる交流検出信号を、交流検出信号の周期より充分に長い積分動作期間中に積分して出力する積分処理回路を有し、積分動作期間の開始時から一定時間経過後の積分処理回路の出力から前記交流検出信号の受信レベルを検出し、
入力操作位置検出手段は、検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルから、検出電極と入力操作体間の距離を求め、入力操作体の入力操作位置を検出することを特徴とする静電容量式タッチパネル。
【請求項２】
積分処理回路は、積分用抵抗と、一方の入力端子の基準電位に対して、検出電極から積分用抵抗を介して他方の入力端子に入力される前記交流検出信号の入力電圧との差分を積分して出力する積分用オペアンプと、積分用オペアンプの前記他方の入力端子と出力端子間に接続された積分用コンデンサとを有し、
信号検出手段は、更に、積分用オペアンプの前記一方の入力端子と前記他方の入力端子間に発生するオフセット電圧を相殺する補正電圧を基準電位に加えて、前記一方の入力端子の電位とするフィードバック回路部を有することを特徴とする請求項１記載の静電容量式タッチパネル装置。
【請求項３】
オフセット調整期間中に開動作し、積分動作期間中に閉じ動作する第１スイッチが、検出電極と積分用オペアンプの他方の入力端子間に接続され、
フィードバック回路部は、オフセット調整期間中に第１スイッチが開動作して定電位となる積分用オペアンプの他方の入力端子に非反転入力端子が接続するとともに、積分用オペアンプの出力に反転入力端子が接続し、オフセット調整期間中に、非反転入力端子の定電位の電圧と反転入力端子に入力される帰還用オペアンプの出力電圧との差分を出力する帰還用オペアンプと、帰還用オペアンプの出力と積分用オペアンプの一方の入力端子間に接続され、オフセット調整期間中に閉じ動作し、積分動作期間中に開動作する第２スイッチと、積分用オペアンプの前記一方の入力端子に接続し、オフセット調整期間中に帰還用オペアンプの出力電圧で充電される補正電圧を、積分動作期間中に基準電位に加えて、積分用オペアンプの前記一方の入力端子の電位とするホールド用コンデンサとからな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装置。
【請求項４】
複数の同形状の検出電極を選択的に信号検出手段へ切り換え接続する切り換え手段とを備え、
入力操作位置検出手段は、Ｘ方向若しくはＹ方向の検出方向で対抗する各検出電極についてそれぞれ信号検出手段が検出した交流検出信号の受信レベルと、前記検出方向における前記各検出電極の配置位置とから、Ｘ方向若しくはＹ方向の入力操作体の入力操作位置位置を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の静電容量式タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレー上に配置され、ディスプレーに表示されるアイコンなどを指標に入力操作する入力操作体の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、更に詳しくは、入力操作体が接近して指との静電容量が増大する検出電極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する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器のディスプレーに表示されたアイコンなどを指示入力するポインティングデバイスとして静電容量式入力検出方式により入力操作や入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルが知られている。この静電容量式入力検出方式は、入力操作する入力操作体が接近する検出電極の浮遊容量（入力操作体と検出電極間の静電容量）が増大することに着目し、入力操作体との静電容量が変化する検出電極の配置位置から入力操作自体や入力操作体の入力操作位置を検出している。
【０００３】
しかしながら、入力操作体と検出電極間の静電容量は、例えば、入力操作体が指であるとして、検出電極から１０ｃｍ離れた入力操作位置で約５０ｆＦと極めて微小であり、その静電容量から直接入力操作体の接近を検出することは困難であった。そこで、従来の入力検出方式は、多数のＸ側検出電極とＹ側検出電極を絶縁基板の表裏で交差するようにマトリックス状に形成し、入力操作体がいずれの位置にあっても、いずれかのＸ側検出電極とＹ側検出電極が近接するようにして、各検出電極の静電容量の変化を相対比較して入力操作位置を検出している（特許文献１）。
【０００４】
この従来の入力検出方式では、入力操作面に沿って多数のＸ側検出電極とＹ側検出電極を配置し、背面側のディスプレーを目視できるように透明体で形成する必要があり、高価になると共に、入力操作位置の検出分解能を上げるには、より多数のＸ側検出電極とＹ側検出電極を密に配置する必要があり、全ての検出電極についての静電容量の変化を検出する走査時間を要し、短時間に入力位置を検出できなかった。
【０００５】
そこで、入力操作面の周囲にのみ検出電極を配置し、入力操作体と検出電極間に高誘電率の誘電体を介在させ、大容量とした入力操作体と検出電極間の静電容量の変化から入力位置を検出する静電容量式入力検出方式が提案されている（特許文献２）。この特許文献２に記載の静電容量式入力検出方式は、高誘電率の誘電体からなる感触部材を入力操作面に沿った全体に配置し、入力操作位置と検出電極間の静電容量を、空気中に比べて誘電率の高い感触部材により拡大し、増大させた静電容量の変化から入力操作面上の入力操作位置を検出している。
【０００６】
また、複数の検出電極を各検出電極毎に積分回路を接続し、積分回路の出力の勾配により、入力操作体が接触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位置検出装置も知られている（特許文献３）。この従来の位置検出装置では、積分回路の出力が、検出電極の抵抗値と検出電極についての浮遊容量を乗じた時定数に応じて変化し、入力操作体が接触した検出電極の浮遊容量は増大するので、一定時間後に積分回路の出力が所定値以下となる検出電極を入力操作体が接触した検出電極として、その検出電極の配置位置から入力操作位置を検出する。
【０００７】
複数の検出電極の配置方向と直交方向の入力操作位置は、各検出電極の両端にそれぞれ積分回路を接続し、それぞれの積分回路の出力を比較して検出する。検出電極は、その長手方向に沿った距離に抵抗値が比例するように構成され、入力操作体の入力操作位置（接触位置）から各両端までの距離に検出電極の抵抗が比例するようにしている。これにより、それぞれの積分回路の出力も、その積分回路が接続する検出電極の一端から入力操作位置までの距離に応じて緩やかに上昇するので、それぞれの積分回路の出力を相対比較して検出電極の長手方向に沿った入力操作位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３３７７７３号公報
【特許文献２】特開平８−１７１４４９号公報
【特許文献３】特許第３８６１３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の通り、従来の抵抗方式タッチパネルや静電容量式タッチパネルでは、背面側に設置されるディスプレーを見ながら入力操作体を接近させる入力操作領域に、透明材料で形成する抵抗膜や検出電極を配置するので、製造コストが上昇するとともに、透明導電体としても完全な透明体ではないので、背面側のディスプレーの視認性が劣るという問題があった。
【００１０】
光学式タッチパネルによれば、このような問題は生じないが、入力操作領域の周囲に多数の発光素子と受光素子を設けるので、単に抵抗膜や検出電極を形成する構造に比べてはるかに高額であり、また、構造も複雑で大型化するので、携帯端末等の指示入力装置として用いることはできなかった。
【００１１】
更に、光学式タッチパネルでは、発光素子と受光素子の配置ピッチにより、入力操作位置を検出する検出精度が定まるので、高精度に入力操作位置を検出するためには、多数の発光素子と受光素子をより挟ピッチで配置する必要があり、製造コストが上昇するとともに、検出精度を上げることに限界があった。
【００１２】
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、入力操作体と検出電極間の静電容量から検出電極に対する入力操作体の入力操作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。
【００１３】
また、入力操作面に接近するだけの非接触の入力操作の入力操作位置を検出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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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、入力操作体と検出電極との相対電位を変動させる交流検出信号を発信する発信手段と、検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルを検出する信号検出手段と、検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルから、入力操作体による入力操作位置を検出する入力操作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、
信号検出手段は、検出電極と入力操作体間の静電容量に比例して当該検出電極に表れる交流検出信号を、交流検出信号の周期より充分に長い積分動作期間中に積分して出力する積分処理回路を有し、積分動作期間の開始時から一定時間経過後の積分処理回路の出力から前記交流検出信号の受信レベルを検出し、入力操作位置検出手段は、検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルから、検出電極と入力操作体間の距離を求め、入力操作体の入力操作位置を検出することを特徴とする。
【００１５】
開口部の周囲で透明入力操作板に接する検出電極と入力操作体間の静電容量Ｃｍは、検出電極と入力操作体間の距離をｄ、その間の透明入力操作板若しくは透明入力操作板と空気の誘電率をε、検出電極と入力操作体との対向面積をｓとして、Ｃｍ＝ε・ｓ／ｄで表され、交流検出信号の受信レベルは、検出電極と入力操作体間の距離ｄに反比例する。
【００１６】
検出電極と入力操作体間の誘電率εや検出電極と入力操作体との対向面積ｓは、既知であり、信号検出手段が各検出電極毎に検出する交流検出信号の受信レベルＶｉは、各検出電極と入力操作体間の距離ｄに反比例するので、入力位置検出手段は、各検出電極毎に検出した交流検出信号の受信レベルＶｉから各検出電極と入力操作体間の相対距離を比較し、入力操作体の入力操作領域上の入力操作位置を検出できる。
【００１７】
検出電極に表れる微弱な交流検出信号であっても、積分処理回路の動作により、積分して拡大され、積分して拡大される積分処理回路の出力が、検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルＶｉを表す。
【００１８】
請求項２の静電容量式タッチパネルは、積分処理回路は、積分用抵抗と、一方の入力端子の基準電位に対して、検出電極から積分用抵抗を介して他方の入力端子に入力される前記交流検出信号の入力電圧との差分を積分して出力する積分用オペアンプと、積分用オペアンプの前記他方の入力端子と出力端子間に接続された積分用コンデンサとを有し、
信号検出手段は、更に、積分用オペアンプの前記一方の入力端子と前記他方の入力端子間に発生するオフセット電圧を相殺する補正電圧を基準電位に加えて、前記一方の入力端子の電位とするフィードバック回路部を有することを特徴とする。
【００１９】
補正電圧が積分用オペアンプの一方の入力端子に入力され、オフセット電圧を含めた積分用オペアンプの一方の入力端子と他方の入力端子間の差電圧が０となり、積分用オペアンプの出力にオフセット電圧を積分した誤差が含まれない。
【００２０】
請求項３の静電容量式タッチパネルは、オフセット調整期間中に開動作し、積分動作期間中に閉じ動作する第１スイッチが検出電極と積分用オペアンプの他方の入力端子間に接続され、フィードバック回路部は、オフセット調整期間中に第１スイッチが開動作して定電位となる積分用オペアンプの他方の入力端子に非反転入力端子が接続するとともに、積分用オペアンプの出力に反転入力端子が接続し、オフセット調整期間中に、非反転入力端子の定電位の電圧と、反転入力端子に入力される帰還用オペアンプの出力電圧との差分を出力する帰還用オペアンプと、帰還用オペアンプの出力と積分用オペアンプの一方の入力端子間に接続され、オフセット調整期間中に閉じ動作し、積分動作期間中に開動作する第２スイッチと、積分用オペアンプの前記一方の入力端子に接続し、オフセット調整期間中に帰還用オペアンプの出力電圧で充電される補正電圧を、積分動作期間中に基準電位に加えて、積分用オペアンプの前記一方の入力端子の電位とするホールド用コンデンサとからなることを特徴とする。
【００２１】
オフセット調整期間中に、ホールド用コンデンサに、オフセット電圧の影響を含めて積分用オペアンプの一方の入力端子と他方の入力端子間の差電圧を０とする補正電圧が充電される。積分動作期間中は、オフセット期間中にホールド用コンデンサに充電された補正電圧が積分用オペアンプ２５の一方の入力端子に入力され、オフセット電圧を含めた積分用オペアンプの一方の入力端子と他方の入力端子間の差電圧が０となり、積分用オペアンプの出力にオフセット電圧を積分した誤差が含まれない。
【００２２】
請求項４に記載の静電容量式タッチパネルは、複数の同形状の検出電極を選択的に信号検出手段へ切り換え接続する切り換え手段を備え、入力操作位置検出手段は、Ｘ方向若しくはＹ方向の検出方向で対抗する各検出電極についてそれぞれ信号検出手段が検出した交流検出信号の受信レベルと、前記検出方向における前記各検出電極の配置位置とから、Ｘ方向若しくはＹ方向の入力操作体の入力操作位置位置を検出することを特徴とする。
【００２３】
Ｘ方向若しくはＹ方向で対向する一組の検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルは、各検出電極と入力操作体間の距離に反比例し、一組の各検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルの比は、一組の各検出電極から入力操作体までの対向方向の距離の比を表すので、Ｘ方向若しくはＹ方向の入力操作体の入力操作位置位置を検出できる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明によれば、検出電極に表れる微弱な交流検出信号であっても、積分処理回路の動作により、積分して拡大され、検出電極に表れる交流検出信号の受信レベルＶｉが積分して拡大される積分処理回路の出力で表される。
【００２５】
請求項２の発明によれば、微小な交流検出信号の電圧のみが積分して拡大され、積分用オペアンプの出力として表れる。
【００２６】
請求項３の発明によれば、積分処理回路の出力中のオフセット電圧による誤差が拡大する影響が実質的に解消する。
【００２７】
請求項４の発明によれば、Ｘ方向とＹ方向で対向する４種類の検出電極から、Ｘ方向とＹ方向の入力操作位置（ｘ、ｙ）を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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の一部破断平面図である。
【図２】静電容量式タッチパネル１と表示装置４０の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】検出電極１１の配置状態を示す部分拡大斜視図である。
【図５】静電容量式タッチパネル１の縦断面図である。
【図６】シールド板３２を除いたタッチパネル１の平面図である。
【図７】静電容量式タッチパネル１のブロック図である。
【図８】静電容量式タッチパネル１の電源回路の等価回路図である。
【図９】図７の信号処理回路１３と積分処理回路１４の詳細を示す回路図である。
【図１０】静電容量式タッチパネル１の検出電極１１周囲の等価回路図である。
【図１１】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５０の平面図である。
【図１２】本発明の第３実施の形態に係る静電容量式タッチパネル５１の平面図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態に係る静電容量式タッチパネル５２の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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（以下、タッチパネルという）１を、図１乃至図１０を用いて説明する。タッチパネル１は、図１、図５に示すように、横長長方形の開口部２１が中央に形成された長方形枠状の絶縁基板２０と、開口部２１の周辺に沿って絶縁基板２０上に形成される多数の検出電極１１、１１・・と、開口部２１の開口を覆うように、検出電極１１を挟んで絶縁基板２０上に載置される透明なガラス基板３１と、検出電極１１の上方を覆い、絶縁基板２０に固定されるシールド板３２を備えている。
【００３０】
タッチパネル１の下方には、図２に示すように、所定のカーソル、アイコンなどを表示する液晶表示素子４０が積層して配置され、開口部２１内の透明なガラス基板３１を通して、液晶表示素子４０を目視できるようになっている。本実施の形態では、開口部２１で囲まれるガラス基板３１の表面を、操作者が液晶表示素子４０の表示を見ながら、指３０を接近若しくは接触させて入力操作を行う入力操作領域Ｅとしている。図６に示すように、長方形の輪郭に沿った方向を互いに直交するＸ方向及びＹ方向とし、ＸＹ平面に沿った入力操作領域Ｅ上の入力操作位置をｘｙ位置座標で検出するため、Ｘ方向で対向する開口部２１の一側の周辺に沿って多数の検出電極Ｘ０１、Ｘ０２・・Ｘ０ｎが、他側の周辺に沿って多数の検出電極Ｘ１１、Ｘ１２・・Ｘ１ｎが、Ｙ方向で対向する開口部２１の一側の周辺に沿って多数の検出電極Ｙ０１、Ｙ０２・・Ｙ０ｎが、他側の周辺に沿って多数の検出電極Ｙ１１、Ｙ１２・・Ｙ１ｎがそれぞれ配置されている。各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）は、開口部２１の各周辺に沿ったＸ、Ｙ方向（以下、配置方向という）に所定ピッチでむらなく配置され、これにより、入力操作領域Ｅのいずれの位置にをおいても、入力操作する指３０が、Ｘ方向とＹ方向の各方向で少なくとも一組の検出電極（Ｘ０ｎとＸ１ｎ又はＹ０ｎとＹ１ｎ）に対向するようになっている。
【００３１】
絶縁基板２０は、プリント配線基板であり、各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）の平面電極１１ａは、それぞれプリント配線基板上の細長帯状の導電パターンで形成され、図６に示すように、引き出し配線パターン３５により、後述するマルチプレクサ１２の各入力端子に接続している。
【００３２】
本実施の形態では、入力操作領域Ｅに接近させる指３０との対向面積を拡大し、指３０との静電容量Ｃｍを増大させるために、各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）は、図３に示すように、絶縁基板２０のスルーホール２０ａに挿通し、配置方向に沿って起立支持される起立電極１１ｂを有している。起立電極１１ｂは、その脚部がスルーホール２０ａ内で平面電極１１ａから引き出される引き出し配線パターン３５に半田接続されることにより、検出電極１１に起立面が形成されるものであり、起立電極１１ｂの内側の起立面が開口部２１に面することにより、入力操作領域Ｅに接近する指３０との対向面積が拡大する。
【００３３】
図１、図３に示すように、シールド板３２は、起立電極１１ｂの外側で起立するように絶縁基板２０に固定され、開口部２１の上方に向かって絶縁基板２０と平行に折り曲げられている。折り曲げられた内端は、鉛直方向で平面電極１１ａより開口部２１側にわずかに突出し、これにより平面電極１１ａと起立電極１１ｂからなる検出電極１１の鉛直方向の全体が覆われている。シールド板３２は、絶縁基板２０上の配線パターンを介して、後述する低圧振動電源線ＳＧＮＤに接続し、振動側回路基板３上で接地されている。従って、入力操作体３０が操作者の指である場合に、指から上方の操作者の一部と各検出電極１１との間にシールド板３２が介在し、入力操作位置を指示入力する指の部分と、各検出電極１１との間の後述する静電容量Ｃｍに指以外の部分が影響せず、静電容量Ｃｍから指の入力操作位置を正確に検出できる。
【００３４】
絶縁基板２０上に載置されるガラス基板３１は、図５に示すように、絶縁基板の表面に沿って形成される平面電極１１ａ上に配置され、その端面が、各起立電極１１ｂの起立面に当接して、多数の起立電極１１ｂの内側に位置決め支持される。従って、各検出電極１１毎に平面検出電極１１ａと起立電極１１ｂがガラス基板３１の底面と端面に接し、図示するように、入力操作領域Ｅに指３０が接近すると、指３０との間に、ガラス基板３１を誘電体とする静電容量Ｃｍａと空気を誘電体とする静電容量Ｃｍｂが直列に接続された静電容量Ｃｍが形成される。
【００３５】
本実施の形態では、各検出電極１１に表れる交流検出信号の受信レベルＶｉから対向配置される各検出電極１１と指３０との静電容量Ｃｍの相対比を求め、対向方向の入力操作位置を検出するものであり、以下、入力操作位置を検出する為の回路の構成を説明する。
【００３６】
図７に示すように、各検出電極１１を含むタッチパネル１を構成する主要回路部品は、２種類の非振動側回路基板２と振動側回路基板３に分けて搭載されている。非振動回路基板２には、接地電位とした低圧基準電源線ＧＮＤと高圧基準電源線ＶＣＣとからなる基準電源回路４が配線され、低圧基準電源線ＧＮＤと高圧基準電源線ＶＣＣ間に直流電圧Ｖｃｃを印加するＤＣ電源５が接続されている。これにより、非振動回路基板２に搭載されるインターフェース回路６等の各回路部品を基準電源回路４に接続し、ＤＣ電源５の出力電圧Ｖｃｃにより駆動させている。
【００３７】
また、振動側回路基板３には、低圧振動電源線ＳＧＮＤと高圧振動電源線ＳＶＣＣとからなる振動電源回路７が配線されている。低圧振動電源線ＳＧＮＤは低圧基準電源線ＧＮＤと、高圧振動電源線ＳＶＣＣは高圧基準電源線ＶＣＣと、それぞれコイル８、９を介して接続している。コイル８とコイル９のインダクタンスは、いずれも後述する固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧに対してハイインピーダンスとなる値に設定され、ここでは、同一のインダクタンスＬのコイル８、９を用いている。
【００３８】
交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆを発信する発信手段となる発振回路１５は、振動側回路基板３に搭載され、二股に分岐してそれぞれ直流電圧を遮断するキャパシタンスＣ’のコンデンサ１７、１８を介して交流検出信号ＳＧを基準電源回路４の低圧基準電源線ＧＮＤと高圧基準電源線ＶＣＣに接続している。これにより、基準電源回路４の低圧基準電源線ＧＮＤと高圧基準電源線ＶＣＣへ、固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧを同期させて出力すると、基準電源回路４の低圧基準電源線ＧＮＤが接地されて安定した電位にあるので、振動電源回路７の低圧振動電源線ＳＧＮＤと高圧振動電源線ＳＶＣＣの電位が同期して固有周波数ｆで変動し、両者間の電圧は、基準電源回路４と同じ直流出力電圧Ｖｃｃとなる。交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆは、任意に調整することができるが、ここでは、１８７ｋＨｚの固有発振周波数の交流検出信号ＳＧを出力する。
【００３９】
固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧが基準電源回路４と振動電源回路７に流れる場合に、低圧基準電源線ＧＮＤと高圧基準電源線ＶＣＣ間及び低圧振動電源線ＳＧＮＤと高圧振動電源線ＳＶＣＣ間が近接して配線され、固有周波数ｆの帯域でこれらの電源線間は短絡しているとすれば、基準電源回路４と振動電源回路７は、図８の等価回路図で示される。
【００４０】
図８に示すように、振動電源回路７側の発振回路１５の出力と基準電源回路４間には、並列にキャパシタンスＣ’のコンデンサ１７、１８が接続されているので、その合成キャパシタンスは、２Ｃ’であり、また、基準電源回路４と振動電源回路７間に並列に接続されるコイル８、９の合成インダクタンスは、Ｌ／２となる。これらのキャパシタとインダクタは、固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧが流れる閉回路において直列に接続され、交流検出信号ＳＧの振幅（レベル）をＶｓｇ、コイル８、９両端の基準電源回路４と振動電源回路７間の電圧をＶｓ、２πｆで表される角速度をω（ｒａｄ／ｓｅｃ）とすれば、
Ｖｓ＝［ω２ＬＣ’／（ω２ＬＣ’−１）］Ｖｓｇ・・・（１）式
で表される。
ここで、図８に示す回路は、ω２ＬＣ’＝１で直列共振し、そのときの周波数ｆ０は、
ｆ０＝１／［２π（ＬＣ’）１／２］・・・（２）式
となる。
【００４１】
つまり、（２）式関係から得られる共振周波数ｆ０を、交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆとすれば、交流検出信号ＳＧのレベルに対して、（１）式から理論上振動電源回路７の電位が無限大で振動し、振動電源回路７に接続する各検出電極１１の電位も無限大に振動させることができる。実際のタッチパネル１では、基準電源回路４と振動電源回路７のインダクタンス、浮遊容量などの影響から、（２）式から得る周波数ｆ０で共振せず、また、基準電源回路４と振動電源回路７に交流検出信号ＳＧが流れる際のエネルギーロス、特にコイル８、９の内部抵抗による電力消費により、振動電源回路７は、交流検出信号ＳＧのレベルＶｓｇに対して有限倍率に拡大された振幅Ｖｓで振動する。
【００４２】
一方、操作者の指３０がガラス基板３１を介して接触する各検出電極１１に大電圧を加えることはできないので、発振回路１５の出力とコンデンサ１７、１８との間に図示しない抵抗を接続して、各検出電極１１が相対的に振動する交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓをここでは、出力レベルＶｓを５Ｖとしている。この交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓは、交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆを共振周波数ｆ０の近傍で調整して、低下させてもよい。
【００４３】
また、交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆについても、任意の周波数とすることができるが、商用交流電源線の周囲では、入力操作体３０が定電位ではなく商用交流電源の周波数のコモンモードノイズが重畳することがあるので、各検出電極１１から商用交流電源の周波数と識別して固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧを検出する必要があり、商用交流電源の周波数とその高調波を除く周波数としている。
【００４４】
上述の各検出電極１１は、振動電源回路７の低圧振動電源線ＳＧＮＤと高圧振動電源線ＳＶＣＣのいずれかの、ここでは高圧振動電源線ＳＶＣＣに接続している。全ての各検出電極１１が高圧振動電源線ＳＶＣＣに接続することによって、交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓで固有周波数ｆで振動する一方、足下などの一部が接地している操作者の指３０の電位は定電位であるので、両者の間には、交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓの電圧が発生し、これを、固有周波数ｆで振動する振動電源回路７からみれば、定電位の検出電極１１に対して、入力操作体である指３０が交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆで振動する信号発生源となる。従って、指３０が接近して指３０との静電容量Ｃｍが増大する検出電極１１では、検出電極１１から指３０へ静電容量Ｃｍを介して固有周波数ｆの交流検出信号ＳＧがあらわれる。
【００４５】
各検出電極１１と指３０間の静電容量Ｃｍは、検出電極１１と指３０間の距離をｄ、真空の誘電率をε０、その間の誘電体の比誘電率をε１、指３０と検出電極１１の対向面積をｓとすると、Ｃｍ＝ε０・ε１・ｓ／ｄで表される。図５に示すように、指３０がガラス基板３１に触れていない状態では、指３０と検出電極１１の間の静電容量Ｃｍは、上述のように、直列に接続されるガラス基板３１を誘電体とする静電容量Ｃｍａと空気を誘電体とする静電容量Ｃｍｂとからなるので、静電容量Ｃｍは、Ｃｍａ・Ｃｍｂ／（Ｃｍａ＋Ｃｍｂ）で表される。
【００４６】
本実施の形態では、指３０にＸ、Ｙいずれかの方向（図５ではＸ方向）で対向する検出電極１１０、１１１の指３０との間の静電容量Ｃｍ０、Ｃｍ１の相対比から対向方向の指３０の入力操作位置を検出するものであるが、入力操作位置の算定を容易にするために、起立電極１１ｂを含む全ての検出電極１１を同形状としているので、対向方向の一組の検出電極１１０、１１１の指３０との対向面積ｓは同一となっている。また、ガラス基板３１の比誘電率εｒは、約１の空気の比誘電率に比べて充分に高いので、指３０とガラス基板３１との距離が離れていなければ、検出電極１１０、１１１と指３０の入力操作位置にかかわらず、静電容量Ｃｍ０、Ｃｍ１の相対比の算定において、両者の空気を誘電体とする静電容量Ｃｍｂは、ほぼ等しいとみなすことができる。従って、指３０がガラス基板３１に触れているかどうかにかかわらず、入力操作位置は、ガラス基板３１を誘電体とする静電容量Ｃｍａの比、つまり、Ｃｍ＝ε０・εｒ・ｓ／ｄから算定する静電容量Ｃｍ０、Ｃｍ１の相対比から検出できる。交流検出信号ＳＧの固有周波数がｆであるので、この静電容量Ｃｍの交流検出信号に対するリアクタンスＸｃは、Ｘｃ＝１／（２π・ｆ・Ｃｍ）から、Ｘｃ＝ｄ／（ω・ε０・εｒ・ｓ）で表される。
【００４７】
図１０は、検出電極１１に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉを検出する信号検出回路部全体の等価回路図であり、図中、Ｃｐは、検出電極１１と低圧振動電源線ＳＧＮＤ間の浮遊容量、ｒｐは、検出電極１１の内部抵抗値、Ｒ４は、出力抵抗の抵抗値である。  図中の等価回路図では、
ｉ１＝ｉ２＋ｉ３    ・・・（３）式
Ｖｓ＝ｉ１／（ｊω・Ｃｍ）＋ｉ２／（ｊω・Ｃｐ）      ・・・（４）式
−ｉ２／（ｊω・Ｃｐ）＋ｉ３・ｒｐ＋ｉ３・Ｒ４＝０      ・・・（５）式
ｉ３・Ｒ４＝Ｖｉ      ・・・（６）式
の関係が成り立ち、（３）式乃至（６）式から、
Ｖｉ＝［ｊω・Ｃｍ／｛１／Ｒ４＋ｊω（Ｃｍ＋Ｃｐ）（ｒｐ／Ｒ４＋１）｝］・Ｖｓ    ・・・（７）式
の関係が得られる。
【００４８】
内部抵抗ｒｐを０とし、Ｒ４がマルチプレクサ１２を介して後述する積分用オペアンプＡ／Ｄ２５に接続されるので無限大とすれば、（７）式は、
Ｖｉ＝Ｃｍ／（Ｃｐ＋Ｃｍ）・Ｖｓ
と置き換えられ、更に
浮遊容量Ｃｐに比べて静電容量Ｃｍは極めて小さいので、（７）式は、更に
Ｖｉ＝（Ｃｍ／Ｃｐ）・Ｖｓ      ・・・（８）式
で表される。
【００４９】
上述の通り、入力操作体３０と検出電極１１の静電容量Ｃｍは、Ｃｍ＝ε０・εｒ・ｓ／ｄで表されるので、これを（８）式に代入して変形すれば、
Ｖｉ＝｛ε０・εｒ・ｓ／（ｄ・Ｃｐ）｝Ｖｓ      ・・・（９）式
となり、（９）式中の（ε０・εｒ・ｓ／Ｃｐ）は、定数であるので、これを１／ｋとおけば、検出電極１１に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉは、
Ｖｉ＝Ｖｓ／（ｄ・ｋ）          ・・・（１０）式
で表され、指３０との距離ｄが近い検出電極１１ほど、受信レベルＶｉが交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓに近づく大きな値となる。ただし、指３０が検出電極１１に近接し、その間の静電容量Ｃｍが浮遊容量Ｃｐに比べて無視できない程度に大きくなった場合には（１０）式を適用できず、受信レベルＶｉは最大で出力レベルＶｓとなる。
【００５０】
（１０）式を用いれば、複数の各検出電極１１に表れる交流検出信号の受信レベルＶｉを比較して、指３０と各検出電極１１間の距離を比較することができ、本実施の形態では、各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）の配置位置と、各検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）の受信レベルＶｉとから、入力操作領域Ｅに平行なＸＹ方向の入力操作位置（ｘ、ｙ）を検出する。
【００５１】
この入力操作位置（ｘ、ｙ）を検出するために、振動側回路基板３には、アナログマルチプレクサ１２、信号処理回路１３、積分処理回路１４、Ａ／Ｄコンバータ１９、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）１０及び発振回路１５の各回路素子が搭載され、いずれも振動電源回路７の低圧振動電源線ＳＧＮＤと高圧振動電源線ＳＶＣＣに接続し、ＤＣ電源５から出力電圧Ｖｃｃを受けて動作している。
【００５２】
アナログマルチプレクサ１２は、ＭＰＵ１０からの切り替え制御により、一定の周期、ここでは２００ｍｓｅｃ毎に、各検出電極１１を信号処理回路１３へ切り換え接続し、各検出電極１１に表れる交流検出信号ＳＧを順に信号処理回路１３へ出力している。すなわち、Ｘ方向で対向する検出電極Ｘ０１、Ｘ０２・・、Ｘ１１、Ｘ１２・・、Ｙ方向で対向する検出電極Ｙ０１、Ｙ０２・・、Ｙ１１、Ｙ１２・・の順で、一走査周期内に全ての検出電極１１が信号処理回路１３に接続される。
【００５３】
図９に示すように、信号処理回路１３は、交流検出信号ＳＧの固有周波数ｆを中心とする周波数帯域の信号を通過させる共振回路２３と、インピーダンス変換用の増幅回路２４と、これらの間に直列に接続される第１アナログスイッチＡＳＷ１とからなっている。共振回路２３は、アナログマルチプレクサ１２を介して接続する検出電極１１に表れる信号から、直流信号等の低周波成分とコモンモードノイズ等の高周波ノイズをカットし、交流検出信号ＳＧのみを後段の増幅回路２４へ出力する。増幅回路２４は、入力インピーダンスが無限大に近く、出力インピーダンスが微小値であるインピーダンス変換素子で、検出電極１１に表れる微弱な交流検出信号ＳＧであっても、その出力側に接続される積分処理回路１４が動作するようにしている。
【００５４】
第１アナログスイッチＡＳＷ１は、ＭＰＵ１０により開閉制御され、積分処理回路１４が後述する積分動作を行っている積分動作期間（Ｔｉｎｔ）中に共振回路２３と増幅回路２４間を接続し、後述するオフセット調整期間（Ｔｓｅｔ）中に遮断する。これにより、オフセット調整期間（Ｔｓｅｔ）中に、交流検出信号ＳＧが積分処理回路１４に出力されないようにしている。
【００５５】
積分処理回路１４は、互いのアノードとカソードを接続させたクランプダイオード回路２８と、信号処理回路１３の出力の電位を所定の電位に引き上げるプルアップ抵抗２９と、積分用オペアンプ２５と、信号処理回路１３の出力と積分用オペアンプ２５の反転入力端子間に接続された積分用抵抗Ｒ１と、積分用オペアンプ２５の反転入力端子と出力端子間に接続された積分用コンデンサＣ１と、積分用コンデンサＣ１に並列に接続され、ＭＰＵ１０により開閉制御される第２アナログスイッチＡＳＷ２を備えている。
【００５６】
クランプダイオード回路２８は、信号処理回路１３の出力、すなわち交流検出信号ＳＧの電圧が、プルアップ抵抗２９で引き上げられる電位を中心に、一対のダイオードの順電圧の範囲内で振動するようにクランプし、積分用抵抗Ｒ１へ出力する。
【００５７】
積分用抵抗Ｒを介して積分用オペアンプ２５の反転入力端子に入力される交流検出信号の電圧をＶｉｎ、積分用オペアンプ２５の出力端子から出力される電圧をＶｏｕｔ、積分用抵抗Ｒ１の抵抗値をＲ、積分用コンデンサＣ１の容量をＣとすれば、
Ｖｏｕｔ＝−１／ＣＲ・∫Ｖｉｎｄｔ      ・・・（１１）式
で表され、積分用オペアンプ２５の出力端子から入力電圧Ｖｉｎを積分した電圧Ｖｏｕｔが出力される。
【００５８】
第２アナログスイッチＡＳＷ２は、オフセット調整期間（Ｔｓｅｔ）開始後のわずかな時間、ＭＰＵ１０により閉じ制御され、積分処理回路１４の積分動作期間（Ｔｉｎｔ）に積分用コンデンサＣ１に蓄積された電荷を速やかに放電し、その直前の積分動作期間（Ｔｉｎｔ）に積分用コンデンサＣに充電された充電電圧が、後述する積分処理回路１４のオフセット調整期間（Ｔｓｅｔ）のオフセット動作に影響しないようにしている。
【００５９】
この積分用オペアンプ２５の反転入力端子と非反転入力端子間には、積分用オペアンプ２５のオフセット電圧やその他の要因による直流成分の誤差があり、これらを合わせた誤差電圧をオフセット電圧Δｖで表すと、（１１）式は、
Ｖｏｕｔ＝−１／ＣＲ・∫（Ｖｉｎ＋Δｖ）ｄｔ      ・・・（１２）式
で表され、オフセット電圧Δｖは直流成分であるので、（１２）式は、
Ｖｏｕｔ＝−１／ＣＲ・∫Ｖｉｎｄｔ−Δｖ・ｔ／ＣＲ      ・・・（１３）式
で表され、時間ｔの経過と共に、出力電圧Ｖｏｕｔ中のオフセット電圧Δｖによる誤差が拡大する。
【００６０】
そこで、上記オフセット電圧Δｖによる影響を実質的に解消させる目的で積分処理回路１４に更にフィードバック回路部を設けている。このフィードバック回路部は、図９に示すように、帰還用オペアンプ２６と、帰還用オペアンプ２６の出力と積分用オペアンプ２５の非反転入力端子間に接続された第３アナログスイッチＡＳＷ３と、第３アナログスイッチＡＳＷ３と積分用オペアンプ２５の非反転入力端子間に接続され、帰還用オペアンプ２６の出力電圧で充電されるホールド用コンデンサ２７とから構成される。
【００６１】
帰還用オペアンプ２６の非反転入力端子は、抵抗Ｒ２を介して積分用オペアンプ２５の出力に接続され、反転入力端子は、積分用抵抗Ｒ１の入力側に接続している。帰還用オペアンプ２６の反転入力端子と出力端子間に接続された抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ２の抵抗値は等しく、従って、帰還用オペアンプ２６は、第３アナログスイッチＡＳＷ３が閉じ制御されている間、積分用オペアンプ２５の反転入力端子に入力される入力電圧Ｖｉｎを基準電位とし、入力電圧Ｖｉｎに対する積分用オペアンプ２５の出力電圧Ｖｏｕｔの差分をゲイン−１で増幅し積分用オペアンプ２５の非反転入力端子へ帰還するように作用する。
【００６２】
ＭＰＵ１０により制御されるオフセット調整期間（Ｔｓｅｔ）中に、第３アナログスイッチＡＳＷ３が閉じ制御されるとともに、積分用抵抗Ｒ１の入力と各検出電極１１とは開制御される第１アナログスイッチＡＳＷ１により遮断されるので、積分用抵抗Ｒ１の入力側には、交流検出信号ＳＧが入力されることなく、積分用オペアンプ２５の反転入力端子の電位は、一定の入力電圧Ｖｉｎに保たれる。
【００６３】
積分用オペアンプ２５の非反転入力端子に対して反転入力端子に上記オフセット電圧Δｖが生じているものとすると、Δｔ後にその積分値−（Ｖｉｎ＋Δｖ）・Δｔ／ＣＲが出力されるが、帰還用オペアンプ２６により、積分用オペアンプ２５の非反転入力端子にＶｉｎ＋（Ｖｉｎ＋Δｖ）・Δｔ／ＣＲが入力され、Δｔ／ＣＲが１より充分に小さいので、これを繰り返すことにより、積分用オペアンプ２５の出力はオフセット電圧Δｖに収束して安定する。この状態で、積分用オペアンプ２５の反転入力端子にオフセット電圧Δｖを加えた電位は、非反転入力端子の電位に等しくなり、ホールド用コンデンサ２７には、オフセット電圧Δｖの影響を含めて非反転入力端子と反転入力端子間の差電圧を０とする補正電圧が充電されている。従って、オフセット調整期間（Ｔｓｅｔ）は、積分用オペアンプ２５の出力Ｖｏｕｔがオフセット電圧Δｖに達して安定する充分な時間に設定し、ホールド用コンデンサ２７は、積分用オペアンプ２５の出力Ｖｏｕｔが安定した際には飽和するキャパシタのコンデンサを用いる。
【００６４】
オフセット調整期間（Ｔｓｅｔ）の経過後、ＭＰＵ１０は、第１アナログスイッチＡＳＷ１を閉じ制御すると共に、第３アナログスイッチＡＳＷ３を開制御して、積分動作期間（Ｔｉｎｔ）に移行する。積分動作期間（Ｔｉｎｔ）では、第１アナログスイッチＡＳＷ１を閉じ制御されることにより、アナログマルチプレクサ１２で選択接続した検出電極１１に表れる交流検出信号ＳＧが積分用オペアンプ２５の反転入力端子に入力される。また、第３アナログスイッチＡＳＷ３が開制御されるので、オフセット調整期間（Ｔｓｅｔ）中に、ホールド用コンデンサ２７に充電された上記補正電圧が積分用オペアンプ２５の非反転入力端子に入力され、オフセット電圧Δｖを含めた積分用オペアンプ２５の非反転入力端子と反転入力端子間の差電圧が０となり、積分用オペアンプ２５の出力Ｖｏｕｔに（１３）式に示すオフセット電圧Δｖを積分した誤差−Δｖ・ｔ／ＣＲが含まれない。
【００６５】
その結果、微小な交流検出信号ＳＧの電圧Ｖｉｎのみが積分して拡大され、積分用オペアンプ２５の出力Ｖｏｕｔとして表れる。ＭＰＵ１０は、積分動作期間（Ｔｉｎｔ）の開始時から各積分動作期間（Ｔｉｎｔ）で同一の時間経過後であって、積分動作期間（Ｔｉｎｔ）が終了する直前の判定時ｔ１に、判定時ｔ１の出力Ｖｏｕｔを後段に接続されたＡ／Ｄコンバータ１９へ出力する。積分動作期間（Ｔｉｎｔ）は、ＣＲで定まる積分用コンデンサＣ１の飽和時間より充分に短く、かつ交流検出信号ＳＧの電圧Ｖｉｎを、判定時ｔ１にその積分値である積分用オペアンプ２５の出力Ｖｏｕｔから判別可能な期間に設定する。
【００６６】
Ａ／Ｄコンバータ１９は、判定時ｔ１の積分用オペアンプ２５の出力Ｖｏｕｔを量子化してＭＰＵ１０へ出力する。
【００６７】
Ａ／Ｄコンバータ１９から出力される量子化データは、その積分動作期間（Ｔｉｎｔ）中にアナログマルチプレクサ１２が選択接続した各検出電極１１に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉを表し、入力位置検出手段として作用するＭＰＵ１０は、配置方向毎に検出電極１１（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）に表れる受信レベルＶｉの総和を算定し、配置方向毎の受信レベルＶｉの総和から、指３０のＸＹ方向の入力操作位置を検出する。
【００６８】
Ｘ方向で対向する一組の検出電極Ｘ０、Ｘ１間の距離をＬｘとし、指３０が図５に示す入力操作位置Ｐ（ｘ）にあったとして、任意の検出電極Ｘ０ｎに表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉ０と、検出電極Ｘ０ｎにＸ方向で対向する位置に配置された検出電極Ｘ１ｎに表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉ１とは、（１０）式からそれぞれ、
Ｖｉ０＝Ｖｓ／（ｘ・ｋ）    ・・・（１４）式
Ｖｉ１＝Ｖｓ／（（Ｌｘ−ｘ）・ｋ）    ・・・（１５）式
で表され、両者の比Ｖｉ０／Ｖｉ１は、
Ｖｉ０／Ｖｉ１＝（Ｌｘ−ｘ）／ｘ    ・・・（１６）式
で表される。
【００６９】
この関係は、Ｘ方向で対向する全ての各組の検出電極Ｘ０、Ｘ１について成り立つので、一走査周期内に各検出電極Ｘ０に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉの総和をＶｘ０、各検出電極Ｘ１に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉの総和をＶｘ１とすれば、
Ｖｘ０／Ｖｘ１＝（Ｌｘ−ｘ）／ｘ    ・・・（１７）式
であり、ｘについて解けば、
ｘ＝Ｌｘ・Ｖｘ１／（Ｖｘ０＋Ｖｘ１）    ・・・（１８）式
となる。
【００７０】
同様に、Ｙ方向についても、Ｙ方向で対向する一組の検出電極Ｙ０、Ｙ１間の距離をＬｙとすれば、任意の検出電極Ｙ０ｎに表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉ０と、検出電極Ｙ０ｎにＹ方向で対向する位置に配置された検出電極Ｙ１ｎに表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉ１との関係は、
Ｖｉ０／Ｖｉ１＝（Ｌｙ−ｙ）／ｙ    ・・・（１９）式
で表され、一走査周期内に各検出電極Ｙ０に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉの総和をＶｙ０、各検出電極Ｙ１に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉの総和をＶｙ１として、
ｙ＝Ｌｙ・Ｖｙ１／（Ｖｙ０＋Ｖｙ１）    ・・・（２０）式
の関係が得られるので、Ｖｘ０、Ｖｘ１、Ｖｙ０、Ｖｙ１から入力操作領域Ｅ上のＸＹ方向の入力位置（ｘ、ｙ）が容易に得られる。
【００７１】
ＭＰＵ１０で検出した入力操作位置（ｘ、ｙ）を含む入力操作データは、直流が絶縁された信号線１６を介して、非振動回路基板２に搭載されるインターフェース回路６に出力され、インターフェース回路６からＵＳＢ通信、Ｉ２Ｃ通信等で入力操作データを利用する上位機器に出力される。
【００７２】
上述の実施の形態では、各配置方向の検出電極１１毎に各検出電極（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）に表れる交流検出信号ＳＧの受信レベルＶｉの総和（Ｖｘ０、Ｖｘ１、Ｖｙ０、Ｖｙ１）を求めて、（１８）式と（２０）式から入力操作位置（ｘ、ｙ）を検出したが、各配置方向の検出電極１１のうち最大の受信レベルＶｉが表れた検出電極１１について、その受信レベルＶｉ０と、対向して配置された検出電極１１に表れる受信レベルＶｉ１を比較し、（１６）式若しくは（１９）式から入力操作位置（ｘ、ｙ）を検出してもよい。
【００７３】
また、配置方向に沿った複数の検出電極から構成される上述の４種類の検出電極（Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１）は、いずれか１又は２以上の検出電極１１を、配置方向を長手方向とする一枚の検出電極１１で構成することもでき、このように一枚の検出電極１１で構成した場合には、その検出電極１１の受信レベルＶｉを、配置方向に沿った各検出電極１１の受信レベルＶｉの総和とみなし、（１８）式と（２０）式から入力操作位置（ｘ、ｙ）を検出できる。
【００７４】
更に、上述のＸＹ方向に沿って配置される４種類の検出電極Ｘ０、Ｘ１、Ｙ０、Ｙ１のうち、いずれか２種類の検出電極１１を省略しても、入力操作領域Ｅへの入力操作位置（ｘ、ｙ）ことができる。図１１は、Ｘ方向で対向する検出電極Ｘ０、Ｘ１を省略した第２の実施の形態にかかる静電容量式タッチパネル５０の平面図である。
【００７５】
このタッチパネル５０では、Ｘ方向に沿って配置される多数の検出電極Ｙ０を、配置方向検出電極Ｙ０１、Ｙ０２・・Ｙ０ｎとし、第１実施の形態において、検出電極Ｙ０に対向させて配置した複数の検出電極Ｙ１１、Ｙ１２・・Ｙ１ｎを単一の検出電極Ｙ１で構成している。図１１に示すように、配置方向（Ｘ方向）に沿って配置された多数の配置方向検出電極Ｙ０ｎのうち、指３０から配置方向と直交する方向に配置された配置方向検出電極Ｙ０５が、指３０に最も接近し、また指３０との対向面積ｓも大きくなるので、その検出電極Ｙ０５に最大値となる受信レベルＶｉが表れる。従って、Ｘ方向で対向する検出電極Ｘ０、Ｘ１が配置されていないタッチパネル５０であっても、配置方向検出電極Ｙ０ｎのうち最大値の受信レベルＶｉが表れた配置方向検出電極Ｙ０５の配置位置からＸ方向の入力操作位置（ｘ）を検出できる。このＸ方向の入力操作位置（ｘ）は、最大値の受信レベルＶｉが表れた検出電極Ｙ０５と、その周囲の配置方向検出電極Ｙ０ｎに表れる受信レベルＶｉとを比較し、より正確に検出することもできる。
【００７６】
Ｙ方向の入力操作位置（ｙ）は、一枚の検出電極Ｙ１の受信レベルＶｉを、受信レベルＶｉの総和Ｖｙ１とみなし、配置方向検出電極Ｙ０ｎの受信レベルＶｉの総和Ｖｙ０とから、（２０）式を用いて検出できる。
【００７７】
この第２の実施の形態にかかる静電容量式タッチパネル５０によれば、Ｘ方向で対向する検出電極Ｘ０、Ｘ１を配置せずに、Ｘ方向の入力操作位置（ｘ）を検出できるので、Ｘ方向幅を縮小できる。例えば、縦長で横幅に充分な余裕のない携帯電話機などのケースであっても、横幅方向に検出電極１１を配置せずに横幅方向の入力操作位置を検出できるので、限られたケース内により大きい入力操作領域Ｅを有するタッチパネル５０を取り付けることができる。
【００７８】
図１２は、２種類検出電極Ｘ０、Ｙ１を省略した第３の実施の形態にかかる静電容量式タッチパネル５１の平面図である。このタッチパネル５１では、検出電極Ｙ０をＸ方向を配置方向とする複数の配置方向検出電極Ｙ０１、Ｙ０２・・Ｙ０ｎで、検出電極Ｘ１を、Ｙ方向を配置方向とする複数の配置方向検出電極Ｘ１１、Ｘ１２・・Ｘ１ｎで構成している。
【００７９】
図示する位置に入力操作する指３０があったとすると、Ｘ方向では、検出電極Ｙ０５に表れる受信レベルＶｉが最大となり、Ｙ方向では、検出電極Ｘ１４に表れる受信レベルＶｉが最大となるので、それぞれの配置位置から入力操作位置（ｘ、ｙ）を検出できる。
【００８０】
第３の実施の形態にかかる静電容量式タッチパネル５１によれば、機器の筐体の隅に隙間をあけずに入力操作領域Ｅを臨ませたタッチパネル５１を配置できる。
【００８１】
上述の各実施の形態では、指３０にＸ、Ｙいずれかの方向で対向する検出電極１１０、１１１の指３０との間の静電容量Ｃｍ０、Ｃｍ１の相対比は、指３０をガラス基板３１上に投影させたＸＹ平面上の入力操作位置（ｘ、ｙ）と対向する検出電極１１０、１１１までの対向方向の距離に反比例する比にほぼ等しいので、指３０がガラス基板３１に触れているかどうかにかかわらず、入力操作領域Ｅ上の入力操作位置（ｘ、ｙ）を検出できる。しかしながら、指３０がガラス基板３１に接触しない入力操作では、比誘電率が約１と低い空気を誘電体とする電容量Ｃｍｂが介在することになるので、同じ入力操作位置であっても各検出電圧１１に表れる受信レベルＶｉは、大きく低下する。従って、ＭＰＵ１０に入力される特定の検出電極１１に表れる受信レベルＶｉを一走査周期毎に比較し、受信レベルＶｉが所定の閾値を越える比率で上昇したときに、指３０がガラス基板３１に触れるタッチ入力と、所定の閾値を越える比率で下降した時に、指３０をガラス基板３１から離した操作と判別でき、２種類の入力操作による入力操作位置を出力できる。
【００８２】
また、特定の検出電極１１に表れる受信レベルＶｉを監視するだけで、タッチ入力を判定できるので、入力操作を待機する待機時間中は、特定の検出電極１１の検出電極１１に表れる受信レベルＶｉのみを一定周期で検出する間欠検出モードとし、タッチ入力を検出した場合に、全ての回路を動作させ、入力操作位置を検出する検出モードとすることにより、待機時間中の電力消費を削減できる。
【００８３】
上述の実施の形態では、各検出電極１１の上方を覆うシールド板３２を絶縁基板２０から起立支持しているが、図１３に示すように、タッチパネル５２の入力操作領域Ｅを窓孔４２を通して外方に臨ませる機器の筐体４３の内底面に接地されたシールド層４４を形成し、シールド層４４により検出電極１１の上方を覆うようにしてもよい。また、同様の目的で、シールド層４４は、筐体４３の表面側に形成してもよい。
【００８４】
また、上述の実施の形態で検出電極１１は、絶縁基板２０の表面の導電パターンで形成したり、絶縁基板２０のスルーホール３４に起立支持される金属プレートで形成しているが、ガラス基板等の透明入力操作板３１の底面や端面に蒸着させた導電層で形成することもできる。
【００８５】
更に、上述の実施の形態では、検出電極１１を入力操作体３０に対して交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓで振動させ、両者の間に出力レベルＶｓの相対電位を発生させたが、検出電極１１側を定電位として、入力操作体３０の電位を交流検出信号ＳＧの出力レベルＶｓで変動させてもよい。
【００８６】
また、入力操作体３０は、操作者が入力操作を行う指３０で説明したが、操作者が握る専用入力ペンなど操作者と別の操作体であってもよい。
【００８７】
また、矩形状の輪郭に形成された開口部２１は、長方形の輪郭に限らず、任意の形状とすることができる。
【００８８】
また、２種類に分けた非振動側回路基板２と振動側回路基板３とは、基準電源回路４と振動電源回路７が分かれて配線されていれば、１枚の回路基板としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、入力操作領域を通した背面側に表示素子が配置され、入力操作領域への入力操作体の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。
【符号の説明】
【００９０】
１    静電容量式タッチパネル（第１実施の形態）
１０  ＭＰＵ（入力位置検出手段、タッチ入力検出手段）
１１  検出電極
１４  積分処理回路（信号検出手段）
１５  発振回路（発信手段）
２０  絶縁基板（絶縁支持体）
２１  開口部
３０  指（入力操作体）
３１  ガラス基板（透明入力操作板）
３２  シールド板
４１  配置方向検出電極
４２  窓孔
４３  筐体
４４  シールド層
Ｅ    入力操作領域
ＳＧ  交流検出信号
Ｖｉ  交流検出信号の受信レベル
【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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