(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固有周波数ｆの固有発振信号を出力する信号出力回路と、
絶縁パネルの一面に互いに絶縁して配設される１又は２以上の検出電極パターンと、
入力操作体との静電容量Ｃｆを介して固有発振信号を検出した１又は２以上の検出電極パターンに入力操作体が接近したものとして、該検出電極パターンへの入力操作を検出する入力操作検出手段と、
一方を接地若しくは定電位とした低圧基準電源線と高圧基準電源線を配線した基準電源回路と、
基準電源回路の低圧基準電源線と高圧基準電源線間に直流電圧を出力する直流電源と、
低圧振動電源線と高圧振動電源線を配線した振動電源回路と、
低圧基準電源線と低圧振動電源線間に接続され、固有周波数ｆの固有発振信号に対してハイインピーダンスとなる第１インダクタと、
高圧基準電源線と高圧振動電源線間に接続され、固有周波数ｆの固有発振信号に対してハイインピーダンスとなる第２インダクタとを備え、
前記各検出電極パターンを、低圧振動電源線と高圧振動電源線のいずれかに接続するとともに、信号出力回路を振動電源回路に接続し、第１インダクタと第２インダクタを介した直流電源の出力で駆動し、
前記信号出力回路から出力される固有発振信号を、キャパシタを介して、基準電源回路の低圧基準電源線と高圧基準電源線へ出力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】
基準電源回路と振動電源回路間の第１インダクタと第２インダクタの合成インダクタンスを２／Ｌ、信号出力回路と基準電源回路の低圧側電源線間及び信号出力回路と基準電源回路の高圧側電源線間にそれぞれ介在されるキャパシタの合成キャパシタンスを２Ｃとしたときに、固有発振信号の固有周波数ｆを、
ｆ＝１／［２π（ＬＣ）１／２］
とすることを特徴と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。
【請求項３】
入力操作検出手段と信号出力回路は、振動電源回路に接続して直流電源の出力で駆動するマイクロプロセッサで構成され、
マイクロプロセッサを動作させるクロックの周波数ｆｃｋを分周若しくは倍周して固有周波数ｆの固有発振信号を出力することを特徴とする請求項１又は２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、絶縁パネル上の入力操作面への入力操作を、入力操作体が接近して入力操作体との静電容量が増加する検出電極パターンから検出する静電容量式タッチパネルに関し、更に詳しくは、静電容量が増加することにより固有発振信号が検出された検出電極パターンから入力操作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、指などの入力操作体が入力操作面に接近する位置での静電容量が変化することを利用して非接触で入力操作を検出し、これによりディスプレーの表示を目標とした指示入力操作を検出する静電容量式タッチパネルが知られている。
【０００３】
入力操作による静電容量の変化は、入力操作面に検出抵抗Ｒを直列に接続した検出電極パターンを配置し、検出電極パターンについての静電容量（浮遊容量）Ｃと検出抵抗Ｒの一側に所定の電圧Ｖｃｃを加えて、時定数ＲＣに依存する充電時間若しくは放電時間の変化から検出できる。
【０００４】
しかしながら、入力操作面の大きさが例えば４インチ以上に拡大したタッチパネルでは、検出電極パターン自体やこれに接続される引き出し電極パターンの厚さや幅の製造誤差や温度変化に起因して個々の検出電極パターン毎の抵抗値が安定せず、時定数が設計値と異なることから入力操作を誤検出するという問題があった。そこで、従来、入力操作面が大型の静電容量式タッチパネルは、入力操作面の表面に均一抵抗層をむらなく形成し、入力操作位置の浮遊容量を介して操作者側の入力操作体が発信する固有発振信号を入力操作面の四隅で検出し、四隅での信号レベルを比較して、入力操作位置を検出していた（特許文献１）。
【０００５】
上述の時定数の変化を利用して入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルは、指を検出電極パターンへ接近させた際の指との静電容量が１０ｐＦ程度であるので、１ＭΩの検出抵抗を直列に接続したとしても、時定数は、約１０−５秒変化するだけであり、充電時間や放電時間の比較から直接検出電極パターンへの入力操作を検出することは、極めて困難であった。
【０００６】
そこで、他の検出方法として本願出願人は、絶縁パネル上に配置する検出電極パターン側とその出力側を入力インピーダンスが高い出力インピーダンスに比べて極めて高いインピーダンス変換手段で分離し、他のノイズの影響を受けずに検出電極パターンについての容量変化信号を出力する静電容量式タッチパネルを特許出願した（特許文献２）
【０００７】
以下、この従来の静電容量式タッチパネル１００を、図３を用いて説明する。同図に示すように、絶縁パネル上に配置する検出電極パターン１０５を抵抗１０３を介して接地し、抵抗１０３と検出電極パターン１０５の浮遊容量Ｃｆとで、操作者の指１０６に発生する固有発振信号が通過するハイパスフィルター１０４を構成する。ハイパスフィルター１０４の出力側は、入力インピーダンスが高いユニティゲインアンプ１０８に接続し、更に、ユニティゲインアンプ１０８の出力は、固有発振信号のレベルから入力操作を検出する入力操作検出回路１１０、１１１に接続している。
【０００８】
ハイパスフィルター１０４は、検出電極パターン１０５の浮遊容量Ｃｆに応じたレベルの固有発振信号を出力するが、上述の通り、浮遊容量Ｃｆ自体が極めて小さいので、固有発振信号は微小なレベルである。しかしながら、ユニティゲインアンプ１０８は、入力インピーダンスが出力インピーダンスに比べて極めて高いので、ハイパスフィルター１０４から出力される微弱な固有発振信号は、入力操作検出回路１１０、１１１へ他のノイズの影響を受けない容量変化信号として出力され、浮遊容量Ｃｆが微小であっても、入力操作検出回路１１０、１１１において、検出電極パターン１０５に接近する入力操作を確実に検出できる。
【０００９】
この静電容量式タッチパネル１００では、検出電極パターン１０５を含むハイパスフィルター１０４側の容量検出回路１０９の全体を、ユニティゲインアンプ１０８によりその出力側の入力操作検出回路１１０、１１１から分離し、容量検出回路１０９の全体を定電位としている。商用交流電力線が配線されている近傍で、操作者の一部の指１０６の電位は、商用交流電源周波数で変動するので、定電位の検出電極パターン１０５に対して指１０６に商用交流電源周波数のコモンモードノイズが発生し、これを指１０６に発生する固有発振信号としてる。これにより、固有発振信号を出力する信号出力回路を特に用いることなく、浮遊容量Ｃｆの大きさに応じた入力操作検出回路１１０、１１１で検出可能な固有発振信号を発生させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−７６０１４号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８２４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１により開示されている静電容量式タッチパネルは、入力操作面の異なる２カ所以上の位置に入力操作体を接近させるいわゆるマルチタッチの入力操作位置を検出することができず、また、入力操作面が拡大するほど、四隅の信号レベルを比較するだけでは検出誤差が大きく、正確な入力操作位置を検出できないものであった。
【００１２】
また、特許文献２に記載の静電容量式タッチパネルでは、検出電極パターンを定電位とする為に比較的高価なユニティゲインアンプ１０８を用意する必要があり、多数の検出電極パターンを絶縁パネル上に配置する際には、検出電極パターン毎にユニティゲインアンプ１０８を用いるか、若しくは多数の検出電極パターンを共通するユニティゲインアンプ１０８へ接続する切り換え回路を用いる必要があった。
【００１３】
更に、特許文献１、２に記載の静電容量式タッチパネルは、固定周波数ｆの固有発振信号を出力する信号出力回路を用いずに、固定周波数ｆで電圧振幅が振動する商用交流電源の誘導信号を固有発振信号として利用しているが、乗用車の車内や移動中など、周囲に商用交流電源線が配線されていない環境では、操作者の指先に商用交流電源周波数のコモンモードノイズが発生しないので入力操作を検出できないものであった。
【００１４】
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、入力操作面が大型化し、検出電極パターンやその配線パターンの抵抗値が変動しても、精度良く、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。
【００１５】
また、入力操作体と検出電極パターンとの静電容量が微小であっても、静電容量の変化から確実に入力操作を検出でき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。
【００１６】
更に、簡単な回路構成の改良で、使用環境を選ばずに入力操作を検出でき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。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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、固有周波数ｆの固有発振信号を出力する信号出力回路と、絶縁パネルの一面に互いに絶縁して配設される１又は２以上の検出電極パターンと、入力操作体との静電容量を介して固有発振信号を検出した１又は２以上の検出電極パターンに入力操作体が接近したものとして、該検出電極パターンへの入力操作を検出する入力操作検出手段と、一方を接地若しくは定電位とした低圧基準電源線と高圧基準電源線を配線した基準電源回路と、基準電源回路の低圧基準電源線と高圧基準電源線間に直流電圧を出力する直流電源と、低圧振動電源線と高圧振動電源線を配線した振動電源回路と、低圧基準電源線と低圧振動電源線間に接続され、固有周波数ｆの固有発振信号に対してハイインピーダンスとなる第１インダクタと、高圧基準電源線と高圧振動電源線間に接続され、固有周波数ｆの固有発振信号に対してハイインピーダンスとなる第２インダクタとを備え、前記各検出電極パターンを、低圧振動電源線と高圧振動電源線のいずれかに接続するとともに、信号出力回路を振動電源回路に接続し、第１インダクタと第２インダクタを介した直流電源の出力で駆動し、前記信号出力回路から出力される固有発振信号を、キャパシタを介して、基準電源回路の低圧基準電源線と高圧基準電源線へ出力することを特徴とする。
【００１８】
基準電源回路と振動電源回路は、固有周波数ｆの固有発振信号に対してハイインピーダンスとなる第１インダクタと第２インダクタを介して接続するので、固有発振信号を基準電源回路へ出力すると、基準電源回路と振動電源回路間の電圧は、固有発振信号の固有周波数ｆで相対的に変動する。基準電源回路の低圧基準電源線と高圧基準電源線の一方は、接地若しくは定電位であるので、基準電源回路の電位は安定し、振動電源回路の電位が固有周波数ｆで変動する。その結果、ほぼ定電位の入力操作体と検出電極パターン間の電圧は固有周波数ｆで振動し、入力操作体が接近して静電容量が増大する検出電極パターンに固有周波数ｆの固有発振信号が発生する。入力操作検出手段は、固有発振信号を検出した検出電極パターンに入力操作体が接近したものとして、該検出電極パターンへの入力操作を検出する。
【００１９】
請求項２の静電容量式タッチパネルは、基準電源回路と振動電源回路間の第１インダクタと第２インダクタの合成インダクタンスを２／Ｌ、信号出力回路と基準電源回路の低圧側電源線間及び信号出力回路と基準電源回路の高圧側電源線間にそれぞれ介在されるキャパシタの合成キャパシタンスを２Ｃとしたときに、固有発振信号の固有周波数ｆを、
ｆ＝１／［２π（ＬＣ）１／２］
とすることを特徴とする。
【００２０】
基準電源回路と振動電源回路間の第１インダクタ及び第２インダクタと、信号出力回路と基準電源回路間のキャパシタは、直列に接続され、固有周波数ｆが１／［２π（ＬＣ）１／２］の固有発振信号が流れると、直列共振し、固有発振信号の電圧Ｖｉに対して振動する振動電源回路の電圧Ｖｏは、理論上無限大となる。従って、振動電源回路に接続する検出電極パターンの電位を拡大させて振動させることができ、入力操作体との静電容量Ｃｆが微小であっても、検出電極パターンに発生する固有発振信号を検出容易なレベルに拡大させることができる。
【００２１】
請求項３の静電容量式タッチパネルは、入力操作検出手段と信号出力回路は、振動電源回路に接続して直流電源の出力で駆動するマイクロプロセッサで構成され、マイクロプロセッサを動作させるクロックの周波数ｆｃｋを分周若しくは倍周して固有周波数ｆの固有発振信号を出力することを特徴とする。
【００２２】
マイクロプロセッサを動作させるクロックの周波数ｆｃｋを分周若しくは倍周して固有周波数ｆの固有発振信号とするので、マイクロプロセッサに簡単な分周回路若しくは倍周回路を加えるだけで、信号出力回路を兼ねて固有発振信号を出力できる。
【００２３】
また、マイクロプロセッサにより、固有発振信号の固有周波数ｆや振幅を調整できる。
【発明の効果】
【００２４】
請求項１の発明によれば、静電容量式タッチパネル側の検出電極パターンの電位を固有周波数ｆで振動させて、入力操作体との電圧が固有周波数ｆで変動することにより入力操作を検出するので、操作者などの入力操作体側で、固有周波数ｆの固有発振信号を出力する信号出力回路を用意する必要がない。また、商用交流電源などから発生するコモンモード信号を入力操作を検出するための固有発振信号としないので、使用環境が制限されずに入力操作を検出できる。
【００２５】
また、直流電源が接続する基準電源回路と検出電極パターンが接続する振動電源回路とを、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータなどの高価な絶縁部品を用いずに分離して、振動電源回路を独立に電圧変動させることができる。
【００２６】
また、入力操作面が拡大しても、絶縁パネル上に形成する検出電極パターンを増加させることにより、入力操作体が接近する個々の検出電極パターンから固有発振信号のレベルを減衰させることなく検出できる。
【００２７】
請求項２の発明によれば、入力操作体と検出電極パターンとの静電容量が微小であっても、検出電極パターンに発生する固有発振信号のレベルが拡大し、微小な静電容量の変化から入力操作を確実に検出できる。
【００２８】
請求項３の発明によれば、固有発振信号を生成するための発振回路を、別に設ける必要がない。
【００２９】
また、使用環境やインダクタ、キャパシタの回路定数に応じて調整する固有発振信号の固有周波数ｆや振幅を、入力操作を検出するマイクロプロセッサから容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る静電容量式タッチパネル１を示すブロック図である。
【図２】静電容量式タッチパネル１の等価回路図である。
【図３】従来の静電容量式タッチパネル１００を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一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と図２を用いて説明する。タッチパネル１は、図１に示すように、タッチパネル１を構成する主要回路部品が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。
【００３２】
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。
【００３３】
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の固有発振信号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。これにより、図１に示すように、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の固有発振信号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。
【００３４】
振動電源回路７が配線された振動側回路基板３には、図１に示す多数の検出電極パターン１１が、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。多数の検出電極パターン１１は、振動側回路基板３若しくは振動側回路基板３と別に設ける絶縁パネルの入力操作面となる表面に沿って互いに絶縁して配置され、操作者が入力操作体である指を入力操作面に向けて入力操作を行うと、１又は２以上の検出電極パターン１１が指２０に対向若しくは接近するように入力操作面の全面に配置されている。
【００３５】
全ての検出電極パターン１１が高圧振動電源線ＳＶＣＣに接続することによって、その電位は固有周波数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２０の電位は定電位であるので、指２０が接近して指２０との静電容量Ｃｆが増大する検出電極パターン１１では、検出電極パターン１１から指２０へ静電容量Ｃｆを介して固有周波数ｆの電圧信号が出力される。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、入力操作により指２０が接近する検出電極パターン１１の電位が相対的に固有周波数ｆで振動するものとなり、振動電源回路７で駆動する入力操作検出手段において、固有周波数ｆの電位変動信号、すなわち固有発振信号を検出でき、固有発振信号が検出された検出電極パターン１１から入力操作を検出できる。
【００３６】
このように入力操作を検出するために、振動側回路基板３には、更に、アナログマルチプレクサ１２、バンドパスフィルタ１３、Ａ／Ｄコンバータ１４、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。
【００３７】
全ての検出電極パターン１１は、アナログマルチプレクサ１２の入力に接続し、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、一定の走査周期で全ての検出電極パターン１１を一パターン毎に、図示しない増幅回路を介してバンドパスフィルタ１３へ接続する。
【００３８】
バンドパスフィルタ１３は、固有発振信号の固有周波数ｆを中心とする周波数帯域の信号を通過させるもので、バンドパスフィルタ１３で、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がカットされ、固有発振信号ＳＧのみが後段のＡ／Ｄコンバータ１４へ出力される。
【００３９】
Ａ／Ｄコンバータ１４は、固有発振信号ＳＧの固有周波数ｆの少なくとも２倍以上の周波数でサンプリングし、固有発振信号ＳＧのレベルを量子化してＭＰＵ１０へ出力する。
【００４０】
Ａ／Ｄコンバータ１４から出力される量子化データは、その時にアナログマルチプレクサ１２が選択接続した検出電極パターン１１の固有発振信号ＳＧの検出レベルを表すので、入力操作を検出する入力操作検出手段として作用するＭＰＵ１０では、その検出電極パターン１１の接続期間中にＡ／Ｄコンバータ１４から入力された量子化データの総和を所定の閾値と比較し、所定の閾値以上である場合に固有発振信号ＳＧを検出したものと判定し、入力操作があったことと、その検出電極パターン１１の配設位置から入力操作位置を検出する。入力操作位置などの検出した入力操作データは、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。
【００４１】
発振回路１５は、固定周波数ｆｃｋのクロックＣＫを、アナログマルチプレクサ１２、バンドパスフィルタ１３、Ａ／Ｄコンバータ１４、ＭＰＵ１０へ発振出力し、これらの回路による上述した一連の動作の同期をとっている。
【００４２】
ＭＰＵ１０は、固有発振信号ＳＧの固有周波数ｆ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へ出力する信号出力回路としても作用するもので、固有発振信号ＳＧの固有周波数ｆは、発振回路１５から入力されるクロックＣＫの周波数ｆｃｋを分周若しくは倍周して、振幅は、低圧振動電源線ＳＧＮＤと高圧振動電源線ＳＶＣＣ間の電圧Ｖｃｃから昇圧若しくは降圧して、任意に調整することができ、ここでは、１８７ｋＨｚの固有発振周波数で振幅（ピーク間の電圧Ｖｐ−ｐ）が５Ｖの固有発振信号ＳＧを出力する。固有周波数ｆを１８７ｋＨｚとした理由については後述する。
【００４３】
固有発振信号ＳＧを出力するＭＰＵ１０の出力は、二股に分岐してそれぞれコンデンサ１７、１８を介して基準電源回路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。コンデンサ１７とコンデンサ１８は、電源線の直流電圧を遮断する目的で介在させるので、それぞれのキャパシタンスは任意であるが、ここでは、同一のキャパシタンスＣのコンデンサ１７、１８を用いている。
【００４４】
固有周波数ｆの固有発振信号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、図１の基準電源回路４と振動電源回路７は、図２の等価回路図で示される。
【００４５】
図２に示すように、ＭＰＵ１０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の固有発振信号ＳＧが流れる閉回路において直列に接続され、固有発振信号ＳＧの振幅（レベル）をＶｉ、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Ｖｏ、２πｆで表される角速度をω（ｒａｄ／ｓｅｃ）とすれば、
Ｖｏ＝［ω２ＬＣ／（ω２ＬＣ−１）］Ｖｉ・・・（１）式
で表される。
ここで、図２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。
【００４６】
つまり、（２）式関係から得られる共振周波数ｆ０を、固有発振信号ＳＧの固有周波数ｆとすれば、固有発振信号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に接続する検出電極パターン１１の電位も無限大に振動させることができる。その結果、検出電極パターン１１と指２０との静電容量が１０ｐＦ程度と微小であっても、検出電極パターン１１と指２０間に発生する電圧を無限大に拡大するので、固有周波数ｆでＭＰＵ１０に入力される固有発振信号ＳＧのレベルが増大し、ＭＰＵ１０により容易に検出可能となる。
【００４７】
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に固有発振信号ＳＧが流れる際のエネルギーロス等により、振動電源回路７は、固有発振信号ＳＧのレベルに対して有限倍率に拡大された振幅で電位が振動する。一方、操作者の指２０が触れることのある検出電極パターン１１に大電圧を加えることはできないので、固有発振信号ＳＧの固有周波数ｆを共振周波数ｆ０を中心にずらしたり、固有発振信号ＳＧの振幅を調整して、ＭＰＵ１０で入力操作が確実に検出できる範囲で、検出電極パターン１１の電圧振動の振幅を制限している。
【００４８】
使用環境やコイル８、９、コンデンサ１７、１８等の回路定数によって異なる固有発振信号ＳＧの振幅と固有周波数ｆは、上述したように、ＭＰＵ１０において容易に調整できる。固有周波数ｆは、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、検出電極パターン１１から商用交流電源の周波数と識別して固有周波数ｆの固有発振信号ＳＧを検出する必要があるので、商用交流電源の周波数とその高調波を除く周波数とすることが好ましい。
【００４９】
例えば、図１に示すタッチパネル１において、コイル８、９のインダクタンスが２２０μＨ、コンデンサ１７、１８のキャパシタンスが３３０ｐＦであるとして、固有発振信号ＳＧの振幅（Ｖｐ−ｐ）が５Ｖで固有周波数ｆが１８７ｋＨｚをＭＰＵ１０から出力すると、振動電源回路７と振動電源回路７に接続する検出電極パターン１１は、４倍の２０Ｖの振幅（Ｖｐ−ｐ）で振動することが実測された。
【００５０】
上述の実施の形態では、複数の検出電極パターン１１を入力操作面に配置し、固有発振信号ＳＧを検出した検出電極パターン１１の配置位置から入力操作位置も検出しているが、単一の検出電極パターン１１から固有発振信号ＳＧを検出し、入力操作のみがあったことを検出する静電容量スイッチとして機能するタッチパネルであってもよい。
【００５１】
また、上述の実施の形態で用いるコイル８とコイル９は、必ずしも同一のインダクタンスである必要はなく、同様に、キャパシタ１７とキャパシタ１８のキャパシタンスも必ずしも同一である必要はない。
【００５２】
また、クロックＣＫを発振する発振回路１５を、ＭＰＵ１０と別に設けているが、ＭＰＵ１０に内蔵する物であってもよく、逆にＰＭＵ１０に兼ねた信号出力回路は、振動電源回路７に接続して駆動するものであれば、振動側回路基板３にＭＰＵ１０と別に搭載するものであってもよい。
【００５３】
また、入力操作体２０は、操作者が入力操作を行う指２０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。
【００５４】
また、低圧基準電源線ＧＮＤを接地させて基準電源回路４を定電位としたが、定電位とする手段はこの方法に限らず、例えば、ＤＣ電源５の出力が定電位に保たれていれば、単に低圧基準電源線ＧＮＤと高圧基準電源線ＶＣＣをＤＣ電源５へ接続するだけでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、非接触で入力操作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】
【００５６】
１        静電容量式タッチパネル
４        基準電源回路
５        ＤＣ電源
７        振動電源回路
８、９    インダクタ
１０      ＭＰＵ（信号出力回路、入力操作検出手段）
１１      検出電極パターン
１７      キャパシタ
１８      キャパシタ
ＧＮＤ    低圧基準電源線
ＶＣＣ    高圧基準電源線
ＳＧＮＤ  低圧振動電源線
ＳＶＣＣ  高圧振動電源線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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