JP2016031691A

JP2016031691A - 静電容量式タッチパネルとその入力操作位置検出方法

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Publication number: JP2016031691A
Application number: JP2014154521A
Authority: JP
Inventors: 吉川　治; Osamu Yoshikawa; 治吉川; 貴夫今井; Takao Imai
Original assignee: SMK Corp; Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: SMK Corp; Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2016-03-07
Anticipated expiration: 2034-07-30
Also published as: JP6199825B2; US20160034103A1; CN105320385B; EP2980682A1; CN105320385A

Abstract

【課題】入力操作位置や入力操作体の大きさにかかわらず、ノイズの影響を受けずに高精度に入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルと静電容量式タッチパネルの入力操作位置検出方法を提供する。
【解決手段】入力操作位置が隣り合う交点（ｍ、ｎ）の中間にある場合に、足きり閾値未満となる入力操作位置を挟んで逆側の交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を入力操作位置の算定データから除き、隣り合ういずれの交点（ｍ、ｎ）が極大値が検出され交点（ｍ０、ｎ０）となっても、算定される入力操作位置が大きく変化しない。
【選択図】図４

Description

本発明は、入力操作体が接近することにより静電容量が変化する駆動領域と検出電極の交点の絶縁パネル上の配置位置から、入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルとその入力操作位置検出方法に関し、特に、ノイズの影響を受けずに高精度に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。

指などの入力操作体による入力位置を検出する静電容量式タッチパネルには、入力操作体が接近することにより浮遊容量が増大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自己容量方式（１線式）と、駆動電極へ所定電圧レベルの交流の検出信号を出力し、入力操作体が接近することにより検出信号の検出電圧が低下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相互容量方式（２線式）とに分けられる。前者の方式は、駆動電極を配線しないので、構造が簡略化されるが、検出する浮遊容量が１０乃至２０ｐＦと検出が困難な微小レベルであるので、一般には後者の相互容量方式が採用されている。

相互容量方式を採用する静電容量式タッチパネルでは、検出信号を出力する複数の駆動電極と、検出信号により表れる検出電圧を検出する複数の検出電極を互いに直交させて配線し、駆動電極と検出電極が交差する交点毎に検出電圧の電圧変化レベルを監視し、入力操作体が接近するとこにより電圧変化レベルが所定の設定値以上となる検出電極の交点の位置から入力操作位置を検出している（特許文献１、特許文献２）。

以下、特許文献１の従来の静電容量式タッチパネル１００で直交する２方向の入力操作位置を検出する方法を図６と図７を用いて説明する。図６に示すように、静電容量式タッチパネル１００は、絶縁パネル１０１の表面に、Ｘ方向に沿って菱形のパターンを連続させた１３本の駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３と、Ｙ方向に沿って菱形のパターンを連続させた１２本の検出電極Ｓ１〜Ｓ１２がそれぞれの交差位置（交点）を互いに絶縁して配線されている。１３本の駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３は、Ｙ方向に等ピッチで、１２本の検出電極Ｓ１〜Ｓ１２は、Ｘ方向に等ピッチで配線され、一方の電極の菱形のパターンが他方の電極の菱形のパターンの隙間を相補し、全体で千鳥状のパターンとして表れる形状で配線されている。

駆動電極Ｄは、３本毎に一つの駆動領域ＤＶ（ｍ）にまとめられ、駆動領域ＤＶ（ｍ）毎にその駆動領域ＤＶ（ｍ）に含まれる駆動電極Ｄに一定電圧の交流検出信号を出力し、同時に、交流検出信号を出力している駆動領域ＤＶ（ｍ）と交差する複数の検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧を順に読みとる。指などの入力操作体が接近せずに駆動領域ＤＶ（ｍ）や検出電極Ｓ（ｎ）の浮遊容量に変動がなければ、検出電圧は、交流検出信号の出力電圧に比例する通常電圧Ｖ_０で変化しない。一方、入力操作体が交流検出信号を出力した駆動領域ＤＶ（ｍ）と検出電圧を検出する検出電極Ｓ（ｎ）の交点（ｍ、ｎ）に接近すると、駆動領域ＤＶ（ｍ）若しくは検出電極Ｓ（ｎ）と入力操作体間の静電容量が増大し、交流検出信号の一部が入力操作体へ流れ、検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧は通常電圧Ｖ_０から低下する。入力操作体とこれらの駆動領域ＤＶ（ｍ）若しくは検出電極Ｓ（ｎ）との距離が接近するほど、検出電圧は入力操作体が接近しない状態での通常電圧Ｖ_０から低下するので、通常電圧Ｖ_０と検出電圧の電位差を反転させて二値化した電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）で、入力操作体すなわち入力操作位置と交点（ｍ、ｎ）との相対距離を表し、図６に示すように、一走査期間中に検出したｍ行ｎ列の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から入力操作位置を検出する。

図７は、例えば、入力操作位置が駆動領域ＤＶ（３）と検出電極Ｓ（５）の近傍にあるときに、一走査周期（Ｓ１）に検出した全ての交点（ｍ、ｎ）のｍ行ｎ列の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を示している。説明を容易にするため、同図では、各電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を１０進値で表し、入力操作体が接近していない状態で検出電極Ｓ（ｎ）から検出する検出電圧が通常電圧Ｖ_０である場合を「０」と、入力操作があったと推定する入力判定閾値を「１６」としている。

入力操作体との静電容量が無視できるほど入力操作位置から離れた交点（ｍ、ｎ）では、検出電極Ｓ（ｎ）から読みとった検出電圧は、基本的に通常電圧Ｖ_０であるので、その交点（ｍ、ｎ）での電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）は「０」となるが、ベースノイズによる影響を受けて、０から７程度の値で変動している。一方、入力操作位置近傍の交点（３、５）での電圧変化レベルＲ（３、５）は、その周囲の交点（ｍ、ｎ）と比較して極大値となり、入力判定閾値「１６」を超える「７３」であるので、図中Ｘ方向とＹ方向で極大値が検出された交点（３、５）の近傍が入力操作位置であると推定する。

続いて、電圧変化レベルＲ（３、５）が極大値となった交点（３、５）とその周囲を隣接して囲う８カ所の第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）を入力操作位置の算出に用いる有効交点とし、各有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）（図中薄墨の地色で表示）の加重平均値からＸ、Ｙ方向の入力操作位置を算出する。

すなわち、１２本の検出電極Ｓ（ｎ）の絶縁パネル１０１上の配線位置毎に、初期値に「１６」、Ｘ方向のピッチに「３２」を割り当てて重み付けする。続いて、有効交点とする検出電極Ｓ（４−６）毎にＹ方向に合計し、Ｓｕｍ（４）「１３７」、Ｓｕｍ（５）「１６１」、Ｓｕｍ（６）「５７」を算出し、その総和「３５５」を算定すると共に、検出電極Ｓ（４−６）毎の合計値Ｓｕｍ（４−６）毎に、その検出電極Ｓ（４−６）の配線位置に付与された重み付けを乗じて、その総和「４８５６０」を算出する。加重平均から求めるＸ方向の入力操作位置は、「４８５６０」／「３７５」の１３６．８であり、Ｘ方向について重み付けした１３６．８の位置（検出電極Ｓ（４）と検出電極Ｓ（５）の間）がＸ方向の入力操作位置ｘ’として検出される。

同様に、Ｙ方向の入力操作位置ｙの検出は、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）のＹ方向の加重平均値から求める。Ｙ方向の位置の重み付けは、６種類の各駆動領域ＤＶ（ｍ）間の間隔に「１６」を割り当て、各駆動領域ＤＶ（ｍ）の中間位置毎に「１６」づつ繰り上げる。続いて、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を駆動領域ＤＶ（２−４）毎にＸ方向に合計し、Ｓｕｍ（２）「３６」、Ｓｕｍ（３）「１６１」、Ｓｕｍ（４）「１５８」を算出し、その総和「３５５」を算定すると共に、駆動領域ＤＶ（２−４）毎の合計値Ｓｕｍ（２−４）毎に、その駆動領域ＤＶ（２−４）のＹ方向中間位置に付与された重み付けを乗じて、その総和「１８９９２」を算出する。加重平均から求めるＹ方向の入力操作位置は、「１８９９２」／「３５５」の５３．５であり、Ｙ方向について重み付けした５３．５の位置（駆動領域ＤＶ（３）と駆動領域ＤＶ（４）の間）がＹ方向の入力操作位置ｙ’として検出される。

特開２０１３−１５２６３５号公報特開２０１２−２４８０３５号公報

このようにして、駆動領域ＤＶ（ｍ）や検出電極Ｓ（ｎ）間のピッチを補完し、一走査周期毎に高精度にＸ方向とＹ方向の入力操作位置（ｘ、ｙ）を検出しているが、例えば入力操作位置が隣り合う駆動領域ＤＶ（ｍ）や検出電極Ｓ（ｎ）の中間付近にある場合には、電圧変化レベルＲ（ｍ０、ｎ０）が極大値となる交点（ｍ０、ｎ０）に隣接する交点（ｍ０’、ｎ０’）の電圧変化レベルＲ（ｍ０’、ｎ０’）が近似する。その結果、異なる走査周期では、わずかなノイズによってもその値が逆転することがあり、異なる交点（ｍ０’、ｎ０’）の電圧変化レベルＲ（ｍ０’、ｎ０’）が極大値となる場合が生じる。

例えば、一走査周期（Ｓ１）に検出した図７に示す全ての交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から算出したＹ方向の入力操作位置は、駆動領域ＤＶ（３）と駆動領域ＤＶ（４）の中間付近にあり、交点（３、５）の電圧変化レベルＲ（３、５）が「７３」で極大値となるが、図８に示すように、次の一走査周期（Ｓ２）ではノイズなどの影響で隣接する交点（４、５）の電圧変化レベルＲ（４、５）が「７３」となり、電圧変化レベルＲ（３、５）の「７１」を超えて極大値となり、更に、次の一走査周期（Ｓ３）では、再び交点（３、５）の電圧変化レベルＲ（３、５）が「７２」となり、電圧変化レベルＲ（４、５）の「６９」を超えて極大値となることがある。

一方、一走査周期毎の入力操作位置の算出は、上述した通り、電圧変化レベルＲ（ｍ０、ｎ０）が極大値となる交点（ｍ０、ｎ０）とその周囲を隣接して囲う８カ所の第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）とからなる各有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）の加重平均値からＸ、Ｙ方向の入力操作位置を算出するので、極大値が生じる交点（ｍ０、ｎ０）がわずかなノイズで変化すると、有効交点となる第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）が変わり、入力操作位置が一定であるにもかかわらず、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から算出する入力操作位置が頻繁に移動するものとなった。その結果、検出した入力操作位置に対応するディスプレー上の位置にカーソルを表示していると、入力操作位置を移動させていないにもかかわらず、カーソルの表示位置が走査周期毎に大きく変化してしまうという問題があった。

例えば、一走査周期（Ｓ１）（Ｓ３）では、交点（２、４）、（２、５）、（２、６）が入力操作位置の算出に用いる有効交点となるとともに、一走査周期（Ｓ２）では、一走査周期（Ｓ１）（Ｓ３）で有効交点とならない交点（５、４）、（５、５）、（５、６）が入力操作位置の算出に用いる有効交点となり、極大値となる電圧変化レベルＲ（ｍ０、ｎ０）が「４」以下のレベルでわずかに変化しても、Ｙ方向の入力操作位置は、大きく変化する。

同様の問題は、駆動領域ＤＶ（ｍ）や検出電極Ｓ（ｎ）間のピッチを超える入力操作体により入力操作を行う場合にも生じ、隣り合う交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値となる近傍で近似することにより、極大値となる交点（ｍ０、ｎ０）が隣り合う交点（ｍ、ｎ）間で走査周期毎に変化し、算出する入力操作位置が頻繁に変動することになった。

また、この種の静電容量式タッチパネルは、入力操作体との微弱な静電容量の変化に応じた検出電圧の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から入力操作位置を検出するので、その周囲に配置される表示装置に発生するノイズや周囲の浮遊容量に帯電する静電ノイズによる影響を受けやすいが、一交点（ｍ、ｎ）についての検出期間は２００乃至４００μｓｅｃであるので、５μｓｅｃから１０μｓｅｃの期間に発生するこれらの静電ノイズは、特定の交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）にのみ表れ、従来のノイズ判定方法では判別できなかった。

更に、極大値が入力判定閾値付近となる入力操作では、その周囲の多くの交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が入力判定閾値未満となり、入力操作位置の算定に用いる有効交点とならないので、限られた有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から入力操作位置を算定し、その精度が低下するという問題があった。

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、入力操作位置や入力操作体の大きさにかかわらず、ノイズの影響を受けずに高精度に入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルと静電容量式タッチパネルの入力操作位置検出方法を提供することを目的とする。

また、短時間に発生するスパイクノイズを検知し、スパイクノイズの影響を受けずに高精度に入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルと静電容量式タッチパネルの入力操作位置検出方法を提供することを目的とする。

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、絶縁パネルの第１方向に等間隔で第１方向と直交する第２方向に沿って配線される複数の検出電極Ｓ（ｎ）と、絶縁パネルの第２方向に等間隔で第１方向に沿って形成され、それぞれ前記複数の検出電極Ｓ（ｎ）と絶縁間隔を隔てて交差する複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）と、一定電圧の交流検出信号を発生する検出信号発生回路と、複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）のいずれかの駆動領域ＤＶ（ｍ）に交流検出信号を出力する間に、交流検出信号を出力した駆動電極群ＤＶ（ｍ）に交差する複数の検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧を順に検出し、複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）と複数の検出電極Ｓ（ｎ）の各交点（ｍ、ｎ）の入力操作体が接近しない状態での検出電圧からの電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を検出する走査手段と、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が所定の入力判定閾値以上となる交点（ｍ、ｎ）の絶縁パネル上の位置から、第１方向と第２方向の入力操作位置を検出する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、
位置検出手段は、第１方向と第２方向で隣り合う交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を比較し、第１方向と第２方向のいずれの方向についても電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が入力判定閾値以上の極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）を検出する極値検出手段と、交点（ｍ０、ｎ０）の周囲を少なくとも隣接して囲う第１交点群の８カ所の各交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を、極大値Ｒｍａｘに対して１未満の比率に設定する足きり閾値と比較するデータ選択手段とを有し、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）と足きり閾値以上となる第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）を有効交点とし、有効交点の絶縁パネル上の位置と、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）とから、第１方向と第２方向の入力操作位置を検出することを特徴とする。

入力操作位置が隣り合う交点（ｍ、ｎ）の中間にあると、隣り合う交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が近似し、いずれかの電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘとなる。電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）を挟み、入力操作位置と逆側に位置する第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）は、極大値Ｒｍａｘに対して大きく低下するので、足きり閾値に達せず、入力操作位置の検出に用いられない。その結果、隣り合う交点（ｍ、ｎ）のいずれが極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）となっても、入力操作位置の検出に、入力操作位置を挟んで逆側の交点（ｍ１、ｎ１）で検出される電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が用いられないので、残りの有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から算定する入力操作位置は大きく変化しない。

また、幅広の入力操作体が隣り合う交点（ｍ、ｎ）のいずれにも接近する場合にも、隣り合う交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が近似し、いずれかの電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘとなる。電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）を挟み、幅広の入力操作体の中心位置と逆側に位置する第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）は、極大値Ｒｍａｘに対して大きく低下するので、足きり閾値に達せず、入力操作位置の検出に用いられない。その結果、隣り合う交点（ｍ、ｎ）のいずれが極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）となっても、入力操作位置の検出に、入力操作体の中心位置を挟んで逆側の交点（ｍ１、ｎ１）で検出される電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が用いられないので、残りの有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から算定する入力操作体の中心位置である入力操作位置は大きく変化しない。

請求項２の静電容量式タッチパネルは、データ選択手段が、第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）と、第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）を更に隣接して囲う第２交点群の１６カ所の各交点（ｍ２、ｎ２）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を、足きり閾値と比較し、位置検出手段は、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が、極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）と足きり閾値以上となる第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）及び第２交点群の交点（ｍ２、ｎ２）を有効交点とすることを特徴とする。

入力操作体の接近により検出電圧が変化する可能性のある第２交点群の交点（ｍ２、ｎ２）まで有効交点とし、その電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を入力操作位置の検出に用いる。

請求項３の静電容量式タッチパネルは、有効交点が極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）のみである場合に、入力操作手段は入力操作位置を検出しないことを特徴とする。

スパイクノイズが発生すると、スパイクノイズの発生時に走査していた交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）のみが異常に上昇し、その交点（ｍ、ｎ）が、入力判定閾値以上の極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）となる。一方、交点（ｍ０、ｎ０）の周囲を囲う第１交点群若しくは第１交点群と第２交点群の各交点（ｍ１、ｎ１／ｍ２、ｎ２）の検出電圧を検出している間には、スパイクノイズが発生していないので、各交点（ｍ１、ｎ１／ｍ２、ｎ２）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）は、極大値Ｒｍａｘに対して１未満の一定比率に設定する足きり閾値未満となり、有効交点が極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）のみとなることから、スパイクノイズの発生と推定し、入力操作位置を検出しない。

請求項４の静電容量式タッチパネルは、入力判定閾値近傍の極大値Ｒｍａｘに対して１未満の一定比率に設定した足きり閾値が、入力判定閾値未満であることを特徴とする。

極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）の電圧変化レベルＲ（ｍ０、ｎ０）が入力判定閾値近傍である低い入力操作である場合に、その周囲の有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が入力判定閾値未満であっても足きり閾値以上であれば、有効交点としてその交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が入力操作位置の検出に用いられる。

請求項５の静電容量式タッチパネルは、足きり閾値の最小値が、少なくとも交点（ｍ、ｎ）のベースノイズによる最大電圧変化レベルＲ（ｎ、ｍ）以上となるように、極大値Ｒｍａｘに対して一定比率に設定することを特徴とする。

極大値Ｒｍａｘが入力判定閾値であるときに、極大値Ｒｍａｘに対して一定比率に設定する足きり閾値は最小値となり、少なくとも交点（ｍ、ｎ）のベースノイズによる電圧変化レベルＲ（ｎ、ｍ）以上であるので、入力操作体が接近しない状態での電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）がベースノイズによる影響を受けても足きり閾値以上とならない。

請求項６の静電容量式タッチパネルの入力操作位置の検出方法は、絶縁パネルの第１方向に等間隔で第１方向と直交する第２方向に沿った複数の検出電極Ｓ（ｎ）と、絶縁パネルの第２方向に等間隔で第１方向に沿った複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）とが、それぞれの交点（ｍ、ｎ）で絶縁間隔を隔てて交差し、複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）のいずれかの駆動領域ＤＶ（ｍ）に一定電圧の交流検出信号を出力する間に、交流検出信号を出力した駆動電極群ＤＶ（ｍ）に交差する複数の検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧を順に検出し、複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）と複数の検出電極Ｓ（ｎ）の各交点（ｍ、ｎ）の入力操作体が接近しない状態での検出電圧からの電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を検出し、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が所定の入力判定閾値以上となる交点（ｍ、ｎ）の絶縁パネル上の位置から、第１方向と第２方向の入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルの入力操作位置検出方法であって、
全ての交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から、第１方向と第２方向で隣り合う交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を比較し、第１方向と第２方向のいずれの方向についても電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が入力判定閾値以上の極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）を検出する第１工程と、交点（ｍ０、ｎ０）の周囲を少なくとも隣接して囲う第１交点群の８カ所の各交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を、極大値Ｒｍａｘに対して１未満の一定比率に設定する足きり閾値と比較する第２工程と、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）と足きり閾値以上となる第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）を有効交点とし、有効交点の絶縁パネル上の位置と、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）とから、第１方向と第２方向の入力操作位置を検出する第３工程を備えたことを特徴とする。

第１工程により、第１方向と第２方向のいずれの方向についても電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が入力判定閾値以上の極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）を検出し、第２工程で、その交点（ｍ０、ｎ０）の周囲を少なくとも隣接して囲う第１交点群の８カ所の各交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を、極大値Ｒｍａｘに対して１未満の一定比率に設定する足きり閾値と比較する。第３工程では、極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）を挟み、入力操作位置と逆側に位置する第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）は、極大値Ｒｍａｘに対して大きく低下するので、足きり閾値に達せず、入力操作位置の検出に用いられない。入力操作位置を検出した後、第１工程で極大値Ｒｍａｘとなっていた交点（ｍ０、ｎ０）から入力操作位置の方向で隣り合う交点（ｍ、ｎ）が、ノイズなどの原因で極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）となった場合には、第２工程と第３工程で、同様に、入力操作位置と逆側に位置する第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が入力操作位置の検出に用いられない。その結果、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値となる付近で近似する隣り合う交点（ｍ、ｎ）のいずれが極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）となっても、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から算定する入力操作位置は大きく変化しない。

請求項７の静電容量式タッチパネルの入力操作位置の検出方法は、第３工程で入力操作位置を検出した後、極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）と有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を無視し、残る全ての交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）について第１工程から第３工程を繰り返し、第３工程で他の入力操作位置を検出することを特徴とする。

絶縁パネル上の各交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）は、それぞれ独立した走査期間に検出するので、入力操作位置の検出に用いた有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を無視して、次の第１工程から第３工程を繰り返し、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘとなる他の交点（ｍ０、ｎ０）を検出することができ、これを繰り返して、極大値Ｒｍａｘとなる各交点（ｍ０、ｎ０）についての有効交点の絶縁パネル上の位置と、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）とから、第１方向と第２方向の複数の入力操作位置を検出することができる。

請求項１と請求項６の発明によれば、隣り合う交点（ｍ、ｎ）の中間を入力操作、若しくは、幅広の入力操作体による入力操作を行っても、ノイズによる入力操作位置の検出誤差が小さく、入力操作位置が頻繁に大きく移動することがない。

請求項２の発明によれば、入力操作位置の周囲の広範囲の交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を用いて高精度に入力操作位置の検出できる。

請求項３の発明によれば、スパイクノイズが発生した場合に入力操作位置を検出しないので、スパイクノイズの影響を受けずに入力操作位置を検出できる。

請求項４の発明によれば、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が入力判定閾値未満であっても足きり閾値以上であれば、その交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を入力操作位置の検出に用い、多数の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から精度良く入力操作位置検出を検出できる。

請求項５の発明によれば、入力操作体が接近しない状態での電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が、ベースノイズを受けても入力操作位置の検出データとして用いられることがないので、ベースノイズの影響を受けない高精度の入力操作位置を検出できる。

請求項７の発明によれば、絶縁パネル上の２以上の位置を同時に入力操作しても、それぞれの入力操作位置を検出でき、検出した各入力操作位置は各走査周期毎に大きく変化しない。

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の駆動領域ＤＶ（ｍ）と検出電極Ｓ（ｎ）と、両者の交点（ｍ、ｎ）に表れる検出電極の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）との関係を示す説明図である。静電容量式タッチパネル１の回路図である。（ａ）は、駆動領域ＤＶ（ｍ）と検出電極Ｓ（２）との交点（ｍ、２）の電圧変化レベルＲ１（ｍ、２）が極大値Ｒｍａｘとなった場合の、（ｂ）は、ノイズの影響を受けて、駆動領域ＤＶ（ｍ）と検出電極Ｓ（３）との交点（ｍ、３）の電圧変化レベルＲ２（ｍ、３）が極大値Ｒｍａｘとなった場合の、入力操作位置Ｐと各交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）の関係を示す説明図である。一走査周期（Ｓ）で検出されたｍ行ｎ列の全ての交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から入力操作位置を検出する方法を示す説明図である。全ての交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）と、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から検出する入力操作位置を、異なる走査周期（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）毎に示す説明図である。従来の静電容量式タッチパネル１００の駆動領域ＤＶ（ｍ）と検出電極Ｓ（ｎ）と、両者の交点（ｍ、ｎ）に表れる検出電極の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）との関係を示す説明図である。電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）との関係を示す説明図である。静電容量式タッチパネル１００により、全ての交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から入力操作位置を検出する従来の方法を示す説明図である。全ての交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）と、従来の静電容量式タッチパネル１００によって検出する入力操作位置を、異なる走査周期（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）毎に示す説明図である。

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とタッチパネル１の入力操作位置検出方法を、図１乃至図５を用いて説明する。図１に示すように、このタッチパネル１は、絶縁パネル２の表面に、Ｘ方向に沿って菱形のパターンを連続させた１３本の駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３と、Ｙ方向に沿って菱形のパターンを連続させた１２本の検出電極Ｓ１〜Ｓ１２がそれぞれ交点を互いに絶縁して配線されている。１３本の駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３は、Ｙ方向に等ピッチで、１２本の検出電極Ｓ１〜Ｓ１２は、Ｘ方向に等ピッチで配線され、一方の電極の菱形のパターンが他方の電極の菱形のパターンの隙間を相補し、全体で千鳥状のパターンとして表れる形状で配線されている。

絶縁パネル２上に格子状に配線された駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３及び検出電極Ｓ１〜Ｓ１２の表面側は、これらの電極を保護するとともに、指等の入力操作体が直接これらの電極に触れて誤作動しないように、図示しない透明絶縁シートで覆われている。すなわち、本実施の形態に係るタッチパネル１は、入力操作体を透明絶縁シートに触れ、若しくは近接させて入力操作を行い、透明絶縁シートを介して入力操作体が接近することによる駆動電極Ｄと入力操作体間の静電容量の増大を、入力操作体近傍の検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から読みとり、入力操作位置を検出するものである。この検出原理のもとに、駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３間及び検出電極Ｓ１〜Ｓ１２間のピッチは、それぞれ絶縁パネル２上のいずれに入力操作体を接近させる入力操作があっても、その入力操作位置が検出できるピッチとし、ここでは、例えばいずれも４ｍｍのピッチで配線している。

図２に示すように、各駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３は、それぞれノイズを除去するダンピング抵抗６を介して、パルス高さがＶｏの検出信号を矩形波交流信号にして出力する検出電圧発生回路３に接続している。また、各駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３とダンピング抵抗６の接続点には、マイコン４の入出力ポートＰ１〜Ｐ１３が各駆動電極Ｄ１〜Ｄ１３に対応して接続している。

入出力ポートＰが、その入出力ポートＰを出力ポートの状態とするＯＦＦモードである場合には、その入出力ポートが接続する駆動電極（図中のＤ１、Ｄ５乃至Ｄ１３）の電位が出力ポートの電位（例えば「Ｌ」）レベルであれば０Ｖ、「Ｈ」レベルであればＶＣＣ）で安定し、検出電圧発生回路３から出力される矩形波交流信号の検出信号は、その入出力ポートＰに接続する駆動電極Ｄ（図中のＤ１、Ｄ５乃至Ｄ１３）に出力されない。また、入出力ポートＰが、その入出力ポートＰを入力ポートの状態とするＯＮモードである場合には、その入力ポートＰがハイインピーダンス状態であるので、検出電圧発生回路３から出力される矩形波交流信号は、入出力ポートＰ（図中のＰ２〜Ｐ４）へ流れ込まず、その入出力ポートＰに接続する駆動電極Ｄ（図中のＤ２〜Ｄ４）に、矩形波交流信号による検出信号が出力される。つまり、マイコン４は、任意の順に任意の１又は２以上の入出力ポートＰを出力ポートか入力ポートの状態とするだけで、その入出力ポートＰが接続する駆動電極Ｄへの検出信号の出力を制御する。

本実施の形態では、図１に示すように、Ｙ方向で隣り合う３本の駆動電極Ｄ毎に駆動領域ＤＶ（ｍ）にまとめられ、Ｙ方向で隣り合う駆動領域ＤＶ（ｍ）と駆動領域ＤＶ（ｎ’）は、その間に配線される駆動電極Ｄにおいて重複し、重複する駆動電極Ｄがいずれの駆動領域ＤＶ（ｍ）、ＤＶ（ｎ’）をも構成している。このようにして、絶縁パネル２に配線される１３本の駆動電極Ｄから、６種類の駆動領域ＤＶ（ｍ）（ｍは１から６までの整数）が設定される。

マイコン４は、Ｙ方向に沿ったこの駆動領域ＤＶ（ｍ）の順に、駆動領域ＤＶ（ｍ）に対応する入出力ポートＰを０Ｎモードとして、その駆動領域ＤＶ（ｍ）を構成する３本の駆動電極Ｄに同期する矩形波交流信号を出力し、パルス高さがＶｏの検出信号を出力する。これにより、駆動領域ＤＶ（ｍ）毎に検出信号を出力する６回の駆動制御で、絶縁パネル２上に配線された全ての駆動電極Ｄへ検出信号を出力する。

１２本の検出電極Ｓ（ｎ）（ｎは１から１２までの整数）は、マイコン４からの制御によりマイコン４の電圧検出回路４ａとの接続が切り換えられるマルチプレクサ７に接続している。マイコン４は、各駆動領域ＤＶ（ｍ）の駆動制御期間毎に、１２本の検出電極Ｓ（ｎ）との接続を順に切り換え、切り替え接続した検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧をマイコン４の電圧検出回路４ａへ接続する。

電圧検出回路４ａは、マイコン４がいずれかの駆動領域ＤＶ（ｍ）に検出信号を出力している間、その駆動領域ＤＶ（ｍ）と交差する検出電極Ｓ（ｎ）間の静電容量Ｃ_０を介して検出電極Ｓ（ｎ）に表れる矩形波交流信号のパルス高さ（検出電圧）を読みとる。この静電容量Ｃ_０はほぼ一定値であるので、入力操作体が接近せずに駆動領域ＤＶ（ｍ）の浮遊容量に変動がなければ、検出電圧は、検出信号の出力電圧に比例する通常電圧Ｖ_０で変化しない。一方、入力操作体が検出信号を出力した駆動領域ＤＶ（ｍ）若しくは検出電極Ｓ（ｎ）に接近すると、駆動領域ＤＶ（ｍ）若しくは検出電極Ｓ（ｎ）と入力操作体間の静電容量が増大し、矩形波交流信号の一部が入力操作体へ流れ、検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧は低下する。入力操作体とこれらの駆動領域ＤＶ（ｍ）若しくは検出電極Ｓ（ｎ）との距離が接近するほど、検出電圧は通常電圧Ｖ_０から低下する。そこで、マイコン４は、検出信号を出力した駆動領域ＤＶ（ｍ）と検出電圧を検出する検出電極Ｓ（ｎ）との交点（ｍ、ｎ）の検出電圧の変化量を、通常電圧Ｖ_０と電圧検出回路４ａが検出した検出電圧の電位差を反転させて二値化した電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）で表し、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から入力操作位置を算出する。

上述のタッチパネル１では、一走査周期（Ｓ）で、６種類の各駆動領域ＤＶ（ｍ）を上方から順に駆動制御して検出信号を出力し、いずれかの駆動領域ＤＶ（ｍ）に検出信号を出力している間に、１２本の各検出電極Ｓ（ｎ）を左から順にマルチプレクサ７で選択し、選択した検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧から、全ての駆動制御した駆動領域ＤＶ（ｍ）と選択した検出電極Ｓ（ｎ）との交点（ｍ、ｎ）について、図４と図５に例示する６行１２列の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を検出する。ここでは、各駆動領域ＤＶ（ｍ）毎の走査周期が４ｍｓｅｃであるので、１走査周期Ｓは、４ｍｓｅｃ＊６行の２４ｍｓｅｃとなる。

マイコン４の位置検出部は、１走査周期Ｓ毎に６行１２列の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を比較し、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘとなった電圧変化レベルＲ（ｍ０、ｎ０）を所定値に設定した入力判定閾値と比較し、極大値Ｒｍａｘが入力判定閾値以上である場合にその交点（ｍ０、ｎ０）の近傍に入力操作体が接近したもの推定し、極大値Ｒｍａｘとなった交点（ｍ０、ｎ０）及びその周囲の第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）のＸＹ方向の位置と、各交点（ｍ０、ｎ０）、（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ０、ｎ０）、電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）を用いて、入力操作位置を算出する。本発明では、特に、第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）のうち、電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）が足きり閾値Ｒｔｄ以上である交点（ｍ１、ｎ１）を極大値Ｒｍａｘとなった交点（ｍ０、ｎ０）とともに入力操作位置の検出に用いる有効交点とし、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ０、ｎ０）、電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）を用いて、交点（ｍ０、ｎ０）付近の入力操作位置を高精度に検出する。

ここで、交点（ｍ０、ｎ０）の周囲の第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）とは、電圧変化レベルＲ（ｍ０、ｎ０）が極大値Ｒｍａｘとなった交点（ｍ０、ｎ０）に隣接して交点（ｍ０、ｎ０）を囲う交点（ｍ１、ｎ１）であり、交点（ｍ０、ｎ０）と斜めの方向で隣り合う交点を含む交点（ｍ０、ｎ０）の周囲８カ所の交点（ｍ０±１、ｎ０±１）である。また、足きり閾値Ｒｔｄは、極大値Ｒｍａｘとなった交点（ｍ０、ｎ０）に隣り合う交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）であっても、極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）が移動することによって誤差の原因となる電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）を入力操作位置の算出データから除く目的で、極大値Ｒｍａｘに対して一定比率の値に設定されるもので、本実施の形態では、足きり閾値Ｒｔｄを、極大値Ｒｍａｘの１／２に設定している。

図３は、入力操作位置ＰがＸ方向で隣り合う検出電極Ｓ（ｎ）間の中間位置にあり、ノイズによって極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）がＸ方向で移動する状態を示している。同一の駆動領域ＤＶ（ｍ）と各検出電極Ｓ（ｎ）との交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を結ぶ曲線Ｒ（ｍ、ｎ）は、入力操作位置Ｐが検出電極Ｓ（２）と検出電極Ｓ（３）の中間位置にある場合には、その中間位置で最も大きく、中間位置のＸ方向の左右の交点（ｍ、２）の電圧変化レベルＲ（ｍ、２）と交点（ｍ、３）の電圧変化レベルＲ（ｍ、３）はほぼ同一の大きさで、いずれかわずかに大きい側が極大値Ｒｍａｘとなる。

一方、検出電極Ｓ（ｎ）の検出電圧は、入力操作位置Ｐにかかわらず、回路の検出誤差や周辺環境の変化など不確定な要因によるベースノイズの影響を受けて変動し、各検出電極Ｓ（ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）も微小範囲で変動する。その結果、入力操作位置Ｐが一定であるにもかかわらず、ベースノイズが発生するタイミングや大きさによって、図３（ａ）に示すように、交点（ｍ、２）の電圧変化レベルＲ（ｍ、２）が極大値Ｒｍａｘになる場合や、図３（ｂ）に示すように、交点（ｍ、３）の電圧変化レベルＲ（ｍ、３）が極大値Ｒｍａｘになる場合があり、極大値Ｒｍａｘが発生する交点（ｍ０、ｎ０）は、交点（ｍ、２）と交点（ｍ、３）間で変化しやすい。

ここで、図３（ａ）に示すように、交点（ｍ、２）が極大値Ｒｍａｘが発生する交点（ｍ０、ｎ０）である場合には、Ｘ方向で隣り合う交点（ｍ、１）は、交点（ｍ０、ｎ０）に隣り合う第１交点群に属するが、入力操作位置Ｐとの距離ｄ１が交点（ｍ、２）と入力操作位置Ｐとの距離ｄ２の概ね３倍であるので、その電圧変化レベルＲ（ｍ、１）は、極大値Ｒｍａｘである電圧変化レベルＲ（ｍ、２）の１／２以下となり、足きり閾値Ｒｔｄに達しない。従って、検出電極Ｓ（１）と交差する交点（ｍ−１、１）、（ｍ、１）、（ｍ＋１、１）は、交点（ｍ、２）を隣接して囲う第１交点群に属するが有効交点とはならず、これらの電圧変化レベルＲ（（ｍ−１、１）、Ｒ（ｍ、１）、Ｒ（ｍ＋１、１）は、入力操作位置Ｐを算定するためのデータとして採用されない。

同様に、図３（ｂ）に示すように、交点（ｍ、３）が極大値Ｒｍａｘが発生する交点（ｍ０、ｎ０）である場合には、Ｘ方向で隣り合う交点（ｍ、４）は、交点（ｍ０、ｎ０）に隣り合う第１交点群に属するが、入力操作位置Ｐとの距離ｄ４が交点（ｍ、３）と入力操作位置Ｐとの距離ｄ３の概ね３倍であるので、その電圧変化レベルＲ（ｍ、４）は、極大値Ｒｍａｘである電圧変化レベルＲ（ｍ、３）の１／２以下となり、足きり閾値Ｒｔｄに達しない。従って、検出電極Ｓ（４）と交差する交点（ｍ−１、４）、（ｍ、４）、（ｍ＋１、４）は、交点（ｍ、３）を隣接して囲う第１交点群に属するが有効交点とはならず、これらの電圧変化レベルＲ（（ｍ−１、４）、Ｒ（ｍ、４）、Ｒ（ｍ＋１、４）も、入力操作位置Ｐを算定するためのデータとして採用されない。

つまり、極大値Ｒｍａｘが発生する交点（ｍ０、ｎ０）が交点（ｍ、２）と交点（ｍ、３）のいずれとなっても、交点（ｍ０、ｎ０）について入力操作位置Ｐと逆側の交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）は入力操作位置の算出に用いられず、その結果、算定する入力操作位置ＰはＸ方向で大きく変化しない。

隣り合う交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値の付近で近似する状態は、上述したＸ方向で隣り合う検出電極Ｓ（ｎ）間の中間を入力操作した場合に限らず、Ｙ方向で隣り合う駆動領域ＤＶ（ｍ）間の中間を入力操作した場合にも生じ、このような場合に、極大値Ｒｍａｘが発生する交点（ｍ０、ｎ０）がＹ方向で頻繁に移動しても、算定する入力操作位置ＰはＹ方向で大きく変化しない。

また、隣り合う交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値の付近で近似する状態は、隣り合う交点（ｍ、ｎ）に跨がるような大きさの入力操作体で入力操作を行った場合にも生じる。例えば、駆動領域ＤＶ（ｍ）や検出電極Ｓ（ｎ）の配線ピッチより太い幅の指で隣り合う駆動領域ＤＶ（ｍ）や検出電極Ｓ（ｎ）に跨がるように入力操作を行った場合には、隣り合ういずれの交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）も極大値の付近で近似するが、いずれの交点（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘが発生する交点（ｍ０、ｎ０）となっても、その入力操作体で覆われない外側の交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）が入力操作位置の算出に用いられないので、算定する入力操作位置Ｐは大きく変化しない。

更に、本実施の形態では、極大値Ｒｍａｘの大きさにかかわらず、足きり閾値Ｒｔｄを極大値Ｒｍａｘに対して１未満の一定比率（例えば、１／２）としている。従って、極大値Ｒｍａｘが入力判定閾値と同一若しくはわずかに高い値である場合には、極大値Ｒｍａｘが発生する交点（ｍ０、ｎ０）を隣接して囲う第１交点群の多くの交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）が入力判定閾値未満となる。しかしながら、足きり閾値Ｒｔｄ以上であれば、入力判定閾値未満であっても入力操作位置の算出データとして用いるので、入力判定閾値をわずかに超える感度の悪い入力操作であっても、多数の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）から正確に入力操作位置を算定できる。

また、本実施の形態では、極大値Ｒｍａｘが発生する交点（ｍ０、ｎ０）を隣接して囲う第１交点群の全ての交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）が足きり閾値Ｒｔｄ未満である場合、すなわち、極大値Ｒｍａｘが発生する交点（ｍ０、ｎ０）のみが有効交点となる場合には、その極大値Ｒｍａｘが入力判定閾値以上であっても、スパイクノイズによる影響と推定し、入力操作位置を検出しない。

すなわち、各駆動領域ＤＶ（ｍ）毎の走査周期が４ｍｓｅｃであり、各駆動領域ＤＶ（ｍ）に１２本の検出電極Ｓ（ｎ）が交差する各交点（ｍ、ｎ）の検出期間は、３５０μｓｅｃである一方、一般の静電ノイズの発生期間は、５μｓｅｃ乃至１０μｓｅｃであるので、このようなスパイクノイズが発生すると、特定の交点（ｍ、ｎ）のみの電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が異常上昇し、極大値Ｒｍａｘが発生する交点（ｍ０、ｎ０）として検出される。しかしながら、隣接する第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）は、スパイクノイズの影響を受けずに足きり閾値Ｒｔｄ以上とならないので、有効交点が交点（ｍ０、ｎ０）のみであることから、スパイクノイズの発生と推定できる。

マイコン４は、一走査周期（Ｓ）で、検出した全ての交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から、入力判定閾値を超える極大値を検出し、ＸＹ方向の入力操作位置を算定すると、その入力操作位置の算定に用いた全ての有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を「０」とし、同一走査周期（Ｓ）で検出したその他の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）に、入力判定閾値を超える別の極大値が検出された場合には、その極大値が検出された交点（ｍ０、ｎ０）について上記と同様の処理を繰り返して、別の入力操作位置Ｐを検出する。従って、本実施の形態によれば、複数の入力操作位置Ｐを同時に入力操作した場合にも各入力操作位置を検出できる。

以下、本実施の形態により入力操作位置を算定する方法を、従来のタッチパネル１００による方法と比較しながら、図４と図５を用いて説明する。図４と図５では、従来の方法により算定する入力操作位置と比較するために、各交点（ｍ、ｎ）毎に検出する６行１２列の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を、検出電極Ｓ（ｎ）から読みとった検出電圧が通常電圧Ｖ_０である場合を「０」とした１０進値で表し、従来例で説明した図７、図８と同一の値としている。

入力操作体との静電容量が無視できるほど入力操作位置Ｐから離れた交点（ｍ、ｎ）では、検出電極Ｓ（ｎ）から読みとった検出電圧は、基本的に通常電圧Ｖ_０であるので、その交点（ｍ、ｎ）での電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）は「０」となるが、ベースノイズを受けて、０から７程度の値で変動している。一方、入力操作位置を算定するデータの判別基準となる足きり閾値Ｒｔｄは、その最小値が少なくともこのベースノイズの変動値以上の「８」以上となるように設定する必要がある。上述したように、足きり閾値Ｒｔｄは極大値Ｒｍａｘに対して１／２の一定比率に設定され、その最小値は、極大値Ｒｍａｘが入力判定閾値に等しい場合であるので、入力判定閾値を「１６」とし、足きり閾値Ｒｔｄの最小値がベースノイズの影響を受けない「８」以上としている。

図４と図５に示す各走査周期（Ｓ）では、交点（３、５）と交点（４、５）の中間付近に入力操作位置Ｐがあるものとし、図４に示す走査周期（Ｓ１）では、交点（３、５）の電圧変化レベルＲ（３、５）が、Ｘ方向とＹ方向でその周囲と比較した極大値Ｒｍａｘとなり、かつ入力判定閾値「１６」を超える「７３」であるので、交点（３、５）を極大値Ｒｍａｘが検出された交点（ｍ０、ｎ０）とし、その近傍が入力操作位置Ｐであると推定する。

尚、検出された極大値が入力判定閾値未満である場合には、入力操作と無関係に、コモンモードノイズや検出誤差などにより電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値となったものと推定し、以下の入力操作位置の算出を行わない。

図４では、入力判定閾値「１６」越える極大値は、駆動領域ＤＶ（３）と検出電極Ｓ（５）との交点（３，５）での「７３」のみであるので、極大値Ｒｍａｘ「７３」の１／２から足きり閾値Ｒｔｄ「３６．５」を求める。続いて、極大値Ｒｍａｘを検出した交点（３、５）に隣接してこれを囲う８カ所の第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）（図中薄墨の地色で表示）を足きり閾値Ｒｔｄ「３６．５」と比較し、足きり閾値Ｒｔｄ「３６．５」を超える電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）（図中薄墨の地色に斜線を加えて表示）の交点（ｍ１、ｎ１）を入力操作位置の算出に用いる有効交点とする。すなわち、第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）のうち、極大値Ｒｍａｘを検出した交点（３、５）について入力操作位置Ｐと逆側の駆動領域ＤＶ（２）に交差する交点（２、４−６）の電圧変化レベルＲ（２、４−６）は、入力操作位置の算出に用いない。

Ｘ方向の入力操作位置ｘは、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）のＸ方向の加重平均値から求める。すなわち、１２本の検出電極Ｓ（ｎ）の絶縁パネル２上の配線位置毎に、初期値に「１６」、Ｘ方向のピッチに「３２」を割り当てて重み付けする。検出電極Ｓ（１）の重み付けを「１６」とするのは、入力操作体の影響をＸ方向の片側からのみ受けるからである。続いて、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）を検出電極Ｓ（４−６）毎にＹ方向に合計し、Ｓｕｍ（４）「１２６」、Ｓｕｍ（５）「１４５」、Ｓｕｍ（６）「４８」を算出し、その総和「３１９」を算定すると共に、検出電極Ｓ（６−８）毎の合計値Ｓｕｍ（６−８）毎に、その検出電極Ｓ（６−８）の配線位置に付与された重み付けを乗じて、その総和「４３４４０」を算出する。加重平均から求めるＸ方向の入力操作位置は、「４３４４０」／「３１９」の１３６．２であり、Ｘ方向について重み付けした１３６．２の位置（検出電極Ｓ（４）と検出電極Ｓ（５）の間）がＸ方向の入力操作位置ｘとして検出される。

同様に、Ｙ方向の入力操作位置ｙの検出は、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）のＹ方向の加重平均値から求める。Ｙ方向の位置の重み付けは、６種類の各駆動領域ＤＶ（ｍ）間の間隔に「１６」を割り当て、各駆動領域ＤＶ（ｍ）の中間位置毎に「１６」づつ繰り上げる。続いて、有効データを駆動領域ＤＶ（３、４）毎にＸ方向に合計し、Ｓｕｍ（３）「１６１」とＳｕｍ（４）「１５８」を算出し、その総和「３１９」を算定すると共に、駆動領域ＤＶ（３、４）毎の合計値Ｓｕｍ（３、４）毎に、その駆動領域ＤＶ（３、４）のＹ方向中間位置に付与された重み付けを乗じて、その総和「１７８４０」を算出する。加重平均から求めるＹ方向の入力操作位置は、「１７８４０」／「３１９」の５５．９であり、Ｙ方向について重み付けした５５．９の位置（駆動領域ＤＶ（３）と駆動領域ＤＶ（４）の間）がＹ方向の入力操作位置ｙとして検出される。

図５に示すように、次の一走査周期（Ｓ２）ではノイズなどの影響で隣接する交点（４、５）の電圧変化レベルＲ（４、５）「７３」が入力判定閾値を超える極大値となっているので、交点（４、５）に隣接してこれを囲う８カ所の第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）（図中薄墨の地色で表示）を足きり閾値Ｒｔｄ「３６．５」と比較し、電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）が足きり閾値Ｒｔｄ「３６．５」を超える交点（ｍ１、ｎ１）を有効交点とし、その電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）（図中薄墨の地色に斜線を加えて表示）から同様の方法で、Ｘ方向の入力操作位置ｘ「１３５．５」とＹ方向の入力操作位置ｙ「５６．１」を算出する。

更に次の一走査周期（Ｓ３）では、再び交点（３、５）の電圧変化レベルＲ（３、５）「７２」が入力判定閾値を超える極大値となるので、交点（３、５）に隣接してこれを囲う８カ所の第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）（図中薄墨の地色で表示）を足きり閾値Ｒｔｄ「３６」と比較し、電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）が足きり閾値Ｒｔｄ「３６」を超える交点（ｍ１、ｎ１）を有効交点とし、その電圧変化レベルＲ（ｍ１、ｎ１）（図中薄墨の地色に斜線を加えて表示）から同様の方法で、Ｘ方向の入力操作位置ｘ「１３５．５」とＹ方向の入力操作位置ｙ「５５．８」を算出する。

このようにして本実施の形態により各走査周期Ｓ毎に算定した入力操作位置（ｘ、ｙ）を、従来方法で算定した入力操作位置（ｘ’、ｙ’）と比較して明らかなように、極大値Ｒｍａｘを検出した交点（ｍ０、ｎ０）がＹ方向の交点（３、５）と交点（４、５）間で移動することによる入力操作位置のＹ方向の誤差は、従来方法によればＹ方向に重み付けした距離で最大「５．３」であるのに対して、本実施の形態では、最大「０．３」に縮小され、高精度に入力操作位置を検出できる。

上記実施の形態では、極大値Ｒｍａｘを検出した交点（ｍ０、ｎ０）の周囲を隣接して囲う８カ所の第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）から、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が足きり閾値Ｒｔｄを超える交点（ｍ１、ｎ１）を有効交点としたが、第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）を更に隣接して囲う８カ所の第２交点群の各交点（ｍ２、ｎ２）の電圧変化レベルＲ（ｍ２、ｎ２）が足きり閾値Ｒｔｄを超える場合に、その交点（ｍ２、ｎ２）を有効交点に含めてもよい。

第２交点群の各交点（ｍ２、ｎ２）まで有効交点とすることにより、太指など入力操作体が幅広であったり、各交点（ｍ、ｎ）間のピッチが狭く、入力操作体が隣接する交点（ｍ０、ｎ０）から第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）に跨がり、隣り合う３乃至４の交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値の付近で近似する状態となっても、更にその外側に配置される第２交点群の各交点（ｍ２、ｎ２）の電圧変化レベルＲ（ｍ２、ｎ２）を入力操作位置の算定に用いることにより、精度良く入力操作位置を検出できる。

また、上述の実施の形態では、足きり閾値Ｒｔｄを極大値Ｒｍａｘの１／２と一定の比率で設定したが、隣り合う交点（ｍ、ｎ）の各電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘの近傍で近似する場合に、その交点（ｍ、ｎ）間の外側の一部の交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が足きり閾値Ｒｔｄ未満となれば、極大値Ｒｍａｘに対して１未満の任意の比率で設定することができる。

更に、足きり閾値Ｒｔｄは、検出された極大値Ｒｍａｘの大きさにより、極大値Ｒｍａｘに対して異なる比率に設定してもよい。極大値Ｒｍａｘの大きさにより異なる比率で足きり閾値Ｒｔｄを設定することにより、隣り合う交点（ｍ、ｎ）の各電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘの近傍で近似する場合に、検出誤差の原因となる電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を入力操作位置の算定データから除く目的や、スパイクノイズを検出する目的や、入力操作による電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）の感度が低い場合に入力操作位置の算定に用いる電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）の数を確保する目的等異なる目的に応じて、最適な足きり閾値Ｒｔｄを設定できる。

上述の実施の形態では、駆動領域ＤＶ（ｍ）を複数の駆動電極Ｄから構成し、各駆動領域ＤＶ（ｍ）の絶縁パネル上のＹ方向の形成位置は、構成する駆動電極ＤのＹ方向の中心位置としているが、１本の駆動電極Ｄから駆動領域ＤＶ（ｍ）を構成し、その駆動電極Ｄの配線位置を駆動領域ＤＶ（ｍ）のＹ方向の位置としてもよい。

本発明は、格子状に形成される駆動領域ＤＶ（ｍ）と検出電極Ｓ（ｎ）の交点（ｍ、ｎ）に入力操作体が接近して静電容量が変化することにより、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が変化する交点（ｍ、ｎ）の位置とその電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）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適している。

１静電容量式タッチパネル
２絶縁パネル
３検出電圧発生回路（検出信号発生回路）
４マイコン（位置検出手段、走査手段）
ＤＶ（ｍ）駆動領域
Ｓ（ｎ）検出電極

Claims

絶縁パネルの第１方向に等間隔で第１方向と直交する第２方向に沿って配線される複数の検出電極Ｓ（ｎ）と、
絶縁パネルの第２方向に等間隔で第１方向に沿って形成され、それぞれ前記複数の検出電極Ｓ（ｎ）と絶縁間隔を隔てて交差する複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）と、
一定電圧の交流検出信号を発生する検出信号発生回路と、
複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）のいずれかの駆動領域ＤＶ（ｍ）に交流検出信号を出力する間に、交流検出信号を出力した駆動電極群ＤＶ（ｍ）に交差する複数の検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧を順に検出し、複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）と複数の検出電極Ｓ（ｎ）の各交点（ｍ、ｎ）の入力操作体が接近しない状態での検出電圧からの電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を検出する走査手段と、
電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が所定の入力判定閾値以上となる交点（ｍ、ｎ）の絶縁パネル上の位置から、第１方向と第２方向の入力操作位置を検出する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、
位置検出手段は、
第１方向と第２方向で隣り合う交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を比較し、第１方向と第２方向のいずれの方向についても電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が入力判定閾値以上の極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）を検出する極値検出手段と、
交点（ｍ０、ｎ０）の周囲を少なくとも隣接して囲う第１交点群の８カ所の各交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を、極大値Ｒｍａｘに対して１未満の比率に設定する足きり閾値と比較するデータ選択手段とを有し、
電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）と足きり閾値以上となる第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）を有効交点とし、有効交点の絶縁パネル上の位置と、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）とから、第１方向と第２方向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入力装置。
データ選択手段は、第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）と、第１交点群の各交点（ｍ１、ｎ１）を更に隣接して囲う第２交点群の１６カ所の各交点（ｍ２、ｎ２）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を、足きり閾値と比較し、
位置検出手段は、電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が、極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）と足きり閾値以上となる第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）及び第２交点群の交点（ｍ２、ｎ２）を有効交点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入力装置。
入力操作手段は、有効交点が極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）のみである場合には、入力操作位置を検出しないことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の静電容量式タッチ入力装置。
入力判定閾値近傍の極大値Ｒｍａｘに対して１未満の一定比率に設定した足きり閾値が、入力判定閾値未満であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の静電容量式タッチ入力装置。
足きり閾値の最小値が、少なくとも交点（ｍ、ｎ）のベースノイズによる最大電圧変化レベルＲ（ｎ、ｍ）以上となるように、極大値Ｒｍａｘに対して一定比率に設定することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の静電容量式タッチ入力装置。
絶縁パネルの第１方向に等間隔で第１方向と直交する第２方向に沿った複数の検出電極Ｓ（ｎ）と、絶縁パネルの第２方向に等間隔で第１方向に沿った複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）とが、それぞれの交点（ｍ、ｎ）で絶縁間隔を隔てて交差し、
複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）のいずれかの駆動領域ＤＶ（ｍ）に一定電圧の交流検出信号を出力する間に、交流検出信号を出力した駆動電極群ＤＶ（ｍ）に交差する複数の検出電極Ｓ（ｎ）に表れる検出電圧を順に検出し、複数の駆動領域ＤＶ（ｍ）と複数の検出電極Ｓ（ｎ）の各交点（ｍ、ｎ）の入力操作体が接近しない状態での検出電圧からの電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を検出し、
電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が所定の入力判定閾値以上となる交点（ｍ、ｎ）の絶縁パネル上の位置から、第１方向と第２方向の入力操作位置を検出する静電容量式タッチパネルの入力操作位置検出方法であって、
全ての交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）から、第１方向と第２方向で隣り合う交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を比較し、第１方向と第２方向のいずれの方向についても電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が入力判定閾値以上の極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）を検出する第１工程と、
交点（ｍ０、ｎ０）の周囲を少なくとも隣接して囲う第１交点群の８カ所の各交点（ｍ１、ｎ１）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を、極大値Ｒｍａｘに対して１未満の一定比率に設定する足きり閾値と比較する第２工程と、
電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）が極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）と足きり閾値以上となる第１交点群の交点（ｍ１、ｎ１）を有効交点とし、有効交点の絶縁パネル上の位置と、有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）とから、第１方向と第２方向の入力操作位置を検出する第３工程を備えたことを特徴とする静電容量式タッチ入力装置の入力操作位置検出方法。
第３工程で入力操作位置を検出した後、極大値Ｒｍａｘとなる交点（ｍ０、ｎ０）と有効交点の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）を無視し、残る全ての交点（ｍ、ｎ）の電圧変化レベルＲ（ｍ、ｎ）について第１工程から第３工程を繰り返し、
第３工程で他の入力操作位置を検出することを特徴とする請求項６に記載の静電容量式タッチ入力装置の入力操作位置検出方法。