(57)【要約】【課題】耐水性・衛生性に優れたタッチパネル装置を提供する。【解決手段】  操作部５４と、電波ビームを送信する送信アンテナを備えた送信部５１と、送信アンテナから放射された電波ビームを受信する受信アンテナと受信アンテナに流れる電流成分を検波するダイオードを備えた受信部５３と、ダイオードの検波結果（受信電力）に基づいて、使用者の指が操作部５４に接触または近傍まで接近したことを判断し外部に出力する制御部５３とを備え、送信アンテナから受信アンテナに向かう電波ビームの放射線上に操作部５４を配置する。【選択図】図２
2009237854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部と、
高周波信号を生成する発振回路と、
前記発振回路により生成された高周波信号を電波ビームとして放射する送信アンテナと、
前記送信アンテナから放射された電波ビームを受信する受信アンテナと、
前記受信アンテナに接続され、前記受信アンテナに流れる電流成分を検波するダイオードと、
前記ダイオードの検波結果（受信電力）に基づいて、使用者の指が前記操作部に接触または近傍まで接近したことを判断し外部に出力する制御部とを備え、
前記操作部は、前記送信アンテナから前記受信アンテナに向かう電波ビームの放射線上に配置されたことを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記受信アンテナは複数配置され、前記送信アンテナの中心から前記複数の受信アンテナの中心までの各々の距離を、高周波信号の略ｎ分の１波長×ｍ（ｎ・ｍ：整数）とし、各々の受信アンテナの受信電力強度が略同一であることを特徴とする請求項１記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記受信アンテナは、誘電体からなる基板の一方の表面または内部にアンテナとして作用する素子と、前記素子と対向する前記基板の他方の表面または内部に高周波のグランドとして作用する接地電極とを備えたことを特徴とする請求項１乃至２何れか１項記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記素子は、高周波信号の略４分の１波長の長さを有する２つの薄膜状の電極パターンから構成され、一方の前記電極パターンの片端は前記ダイオードのアノード端子に、他方の前記電極パターンの片端は前記ダイオードのカソード端子に接続したことを特徴とする請求項３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、電波ビームを利用したタッチパネル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のタッチパネル装置は、少なくとも１つの入力操作面を有した操作部にセンシング手段を備え操作する指の位置を特定する方式が主流である。例えば、操作部に抵抗膜を形成し抵抗値の変化から接触位置を特定する方式、操作部の略全面に電極を形成し静電容量結合の変化から接触位置を特定する方式などである。また、操作部にセンシング手段を備えず操作する指の位置を特定する方式もある。例えば、入力操作面の周囲、且つ上方側に赤外線の投光素子と受光素子を対向するように複数配置し、操作する指により遮光された位置から接触位置を特定する方式である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３５３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
操作部にセンシング手段を備え操作する指の位置を特定するタッタッチパネル装置の場合、電気回路が入力操作面に形成されるため使用環境が限定されて水を使用する場所に設置することは困難である。また、光電センサ（赤外線センサ）を利用し操作部にセンシング手段を備えず操作する指の位置を特定するタッチパネル装置の場合、浴室などの高湿度環境下に設置したとき浴室内に発生する湯気や結露により誤検知が発生する可能性がある。さらに、入力操作面が一段低い場所に設置されるため、洗面所や台所など水を使用する場所に設置したとき飛散した水は入力操作面の外周部に溜まりやすく水垢やカビの発生原因となり、衛生性に劣る。
【０００５】
従って、本発明の目的は、耐水性・衛生性に優れたタッチパネル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、操作部と、高周波信号を生成する発振回路と、前記発振回路により生成された高周波信号を電波ビームとして放射する送信アンテナと、前記送信アンテナから放射された電波ビームを受信する受信アンテナと、前記受信アンテナに接続され、前記受信アンテナに流れる電流成分を検波するダイオードと、前記ダイオードの検波結果（受信電力）に基づいて、使用者の指が前記操作部に接触または近傍まで接近したことを判断し外部に出力する制御部とを備え、前記操作部は、前記送信アンテナから前記受信アンテナに向かう電波ビームの放射線上に配置されたことを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するために請求項２記載の発明は、前記受信アンテナは複数配置され、前記送信アンテナの中心から前記複数の受信アンテナの中心までの各々の距離を、高周波信号の略ｎ分の１波長×ｍ（ｎ・ｍ：整数）とし、各々の受信アンテナの受信電力強度が略同一であることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するために請求項３記載の発明は、前記受信アンテナは、誘電体からなる基板の一方の表面または内部にアンテナとして作用する素子と、前記素子と対向する前記基板の他方の表面または内部に高周波のグランドとして作用する接地電極とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するために請求項４記載の発明は、前記素子は、高周波信号の略４分の１波長の長さを有する２つの薄膜状の電極パターンから構成され、一方の前記電極パターンの片端は前記ダイオードのアノード端子に、他方の前記電極パターンの片端は前記ダイオードのカソード端子に接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、耐水性・衛生性に優れたタッチパネル装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明におけるタッチパネル装置について説明する。
尚、以下実施例における図面の基板の厚みやパターン寸法は説明の都合上、実際の形状とは異なる。
図１は、本発明におけるタッチパネル装置の第１実施形態を示す、ブロック図である。図２は、同、側面図である。
【００１２】
本発明のタッチパネル装置は、操作部５４と送信部５１と受信部５２と制御部５３とから構成されている。操作部５４には誘電体（樹脂や陶器）からなる基材の一方の表面側に使用者が認識できる少なくとも１つの入力操作面３１を備えている。送信部５１には高周波信号を生成する発振回路と、発振回路により生成された高周波信号を電波ビームとして放射する送信アンテナを備えている。受信部５２には送信アンテナから放射された電波ビームを受信する少なくとも１つの受信アンテナと、受信アンテナに接続され、受信アンテナに流れる電流を検波する検波素子としてダイオードを備えている。制御部５３にはダイオードにて検波された検波信号を、増幅して比較し易くするための増幅回路（オペアンプを使用し構成）と、増幅された検波信号に基づいて使用者の指が入力操作面３１に接触または近傍まで接近したことを判断する動作判断回路（ＣＰＵ：中央演算処理装置を使用し構成）と、動作判断回路の判定結果に応じて負荷を駆動するための駆動信号や操作が確定したことを使用者に報知する報知信号を有線または無線にて外部に出力する出力回路を備えている。
【００１３】
図２に示すタッチパネル装置は、送信部５１から受信部５２に向かう電波ビームの放射線上に操作部５４が配置されている。入力操作面３１よりも奥側（操作する指の進入方向とは反対側）、且つ操作部５４に対し略直角に配置された誘電体（樹脂や陶器）からなる隠蔽基材３２の背面（指と対向しない面）に送信部５１（送信アンテナ）が斜めに傾けて設置されている。図３に示す送信部５１は、内部に層状の第１接地電極１３が略全面に形成された第１基板１１の一方の表面に送信アンテナとして作用する薄膜矩形状の送信電極１２が形成されている。第１基板１１の他方の表面には、不要な電磁波をシールドするとともに第１基板１１と対向する天面に所定の周波数で発振させるための図示しない周波数調整手段（螺子）を備えた金属ケース１６が設置され、その内部に図示しない発振回路（電界効果トランジスタと誘電体共振器を利用し高周波信号を生成、またはガンダイオードを利用し高周波信号を生成）が形成されている。図示しない発振回路により生成された高周波信号は、第１基板１１の表面を貫通する導通孔１５により送信電極１２に送信され、送信電極１２から電波ビームとして放射される。導通孔１５はインピーダンスが５０Ωとなる送信電極１２の内部に設けられている。送信電極１２は、高周波信号（使用周波数）の約半波長（λｇ／２：λｇ…第１基板１１を伝搬する高周波信号の波長である。また、真空中における高周波信号の電波の波長をλ、第１基板１１の比誘電率をεｒとすると、λ＝εｒ１/２・λｇである。）の長さＬ１を少なくとも一辺にもつ矩形状の薄膜電極であり、第１接地電極１３が反射板として作用するマイクロストリップ構造の送信アンテナである。従って、送信電極１２から放射される電波ビームを、第１接地電極１３を境界として第１基板１１面に対し最大強度放射方向が略鉛直方向となる前方（第１接地電極１３に対し送信電極１２が形成された方向）に効率良く電波ビームを放射することができる。この時の電波ビームの放射形状は、図４に示すように励振方向と平行するＡ−Ａ’面の半値角をθ１、励振方向と直交するＢ−Ｂ’面の半値角をθ２とすると、θ１＞θ２と励振方向と平行する方向に直径が長い楕円形状となる。ここでいう、略鉛直方向とは±５°の範囲であり、電波ビームの放射特性を考慮すると±５°ならば鉛直方向と見なすことができる。
【００１４】
操作部５４の背面（指と対向しない面）には、空間を設けて入力操作面３１と略平行に受信部５２が設置されている。図５に示す受信部５２は、内部に層状の第２接地電極２３が略全面に形成された第２基板２１の一方の表面に受信アンテナとして作用する薄膜矩形状の受信電極２２ａ、２２ｂが形成されている。そして、受信電極２２ａの片端にはダイオード２４のカソード端子が接続され、受信電極２２ａの片端と対向する受信電極２２ｂの片端にはダイオード２４のアノード端子が接続されている。受信電極２２ａ、２２ｂの励振方向における１辺の長さＬ２は第２基板２１の比誘電率を加味した上での高周波信号の約４分の１波長であり、対向する端面近傍がダイオード２４にて接続された受信電極２２ａと受信電極２２ｂはダイポールアンテナ構造を有する１つの受信アンテナである。ダイオード２４のアノード端子は導通孔２５ａを介し第２接地電極２３に、カソード端子は導通孔２５ｂを介し第２基板２１の他方の表面に形成された制御部５３に各々接続されている。
【００１５】
電波ビームは樹脂や陶器などの誘電体部材を透過する性質を有しているため、送信部５１と受信部５２を樹脂や陶器で形成された基材の背後に隠蔽した状態で、入力操作面３１に接触または近傍まで接近した指を検出することができる。
また、静電容量の変化を認識するための電極を樹脂や陶器で形成された基材の背後に設置し電極容量の変化から入力操作面に接触または近傍まで接近した指を検出する方法が容易に考えられるが、基材の厚みが数ミリメートル程度であれば良いが厚くなるほど静電容量の変化率が小さくなる。また、基材の背面がフラットならば良いが陶器など表面が凸凹した背面に設置すると場所により静電容量の変化率が異なるため誤検知が発生する可能性がある。電波ビームの透過特性は基材の厚みや基材表面の凸凹に殆ど影響は受けないため使用者の指が入力操作面３１に接触または近傍まで接近したことを容易に判断できる。
【００１６】
一方で、電波ビームを利用さえすればどのようなセンシング形態でも良いと言う訳ではない。操作部５４の背面に電波ビームを送受信しドップラー効果により移動する物体を検知できるドップラーセンサを設置した場合、操作する指の速度が極端に遅いとドップラー信号の電圧振幅値が小さくなる、指の静止状態を検知できないことからタッチパネル装置のセンシング手段には不向きである。
【００１７】
入力操作面３１が１つまたは複数配置された入力操作面の間隔がある程度広ければ、操作部５４の背面に送信部５１と受信部５２の両方を設置して送信部５１から電波ビームを放射し、操作部５４上の指に反射して戻ってきた電波ビームを受信部５２にて受信すれば、使用者の指が入力操作面３１に接触また近傍まで接近したことを容易に判断できる。
しかしながら、比較的狭い範囲に入力操作面が複数配置されるタッチパネル装置の場合、指の進入角度や大きさにより指から反射される電波ビームの反射量が異なるため、使用者の指が接触または近傍まで接近した入力操作面を精度良く特定することは困難となる。
【００１８】
本発明のタッチパネル装置は、送信部５１から受信部５２に向かう電波ビームの放射線上に操作部５４が配置されているため、操作部５４上に操作する指が存在しないときダイオード２４にて検波される受信信号（受信電力）は大きくなる。一方、操作部５４に操作する指が進入したとき受信アンテナ（受信電極２２ａ、２２ｂ）に流れる電流が減少しダイオード２４にて検波される受信信号（受信電力）が小さくなる。従って、ダイオード２４にて検波される受信信号の電圧値減少（受信電力の低下）を検出すれば、使用者の指が操作部５４に備えた入力操作面３１に接触また近傍に接近したことを容易に判断できる。また、受信アンテナのみを入力操作面の配置や数量に併せて対となる位置に設置すれば良いので、比較的狭い範囲に入力操作面が複数配置されるタッチパネル装置の場合であっても使用者の指が接触または近傍まで接近した入力操作面を精度良く特定できる。送信アンテナから放射される電波ビームを効率良く遮断することを考慮すると、受信電極２２ａ、２２ｂの電極形状は励振方向と直交する端辺の長さが指の幅（１センチメートル前後）よりも短いことが好ましい。
【００１９】
本発明のタッチパネル装置は、少なくとも受信部５２（受信アンテナ）を誘電体からなる基材の背面に設置し送信アンテナから放射された電波ビームを受信して検波された受信信号に基づいて入力操作面３１に接触または近傍まで接近した指を容易に判断できるため耐水性に優れる。また、操作部５４およびその周囲がほぼ平坦であるため清掃性に優れ、水が滞留する場所もないため衛生性に優れる。また、センシング手段が操作部５４やその周辺に露出しないため外部からの衝撃による破壊を防止することができる。
【００２０】
光電センサから発光される光電ビームの１波長は比較的短く（赤外線は数ナノメートル程度）、投光素子から発光される光電ビームは指向角が小さく直進性が高いため、投光素子と受光素子を１対にて複数配置しなければならない。光電ビームに対し電波ビームの１波長は極端に長い。例えば、電波ビームとなる高周波信号の周波数を１０・５０〜１０．５５ＧＨｚとすると、１波長は約２８ミリメートルとなり、送信アンテナから放射される電波ビームは指向角が大きく広範囲に放射される。従って、操作部５４に複数の入力操作面を備えたとき入力操作面の配置や数量に併せて対となる位置に複数配置される受信アンテナに対し、送信アンテナの構造や電極形状を変更すれば１つの送信アンテナから複数の受信アンテナに向けて電波ビームを放射することができ、シンプルな構成でタッチパネル装置を提供できる。
【００２１】
本発明のタッチパネル装置は、送信部５１に備えた送信アンテナと受信部５２に備えた受信アンテナは双方とも垂直偏波方式ではあるが、送信電極１２と受信電極２２ａ、２２ｂとでは形状が異なっている。受信電極２２ａ、２２ｂを一対とする受信アンテナは、電極の形状が励振方向と直交する端辺の長さが短いダイポールアンテナ構造であるため、操作部５４の前縁から進入する指の進入方向と受信アンテナの励振方向とが略平行、即ち受信アンテナ（受信電極）の励振方向が操作部５４の前縁に対し略直交するよう操作部５４の背面に受信アンテナを設置すれば、大人と子供とで指の大きさが変動しても送信アンテナから受信アンテナに向かって放射される電波ビームをほぼ同じ割合にて遮断することができ、検知精度の向上が図れる。また、受信アンテナの励振周波数が比較的低い領域で受信電極の形状が大型化しても送信アンテナから受信アンテナに向かって放射される電波ビームを指で遮断することができる。操作部５４の前縁は必ずしも直線である必要はなく円弧でも良い。そのとき円弧の接線と受信アンテナの励振方向とが略直交する。ここでいう操作部５４の前縁に対し略直交するとは９０°±１０°の範囲を指す。
【００２２】
第２基板２１の一方の表面に形成された受信電極２２ａ、２２ｂを一対とする受信アンテナは、第２基板２１の内部に形成された第２接地電極２３が反射板として作用するマイクロストリップ構造であるため、ダイポールアンテナではあるが無指向性ではなく前方（第２接地電極２３に対し受信電極２２ａ、２２ｂが形成された方向）から入射する電波ビームを効率良く受信できる。また、第２基板２１の内部または他方の表面に第２接地電極２３を略全面に形成することにより、入力操作面の配置や数量に併せて対となる位置に複数の受信アンテナ（受信電極）が配置された場合でも後方（受信電極に対し第２接地電極２３が形成された方向）からの電波ビームの回り込みを抑制することができ、指の位置を精度良く特定できる。
【００２３】
本発明のタッチパネル装置は、送信部５１に備えた送信アンテナと受信部５２に備えた受信アンテナの励振周波数を同じとしたが、使用する高周波信号の周波数に対し受信アンテナの励振周波数が、ＶＳＷＲ（定在波比）＜１となる周波数帯域であれば励振周波数が相違していてもセンシング性能に殆ど影響は無い。従って、高周波信号の周波数に対し受信アンテナの励振周波数を高く設定すれば、受信アンテナの小型化が図れ分解能が高いタッチパネル装置を提供できる。
【００２４】
本発明のタッチパネル装置は、受信部５２と制御部５３を第２基板２１上に一体に備えているため、ノイズ耐性に優れているとともに取り扱いが容易で施工性に優れる。一方、必ずしも一体である必要はなく設置スペースに応じて変更することができる。例えば、増幅回路は第２基板２１上に配置して動作判断回路や出力回路は別の基板に形成しても良い。
【００２５】
制御部５３に備えた動作判断回路は、直接、またはコンパレータを介しマイコン（ＣＰＵ）の入力ポートに入力された受信信号の入力タイミングや入力期間に応じて、使用者の指が入力操作面３１に接触または近傍まで接近したことを判断すれば良い。操作部５４に複数の入力操作面を備え、入力操作面と一対で複数の受信アンテナが比較的狭い間隔にて配置されるときや操作部５４の基材の厚みが一定でないときは、ＣＰＵのアナログ電圧をデジタル電圧に変換する機能を有したＡＤ変換機能ポートにダイオードにて検波した受信信号を入力して比較すれば良い。本実施例に記載していないが、制御部５３には必要に応じて動作判断回路の前段に必要な周波数成分のみを抽出する高周波・低周波フィルター回路を組み込むこともできる。
【００２６】
図６は、本発明におけるタッチパネル装置の第２実施形態を示す、（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）上面視図である。図７は、動作判断回路に入力される電圧波形を示すグラフである。
以下、前述した実施例と重複する部分の記載については説明を省略する。
図６に示すタッチパネル装置は、誘電体（樹脂や陶器）からなる基材の一方の表面側に使用者が認識できる複数の入力操作面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを配置した操作部５４を備えている。操作部５４に進入する指の進入方向側を操作部５４の前縁とすると、操作部５４は前縁から奥側に向かい入力操作面３１ｄ、入力操作面３１ｃ、入力操作面３１ｂ、入力操作面３１ａの順序にて直線上に配置されている。入力操作面３１ａよりもさらに奥側、且つ上方側に電波ビームを前方に放射する送信アンテナ（送信電極１２ａ、１２ｂ）を備えた送信部５１が設置され、操作部５４の背面には送信部５１から放射された電波ビームを受信する複数の受信アンテナ（受信電極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ）を備えた受信部５２が設置されている。
【００２７】
送信部５１は、図３に示した送信部５１に対し送信アンテナが異なる。図８に示す送信部５１は、第１基板１１の一方の表面には励振方向と直交する端面が対向するように送信電極１２ａと送信電極１２ｂが形成され、電力均等分配回路となる伝送線路１７にて互いに接続され、伝送線路１７の分岐点に第１基板１１の他方の表面に形成された図示しない発振回路と接続される導通孔１５が形成されている。導通孔１５から送信電極１２ｂまでの伝送線路１７の長さは導通孔１５から送信電極１２ａまでの伝送線路１７の長さよりも長く、送信電極１２ａに対し送信電極１２ｂに高周波信号が伝播されるタイミング（位相）は９０〜１１０ｄｅｇｒｅｅ遅れる。従って、送信電極１２ａ、１２ｂから放射され統合された電波ビームの最大強度放射方向は図９に示すように図中下側（Ａ’）方向に傾く。この時の送信アンテナから放射される電波ビームの放射形状は励振方向と平行するＡ−Ａ’面の半値角をθ１、励振方向と直交するＢ−Ｂ’面の半値角をθ２とすると、θ１＞θ２と励振方向と平行する方向に直径が長い楕円形状となる。図２に示したタッチパネル装置は送信部５１を隠蔽基材３２に対し斜めに傾けて設置し第１基板１１面に対し電波ビームを略鉛直方向に電波ビームを放射していたが、図６に示したタッチパネル装置は送信部５１を隠蔽基材３２に対し平行に設置し、第１基板１１面に対し電波ビームを略鉛直方向から斜め下方側に向けて放射している。このように送信部５１（送信アンテナ）から放射される電波ビームの放射形状は、赤外線を利用した光電センサとは異なり送信アンテナの構造（送信電極の形状や数量および配置）を変えることにより任意に設定できる。従って狭い空間にも送信アンテナを容易に設置できる。
【００２８】
また、第１基板１１面に対し電波ビームを略鉛直方向から斜め下方側に向ける構造として、図１０に示すような空間ビーム形成方式を採用した送信アンテナも考えられる。発振回路にて生成された高周波信号が直接、供給される給電素子１２と、給電素子１２が励振することにより励起され導波器として作用する無給電素子１８が、第１基板１１の一方の表面に給電素子１２の励振方向と直交する端面と無給電素子１８の端面とが対向するよう所定の間隔を設けて形成されている。図９に示した送信アンテナと比較すると、伝送線路１７を必要としないため送信アンテナの小型化が図れ、励振方向と平行する方向（図中上下方向）の半値角θ１がより広い状態で電波ビームを斜め下方側に向け放射することができるため、操作部５４に配置される入力操作面の設置範囲を広げることができる。
【００２９】
また、受信アンテナについても同様に電波ビームを受信する受信パターンを変更することが可能であり、送信アンテナから放射される電波の放射方向に対向するように最大強度受信方向を設定すれば、入力操作面上に指が存在する時としない時とで受信アンテナに流れる電流量の差を大きくすることができ、使用者の指が入力操作面に接触また近傍まで接近したことを、さらに精度良く判断できる。
【００３０】
受信部５２は、第２基板２１の一方の表面に受信アンテナとして作用するダイポール構造の、入力操作面３１ａに対応する一対の受信電極２２ａ、２２ｂと、入力操作面３１ｂに対応する一対の受信電極２２ｃ、２２ｄと、入力操作面３１ｃに対応する一対の受信電極２２ｅ、２２ｆと、入力操作面３１ｄに対応する一対の受信電極２２ｇ、２２ｈとが形成されている。受信電極２２ａ、２２ｂにはダイオード２４ａが、受信電極２２ｃ、２２ｄにはダイオード２４ｂが、受信電極２２ｅ、２２ｆにはダイオード２４ｃが、受信電極２２ｇ、２２ｈにはダイオード２４ｄが各々接続され、各ダイオード２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄにて検波された受信信号は第２基板２１の他方の表面に備えた制御部５３に送信される。
【００３１】
送信アンテナから放射される電波ビームは比較的１波長が長いため、例えば、高周波信号の周波数を１０・５０〜１０．５５ＧＨｚとすると、１波長は約２８ミリメートルとなり、送信アンテナの前方に約１４ｍｍ間隔にて電波の放射強度がゼロから最大まで変化する領域が連続的に生じる。そのため、複数の受信アンテナを適当に等間隔で配置した場合、各ダイオード２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄにて検波される受信信号（受信電力）にバラつきが生じ、操作部５４上に操作する指が存在しないとき、既に受信信号の電圧値レベルが高い場所と低い場所が発生（図７、ＣＡＳＥ１）する。そのため、指が操作部２４に進入した時に、どの入力操作面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに接触したのかを精度良く判断することができなくなる。
【００３２】
送信アンテナの中心から複数の受信アンテナの中心までの各々の距離を、高周波信号の略ｎ分の１波長×ｍ（ｎ・ｍ：整数）となる位置に、複数の受信アンテナを配置することにより、操作部５４上に操作する指が存在しないとき各受信アンテナの受信信号の電圧値レベル（受信電力強度）を略同一にできる。例えば、図７、ＣＡＳＥ２は送信アンテナから２分の１波長ごとに複数の受信アンテナを配置したときに、各ダイオード２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄにて検波された電流を電圧値に変換し増幅回路により増幅した後の電圧波形を示す。従って、指が操作部２４に進入した時にどの入力操作面３１に接触したのかを精度良く判断することができる。本実施例における送信アンテナの中心とは、送信電極１２ｂと対向する送信電極１２ａの端面中央部から、送信電極１２ａと対向する送信電極１２ｂの端面中央部までの中間地点である。受信アンテナの中心とは複数の受信電極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈ、に各々接続された複数のダイオード２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの中心である。
【００３３】
本実施例に記載の受信電極２２ａと受信電極２２ｂとダイオード２４ａを受信器２ａ、受信電極２２ｃと受信電極２２ｄとダイオード２４ｂを受信器２ｂ、受信電極２２ｅと受信電極２２ｆとダイオード２４ｃを受信器２ｃ、受信電極２２ｇと受信電極２２ｈとダイオード２４ｄを受信器２ｄとすると、第２基板２１の一方の表面に異なる間隔にて複数の受信器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが形成され、各受信器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの上方側に入力操作面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが等間隔にて配置されている。そして、入力操作面３１ａの下方側には少なくとも受信電極２２ａの他端を含む電極パターンが、入力操作面３１ｂの下方側には少なくとも受信電極２２ｃの他端を含む電極パターンが、入力操作面３１ｃの下方側には少なくとも受信電極２２ｅの他端を含む電極パターンが、入力操作面３１ｄの下方側には少なくとも受信電極２２ｇの他端を含む電極パターンが各々配置されている。このとき受信電極２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ、２２ｇ、２２ｈの励振方向は操作部５４の前縁に対し略直交する。少なくとも送信アンテナに近い側の受信アンテナの端面を含む電極パターンが入力操作面の下方側に位置するよう受信アンテナを配置すれば、操作部５４の前縁から指が進入し入力操作面目３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの何れかに指が接触したとき、送信アンテナから放射された電波ビームを指が接触した入力操作面部分で遮断することができる。例えば、図７、ＣＡＳＥ３は入力操作面３１ｄに指を接触させたとき各受信器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにて各々検波された電流を電圧値に変換し増幅回路により増幅した後の電圧波形を示す。
【００３４】
同様に、入力操作面３１ａに指を接触させたときの電圧波形を図７、ＣＡＳＥ４に示す。入力操作面３１ａだけでなく入力操作面３１ｂ、３１ｃ、３１ｄにおいても電圧値レベルが低下する。入力操作面３１ａにおける電圧値レベルの低下は指先による電波ビームの遮断であるが、入力操作面３１ｂ、３１ｃ、３１ｄにおける電圧値レベルの低下は指の関節付近から手の甲により電波ビームが遮断されるために発生する。従って、各受信器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにて各々検波された電流を電圧値に変換した値に対して閾値を設定し、閾値以下になった受信器が複数あった場合、制御部５３に備えた動作判断回路にて操作部５４の前縁に対し遠い側の入力操作面に使用者の指が接触または近傍まで接近したことを確定すれば、指の関節付近から手の甲による電波ビーム遮断の影響を除去し、精度良く指先の位置を特定できる。
【００３５】
送信部５１に電波ビームを送受信し前方の移動体を検知しドップラー信号を出力するドップラーセンサを利用すれば、操作部５４に指が進入し入力操作面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの何れかに指が接触したとき一時的に動きが停止することを容易に認識できるため、入力操作面３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに接触する時間で操作したか否かを識別する必要がなく応答性が向上する。
【００３６】
本実施例では複数の受信器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを同一基板面上に形成したが、複数の受信器２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを別々の基板に形成し、操作部５４の背面に設置する高さを受信器ごとに変えても良く、その場合においても同様の効果を得ることができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明におけるタッチパネル装置の第１実施形態を示す、ブロック図である。
【図２】同、側面図である。
【図３】第１実施形態における送信部の構成を示す、（ａ）正面図および（ｂ）Ａ−Ａ’断面図である。
【図４】同、（ａ）Ａ−Ａ’断面および（ｂ）Ｂ−Ｂ’断面における送信部から放射される電波ビームの放射パターンを示すグラフである。
【図５】第１実施形態における受信部の構成を示す、（ａ）正面図および（ｂ）Ａ−Ａ’断面図である。
【図６】本発明におけるタッチパネル装置の第２実施形態を示す、（ａ）正面図、（ｂ）側面図、（ｃ）上面視図である。
【図７】同、動作判断回路に入力される電圧波形を示すグラフである。
【図８】第２実施形態における送信部の構成を示す、正面図である。
【図９】同、（ａ）Ａ−Ａ’断面および（ｂ）Ｂ−Ｂ’断面における送信部から放射される電波ビームの放射パターンを示すグラフである。
【図１０】第２実施形態における送信部の変形例を示す、正面図である。
【図１１】同、（ａ）Ａ−Ａ’断面および（ｂ）Ｂ−Ｂ’断面における送信部から放射される電波ビームの放射パターンを示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１１  第１基板
１２、１２ａ、１２ｂ  送信電極（給電素子）
１３  第１接地電極
１５  導通孔
１６  金属ケース
１７  伝送線路
１８  無給電素子
２１  第２基板
２２ａ〜２２ｈ  受信電極
２３  第２接地電極
２４ａ〜２４ｄ  ダイオード
２５ａ、２５ｂ  導通孔
３１、３１ａ〜３１ｄ  入力操作面
３２  隠蔽基材
５１  送信部
５２  受信部
５３  制御部
５４  操作部
【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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【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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