特許 5961467 タッチパネル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5961467

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】タッチパネル

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/044 20060101AFI20160719BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/044 127

   G06F3/044 124

   G06F3/041 620

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-164040(P2012-164040)

(22)【出願日】2012年7月24日

(65)【公開番号】特開2014-26336(P2014-26336A)

(43)【公開日】2014年2月6日

【審査請求日】2015年5月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】501398606

【氏名又は名称】富士通コンポーネント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】倉島 茂美

(72)【発明者】

【氏名】関沢 光洋

(72)【発明者】

【氏名】桜井 聡

(72)【発明者】

【氏名】清水 信吉

【審査官】 笠田 和宏

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０６９２８９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−２４３０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９２３０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−１９１０３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

ＩＰＣ Ｇ０６Ｆ ３／０３− ３／０４７

Ｈ０３Ｋ １７／７４−１７／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に配列される複数の第１導電膜と、前記第１方向とは異なる第２方向に配列される複数の第２導電膜とを有するパネルと、
前記複数の第１導電膜に接続され、前記複数の第１導電膜のうちの１又は複数の第１導電膜を選択する第１選択部と、
前記複数の第２導電膜に接続され、前記複数の第２導電膜のうちの１又は複数の第２導電膜を選択する第２選択部と、
前記第１選択部と、前記第１選択部を介して前記第１導電膜に電圧を印加する電源との間に接続されるインダクタと
を含み、
前記パネルの静電容量Ｃ、前記パネルの抵抗Ｒに対して、前記インダクタのインダクタンスＬは、Ｌ≧Ｃ×（Ｒ／２）^２を満たし、
前記パネルの静電容量Ｃは、前記第１導電膜と前記第２導電膜との静電容量であり、
前記パネルの抵抗Ｒは、前記第１導電膜と前記第２導電膜との間の抵抗である、タッチパネル。

【請求項2】

第１方向に配列される複数の第１導電膜と、前記第１方向とは異なる第２方向に配列される複数の第２導電膜とを有するパネルと、
前記複数の第１導電膜に接続され、前記複数の第１導電膜のうちの１又は複数の第１導電膜を選択する第１選択部と、
前記複数の第２導電膜に接続され、前記複数の第２導電膜のうちの１又は複数の第２導電膜を選択する第２選択部と、
前記第１選択部と、前記第１選択部を介して前記第１導電膜に正弦波電圧を印加する電源との間に接続されるインダクタと、
前記電源から入力される正弦波電圧と、前記第２選択部から入力される正弦波電圧との位相差を検出する位相検出部と
を含む、タッチパネル。

【請求項3】

前記パネルの静電容量Ｃ、前記１又は複数の第１導電膜に印加する前記正弦波電圧の周波数ｆに対して、前記インダクタのインダクタンスＬは、Ｌ＝１／｛Ｃ×（２πｆ）^２｝を満たし、
前記パネルの静電容量Ｃは、前記第１導電膜と前記第２導電膜との静電容量である、請求項２記載のタッチパネル。

【請求項4】

前記インダクタの高電位側の端子にカソードが接続され、前記インダクタの低電位側の端子にアノードが接続されるダイオードをさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項記載のタッチパネル。

【請求項5】

第１方向に配列される複数の第１導電膜と、前記第１方向とは異なる第２方向に配列される複数の第２導電膜とを有するパネルと、
前記複数の第１導電膜に接続され、前記複数の第１導電膜のうちの１又は複数の第１導電膜を選択する第１選択部と、
前記複数の第２導電膜に接続され、前記複数の第２導電膜のうちの１又は複数の第２導電膜を選択する第２選択部と、
前記パネルに対向して配置される導体と、
前記導体と基準電位点との間に接続されるインダクタと
を含む、タッチパネル。

【請求項6】

前記導体と基準電位点との間に接続される抵抗器をさらに含む、請求項５記載のタッチパネル。

【請求項7】

前記インダクタと前記抵抗器は並列に接続される、請求項６記載のタッチパネル。

【請求項8】

前記導体に対して、前記パネルとは反対側に配設される抵抗膜式パネルをさらに含む、請求項５乃至７のいずれか一項記載のタッチパネル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチパネルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、入力操作面に配置される検出電極パターンの電位を、固定周波数ｆの交流検出信号で変化させ、固定電位の入力操作体に固定周波数ｆのコモンモード信号を相対的に発生させる静電容量方式タッチパネルがある。

【0003】

入力操作により入力操作体との浮遊容量Ｃｍが増大する検出電極パターンから固定周波数ｆのコモンモード信号を検出し、検出した検出電極パターンの配設位置から入力操作位置を検出している（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−２１５６７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、従来の静電容量方式のタッチパネルは、内部のキャパシタ成分により、操作入力の検出感度が低下する場合があるという課題があった。

【0006】

そこで、本発明は、操作入力の検出感度の良好な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】

【0007】

本発明の一局面のタッチパネルは、第１方向に配列される複数の第１導電膜と、前記第１方向とは異なる第２方向に配列される複数の第２導電膜とを有するパネルと、前記複数の第１導電膜に接続され、前記複数の第１導電膜のうちの１又は複数の第１導電膜を選択する第１選択部と、前記複数の第２導電膜に接続され、前記複数の第２導電膜のうちの１又は複数の第２導電膜を選択する第２選択部と、前記第１選択部と、前記第１選択部を介して前記第１導電膜に電圧を印加する電源との間に接続されるインダクタとを含み、前記パネルの静電容量Ｃ、前記パネルの抵抗Ｒに対して、前記インダクタのインダクタンスＬは、Ｌ≧Ｃ×（Ｒ／２）^２を満たし、前記パネルの静電容量Ｃは、前記第１導電膜と前記第２導電膜との静電容量であり、前記パネルの抵抗Ｒは、前記第１導電膜と前記第２導電膜との間の抵抗である。

【発明の効果】

【0008】

操作入力の検出感度の良好なタッチパネルを提供できるという特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１のタッチパネル１００を示す平面図である。

【図2】図１のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。

【図3】マルチプレクサ１３０で検出する電圧の立ち上がりの波形の一例を示す図である。

【図4】実施の形態２のタッチパネル２００を示す図である。

【図5】実施の形態２のタッチパネル２００におけるインピーダンスを直交座標形式で示す図である。

【図6】実施の形態３におけるタッチパネルの構造図である。

【図7】実施の形態３におけるタッチパネルの説明図（１）である。

【図8】実施の形態３におけるタッチパネルの説明図（２）である。

【図9】実施の形態３におけるタッチパネルの説明図（３）である。

【図10】実施の形態３におけるタッチパネルの制御回路のブロック図である。

【図11】実施の形態４におけるタッチパネルの上面図である。

【図12】実施の形態４におけるタッチパネルの断面図である。

【図13】実施の形態４における他のタッチパネルの上面図である。

【図14】実施の形態４における他のタッチパネルの断面図である。

【図15】実施の形態５のタッチパネル５００の断面を示す図である。

【図16】実施の形態６のタッチパネル６００を示す平面図である。

【図17】実施の形態６のタッチパネル６００のマルチプレクサ１３０で検出する電圧の波形の一例を示す図である。

【図18】実施の形態７のタッチパネルのマルチプレクサ１３０で検出する電圧の波形の一例を示す図である。

【図19】実施の形態８のタッチパネル８００の断面を示す図である。

【図20】実施の形態９のタッチパネル９００の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明のタッチパネルを適用した実施の形態について説明する。

【0011】

＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１のタッチパネル１００を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面を示す図である。図１及び図２では、説明の便宜上、タッチパネル１００の構成を分かり易くするために、一部の構成要素のみを示す。説明の便宜上、図１、２では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。

【0012】

図１に示すように、タッチパネル１００は、静電パネル１１０、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１２０、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１３０、駆動源１４０、キャパシタ１５０、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１６０、及びインダクタ１７０を含む。

【0013】

静電パネル１１０は、タッチパネル１００の入力部となる部分であり、利用者が指等で触れることによって操作入力が行われる。静電パネル１１０は、パネルの一例である。静電パネル１１０は、透明なフィルム１１１と、Ｘ軸方向に配列される複数の電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍ（ｍは任意の整数）と、Ｙ軸方向に配列される複数の電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎ（ｎは任意の整数）とを含む。ここで、電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍの数（ｍ）と、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎの数（ｎ）とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

【0014】

電極Ｒｘｎは、図２に示すように、透明なフィルム１１１の表面側（Ｚ軸正方向側）に形成される。図２には、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎ−１が現れないが、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎ−１も電極Ｒｘｎと同様にフィルム１１１の表面側に形成される。電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎは、図１に示すように、マルチプレクサ１３０に接続される。

【0015】

また、図２に示すように、電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍは、フィルム１１１の裏面側（Ｚ軸負方向側）に形成される。図１に示すように、電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍは、マルチプレクサ１２０に接続される。

【0016】

フィルム１１１は、例えば、ポリカーボネート製又はＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）製の透明なフィルムである。電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍと電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎは、フィルム１１１の表面と裏面にそれぞれ形成されるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）である。

【0017】

なお、図２に示すように、静電パネル１１０の裏面側（Ｚ軸負方向側）には、透明なフィルム１１２が配設されており、表面側（Ｚ軸正方向側）には、加飾フィルム１１３が配設されている。フィルム１１２と加飾フィルム１１３は、例えば、ポリカーボネート製又はＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）製のフィルムである。

【0018】

マルチプレクサ１２０は、電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍが接続されるとともに、インダクタ１７０を介して、駆動源１４０が接続されている。マルチプレクサ１２０は、第１選択部の一例である。マルチプレクサ１２０は、インダクタ１７０を介して駆動源１４０から入力される矩形波状の電圧を電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍを選択的に出力するように構成されている。マルチプレクサ１２０は、電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍを１つずつ順番に選択し、矩形波状の電圧を印加する。

【0019】

マルチプレクサ１３０は、電極Ｒｘ〜Ｒｘｎが接続されるとともに、キャパシタ１５０とＡＤＣ１６０が接続されている。マルチプレクサ１３０は、第２選択部の一例である。マルチプレクサ１３０は、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎを１つずつ順番に選択し、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎの各々の電圧をキャパシタ１５０及びＡＤＣ１６０に入力する。

【0020】

駆動源１４０は、矩形波状の電圧を出力する電圧源である。矩形波状の電圧は、クロック状の電圧であり、所定の周波数を有する。

【0021】

キャパシタ１５０は、マルチプレクサ１３０の端子とＡＤＣ１６０の入力端子との間に一端が接続され、他端は接地されている。

【0022】

ＡＤＣ１６０は、マルチプレクサ１３０から入力される電圧を検出し、デジタル信号に変換して出力する。

【0023】

インダクタ１７０は、駆動源１４０とマルチプレクサ１２０の間に接続されている。

【0024】

以上のようなタッチパネルに１００おいて、マルチプレクサ１３０がＲｘ１〜Ｒｘｎのうちの１つを選択している間に、マルチプレクサ１２０は電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍを順番に選択し、各電極に矩形波状の電圧を印加する。この処理をＲｘ１〜Ｒｘｎの各々について繰り返し行う。

【0025】

この場合に、利用者が静電パネル１１０に触れていない場合は、電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍと、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎとの間の静電容量は初期値で一定であるため、ＡＤＣ１６０が出力するデジタル信号の値は一定である。すなわち、利用者の指の接触がない場合には、電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍと、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎとで検出する静電容量は一定値である。

【0026】

また、図１に示すように、利用者の指が（加飾フィルム１１３を介して）静電パネル１１０に触れると、指で触れた部分で静電容量が変化する。図１には、擬似的に、利用者の指の接触によって静電容量がΔＣだけ変化した様子を示す。

【0027】

このため、Ｒｘ１〜Ｒｘｎの各々について電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍを順番に選択して静電容量を繰り返し検出しているときに、利用者の指の接触によって静電容量の変化が生じると、電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍと電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎとの組み合わせで静電容量の変化が生じた場所を特定でき、この結果、操作入力のあった位置を特定することができる。これにより、タッチパネル１００は、操作入力のあった座標位置を検出することができる。

【0028】

ところで、静電パネル１１０には、ある程度大きな静電容量があるため、矩形波状の電圧をマルチプレクサ１２０から電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍに入力しても、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎを介してマルチプレクサ１３０で検出する電圧の立ち上がりと立ち下がりは鈍ってしまう。

【0029】

図３は、マルチプレクサ１３０で検出する電圧の立ち上がりの波形の一例を示す図であり、実線は、実施の形態１のタッチパネル１００における電圧の立ち上がりの波形を示し、破線は、比較用にインダクタンス１７０を含まないタッチパネルにおける電圧の立ち上がりの波形を示す。図３では、縦軸が電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎで検出する電圧を示し、横軸は時間を示す。

【0030】

図３に示すように、破線で示す立ち上がりの波形は鈍っているが、実線で示す立ち上がりの波形は、破線の波形よりも急峻に立ち上がっている。

【0031】

実施の形態１では、静電パネル１１０の静電容量をＣ１、静電パネル１１０の抵抗値をＲ１とすると、インダクタ１７０のインダクタンスＬ１は、式（１）が成立するように設定する。

【0032】

Ｌ１≧Ｃ１×（Ｒ１／２）^２・・・（１）
式（１）の等号が成り立つ場合は、静電パネル１１０の電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍと、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎとの間に印加される電圧が単振動を起こす振動解を表す。このため、式（１）のように、インダクタ１７０のインダクタンスＬ１を、振動解を与えるインダクタンス以上の値に設定することにより、図３に実線で示すように、鋭い立ち上がりを実現することができる。

【0033】

なお、インダクタ１７０のインダクタンスＬ１を式（１）を満たす値に設定することにより、図３に実線で示すように、電圧の振動が生じる場合があることが考えられるが、ＡＤＣ１６０で電圧を検出する時間を図３に示すＴ１（時刻ｔ０から時刻ｔ１の間の時間）に設定することにより、時刻ｔ１以降の振動は検出に関係なくなるので、検出に問題は生じない。

【0034】

例えば、静電パネル１１０が７インチである場合に、静電パネル１１０の静電容量が５０ｐＦ、抵抗値が１５ｋΩであるとすると、インダクタ１７０のインダクタンスＬ１は、Ｌ１≧２．８ｍＨとなる。

【0035】

以上、実施の形態１によれば、インダクタ１７０を駆動源１４０とマルチプレクサ１２０との間に挿入することにより、ＡＤＣ１６０で検出する電圧の立ち上がりを鋭くすることができるので、利用者の操作入力を検出する際の応答性（レスポンス）の良いタッチパネル１００を提供することができる。すなわち、操作入力の検出感度の良好なタッチパネル１００を提供できる。

【0036】

＜実施の形態２＞
図４は、実施の形態２のタッチパネル２００を示す図である。図４では、理解しやすくするために、タッチパネル２００の主要な構成要素のみを概略的に示す。なお、実施の形態１のタッチパネル１００と同様の構成要素には、同一符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。

【0037】

タッチパネル２００は、静電パネル１１０、マルチプレクサ１２０、マルチプレクサ１３０、駆動源２４０、バンドパスフィルタ２５０、アンプ２５１、位相差検出部２６０、制御部２６１、及びインダクタ２７０を含む。

【0038】

駆動源２４０は、正弦波状の電圧を出力する電圧源である。駆動源２４０は、制御部２６１によって制御され、インダクタ２７０を介して電圧をマルチプレクサ１２０に出力する。

【0039】

バンドパスフィルタ２５０は、マルチプレクサ１３０が出力する電圧の所定の帯域のみを出力する。バンドパスフィルタ２５０により、例えば、タッチパネル２００の裏面側に配設されるＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のノイズ等が除去される。

【0040】

アンプ２５１は、バンドパスフィルタ２５０から出力される電圧を増幅して位相差検出部に出力する。

【0041】

位相差検出部２６０は、駆動源２４０が出力する正弦波状の電圧と、アンプ２５１から入力される正弦波状の電圧との位相差を検出する。

【0042】

制御部２６１は、位相差検出部２６０で検出される位相差を表す信号に波形整形等に施し、座標を表すデータとともにホストインターフェイス（Ｉ／Ｆ）に出力する。ホストインターフェイスの先には、タッチパネル１００を含む端末機等の制御部が接続される。

【0043】

インダクタ２７０は、駆動源２４０とマルチプレクサ１２０の間に接続されている。

【0044】

このようなタッチパネル２００において、駆動源２４０から出力される正弦波状の電圧は、インダクタ２７０、マルチプレクサ１２０、静電パネル１１０、マルチプレクサ１３０、バンドパスフィルタ２５０、及びアンプ２５１を経て位相差検出部２６０に入力される際に、主に静電パネル１１０の静電容量によって位相が遅れる。位相差検出部２６０は、駆動源２４０から直接入力される正弦波状の電圧と、アンプ２５１から入力される正弦波状の電圧との位相差を検出する。

【0045】

利用者の操作入力がない場合は、位相差検出部２６０で検出される位相差は所定の値である。

【0046】

また、利用者の操作入力があると、利用者の指が静電パネル１１０に触れることによって指で触れた部分で静電容量が変化する。これは、実施の形態１で図１に示した場合と同様である。

【0047】

このように静電容量が変化すると、正弦波状の電圧の位相が変わるため、位相差の変化を検出することにより、操作入力のあった位置を特定することができる。これにより、タッチパネル２００は、操作入力のあった座標位置を検出することができる。

【0048】

ところで、２つの正弦波状の電圧の位相差を検出する際には、位相が０度又は１８０度の位置で検出するのが最も効率的である。これは、正弦波の０度と１８０度の位置は、波形の変化率が最も大きな部分であるからである。

【0049】

図５は、実施の形態２のタッチパネル２００におけるインピーダンスを直交座標形式で示す図である。図５に示すインピーダンスは、駆動源２４０からインダクタ２７０、マルチプレクサ１２０、静電パネル１１０、マルチプレクサ１３０、バンドパスフィルタ２５０、アンプ２５１、位相差検出部２６０までの間のインピーダンスを示す。図５では横軸が実数成分で、縦軸が虚数成分を示す。

【0050】

ただし、ここでは、静電パネル１１０のインピーダンスが支配的であるため、インダクタ２７０と静電パネル１１０との合成インピーダンスと、比較用にインダクタ２７０を含まない場合（すなわち、静電パネル１１０のみ）のインピーダンスとを比較する。

【0051】

図５では、横軸正方向（図５における右方向）は、駆動源２４０から出力される正弦波状の電圧の位相（０度）を表す。

【0052】

静電パネル１１０は、比較的大きな静電容量を有するが、インダクタンスは比較的小さいため、インダクタ２７０を含まないタッチパネルのマルチプレクサ１３０が出力する正弦波状の電圧の位相は、破線で示すように、駆動源２４０から出力される正弦波の電圧の位相（０度）に比べて、θだけ位相が変化する。

【0053】

これは、静電パネル１１０は、比較的大きな静電容量を有するが、インダクタンスは比較的小さいため、負の虚数成分（キャパシタンス）が絶対値で比較的大きくなるからである。

【0054】

これに対して、実施の形態１では、インダクタ２７０を駆動源２４０とマルチプレクサ１２０との間に挿入することにより、実線で示すように、位相は微少であり、駆動源２４０から出力される正弦波状の電圧の位相（０度）にかなり近くなっている。

【0055】

ここで、静電パネル１１０が７インチである場合に、キャパシタンスＣ２が５０ｐＦ、抵抗値Ｒ２が１５ｋΩ、駆動源２４０が出力する正弦波状の電圧の周波数が５００ｋＨｚであるとすると、静電パネル１１０のインピーダンスは、約６．４ｋΩ分の負の虚数成分を含むことになる。

【0056】

このため、インダクタ２７０を含まない場合のθは、図５に破線で示すように、−２２．９９°となる。

【0057】

ここで、人間の指が静電パネル１１０に触れることにより、５ｐＦの静電容量の変化が生じると考えると、人間の指が静電パネル１１０に触れているときの位相θは−２１．１０°になる。すなわち、位相差は、１．８９°である。

【0058】

一方、実施の形態２のタッチパネル２００は、インダクタ２７０のインダクタンスを約６．３ｋΩ分の正の虚数成分が得られる値に設定している。具体的には、インダクタ２７０のインダクタンスＬ２は、２．０ｍＨである。

【0059】

このようなインダクタ２７０のインダクタンスＬ２は、式（２）に基づいて設定する。

【0060】

Ｌ２＝１／｛Ｃ２×（２πｆ）^２｝・・・（２）
ここで、静電パネル１１０が７インチである場合のキャパシタンスＣ２が５０ｐＦ、抵抗値Ｒ２が１５ｋΩ、駆動源２４０が出力する正弦波状の電圧の周波数が５００ｋＨｚであるとすると、Ｌ２＝２．０ｍＨと求まる。

【0061】

従って、人間の指が静電パネル１１０に触れていない場合の位相は−０．３１７°であり、人間の指が静電パネル１１０に触れて５ｐＦの静電容量の変化があると考えると、人間の指が静電パネル１１０に触れているときの位相θは＋１．８９３°になる。すなわち、位相差は、２．２１°である。

【0062】

以上より、実施の形態２のタッチパネル２００によれば、インダクタ２７０を駆動源２４０とマルチプレクサ１２０との間に挿入することにより、操作入力があったときの位相差を、インダクタ２７０を含まない場合の１．８９°から、２．２１°にまで、約１７％程改善することができる。

【0063】

また、実施の形態２のタッチパネル２００では、位相検出部２６０で、正弦波状の電圧の位相が０度付近の部分で、駆動源２４０から直接入力される正弦波状の電圧と、インダクタ２７０と静電パネル１１０を経てアンプ２５１から入力される正弦波状の電圧との位相差を検出できるので、位相差をより確実に検出できる。

【0064】

従って、実施の形態２によれば、利用者の操作入力を検出する際の応答性（レスポンス）の良いタッチパネル２００を提供することができる。すなわち、操作入力の検出感度の良好なタッチパネル２００を提供できる。

【0065】

なお、以上では、式（２）の等号が成り立つインダクタンスＬ２を求める形態について説明したが、インダクタ２７０のインダクタンスＬ２を厳密に等号が成り立つ値に設定することが困難な場合は、式（２）を次式（２Ａ）のように変形してもよい。

【0066】

Ｌ２≒１／｛Ｃ２×（２πｆ）^２｝・・・（２Ａ）
すなわち、インダクタ２７０のインダクタンスＬ２は、式（２Ａ）が成り立つように、値を微調整してもよい。この場合に、式（２）で得られる値に対する許容範囲を、例えば、±５％以内というように設定すればよい。

【0067】

なお、正弦波状の電圧の代わりに、実施の形態１のように矩形波状の波形を用いてもよい。

【0068】

＜実施の形態３＞
実施の形態３におけるタッチパネルについて説明する。図６に示されるように、本実施の形態におけるタッチパネルは、４線式のタッチパネルであって、透明フィルム等により形成される上部電極基板の表面に形成された上部透明導電膜３１０とガラス等により形成された下部電極基板の表面に形成された下部透明導電膜３２０とを有するものであり、上部透明導電膜３１０と下部透明導電膜３２０とが対向するように配置されている。尚、図６等では説明の便宜上、上部透明導電膜３１０及び下部透明導電膜３２０のみを記載している。

【0069】

上部透明導電膜３１０には、例えば、Ｘ軸方向に電位勾配を発生させるためのスイッチ３３１及び３３２と、下部透明導電膜３２０と接触した際の電位を検出するための電位検出部３４１と、上部透明導電膜３１０に所定の電位を印加するための電源３４２、スイッチ３３３及び電流検出部３４３が接続されている。尚、スイッチ３３１は、電源電位（Ｖｃｃ）に接続されており、スイッチ３３２は接地電位に接続されている。また、電位検出部３４１は第１の抵抗膜方式検出部となるものであり、電流検出部３４３は静電容量方式検出部となるものである。

【0070】

また、下部透明導電膜３２０には、例えば、Ｙ軸方向に電位勾配を発生させるためのスイッチ３５１及び３５２と、上部透明導電膜３１０と接触した際の電位を検出するための電位検出部３６１が接続されている。尚、スイッチ３５１は、電源電位（Ｖｃｃ）に接続されており、スイッチ３５２は接地電位に接続されている。また、電位検出部３６１は第２の抵抗膜方式検出部となるものである。

【0071】

本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、抵抗膜方式により接触位置の位置検出を行なう場合には、図７に示すように、スイッチ３５１及び３５２を閉じ下部透明導電膜３２０のＹ軸方向に電位勾配を発生させる。この際、上部透明導電膜３１０に接続されているスイッチ３３１及び３３２は開いている。この状態でタッチパネルに指等が接触した場合には、タッチパネルの接触位置においては、下部透明導電膜３２０と上部透明導電膜３１０とが接触し、上部透明導電膜３１０は下部透明導電膜３２０の接触位置における電位となり、上部透明導電膜３１０に接続されている電位検出部３４１により電位が検出され、この電位に基づき不図示の制御部等においてタッチパネルの接触位置におけるＹ座標を算出することができる。

【0072】

次に、図８に示すように、スイッチ３３１及び３３２を閉じ上部透明導電膜３１０のＸ軸方向に電位勾配を発生させる。この際、下部透明導電膜３２０に接続されているスイッチ３５１及び３５２は開いている。この状態でタッチパネルに指等が接触した場合には、タッチパネルの接触位置においては、下部透明導電膜３２０と上部透明導電膜３１０とが接触し、下部透明導電膜３２０は上部透明導電膜３１０の接触位置における電位となり、下部透明導電膜３２０に接続されている電位検出部３６１により電位が検出され、この電位に基づき不図示の制御部等においてタッチパネルの接触位置におけるＸ座標を算出することができる。

【0073】

以上により、抵抗膜方式によりタッチパネルの接触位置の位置検出を行なうことができる。

【0074】

また、本実施の形態におけるタッチパネルにおいて、静電容量方式の位置検出を行なう場合には、図９に示すように、上部透明導電膜３１０に接続されているスイッチ３３１及び３３２を開き、スイッチ３３３を閉じ、上部透明導電膜３１０の電位を電源３４２から供給される電位とする。この状態で、タッチパネルに指等が接触した場合、接触により静電容量が変化するため、電源３４２から上部透明導電膜３１０に流れ込む電流量が変化し、この電流量は電流検出部３４３により検出される。このような電流検出部３４３は図示しないが複数設けられており（例えば、４隅等に設けられており）、各々の電流検出部３４３により検出される電流値に基づき不図示の制御部等において、指等がタッチパネルに接触した接触位置を検出することができる。尚、図９に示す状態においては、スイッチ３５１は開いており、スイッチ３５２は閉じていることが好ましい。スイッチ３５２を閉じることにより、下部透明導電膜３２０の全面を接地電位にすることができ、背面からのノイズ等による影響を防ぐことができるからである。

【0075】

図１０は、実施の形態３におけるタッチパネルを制御するための制御回路のブロック図である。図１０（Ａ）に示すように、この制御回路は、制御部３８０、電圧印加部３８１及び３８２、静電容量方式検出部３８３、抵抗膜方式検出部３８４、選択部３８５を有している。上部透明導電膜３１０は、選択部３８５と接続されており、選択部３８５は静電容量方式検出部３８３及び抵抗膜方式検出部３８４と接続されており、制御部３８０により制御により、静電容量方式検出部３８３または抵抗膜方式検出部３８４のいずれか一方が上部透明導電膜３１０と接続される。また、下部透明導電膜３２０は、抵抗膜方式検出部３８４と接続されている。

【0076】

また、上部透明導電膜３１０と、電圧印加部３８１との間には、インダクタ３７０が接続されている。インダクタ３７０は、実施の形態１のインダクタ１７０と同様のものであり、式（１）を満たすインダクタンスを有する。なお、実施の形態３では、式（１）におけるキャパシタンスは、上部透明導電膜３１０と下部透明導電膜３２０とのキャパシタンスであり、抵抗は、上部透明導電膜３１０と下部透明導電膜３２０との間の抵抗である。

【0077】

静電容量方式検出部３８３は、上部透明導電膜３１０を用いて静電容量方式により位置検出を行なうためのものであり、例えば、電源３４２、スイッチ３３３及び電流検出部３４３を含むものである。また、抵抗膜方式検出部３８４は、上部透明導電膜３１０及び下部透明導電膜３２０を用いて抵抗膜方式による位置検出を行なうためのものであり、例えば、電位検出部３４１及び３６１を有するものである。電圧印加部３８１は、抵抗膜方式による位置検出を行う際に、上部透明導電膜３１０に電位分布を生じさせるためのものであり、電源及びスイッチ３３１及び３３２等を有している。また、電圧印加部３８２は、抵抗膜方式による位置検出を行う際に、下部透明導電膜３２０に電位分布を生じさせるためのものであり、電源及びスイッチ３５１及び３５２等を有している。

【0078】

制御部３８０は、タッチパネルの制御、即ち、電圧印加部３８１による上部透明導電膜３１０への電圧印加、電圧印加部３８２による下部透明導電膜３２０への電圧印加等の制御及び静電容量方式検出部３８３、抵抗膜方式検出部３８４からの情報に基づきタッチパネルにおける接触位置の位置検出を行なう処理等を行なうものであり、ホストＩ／Ｆを介し不図示のホストコンピュータ等に接続されている。

【0079】

実施の形態３のタッチパネルによれば、インダクタ３７０を上部透明導電膜３１０と、電圧印加部３８１との間に挿入することにより、静電容量方式検出部３８３で検出する電圧の立ち上がりを鋭くすることができるので、利用者の操作入力を検出する際の応答性（レスポンス）の良いタッチパネルを提供することができる。すなわち、操作入力の検出感度の良好なタッチパネルを提供できる。

【0080】

なお、図１０（Ｂ）に示すように、インダクタ３７０に、逆起電力を抑制するためのダイオード３７１を並列に接続してもよい。このようなダイオード３７１を用いれば、立ち下がり際に生じる逆起電力をダイオード３７１で早く収束させることができ、回路系の破損を未然に防ぐことができる。

【0081】

＜実施の形態４＞
次に、実施の形態４について説明する。本実施の形態は、実施の形態１、２における静電パネル１１０の電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍ及びＲｘ１〜Ｒｘｎと、実施の形態３の上部透明導電膜３１０をメッシュ状に分割した構造に変更したものである。具体的には、図１１及び図１２に示されるように、上部電極基板となる透明基板４３０の表面に形成されている上部透明導電膜４１０をＸ軸及びＹ軸に対し４５°となる直線に略平行に分割したものである。上部透明導電膜を分割した各々の領域は、Ｘ軸方向に沿った領域４１１同士が接続部４１２により相互に電気的に接続されており、引出し線４１３と接続されている。また、Ｙ軸方向に沿った領域４２１同士が接続部４２２により相互に電気的に接続されており、引出し線４２３と接続されている。また、図に示されるように、下部透明導電膜３２０は、下部電極基板となるガラス等の透明基板４４０上に形成されている。尚、図１１は本実施の形態における上部透明導電膜４１０を有するタッチパネルの上面図であり、図１２は、図１１における一点鎖線１１Ａ−１１Ｂにおいて切断した断面図である。

【0082】

また、本実施の形態では、図１３及び図１４に示されるように、上部電極基板となる透明基板４５０の両面に上部透明導電膜が分割された領域を各々形成したものであってもよい。具体的には、透明基板４５０において下部透明導電膜３２０と対向する一方の面には、上部透明導電膜を分割したＹ軸方向に沿った領域４６１が形成されており、Ｘ軸方向に沿った領域４６１同士が接続部４６２により相互に電気的に接続されており、引出し線４６３と接続されている。また、透明基板４５０における他方の面には、上部透明導電膜を分割したＸ軸方向に沿った領域４７１が形成されており、Ｙ軸方向に沿った領域４７１同士が接続部４７２により相互に電気的に接続されており、引出し線４７３と接続されている。尚、図１３は本実施の形態における上部透明導電膜を有するタッチパネルの上面図であり、図１４は、図１３における一点鎖線１３Ａ−１３Ｂにおいて切断した断面図である。

【0083】

＜実施の形態５＞
図１５は、実施の形態５のタッチパネル５００の断面を示す図である。実施の形態５のタッチパネル５００は、静電パネル１１０（図２参照）の裏面側に、グランド層５０１が表面に形成されたフィルム５０２を介して、抵抗膜方式のパネル５０３を配設したものである。グランド層５０１は、例えば、ＩＴＯ膜であり、フィルム５０２は、例えば、透明なポリカーボネート製又はＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）製のフィルムである。グランド層５０１は、接地されており、抵抗膜方式のパネル５０３の電位等の影響が静電容量方式のパネル１１０に生じることを抑制するために設けられている。

【0084】

抵抗膜方式のパネル５０３は、フィルム５０４、上部透明導電膜５０５、下部透明導電膜５０６、フィルム５０７を含む。上部透明導電膜５０５は、フィルム５０４の表面（図１５では下面）に形成されており、下部透明導電膜５０６は、フィルム５０７の表面（図１５では上面）に形成されている。上部透明導電膜５０５と、下部透明導電膜５０６とは、所定の間隔を隔てて対向している。

【0085】

なお、静電容量方式の静電パネル１１０と、抵抗膜方式のパネル５０３とは、選択的に用いてもよいし、両方で座標位置を検出してもよい。

【0086】

実施の形態５によれば、静電容量方式のパネル１１０と、抵抗膜方式のパネル５０３との間にグランド層を設けたので、静電容量方式のパネル１１０が抵抗膜方式のパネル５０３の電位等の影響を受けることを抑制することができる。

【0087】

なお、この場合に、グランド層５０１は、抵抗膜方式のパネル５０３側を向くように、フィルム５０２の下面側に位置する方が、フィルム５０２の上面側に位置する場合よりも好ましい。

【0088】

＜実施の形態６＞
図１６は、実施の形態６のタッチパネル６００を示す平面図である。図１６では、説明の便宜上、タッチパネル６００の構成を分かり易くするために、一部の構成要素のみを示す。説明の便宜上、図１６では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。

【0089】

図１６に示すように、タッチパネル６００は、静電パネル１１０、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１２０、マルチプレクサ（ＭＵＸ）１３０、駆動源１４０、キャパシタ１５０、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter）１６０、グランド層６０１、及びインダクタ６７０を含む。

【0090】

静電パネル１１０、マルチプレクサ１２０、マルチプレクサ１３０、駆動源１４０、キャパシタ１５０、及びＡＤＣ１６０は、実施の形態１のものと同様であるため、説明を省略する。

【0091】

グランド層６０１は、静電パネル１１０の裏面側（操作入力が行われる表面側とは反対側）に配設される。グランド層６０１は、グランド電位又は所定の基準電位に保持される。グランド層６０１は、例えば、銅箔等の金属膜、又は、ＩＴＯのような透明導電膜であってもよい。例えば、静電パネル１１０の裏面側に抵抗膜方式のパネルを設置する場合は、グランド層６０１として透明な導電膜を用いることが好ましい。

【0092】

静電パネル１１０は、周囲の電子部品等が発するノイズ等による影響を受ける場合があるため、ノイズの影響が大きい環境で静電パネル１１０を用いる場合には、グランド層６０１を用いて、ノイズを遮断することが有効的である。

【0093】

インダクタ６７０は、グランド層６０１と基準電位点（図１６では接地点）の間に接続されている。

【0094】

以上のようなタッチパネルに６００おいて、マルチプレクサ１３０がＲｘ１〜Ｒｘｎのうちの１つを選択している間に、マルチプレクサ１２０は電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍを順番に選択し、各電極に矩形波状の電圧を印加する。この処理をＲｘ１〜Ｒｘｎの各々について繰り返し行う。

【0095】

この場合に、利用者が静電パネル１１０に触れていない場合は、電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍと、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎとの間の静電容量は初期値であるため、ＡＤＣ１６０が出力するデジタル信号の値は一定である。

【0096】

また、図１６に示すように、利用者の指が（加飾フィルム１１３を介して）静電パネル１１０に触れると、指で触れた部分で静電容量が変化する。図１６には、擬似的に、利用者の指の接触によって静電容量がΔＣだけ変化した様子を示す。このように静電容量が変化すると、電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍと、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎとの組み合わせで、操作入力のあった位置を特定することができる。これにより、タッチパネル６００は、操作入力のあった座標位置を検出することができる。

【0097】

ところで、静電パネル１１０には、ある程度大きな静電容量があるため、矩形波状の電圧をマルチプレクサ１２０から電極Ｔｘ１〜Ｔｘｍに入力しても、電極Ｒｘ１〜Ｒｘｎを介してマルチプレクサ１３０で検出する電圧の立ち上がりと立ち下がりは鈍ってしまう。

【0098】

また、グランド層６０１が配設されているため、静電パネル１１０を単独で用いる場合（グランド層６０１を配設しない場合）に比べて、静電パネル１１０の見かけ上の静電容量は増大する。このため、マルチプレクサ１３０で検出する電圧の立ち上がりと立ち下がりは、静電パネル１１０を単独で用いる場合（グランド層６０１を配設しない場合）に比べて、さらに鈍ってしまう。

【0099】

また、静電パネル１１０に蓄えられる電荷の量が一定の場合、静電容量が増大すると、電圧値は低下する。このため、グランド層６０１を用いると、グランド層６０１を用いない場合に比べてＡＤＣ１６０で検出する電圧値が低下することになる。

【0100】

ここで、図１７を用いて、インダクタ６７０を用いることの効果について説明する。

【0101】

図１７は、実施の形態６のタッチパネル６００のマルチプレクサ１３０で検出する電圧の波形の一例を示す図である。図１７（Ａ）は、比較用に、インダクタ６７０を含まずに、グランド層６０１を直接接地した場合の波形を示し、図１７（Ｂ）は、比較用に、インダクタ６７０を含まずに、かつ、グランド層６０１を浮遊させた場合の波形を示す。図１７（Ｃ）は、実施の形態６のタッチパネル６００のマルチプレクサ１３０で検出する電圧の波形の一例を示す図である。

【0102】

なお、図１７には、静電パネル１１０とグランド層６０１との間に、フィルム６０２を挿入した断面を示す。フィルム６０２は、例えば、ポリカーボネート、又は、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）を用いることができる。グランド層６０１は、例えば、フィルム６０２の一方の面に形成されるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜であればよい。

【0103】

図１７（Ａ）では、電圧のピーク値は０．３２Ｖであり、立ち上がりの波形は比較的鈍っている。また、図１７（Ｂ）では、電圧のピーク値は０．４４Ｖに上昇するが、立ち上がりの波形は比較的鈍っている。なお、図１７（Ｂ）の方が図１７（Ａ）よりも電圧値が高かったのは、グランド層６０１を浮遊電位にしたことにより、静電パネル１１０の静電容量が図１７（Ａ）の場合よりも小さくなったためと考えられる。

【0104】

図１７（Ｃ）では、電圧のピーク値は０．４９Ｖであり、立ち上がりの波形は、図１７（Ａ），（Ｂ）に比べると鋭くなっている。

【0105】

以上、実施の形態６によれば、インダクタ６７０をグランド層６０１と接地点との間に挿入することにより、ＡＤＣ１６０で検出する電圧の立ち上がりを鋭くするとともに、検出する電圧値を上昇させることができるので、利用者の操作入力を検出する際の応答性（レスポンス）の良いタッチパネル６００を提供することができる。すなわち、操作入力の検出感度の良好なタッチパネル６００を提供できる。

【0106】

なお、インダクタ６７０と並列に抵抗器を接続してもよい。

【0107】

＜実施の形態７＞
図１８は、実施の形態７のタッチパネルのマルチプレクサ１３０で検出する電圧の波形の一例を示す図である。

【0108】

実施の形態７のタッチパネルは、実施の形態６のタッチパネルのインダクタ６７０の代わりに、抵抗器７７０を用いたものである。このため、実施の形態６のタッチパネル６００と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、図１６を援用する。

【0109】

図１８（Ａ）は、比較用に、抵抗器７７０を含まずに、グランド層６０１を直接接地した場合に、マルチプレクサ１３０で検出する電圧の波形を示す。図１８（Ｂ）は、抵抗器７７０の抵抗値を１．６ｋΩに設定した場合にマルチプレクサ１３０で検出する電圧の波形の一例を示す図であり、図１８（Ｃ）は抵抗器７７０の抵抗値を１６ｋΩに設定した場合の電圧の波形の一例を示す図である。図１８（Ｄ）は、抵抗器７７０にインダクタ６７０を並列に接続したタッチパネルを示す図である。

【0110】

図１８（Ａ）では、電圧のピーク値は０．３３Ｖであり、立ち上がりの波形は比較的鈍っている。また、図１８（Ｂ）では、電圧のピーク値は０．４０Ｖであり、立ち上がりの波形は、図１８（Ａ）に比べると鋭くなっている。また、図１８（Ｃ）では、電圧のピーク値は０．４４Ｖであり、立ち上がりの波形は、図１８（Ａ）に比べると鋭くなっている。これは、抵抗器７７０を挿入したことにより、インダクタ６７０（図１７（Ｃ）参照）を挿入した場合と同様にインピーダンスが調整され、静電パネル１１０の静電容量の影響が緩和されたために、電圧値が上昇し、立ち上がりが鋭くなったためと考えられる。

【0111】

以上、実施の形態７によれば、抵抗器７７０をグランド層６０１と接地点との間に挿入することにより、ＡＤＣ１６０で検出する電圧の立ち上がりを鋭くするとともに、検出する電圧値を上昇させることができるので、利用者の操作入力を検出する際の応答性（レスポンス）の良いタッチパネルを提供することができる。すなわち、操作入力の検出感度の良好なタッチパネルを提供できる。

【0112】

なお、図１８（Ｄ）に示すように、抵抗器７７０にインダクタ６７０を並列に接続してもよい。

【0113】

＜実施の形態８＞
図１９は、実施の形態８のタッチパネル８００の断面を示す図である。図１９（Ａ）に示す実施の形態８のタッチパネル８００は、実施の形態５のタッチパネル５００のグランド層５０１にインダクタ８７０を接続したものである。その他の構成は、実施の形態５のタッチパネル５００と同一であるため、重複説明を省略する。

【0114】

インダクタ８７０は、一端がグランド層５０１に接続され、他端は接地されている。このため、実施の形態６と同様に、インダクタ８７０をグランド層５０１と接地点との間に挿入することにより、ＡＤＣ１６０で検出する電圧の立ち上がりを鋭くするとともに、検出する電圧値を上昇させることができるので、利用者の操作入力を検出する際の応答性（レスポンス）の良いタッチパネル８００を提供することができる。すなわち、操作入力の検出感度の良好なタッチパネル８００を提供できる。

【0115】

なお、図１９（Ｂ）に示すタッチパネル８００Ａのように、インダクタ８７０の代わりに、タッチパネル５００のグランド層５０１に、抵抗器８７０Ａを接続してもよい。このような場合にも、抵抗器８７０Ａをグランド層６０１と接地点との間に挿入することにより、ＡＤＣ１６０で検出する電圧の立ち上がりを鋭くするとともに、検出する電圧値を上昇させることができるので、利用者の操作入力を検出する際の応答性（レスポンス）の良いタッチパネル８００Ａを提供することができる。すなわち、操作入力の検出感度の良好なタッチパネル８００Ａを提供できる。

【0116】

なお、図１９（Ｃ）は、図１９（Ｂ）の抵抗器８７０Ａに相当する部分を抜き出して示す図である。図１９（Ｃ）に示すように、インダクタ８７０と抵抗器８７０Ａを並列に接続してもよい。

【0117】

＜実施の形態９＞
図２０は、実施の形態９のタッチパネル９００の構成を示す図である。実施の形態９のタッチパネル９００は、実施の形態２のタッチパネル２００のインダクタ２７０を取り除き、その代わりに、グランド層９０１とインダクタ９７０を追加したものである。

【0118】

グランド層９０１とインダクタ９７０は、実施の形態６のグランド層６０１とインダクタ６７０（図１６参照）と同様である。

【0119】

インダクタ９７０は、一端がグランド層９０１に接続され、他端は接地されている。このため、実施の形態６と同様に、インダクタ９７０をグランド層９０１と接地点との間に挿入することにより、ＡＤＣ１６０で検出する電圧の立ち上がりを鋭くするとともに、検出する電圧値を上昇させることができるので、利用者の操作入力を検出する際の応答性（レスポンス）の良いタッチパネル９００を提供することができる。すなわち、操作入力の検出感度の良好なタッチパネル９００を提供できる。

【0120】

以上、本発明の例示的な実施の形態のタッチパネルについて説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

【符号の説明】

【0121】

１００、２００、５００、６００、８００、９００ タッチパネル
１１０ 静電パネル
１２０、１３０ マルチプレクサ
１４０、２４０ 駆動源
１５０ キャパシタ
１６０ ＡＤＣ
１７０、２７０、６７０、８７０、９７０ インダクタ
２５０ 駆動源バンドパスフィルタ
２５１ アンプ
２６０ 位相差検出部
２６１ 制御部
３１０ 上部透明導電膜
３２０ 下部透明導電膜
３７０ インダクタ
３８１ 電圧印加部
５０１、６０１、９０１ グランド層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】