(57)【要約】      （修正有）【課題】静電容量方式のタッチパネルを操作する操作体の操作位置を検出するスキャン信号の周波数を高くすることができる操作位置検出装置を提供する。【解決手段】タッチパネル１０に配置された容量センサ１２にスキャン信号が印加されると、容量センサ１２のセンサ電圧ＶＭはスキャン信号のレベルに応じて一旦上昇または低下してから基準電圧Ｖｒｅｆに収束する。センサ電圧ＶＭによりコンデンサ５２への充電が開始されると、制御信号によりスイッチ７０が切り替えられコンデンサ５２が定電流源６０または定電流源６２と接続されるので、コンデンサ５２から放電される。コンパレータ４２と抵抗４６、４８とにより、ヒステリシスコンパレータが構成されている。コンパレータ４２は、コンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが上昇するときには基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈと比較し、低下するときには基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈよりも低い基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌと比較する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量方式のタッチパネル（１０）を操作する操作体の操作位置を検出する操作位置検出装置（２０、２２）であって、
前記タッチパネルに配置された複数の容量センサ（１２）の静電容量を検出するスキャン信号を生成するスキャン信号生成部（３２）と、
前記スキャン信号が印加される前記容量センサのセンサ電圧により充電されるコンデンサ（５２）と、
前記コンデンサの電圧とヒステリシスを持たせた基準電圧との大きさを比較する比較部（４２、４４、４６、４８、５４）と、
前記コンデンサが前記センサ電圧により充電されるときに前記コンデンサから放電させ、充放電により前記コンデンサの電圧が変化してからヒステリシスを持たせた前記基準電圧に一致したことを前記比較部による比較結果が示すと前記コンデンサからの放電を停止する放電制御部（３４、６０、６２、７０）と、
前記コンデンサが充放電を開始してから前記コンデンサの電圧が前記基準電圧に一致するまでの時間を計測する計測部（３６）と、
を備えることを特徴とする操作位置検出装置。
【請求項２】
前記比較部はコンパレータと抵抗とにより構成されるヒステリシスコンパレータ（４２、４６、４８）であることを特徴とする請求項１に記載の操作位置検出装置。
【請求項３】
前記コンデンサが放電する電流値を一定にする定電流部（６０、６２）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の操作位置検出装置。
【請求項４】
前記スキャン信号は矩形状のパルス信号であり、前記放電制御部は、前記スキャン信号の立ち上がりから立ち下がりまでの信号幅、ならびに立ち下がりから立ち上がりまでの信号幅に基づいて、前記コンデンサから放電する電流値を設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の操作位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量方式のタッチパネルを操作する操作体の操作位置を検出する操作位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
指等の操作体がタッチパネルを操作するときの操作位置を検出することにより、タッチパネルに対する操作に応じた処理を実行する技術が公知である。例えば、操作体がタッチパネルを操作する操作位置にボタンが表示されている場合には、選択されたボタンに対応する処理が実行される。静電容量方式のタッチパネルを用いる場合、操作体がタッチパネルを操作することによる静電容量の変化に基づいて操作位置が検出される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
静電容量方式のタッチパネルにおいては、操作体がタッチパネルを操作する操作領域に、例えばＸ方向に複数の第１の電極と、Ｙ方向に複数の第２の電極とが格子状に配置され、第１の電極と第２の電極との交差箇所に静電容量を有する容量センサが形成される。
【０００４】
操作体がタッチパネルを操作すると、操作位置に対応する容量センサの静電容量が変化するので、容量センサの静電容量を検出することにより操作体の操作位置を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２５８１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
タッチパネルが大きくなると、操作位置の検出精度を維持するために電極数を増やして容量センサの個数を増加する必要がある。タッチパネルが大型化し容量センサの個数が増加すると、配線抵抗および浮遊容量が増加する。容量センサの静電容量を検出するために要する時間は、容量センサの静電容量と配線等の抵抗と浮遊容量とにより規定される時定数により決定される。配線抵抗および浮遊容量が増加すると時定数は増加する。
【０００７】
通常、時定数が増加すると容量センサの静電容量を検出するために要する検出時間が長くなるので、容量センサの静電容量を検出するスキャン信号の周波数を時定数に基づいて設定すると周波数が低下する。
【０００８】
スキャン信号の周波数が低下すると、タッチパネルの操作領域全体をスキャンするスキャン時間が長くなるので、操作位置を検出する応答性が低下する。また、スキャン信号の周波数が低下すると、例えば車載のタッチパネルの場合、他の車載機器や車内で使用する電子機器の使用周波数と干渉するおそれがある。
【０００９】
そこで、タッチパネルが大型化するとスキャン信号の周波数を高くすることにより、操作位置を検出する応答性の低下を抑制するとともに、他の電子機器への干渉を防止することが望まれる。また、タッチパネルの大きさに関わらず、スキャン信号の周波数を高くして操作位置を検出する応答性を向上させることが望ましい。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、静電容量方式のタッチパネルを操作する操作体の操作位置を検出するスキャン信号の周波数を高くすることができる操作位置検出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】
【００１１】
本願発明者は、容量センサの静電容量の変化に基づいて静電容量方式のタッチパネルに対する操作体の操作位置を検出する場合、容量センサをスキャン信号によりスキャンし、そのときの容量センサのセンサ電圧により電荷蓄積用のコンデンサを充電するとともにコンデンサから放電させる構成を採用した。そして、コンデンサが充放電を開始してからコンデンサの電圧が基準電圧に一致するまでの時間を計測して容量センサの静電容量を検出しようとした。
【００１２】
操作体がタッチパネルを操作し、操作位置に対応する容量センサの静電容量が変化すると容量センサのセンサ電圧が変化するので、電荷蓄積用のコンデンサを充電する電圧が変化する。すると、コンデンサが充放電を開始してからコンデンサの電圧が基準電圧に一致するまでの時間が変化するので、この時間を計測することにより容量センサの静電容量の変化を検出できる。
【００１３】
この構成では、コンデンサの電圧が基準電圧に一致するとコンデンサからの放電を停止して終了させるとともに、コンデンサからの放電の終了タイミングと容量センサのセンサ電圧によるコンデンサへの充電の終了タイミングとが一致するように、計測を開始する前にコンデンサが放電する電流値を予め調整することが望ましい。
【００１４】
これにより、スキャン信号による１回の計測時間内において、コンデンサが充放電を開始してからコンデンサの電圧が基準電圧に一致するとコンデンサへの充電とコンデンサからの放電とが終了するので、コンデンサの電圧が変動することを抑制できる。
【００１５】
ここで、スキャン信号の周波数が高くなりスキャン信号の周期が短くなると、容量センサの静電容量を検出するために許容される計測時間が短くなる。短くなった計測時間内で計測するために、コンデンサが充放電を開始してからコンデンサの電圧が基準電圧に一致するまでの時間を、コンデンサから放電する電流値を増加することにより短縮する必要が生じることがある。
【００１６】
しかしながら、コンデンサから放電する電流値を増加してコンデンサの電圧が基準電圧に一致する時間を短縮すると、コンデンサの電圧が基準電圧に一致してコンデンサからの放電が停止されるにも関わらず、容量センサのセンサ電圧によるコンデンサに対する充電が終了していないためにコンデンサへの充電が継続するおそれがある。
【００１７】
この場合、コンデンサが充放電を再び開始し、１回の計測時間内においてコンデンサの電圧が基準電圧に一致するまでの時間が再び計測されるので、１回の計測時間内において、コンデンサが充放電を開始してからコンデンサの電圧が基準電圧に一致するまでの時間を正確に計測できない。その結果、容量センサの静電容量を誤検出するおそれがあることに、本願発明者は思い至った。
【００１８】
そこで、本願の操作位置検出装置は、静電容量方式のタッチパネルを操作する操作体の操作位置を検出する操作位置検出装置として、スキャン信号生成部と、コンデンサと、比較部と、放電制御部と、計測部と、を備える。
【００１９】
スキャン信号生成部はタッチパネルに配置された複数の容量センサの静電容量を検出するスキャン信号を生成し、コンデンサはスキャン信号が印加される容量センサのセンサ電圧により充電され、比較部はコンデンサの電圧とヒステリシスを持たせた基準電圧との大きさを比較する。
【００２０】
放電制御部は、コンデンサが容量センサのセンサ電圧により充電されるときにコンデンサから放電させ、充放電によりコンデンサの電圧が変化してからヒステリシスを持たせた基準電圧に一致したことを比較部による比較結果が示すとコンデンサからの放電を停止し、計測部はコンデンサが充放電を開始してからコンデンサの電圧がヒステリシスを持たせた基準電圧に一致するまでの時間を計測する。
【００２１】
この構成によれば、コンデンサの電圧と比較される基準電圧にヒステリシスを持たせているので、コンデンサの電圧が上昇または低下する変化方向により、コンデンサの電圧と比較される基準電圧の大きさが第１の基準電圧と第２の基準電圧とのように異なる。
【００２２】
その結果、スキャン信号による１回の計測時間内において、コンデンサの充放電が開始されてから、コンデンサの電圧がスキャン信号の極性に応じて上昇または低下のうち一方の方向に変化して第１の基準電圧に一致したと比較部による比較結果が示すと、コンデンサの電圧が上昇または低下のうち他方の方向に変化して第２の基準電圧に一致しなければ、比較部による比較結果は変化しない。
【００２３】
したがって、スキャン信号による１回の計測時間内において、コンデンサの電圧が第１の基準電圧に一致した後に、容量センサのセンサ電圧によるコンデンサへの充電が終了していないためにコンデンサからの放電を停止している状態でコンデンサへの充電が継続しても、コンデンサの電圧が第２の基準電圧に一致しなければ、スキャン信号による次回の計測時間まで計測部による計測は実行されない。
【００２４】
これにより、コンデンサが充放電を開始してからコンデンサの電圧がヒステリシスを持たせた基準電圧に一致するまでの時間が短くなっても、スキャン信号による１回の計測時間内で容量センサの静電容量を正確に検出できるので、スキャン信号の周波数を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態による操作位置検出装置を示すブロック図。
【図２】第１実施形態による操作位置検出装置の作動を示すタイムチャート。
【図３】第２実施形態による操作位置検出装置を示すブロック図。
【図４】比較例の操作位置検出装置を示すブロック図。
【図５】比較例の操作位置検出装置の作動を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１に示す操作位置検出装置２０は、指等の操作体がタッチパネル１０を操作する操作位置を検出するものである。操作体は導電体であればよく、指に限るものではない。操作位置検出装置２０は、制御部３０と検出部４０と定電流源６０、６２とスイッチ７０とを備えている。
【００２７】
タッチパネル１０には、Ｘ方向に複数の第１の電極と、Ｙ方向に複数の第２の電極とが格子状に配置され、第１の電極と第２の電極との複数の交差箇所に静電容量を有する容量センサ１２が形成される。タッチパネル１０は、静電容量方式のうち相互容量式のタッチパネルである。
【００２８】
図１のタッチパネル１０には、一つの容量センサ１２の回路構成が示されている。容量センサ１２は、第１の電極と第２の電極とにより生成される相互容量ＣＸに加えて、浮遊容量Ｃｐおよび配線抵抗Ｒを備えている。容量センサ１２は、制御部３０からタッチパネル１０に印加されるスキャン信号に対して微分回路として作動する。
【００２９】
操作位置検出装置２０の制御部３０は、スキャン信号生成部３２と定電流制御部３４と計測部３６とを備えている。制御部３０による処理は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等を備えるマイクロコンピュータが制御プログラムを実行することによるソフトウェア処理、ならびに回路ロジックによるハードウェア処理により実行される。
【００３０】
スキャン信号生成部３２は、タッチパネル１０の容量センサ１２の静電容量を検出するために、第１電極または第２電極のうち例えば第１電極を駆動電極としてスキャン信号を順次印加する。スキャン信号は、矩形状のパルス信号である。
【００３１】
定電流制御部３４は、容量センサ１２のセンサ電圧ＶＭにより電荷蓄積用のコンデンサ（Ｃｉ）５２が充電されるときに、一定の電流値でコンデンサ５２から放電させるために制御信号によりスイッチ７０を切替制御する。
【００３２】
計測部３６は、コンデンサ５２がセンサ電圧ＶＭにより充電されるとともに定電流制御部３４の制御により放電することにより、コンデンサ５２が充放電を開始してから、コンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが基準電源５０の基準電圧Ｖｒｅｆにヒステリシスを持たせた基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌに一致するまでの時間を、容量センサ１２の静電容量に関連する物理量として計測する。
【００３３】
検出部４０は、コンパレータ４２、４４と抵抗４６、４８と基準電源５０と電荷蓄積用のコンデンサ５２とを備えている。コンパレータ４２の入力端子（＋）には、抵抗４６を介して基準電源５０から基準電圧Ｖｒｅｆが入力されており、コンパレータ４４の入力端子（＋）には基準電源５０から基準電圧Ｖｒｅｆが直接入力されている。
【００３４】
コンパレータ４２と抵抗４６、４８とにより、ヒステリシスコンパレータが構成されている。コンパレータ４２は、コンデンサ５２の電圧が上昇するときには基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈとコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎとを比較し、コンデンサ５２の電圧が低下するときには基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈよりも低い基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌとコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎとを比較する。基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈと基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌとは、基準電源５０の基準電圧Ｖｒｅｆと、抵抗４６、４８の抵抗値とにより決定される。コンパレータ４４は、基準電圧Ｖｒｅｆとコンパレータ４２の出力電圧とを比較する。
【００３５】
定電流源６０、６２は、コンデンサ５２が容量センサ１２のセンサ電圧ＶＭにより充電されるときに、コンデンサ５２から放電される電流値を一定にする。
スイッチ７０は、定電流制御部３４が出力する制御信号のレベルに応じて３種類の異なる切替状態になる。スイッチ７０は、制御信号がＬレベルのときにコンデンサ５２と接地側の定電流源６０とを接続し、制御信号がＨレベルのときにコンデンサ５２と電源Ｖｄｄ側の定電流源６２とを接続し、制御信号がＭレベルのときにコンデンサ５２と定電流源６０、６２との接続を遮断する。制御信号がＭレベルのときは、スイッチ７０に駆動電流が加わらない状態である。
【００３６】
（操作位置検出処理）
図２に示すように、スキャン信号生成部３２は、制御部３０の内部で発生する同期信号ＳＹＮＣの立ち上がりタイミングにおいてコンパレータ４４の出力電圧ＶｃｏｍがＨレベルのときにスキャン信号が立ち上がり、同期信号ＳＹＮＣの立ち上がりタイミングにおいて出力電圧ＶｃｏｍがＬレベルのときにスキャン信号が立ち下がるようにスキャン信号を生成する。
【００３７】
前述したように、容量センサ１２はスキャン信号に対して微分回路として作動するので、スキャン信号が立ち上がるとセンサ電圧ＶＭは立ち上がり、スキャン信号が立ち下がるとセンサ電圧ＶＭは立ち下がる。センサ電圧ＶＭは、立ち上がってから、または立ち下がってから容量センサ１２の時定数にしたがって減衰して収束する。
【００３８】
コンデンサ５２は、センサ電圧ＶＭにより充電を開始されると、制御信号により接地側の定電流源６０または電源側の定電流源６２に接続される。つまり、コンデンサ５２は、センサ電圧ＶＭにより充電されるとともに一定の電流値で放電する。
【００３９】
スキャン信号が立ち上がってコンデンサ５２が充放電を開始し、電圧Ｖｉｎが上昇してから低下して基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌに一致すると、コンパレータ４２の出力電圧はＬレベルからＨレベルになり、コンパレータ４４の出力電圧ＶｃｏｍはＨレベルからＬレベルになる。
【００４０】
また、スキャン信号が立ち下がってコンデンサ５２が充放電を開始し、電圧Ｖｉｎが低下してから上昇して基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致すると、コンパレータ４２の出力電圧はＨレベルからＬレベルになり、コンパレータ４４の出力電圧ＶｃｏｍはＬレベルからＨレベルになる。
【００４１】
尚、コンパレータ４２、４４の出力電圧は、入力端子（−）の電圧が入力端子（＋）の電圧よりも低くなるとＬレベルからＨレベルに変化し、高くなるとＨレベルからＬレベルに変化するのであるが、第１実施形態では説明を簡単にするために、入力端子（−）の電圧が変化して入力端子（＋）の電圧に一致するとコンパレータ４２、４４の出力電圧が変化すると記載している。
【００４２】
図２に示すように、定電流制御部３４は、スキャン信号と出力電圧Ｖｃｏｍとが同じＨレベルであれば制御信号をＬレベルに設定し、同じＬレベルであれば制御信号をＨレベルに設定し、異なるレベルであれば制御信号をＭレベルに設定する。この制御信号により、スイッチ７０が切り替えられる。
【００４３】
つまり、スキャン信号がＬレベルからＨレベルに立ち上がってコンデンサ５２が充放電を開始し、電圧Ｖｉｎが上昇してから低下して基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌに一致すると、出力電圧ＶｃｏｍがＨレベルからＬレベルに変化するので、制御信号がＬレベルからＭレベルになる。すると、スイッチ７０の切替状態が変化し、コンデンサ５２と定電流源６０との接続が遮断されるので、コンデンサ５２からの放電が停止する。
【００４４】
また、スキャン信号がＨレベルからＬレベルに立ち下がってコンデンサ５２が充放電を開始し、電圧Ｖｉｎが低下してから上昇して基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致すると、出力電圧ＶｃｏｍがＬレベルからＨレベルに変化するので、制御信号がＨレベルからＭレベルになる。すると、スイッチ７０の切替状態が変化し、コンデンサ５２と定電流源６２との接続が遮断されるので、コンデンサ５２からの放電が停止する。
【００４５】
計測部３６は、スキャン信号と出力電圧ＶｃｏｍとがＨレベルまたはＬレベルの同じレベルであればＬレベルになり、異なるレベルであればＨレベルになる計測信号を生成する。計測部３６は、計測信号がＬレベルである時間を、ソフトウェア処理またはクロック数をカウントするハードウェア処理により計測する。計測部３６は、計測信号がＨレベルである時間は計測しない。
【００４６】
計測部３６が今回計測した時間とタッチパネル１０が操作されていないときに計測した時間との差が所定値以上であれば、該当する容量センサ１２の位置を操作体がタッチパネル１０を操作する操作位置として検出できる。
【００４７】
センサ電圧ＶＭが立ち上がって、または立ち下がってから収束するまでの時間は容量センサ１２の時定数によって決定されるので、容量センサ１２の静電容量が変化しなければ、センサ電圧ＶＭが立ち上がって、または立ち下がってから収束するまでの時間はスキャン信号の周波数Ｆｓｃａｎに関係なく一定である。
【００４８】
これに対し、容量センサ１２の静電容量が低下し時定数が小さくなると、センサ電圧ＶＭが立ち上がって、または立ち下がってから収束するまでの時間は短くなる。
したがって、容量センサ１２の静電容量が低下することにより、センサ電圧ＶＭが立ち上がって、または立ち下がってから収束するまでの時間が短くなれば、コンデンサ５２が充放電を開始し、コンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが一旦上昇または低下してから基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致するまでの時間は短くなる。
【００４９】
指等の操作体がタッチパネル１０を操作すると、操作位置に対応する容量センサ１２の静電容量が低下するので、コンデンサ５２が充放電を開始してから電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致するまでの時間を計測すれば、指等の操作体がタッチパネルを操作する操作位置を検出できる。
【００５０】
スキャン信号の周波数をＦｓｃａｎとすると、スキャン信号がＨレベルまたはＬレベルになっている信号幅はスキャン信号の（周期／２）である１／（２×Ｆｓｃａｎ）である。第１実施形態では、この信号幅内で容量センサ１２にスキャン信号を印加してコンデンサ５２が充放電を開始してから、基準電圧Ｖｒｅｆにヒステリシスを持たせた基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに電圧Ｖｉｎが一致するまでの時間を計測する。
【００５１】
スキャン信号がＨレベルであれば、コンデンサ５２が充放電を開始し、電圧Ｖｉｎが一旦上昇してから低下して基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌに一致するまでの時間を計測し、スキャン信号がＬレベルであれば、コンデンサ５２が充放電を開始し、電圧Ｖｉｎが一旦低下してから上昇して基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致するまでの時間を計測する。
【００５２】
ただし、計測は、少なくとも（周期／２）が終了してスキャン信号のレベルが切り替わり、次の計測が開始されるよりも所定時間前に終了する必要がある。スキャン信号の周波数が低く（周期／２）が長い場合には計測を終了してから（周期／２）が終了するまでの余裕時間は長いが、スキャン信号の周波数が上昇し（周期／２）が短くなると、計測を終了してから（周期／２）が終了するまでの余裕時間は短くなる。
【００５３】
そこで、例えばタッチパネル１０が大型化しても、操作体がタッチパネル１０を操作する操作位置を検出する応答性を低下させないためにスキャン信号の周波数を上昇させて周期が短くなると、定電流制御部３４は、計測を開始する前にスキャン信号の周波数に基づいて、具体的にはスキャン信号のＨレベルおよびＬレベルの信号幅に基づいて予め定電流源６０、６２を調整し、コンデンサ５２から放電させる電流値を増加させる。
【００５４】
コンデンサ５２から放電する電流値が増加すると、コンデンサ５２が充放電を開始してから電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致するまでの時間が短縮されるので、計測が終了してから（周期／２）が終了するまでの余裕時間を確保できる。
【００５５】
しかし、スキャン信号の周波数の上昇に合わせてコンデンサ５２が充放電を開始してから電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致するまでの時間が短くなると、図２に示すように、電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致しても、センサ電圧ＶＭが収束していないことがある。
【００５６】
センサ電圧ＶＭが収束していない状態では、コンデンサ５２からの放電が停止されてもセンサ電圧ＶＭによるコンデンサ５２への充電が継続されるので、コンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致してから変化する。
【００５７】
第１実施形態では、スキャン信号による１回の計測時間内において、コンデンサ５２が充放電を開始してからコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈの一方に一致することにより出力電圧Ｖｃｏｍのレベルが変化して計測部３６による計測が終了すると、センサ電圧ＶＭによるコンデンサ５２への充電が継続されるためにコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが変化しても、電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈの他方に一致しない限り、出力電圧Ｖｃｏｍのレベルは変化しない。
【００５８】
その結果、スキャン信号による１回の計測時間内において、コンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈの一方に一致してから変化しても、計測信号のレベルは計測を禁止するＨレベルのまま変化しない。したがって、スキャン信号による１回の計測時間内において、計測部３６は１回だけ計測を実行する。これにより、コンデンサ５２が充放電を開始してからコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致するまでの時間を正確に計測できる。
【００５９】
第１実施形態に対し図４に示す比較例による操作位置検出装置１００の検出部１０２では、基準電源５０の基準電圧Ｖｒｅｆにヒステリシスを持たせていない。
比較例の操作位置検出装置１００では、図５に示すように、検出部１０２のコンデンサ５２が充放電を開始し、電圧Ｖｉｎが上昇してから低下して基準電圧Ｖｒｅｆに一致すると、制御信号がＬレベルからＭレベルになるので、第１実施形態と同様にスイッチ７０の切替状態が変化し、コンデンサ５２と定電流源６０との接続は遮断される。
【００６０】
しかし、スキャン信号の周波数を上昇させて周期が短くなることに応じて、コンデンサ５２が充放電を開始してから基準電圧Ｖｒｅｆに一致するまでの時間を短くすると、容量センサ１２のセンサ電圧ＶＭによるコンデンサ５２に対する充電が継続される。
【００６１】
これにより、コンデンサ５２が充放電を開始し、電圧Ｖｉｎが上昇してから低下して基準電圧Ｖｒｅｆに一致すると出力電圧ＶｃｏｍはＨレベルからＬレベルに変化するものの、センサ電圧ＶＭによるコンデンサ５２に対する充電が継続されることにより、出力電圧ＶｃｏｍはＬレベルからＨレベルに変化する。その結果、計測信号は、ＬレベルからＨレベルに変化してから再びＬレベルに変化するので、計測部３６は、スキャン信号がＨレベルの（周期／２）の期間において２回計測することになる。
【００６２】
コンデンサ５２が充放電を開始し、電圧Ｖｉｎが低下してから上昇して基準電圧Ｖｒｅｆに一致するときも同様に、計測部３６は、スキャン信号がＬレベルの（周期／２）の期間において２回計測することになる。
【００６３】
このように、スキャン信号による１回の計測時間である（周期／２）において２回計測すると、容量センサ１２の静電容量を誤検出し、操作体がタッチパネル１０を操作する操作位置を誤検出するおそれがある。
【００６４】
これに対し第１実施形態の操作位置検出装置２０によると、基準電源５０の基準電圧Ｖｒｅｆにヒステリシスを持たせているので、コンデンサ５２が充放電を開始してからコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈの一方に一致してから、センサ電圧ＶＭによるコンデンサ５２への充電が継続されるためにコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが変化しても、スキャン信号による１回の計測時間内で１回だけ計測が実行される。
【００６５】
したがって、スキャン信号の周波数が上昇しても、容量センサ１２の静電容量を高精度に検出し、タッチパネル１０に対する操作体の操作位置を高精度に検出できる。
また、第１実施形態では、スキャン信号の周波数に基づいてコンデンサ５２が放電する電流を定電流源６０、６２により一定値にしているので、コンデンサ５２が充放電を開始してからコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致するまでの時間を高精度に調整できる。
【００６６】
第１実施形態では、コンパレータ４２と抵抗４６、４８とにより、簡単な回路構成で基準電圧Ｖｒｅｆにヒステリシスを持たせることができる。
［第２実施形態］
第２実施形態による操作位置検出装置を図３に示す。第１実施形態と実質的に同一の構成部分には同一符号を付している。
【００６７】
第２実施形態の操作位置検出装置２２の検出部８０においては、基準電圧制御部５４が、コンパレータ４２の出力電圧に基づいてコンパレータ４２の入力端子（＋）の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに切り替える。基準電圧制御部５４は、マイクロコンピュータまたは回路ロジックによるハードウェアにより構成される。
【００６８】
基準電圧制御部５４は、コンパレータ４２の入力端子（＋）の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌに設定している状態でコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが低下して基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌに一致すると、コンパレータ４２の入力端子（＋）の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに切り替える。
【００６９】
また、基準電圧制御部５４は、コンパレータ４２の入力端子（＋）の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに設定している状態でコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが上昇して基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈに一致すると、コンパレータ４２の入力端子（＋）の電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌに切り替える。
【００７０】
これにより、第２実施形態の操作位置検出装置２２では、第１実施形態の操作位置検出装置２０と同様に、コンデンサ５２の電圧Ｖｉｎと比較するコンパレータ４２の基準電圧にヒステリシスを持たせているので、コンデンサ５２が充放電を開始し、コンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｌまたは基準電圧Ｖｒｅｆ−Ｈの一方に一致してから、センサ電圧ＶＭによるコンデンサ５２への充電が継続されるためにコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎが変化しても、スキャン信号による１回の計測時間内で１回だけ計測が実行される。
【００７１】
したがって、スキャン信号の周波数が上昇しても、容量センサ１２の静電容量を高精度に検出し、タッチパネル１０に対する操作体の操作位置を高精度に検出できる。
［他の実施形態］
操作体が操作したか否かによる容量センサ１２の静電容量の変化をコンデンサ５２の電圧Ｖｉｎの変化によって検出できるのであれば、定電流源６０、６２を設置せず、コンデンサ５２から放電する電流を一定値にしない構成を採用してもよい。
【００７２】
このように、本発明は、上記実施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で種々の実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１０：タッチパネル、１２：容量センサ、２０、２２：操作位置検出装置、３０：制御部、３２：スキャン信号生成部、３４：定電流制御部（放電制御部）、３６：計測部、４０、８２：検出部、４２：コンパレータ（比較部、ヒステリシスコンパレータ）、４４：コンパレータ（比較部）、４６、４８：抵抗（比較部、ヒステリシスコンパレータ）、５４：基準電圧制御部（比較部）、６０、６２：定電流源（定電流部）、７０：スイッチ（放電制御部）
【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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