JP2009260536A - Input device and display device equipped with same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology which can detect a capacitive touch sensor without deterioration of precision even when it is installed in proximity of an display device. <P>SOLUTION: Impact of noise is reduced by providing a function for properly switching the standard potential of charge storage capacity, which reflects a variation in capacitance owing to fingertouch as its state of charge, according to each stage of a procedure for detecting the capacitance. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、静電容量方式のタッチセンサと表示装置とを組み合わせて構成される画面入力型画像表示システムに関する。   The present invention relates to a screen input type image display system configured by combining a capacitive touch sensor and a display device.

表示画面にセンサ機能を設け、指やスタイラスペンなどによるタッチ操作で情報を入力する、画面入力機能をもつ画像表示装置は、ＰＤＡや携帯端末などのモバイル用電子機器、各種の家電製品、無人受付機等の据置型顧客案内端末に用いられている。このような画面入力機能を備えた画像表示装置に用いられるセンシング方式として、タッチされた部分の抵抗値変化、あるいは静電容量変化を検出する方式、タッチにより遮蔽された部分の光量変化を検出する方式、などが知られている。これらの中で、静電容量変化を検出する方式は、表示している画像の見え方に対する影響が少なく、且つ耐久性に優れるなどの点から特に利用が進んでいる。   An image display device with a screen input function that has a sensor function on the display screen and inputs information by touching with a finger or a stylus pen. Mobile electronic devices such as PDAs and portable terminals, various home appliances, unmanned reception It is used for stationary customer information terminals such as machines. As a sensing method used for an image display device having such a screen input function, a method of detecting a change in resistance value or a change in capacitance of a touched part, or a light amount change in a part shielded by touching is detected. The method is known. Among these methods, a method of detecting a change in electrostatic capacitance is particularly advanced in terms of having little influence on the appearance of a displayed image and having excellent durability.

特許文献１に、静電容量変化を検出する方式が開示されている。本方式は、電荷転送方式と呼ばれる方式である。人の指などがセンサに接触すると、センサ内部に設けられている電極との間に静電容量が形成される。検出手段は電流源、電荷蓄積容量、および電荷検出手段を設け、前記静電容量を充電し、さらにその静電容量に蓄積された電荷を電荷蓄積容量に転送して蓄積し、蓄積量を検出する。センサに指などの接触が無い場合には、上記静電容量が形成されないため電荷蓄積容量へ蓄積される電荷が減少する。この様に、指などの接触の有無を、上記電荷蓄積容量に蓄積された電荷量の大小により判別する方式である。   Patent Document 1 discloses a method for detecting a change in capacitance. This method is a method called a charge transfer method. When a human finger or the like comes into contact with the sensor, a capacitance is formed between the sensor and an electrode provided inside the sensor. The detection means includes a current source, a charge storage capacitor, and a charge detection means, charges the capacitance, further transfers and accumulates the charge accumulated in the capacitance, and detects the accumulation amount. To do. When the sensor is not touched by a finger or the like, the electrostatic capacity is not formed, so that the charge accumulated in the charge storage capacity is reduced. In this manner, the presence or absence of contact with a finger or the like is determined based on the amount of charge stored in the charge storage capacitor.

また、特許文献２には、異なる方式による静電容量検出方式が開示されている。本方式は、連続近似容量方式と呼ばれる方式である。人の指などがセンサに接触すると、センサ内部に設けられている電極との間に静電容量が形成される。検出手段は電流源、電荷蓄積容量、および電荷検出手段を設ける。先ず、前記静電容量の充放電を一定周期で繰り返し、これにより近似的に一定電流を前記電流源と電荷蓄積容量から取り出す。結果、予め一定電位に充電されていた電荷蓄積容量の充電電位が低下し、再度電荷蓄積容量の一定電位までの充電時間が変化する。この時間変化は、前記充放電により取り出される電荷量に依存する。さらに、この充放電により取り出される電荷量は、センサ内の電極と指などが形成する容量値に依存する。従って、前記充電時間の変化を計測することにより、指などのセンサへの接触の有無が判別可能である。   Patent Document 2 discloses a capacitance detection method using a different method. This method is a so-called continuous approximate capacity method. When a human finger or the like comes into contact with the sensor, a capacitance is formed between the sensor and an electrode provided inside the sensor. The detection means includes a current source, a charge storage capacitor, and a charge detection means. First, charging / discharging of the capacitance is repeated at a constant cycle, whereby a constant current is approximately extracted from the current source and the charge storage capacitor. As a result, the charge potential of the charge storage capacitor that has been charged to a constant potential in advance decreases, and the charge time until the charge storage capacitor reaches the constant potential again changes. This time change depends on the amount of charge taken out by the charge / discharge. Further, the amount of charge taken out by this charging / discharging depends on the capacitance value formed by the electrode and the finger in the sensor. Therefore, by measuring the change in the charging time, it is possible to determine the presence or absence of contact with a sensor such as a finger.

ＵＳ ６４６６０３６ Ｂ１US 6466036 B1 ＵＳ ７３１２６１６ Ｂ１US 731616 B1

しかしながら、特許文献１、または２に開示されている静電容量検出方法によるセンサを、表示装置、例えば液晶ディスプレイなど、の表示面上に近接して設置した場合、表示装置の動作に起因する放射ノイズなどの影響を受け、測定精度の低下などの不具合が発生するおそれがある。したがって、上記使用形態における放射ノイズなどの影響を低減する方式の確立が課題である。このような状況に鑑みて、本発明は、静電容量方式のタッチセンサを表示装置に近接して設置した場合にも、精度劣化無く検出可能とする技術の提供を目的とするものである。   However, when a sensor based on the capacitance detection method disclosed in Patent Document 1 or 2 is installed close to the display surface of a display device such as a liquid crystal display, radiation caused by the operation of the display device There is a risk of problems such as a decrease in measurement accuracy due to noise. Therefore, establishment of a method for reducing the influence of radiation noise and the like in the above usage form is a problem. In view of such a situation, an object of the present invention is to provide a technique that enables detection without deterioration in accuracy even when a capacitive touch sensor is installed close to a display device.

上記目的を達成するため、本発明では、指などの接触による静電容量の変化を、その充電状態として反映する電荷蓄積容量の基準電位を、静電容量検出のための手順の各段階に応じて適宜切り替える機能を設け、ノイズの影響が低減される様にした。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a reference potential of a charge storage capacitor that reflects a change in capacitance due to contact with a finger or the like as a charged state is determined according to each step of the procedure for detecting capacitance. In order to reduce the effects of noise, a function for switching the system is provided.

本発明によれば、静電容量検出方法によるセンサを、表示装置、例えば液晶ディスプレイなど、の表示面上に近接して設置した場合にも、表示装置の動作に起因する放射ノイズなどの影響を低減し、測定精度の低下などの不具合が発生することを抑制可能である。   According to the present invention, even when a sensor based on the capacitance detection method is installed close to the display surface of a display device such as a liquid crystal display, the influence of radiation noise caused by the operation of the display device is affected. It is possible to suppress the occurrence of problems such as a reduction in measurement accuracy.

以下、本発明の最良の実施形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings of the examples.

図１は、本発明の実施例１を構成するタッチセンサパネルの構成例を説明する模式図である。図１（ａ）は、タッチセンサパネル１０１の平面構成図である。指などによる接触を検出するため、複数のＸ座標電極１０１と複数のＹ座標電極１０２が配置されている。Ｘ座標電極は、列方向に接続されている。また、Ｙ座標電極は、行方向に接続されている。これら接続された電極群毎に電極端子１０３、１０４が設けられ電気的な信号の取出しが可能となっている。   FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a configuration example of a touch sensor panel constituting Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1A is a plan configuration diagram of the touch sensor panel 101. In order to detect contact with a finger or the like, a plurality of X coordinate electrodes 101 and a plurality of Y coordinate electrodes 102 are arranged. The X coordinate electrodes are connected in the column direction. The Y coordinate electrodes are connected in the row direction. Electrode terminals 103 and 104 are provided for each of these connected electrode groups, and electrical signals can be taken out.

図１（ｂ）は、タッチセンサパネル１０１の断面構造を説明する図である。図１（ａ）中に示す領域１０５の対角線分ＡＢに垂直な方向から断面方向から見た図である。ガラス等が素材となる基板上に絶縁体層があり、その絶縁体層の内部に電気的な絶縁を保った状態で各Ｘ座標電極、Ｙ座標電極が形成されている。さらに最上部には保護膜が形成されている。   FIG. 1B is a diagram for explaining a cross-sectional structure of the touch sensor panel 101. It is the figure seen from the cross-sectional direction from the direction perpendicular | vertical to the diagonal line segment AB of the area | region 105 shown in Fig.1 (a). There is an insulator layer on a substrate made of glass or the like, and each X coordinate electrode and Y coordinate electrode are formed in the insulator layer while maintaining electrical insulation. Further, a protective film is formed on the top.

図２は、上記タッチセンサパネルに形成される静電容量を説明する図である、図２（ａ）は、指などの接触がない状態で形成される静電容量の状態を示している。図中のＸ座標電極２０１に注目すると、隣接電極間、大地間に静電容量が形成されている。図２（ｂ）は、タッチセンサパネルに指が接触することで形成される静電容量を説明する図である。図中の点線で示した楕円は指を示している。人体は大地に接地していると考えられるので、上記タッチセンサパネルが本来有する各静電容量に加え、指と電極間に新たな静電容量が形成される。タッチセンサパネルはこの静電容量の差を検出している。図２（ｃ）は、静電容量の変化を検出する検出回路方式の一例を示している。図１に示した電極端子に接続し、電気信号の変化からタッチセンサパネルの静電容量状態を計測するものである。図示した回路方式は電荷転送方式と呼ばれる方式である。本実施例では、この電荷転送方式に発明を適用した場合を説明する。   FIG. 2 is a diagram for explaining the capacitance formed on the touch sensor panel. FIG. 2A shows the capacitance state formed without contact with a finger or the like. When attention is paid to the X coordinate electrode 201 in the figure, a capacitance is formed between adjacent electrodes and between the ground. FIG. 2B is a diagram illustrating the capacitance formed by the finger touching the touch sensor panel. An ellipse indicated by a dotted line in the figure indicates a finger. Since it is considered that the human body is grounded to the ground, a new capacitance is formed between the finger and the electrode in addition to each capacitance inherent in the touch sensor panel. The touch sensor panel detects this difference in capacitance. FIG. 2C shows an example of a detection circuit method for detecting a change in capacitance. It connects with the electrode terminal shown in FIG. 1, and measures the electrostatic capacitance state of a touch sensor panel from the change of an electrical signal. The circuit system shown is a system called a charge transfer system. In this embodiment, a case where the invention is applied to this charge transfer method will be described.

図３は、電荷転送方式による静電容量計測の概念を説明する図である。図３（ａ）は、電荷転送方式の検出回路に静電容量が接続されている状態を示している。図３（ｂ）は、電荷転送方式の動作を示している。図３（ａ）に示す回路内のスイッチ１とスイッチ２が交互にＯＮ、ＯＦＦを繰り返す。スイッチ１がＯＮ（スイッチ２はＯＦＦ）すると図３（ａ）に示す被検出容量が充電される。その後、スイッチ２がＯＮ（スイッチ１はＯＦＦ）すると、被測定容量に充電された電荷が図３（ａ）に示す電荷蓄積容量に転送される。これを繰り返すことにより、図３（ｂ）に示す様に、電荷蓄積容量の電圧値がステップ状に上昇する。図３（ａ）に示すアンプは、基準電圧（Ｖｒｅｆ）との比較回路として動作しており、前記電荷蓄積容量の充電電位が基準電位を超えると出力が反転し、電荷蓄積容量の充電電位が基準電位を超えたことを検知可能である。上記スイッチ１とスイッチ２のＯＮ、ＯＦＦ制御に伴う電荷蓄積容量の充電電位の上昇率は、被測定容量の大きさに比例する。従って、上記スイッチ１とスイッチ２のＯＮ、ＯＦＦ制御の開始から、上記電荷蓄積容量の充電電位が基準電位を超えるまでの時間を計測することにより被検出容量の値の大小を知ることが可能である。   FIG. 3 is a diagram for explaining the concept of capacitance measurement by the charge transfer method. FIG. 3A shows a state in which a capacitance is connected to a charge transfer type detection circuit. FIG. 3B shows the operation of the charge transfer method. Switch 1 and switch 2 in the circuit shown in FIG. 3A are alternately turned on and off. When the switch 1 is turned on (the switch 2 is turned off), the detected capacitance shown in FIG. 3A is charged. Thereafter, when the switch 2 is turned on (the switch 1 is turned off), the charge charged in the measured capacitor is transferred to the charge storage capacitor shown in FIG. By repeating this, the voltage value of the charge storage capacitor increases stepwise as shown in FIG. The amplifier shown in FIG. 3A operates as a comparison circuit with a reference voltage (Vref). When the charge potential of the charge storage capacitor exceeds the reference potential, the output is inverted, and the charge potential of the charge storage capacitor is It is possible to detect that the reference potential has been exceeded. The rate of increase of the charge potential of the charge storage capacitor accompanying the ON / OFF control of the switch 1 and the switch 2 is proportional to the size of the measured capacitance. Therefore, it is possible to know the magnitude of the value of the detected capacitor by measuring the time from the start of ON / OFF control of the switch 1 and the switch 2 until the charge potential of the charge storage capacitor exceeds the reference potential. is there.

図４は、上記説明の電荷転送方式による容量検出方式をタッチセンサパネルに適用し、指などによるセンサパネルへの接触を検出する方式を説明する図である。ここでは、上述したタッチセンサパネルが本来有する静電容量を電極容量として示している。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、指が接触している状態を示している。電極と指の間には静電容量が形成されている。この状態で、図４（ａ）の状態、スイッチ１をＯＮ（スイッチ２はＯＦＦ）と図４（ｂ）の状態、スイッチ２をＯＮ（スイッチ１はＯＦＦ）とを繰り返すと、電荷蓄積容量の充電電位は、図４（ｃ）に示す様に急激に上昇する。これは、指の接触により、静電容量が大きくなっているためである。これに対して、図４（ｄ）及び図４（ｅ）は、指が接触していない状態を示している。この状態で、図４（ａ）の状態、スイッチ１をＯＮ（スイッチ２はＯＦＦ）と図４（ｂ）の状態、スイッチ２をＯＮ（スイッチ１はＯＦＦ）とを繰り返すと、電荷蓄積容量の充電電位は、図４（ｆ）に示す様にゆっくりと上昇する。これは、指の接触がないため、静電容量が小さくなっているためである。このように、タッチセンサパネルの静電容量の状態を検出することにより指などの接触が検知される。   FIG. 4 is a diagram for explaining a method of detecting contact with the sensor panel by a finger or the like by applying the above-described capacitance detection method by the charge transfer method to the touch sensor panel. Here, the capacitance inherent in the touch sensor panel described above is shown as the electrode capacitance. FIG. 4A and FIG. 4B show a state where the finger is in contact. A capacitance is formed between the electrode and the finger. In this state, when the state of FIG. 4A, the switch 1 is turned on (switch 2 is OFF), the state of FIG. 4B, and the switch 2 is turned on (switch 1 is OFF), the charge storage capacitor The charging potential rises rapidly as shown in FIG. This is because the capacitance is increased by the contact of the finger. On the other hand, FIG.4 (d) and FIG.4 (e) have shown the state which the finger | toe does not contact. In this state, when the state of FIG. 4A, the switch 1 is turned on (switch 2 is OFF), the state of FIG. 4B, and the switch 2 is turned on (switch 1 is OFF), the charge storage capacitor The charging potential rises slowly as shown in FIG. This is because the capacitance is small because there is no finger contact. In this way, contact with a finger or the like is detected by detecting the capacitance state of the touch sensor panel.

図５は、上記説明のタッチセンサパネルを有する画面入力型の画像表示システムの構成図である。図５（ａ）において、表示装置１の表面にタッチセンサパネル３が貼り合わされている。表示装置１は、液晶表示パネル、有機ＥＬパネル、等で特に限定されるものではないが、本実施例では液晶表示パネルを例に説明する。タッチセンサパネル３に対する指等の接触を、上記電荷転送方式の検出回路を含む検出回路４が検出する。この容量変化の検出結果に基づく検出回路４の検出出力ＣＭＰはアナログ−デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）５を介してタッチセンサパネル制御回路６に渡され、接触座標（Ｘ座標、Ｙ座標）が判定される。判定されたタッチ座標データＰＯＳは画面入力型画像表示装置の全体を制御する主制御回路（システム制御回路、マイコンやＣＰＵ等で構成される）７に転送される。主制御回路７は、タッチ座標データＰＯＳからユーザのタッチの発生とその座標を判断し、それに応じた表示信号ＳＩＧを表示制御回路２を通して表示装置１に供給し、表示に反映させる。検出回路４やＡＤＣ５はタッチパネル制御回路６により制御される。図５（ｂ）は、タッチセンサパネルと表示装置（液晶表示パネルを例にする）との関係を詳細に説明する図である。上側がタッチセンサパネルであり、断面構造は、上述したとおりである。本例では、タッチセンサパネルの最下面に透明電極１が形成されている。これは、電磁波を遮蔽するために設けられている。下側は、液晶表示パネルである。液晶表示パネルの構造は多種多様であるが、ここでは一般的な構造を示している。上下２枚のガラス基板の間に液晶層が封入されている。上側ガラス基板の内側には透明電極２がある。これは液晶層に電圧印加する際の基準電位を与える電極である。また、下側のガラス基板の内側には、電極３が形成されている。これは、液晶層に電圧印加する際のスイッチング素子に対し、印加電圧値や電圧印加タイミングを与える制御信号を伝送するための電極である。その他、構成要素は多々あるが本質とは関係が無いので説明は省略する。尚、上記透明電極１は、本例ではタッチセンサパネルに形成されている如く説明されているが、液晶表示パネルなどの表示装置側に形成されても、同様である。   FIG. 5 is a configuration diagram of a screen input type image display system having the touch sensor panel described above. In FIG. 5A, the touch sensor panel 3 is bonded to the surface of the display device 1. The display device 1 is not particularly limited to a liquid crystal display panel, an organic EL panel, or the like, but in this embodiment, a liquid crystal display panel will be described as an example. The detection circuit 4 including the charge transfer type detection circuit detects contact of the finger or the like with the touch sensor panel 3. The detection output CMP of the detection circuit 4 based on the detection result of the capacitance change is passed to the touch sensor panel control circuit 6 via the analog-digital converter (ADC) 5 to determine the contact coordinates (X coordinate, Y coordinate). The The determined touch coordinate data POS is transferred to a main control circuit (configured by a system control circuit, a microcomputer, a CPU, etc.) 7 that controls the entire screen input type image display device. The main control circuit 7 determines the occurrence of the user's touch and its coordinates from the touch coordinate data POS, supplies a display signal SIG corresponding to the touch to the display device 1 through the display control circuit 2, and reflects it in the display. The detection circuit 4 and the ADC 5 are controlled by the touch panel control circuit 6. FIG. 5B is a diagram for explaining in detail the relationship between the touch sensor panel and the display device (a liquid crystal display panel is taken as an example). The upper side is a touch sensor panel, and the cross-sectional structure is as described above. In this example, the transparent electrode 1 is formed on the lowermost surface of the touch sensor panel. This is provided to shield electromagnetic waves. The lower side is a liquid crystal display panel. The structure of the liquid crystal display panel is various, but here, a general structure is shown. A liquid crystal layer is sealed between two upper and lower glass substrates. There is a transparent electrode 2 inside the upper glass substrate. This is an electrode that provides a reference potential when a voltage is applied to the liquid crystal layer. An electrode 3 is formed on the inner side of the lower glass substrate. This is an electrode for transmitting a control signal that gives an applied voltage value and a voltage application timing to a switching element when a voltage is applied to the liquid crystal layer. In addition, although there are many components, they are not related to the essence, so the description is omitted. Although the transparent electrode 1 is described as being formed on the touch sensor panel in this example, the same applies if formed on the display device side such as a liquid crystal display panel.

図６は、上記説明の如くタッチセンサパネルと液晶表示パネルを組み合わせた際に形成される主な静電容量を説明する図である。ここでは、簡単のために、先に説明したタッチセンサパネルが本来有する静電容量（電極容量）は省略している。図６（ａ）に示す様に、多くの静電容量が形成される内、液晶表示パネル内の透明電極２とタッチセンサパネルに設けられた透明電極１との間に形成される静電容量Ｃ１とタッチセンサパネル内の各電極と透明電極１との間に形成される静電容量Ｃ２が主となる。尚、透明電極１は、それ自身の抵抗成分を介し接地されているものとする。図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態に対し、更に指などが接触した状態を示している。先に述べたように、指等は人体が接地していることから、タッチセンサパネル内の各電極と静電容量Ｃ３を形成する。   FIG. 6 is a diagram for explaining main capacitance formed when the touch sensor panel and the liquid crystal display panel are combined as described above. Here, for the sake of simplicity, the capacitance (electrode capacitance) that the touch sensor panel described above originally has is omitted. As shown in FIG. 6A, among the many capacitances formed, the capacitance formed between the transparent electrode 2 in the liquid crystal display panel and the transparent electrode 1 provided in the touch sensor panel. A capacitance C2 formed between C1 and each electrode in the touch sensor panel and the transparent electrode 1 is mainly used. It is assumed that the transparent electrode 1 is grounded via its own resistance component. FIG. 6B shows a state in which a finger or the like is further in contact with the state of FIG. As described above, since the human body is grounded with the finger or the like, each electrode in the touch sensor panel forms a capacitance C3.

図７は、上記タッチセンサパネルと表示装置との組み合わせ構成において、前記電荷転送方式により指接触検出を行う状態を説明する図である。図７（ａ）、（ｃ）は、タッチセンサパネル内の電極の内の一つのＸ座標電極に注目し、図６で説明した各容量を考慮した形で静電容量検出系を等価回路で示した図で、図７（ａ）はスイッチ１がＯＮ、図７（ｃ）はスイッチ２がＯＮの状態を示している。透明電極２を制御する信号である共通電極信号の電圧が透明電極２、容量Ｃ１透明電極１、及び容量Ｃ２を介してＸ座標電極に結合している。Ｘ座標電極と指の間には容量Ｃ３が形成されている。更に、Ｘ座標電極は、電荷転送方式の検出回路に接続している。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すスイッチ１がＯＮ（スイッチ２はＯＦＦ）の状態における本例の表示装置である液晶表示パネルの制御信号と各電極電位の関係を説明する図である。前記電極３には液晶層への印加電圧値を確定する書き込み信号などが印加される。これに対して、透明電極２には共通電極信号としてある周期で変化する電圧信号が印加される。図７（ａ）に示す様に、各電極間は容量で結合されているため、透明電極１は共通電極信号に影響されて電位が変化する。これに対して、Ｘ座標電極は、透明電極１と容量結合しているが、スイッチ１がＯＮしているために電位Ｖｃｃにクランプされ安定している。つまり、容量Ｃ３が電位Ｖｃｃに充電されている。図７（ｄ）は、図７（ｃ）に示すスイッチ２がＯＮ（スイッチ１はＯＦＦ）の状態における本例の表示装置である液晶表示パネルの制御信号と各電極電位の関係を説明する図である。液晶表示パネルは上記同様に動作している。これに対して、非同期に時刻ｔ１においてスイッチ２がＯＮ、スイッチ１がＯＦＦの状態に切り替わったとする。電荷蓄積容量に対して電荷が転送されるためＸ座標電極の電位は時刻ｔ１から低下し始める。この状態でＸ座標電極はクランプ状態でなくなるため透明電極１との間の静電容量Ｃ２を介して透明電極１の電位変化の影響を受け、その電位は電荷転送による低下と容量経由の電位変動影響が重畳した形で電位が変化する。例えば、電位変動が発生している時刻ｔ２でスイッチ１がＯＮ、スイッチ２がＯＦＦの状態に切り替わると、その変動が電荷蓄積容量の充電電位として保持されることとなる。この結果、電荷転送のみで決まるべき電荷蓄積容量の充電電位状態に誤差が発生してしまう。   FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which finger contact detection is performed by the charge transfer method in the combined configuration of the touch sensor panel and the display device. 7A and 7C pay attention to one X coordinate electrode among the electrodes in the touch sensor panel, and the capacitance detection system is an equivalent circuit in consideration of each capacitance described in FIG. FIG. 7A shows a state in which the switch 1 is ON, and FIG. 7C shows a state in which the switch 2 is ON. The voltage of the common electrode signal that is a signal for controlling the transparent electrode 2 is coupled to the X coordinate electrode via the transparent electrode 2, the capacitor C1 transparent electrode 1, and the capacitor C2. A capacitor C3 is formed between the X coordinate electrode and the finger. Further, the X coordinate electrode is connected to a charge transfer type detection circuit. FIG. 7B is a diagram for explaining the relationship between the control signals of the liquid crystal display panel which is the display device of this example and the electrode potentials when the switch 1 shown in FIG. 7A is ON (switch 2 is OFF). It is. The electrode 3 is applied with a write signal for determining a voltage value applied to the liquid crystal layer. On the other hand, a voltage signal that changes in a certain cycle is applied to the transparent electrode 2 as a common electrode signal. As shown in FIG. 7A, since the electrodes are coupled by capacitance, the potential of the transparent electrode 1 is changed by being influenced by the common electrode signal. On the other hand, the X coordinate electrode is capacitively coupled to the transparent electrode 1, but is clamped at the potential Vcc and stable because the switch 1 is ON. That is, the capacitor C3 is charged to the potential Vcc. FIG. 7D is a diagram for explaining the relationship between the control signal of the liquid crystal display panel which is the display device of this example and the electrode potentials when the switch 2 shown in FIG. 7C is ON (switch 1 is OFF). It is. The liquid crystal display panel operates in the same manner as described above. On the other hand, it is assumed that the switch 2 is switched ON and the switch 1 is switched OFF at time t1. Since the charge is transferred to the charge storage capacitor, the potential of the X coordinate electrode starts to decrease from time t1. In this state, the X-coordinate electrode is not in the clamped state, and is affected by the potential change of the transparent electrode 1 via the capacitance C2 between the transparent electrode 1 and the potential is lowered due to charge transfer and the potential variation via the capacitance. The potential changes with the effect superimposed. For example, when the switch 1 is switched on and the switch 2 is switched off at time t2 when the potential variation occurs, the variation is held as the charge potential of the charge storage capacitor. As a result, an error occurs in the charge potential state of the charge storage capacitor that should be determined only by charge transfer.

図８は、上記電荷蓄積容量の充電電位への誤差混入による影響を説明する図である。先に説明したように、電荷転送方式ではスイッチ１と２を交互にＯＮ，ＯＦＦすることで電荷蓄積容量の充電電位がステップ状に増加していく。ここで上記誤差の混入があると各ステップの電圧上昇率に誤差が発生し、基準電位Ｖｒｅｆに到達するまでの時間が変化してしまう。この時間変化が、容量検出誤差となる。   FIG. 8 is a diagram for explaining the influence of mixing errors on the charge potential of the charge storage capacitor. As described above, in the charge transfer method, the charging potential of the charge storage capacitor increases stepwise by alternately turning on and off the switches 1 and 2. Here, if the error is mixed, an error occurs in the voltage increase rate in each step, and the time until the voltage reaches the reference potential Vref changes. This time change becomes a capacitance detection error.

図９は、上記説明の容量検出誤差を低減するための本発明の実施形態の一例構成を説明する図である。本実施例では、上記容量検出誤差を低減するために、電荷蓄積容量の基準電位を任意のタイミングで切り替える機能を設けている。図９（ａ）は、各容量と検出回路系の構成を示している。電荷蓄積容量の基準電位側の端子にスイッチ３とスイッチ４を設けている。スイッチ３の他端は、透明電極１に接続されている。スイッチ４の他端は、グランドに接続されている。図９（ｂ）は、従来の構成で、スイッチ２がＯＮとなっている時間帯の電荷移動状態を説明する図である。電荷蓄積容量には、容量Ｃ３からの電荷Ｑ１と、容量Ｃ１、Ｃ２を介して共通電極信号などから供給される電荷Ｑ２が蓄積される。電荷Ｑ２は、ランダムノイズ成分であるため、電荷蓄積容量の充電電位にノイズが発生する。図９（ｃ）は、本発明の実施形態の構成で、スイッチ２がＯＮとなっている時間帯の電荷移動状態を説明する図である。具体的には、図９（ａ）に示したスイッチ３をＯＮ（スイッチ４をＯＦＦ）にして、透明電極１の電位を電荷蓄積容量の基準電位としている。従って、電荷蓄積容量には、容量Ｃ３からの電荷Ｑ１と、結合容量Ｃ２に蓄積されている微小電荷Ｑ３が蓄積され、ランダムノイズ成分となる電荷Ｑ４は、電荷蓄積容量の基準電位を透明電極１の電位としているため、同相変化となるため殆ど蓄積されない。これにより、電荷蓄積容量の充電電位ノイズが低減される。図９（ｄ）は、スイッチ１から４の動作タイミングを説明する図である。先に説明した通り、時刻ｔ１にスイッチ１がＯＦＦ、スイッチ２がＯＮすると、Ｘ座標電極電位は電荷転送により低下する。このとき、容量結合を介して液晶表示パネルの動作に起因する電位変動が影響し、変動が重畳する。先の時刻ｔ１のタイミングでスイッチ３をＯＮすると、電荷蓄積容量の基準電位は、透明電極１の電位になる。このため、Ｘ座標電極電位の変化に重畳している電位変動は、電荷蓄積容量の基準電位と略同相成分となる、従って、電荷蓄積容量電位に対する影響は軽減する。例えば、時刻ｔ２でスイッチ１をＯＮし、スイッチ２をＯＦＦしても電荷蓄積容量の電位には電位変動成分は混入しない。   FIG. 9 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an embodiment of the present invention for reducing the capacity detection error described above. In this embodiment, a function of switching the reference potential of the charge storage capacitor at an arbitrary timing is provided in order to reduce the capacitance detection error. FIG. 9A shows the configuration of each capacitor and the detection circuit system. A switch 3 and a switch 4 are provided at the reference potential side terminal of the charge storage capacitor. The other end of the switch 3 is connected to the transparent electrode 1. The other end of the switch 4 is connected to the ground. FIG. 9B is a diagram illustrating a charge transfer state in a time zone in which the switch 2 is ON in the conventional configuration. The charge storage capacitor stores a charge Q1 from the capacitor C3 and a charge Q2 supplied from a common electrode signal through the capacitors C1 and C2. Since the charge Q2 is a random noise component, noise is generated in the charge potential of the charge storage capacitor. FIG. 9C is a diagram for explaining a charge transfer state in a time zone in which the switch 2 is ON in the configuration of the embodiment of the present invention. Specifically, the switch 3 shown in FIG. 9A is turned on (the switch 4 is turned off), and the potential of the transparent electrode 1 is set as the reference potential of the charge storage capacitor. Therefore, the charge storage capacitor stores the charge Q1 from the capacitor C3 and the minute charge Q3 stored in the coupling capacitor C2, and the charge Q4, which is a random noise component, sets the reference potential of the charge storage capacitor to the transparent electrode 1. Therefore, since it is in-phase change, it is hardly accumulated. Thereby, the charge potential noise of the charge storage capacitor is reduced. FIG. 9D illustrates the operation timing of the switches 1 to 4. As described above, when the switch 1 is turned off and the switch 2 is turned on at the time t1, the X coordinate electrode potential is lowered by charge transfer. At this time, the potential fluctuation caused by the operation of the liquid crystal display panel is influenced through capacitive coupling, and the fluctuation is superimposed. When the switch 3 is turned on at the previous time t1, the reference potential of the charge storage capacitor becomes the potential of the transparent electrode 1. For this reason, the potential fluctuation superimposed on the change of the X coordinate electrode potential becomes a component in the same phase as the reference potential of the charge storage capacitor, and hence the influence on the charge storage capacitor potential is reduced. For example, even if the switch 1 is turned on at time t2 and the switch 2 is turned off, the potential fluctuation component is not mixed in the potential of the charge storage capacitor.

図１０は、本実施例の効果を説明する図である。先に説明したように、電荷転送方式ではスイッチ１と２を交互にＯＮ，ＯＦＦすることで電荷蓄積容量の充電電位がステップ状に増加していく。ここで上記誤差の混入があると各ステップの電圧上昇率に誤差が発生し、基準電位Ｖｒｅｆに到達するまでの時間が変化してしまうが、本実施例ではその混入の影響が低減されている。従って、容量検出誤差の発生が抑制される。   FIG. 10 is a diagram for explaining the effect of this embodiment. As described above, in the charge transfer method, the charging potential of the charge storage capacitor increases stepwise by alternately turning on and off the switches 1 and 2. Here, if the above error is mixed, an error occurs in the voltage increase rate at each step and the time until the voltage reaches the reference potential Vref changes. In this embodiment, the influence of the mixing is reduced. . Therefore, occurrence of a capacitance detection error is suppressed.

図１１は、本発明の第２の実施形態を説明する図である。図１１（ａ）に示すように、本実施例では、実施例１に示した構成に加えて、スイッチ５とスイッチ６を追加した構成となっている。スイッチ５とスイッチ６は、一端がそれぞれアンプの基準電位Ｖｒｅｆを生成する電圧源の基準電位に接続している。スイッチ５の他端は、電荷蓄積容量の基準電位側に、スイッチ６の他端はグランドに、それぞれ接続されている。スイッチ３とスイッチ４の動作は上記実施例１と同じである。スイッチ５とスイッチ６は、それぞれスイッチ３とスイッチ４に同期して動作するとする。図１１（ｂ）は、本実施例による効果を説明する図である。スイッチ５がスイッチ３と同期して動作することで、アンプの基準電位Ｖｒｅｆを生成する電圧源の基準電位が透明電極１の電位になる。これによりアンプの基準電位Ｖｒｅｆに対して透明電極１の電位変動が重畳する。これにより透明電極１の電位変化によりＸ座標電極が変化しても、同時にアンプの基準電位Ｖｒｅｆが変化するため、基準電位を超えるタイミングの揺らぎが抑制され、静電容量の検出精度の低下が抑えられる。   FIG. 11 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11A, in this embodiment, a switch 5 and a switch 6 are added to the structure shown in the first embodiment. One end of each of the switches 5 and 6 is connected to the reference potential of the voltage source that generates the reference potential Vref of the amplifier. The other end of the switch 5 is connected to the reference potential side of the charge storage capacitor, and the other end of the switch 6 is connected to the ground. The operations of the switches 3 and 4 are the same as those in the first embodiment. It is assumed that the switch 5 and the switch 6 operate in synchronization with the switch 3 and the switch 4, respectively. FIG. 11B is a diagram for explaining the effect of this embodiment. When the switch 5 operates in synchronization with the switch 3, the reference potential of the voltage source that generates the reference potential Vref of the amplifier becomes the potential of the transparent electrode 1. As a result, the potential fluctuation of the transparent electrode 1 is superimposed on the reference potential Vref of the amplifier. As a result, even if the X coordinate electrode changes due to a change in the potential of the transparent electrode 1, the reference potential Vref of the amplifier changes at the same time. Therefore, fluctuations in timing exceeding the reference potential are suppressed, and a decrease in capacitance detection accuracy is suppressed. It is done.

以下、連続近似容量方式による静電容量の検出方式に、本発明を適用した場合の実施例を説明する。   Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a capacitance detection method using a continuous approximate capacitance method will be described.

図１２は、連続近似容量方式による静電容量計測の概念を説明する図である。図１２（ａ）は、連続近似容量方式の検出回路に静電容量が接続されている状態を示している。図１２（ｂ）は、連続近似容量方式の動作を示している。図１２（ａ）に示す回路内のスイッチ１とスイッチ２が一定期間交互にＯＮ、ＯＦＦを繰り返す。スイッチ１がＯＮ（スイッチ２はＯＦＦ）すると図１２（ａ）に示す被検出容量が充電される。このとき、充電電荷は定電流源と電荷蓄積容量とから供給される。その後、スイッチ２がＯＮ（スイッチ１はＯＦＦ）すると、被測定容量に充電された電荷が放電され、被検出容量の充電電荷は０になる。この過程を一定期間繰り返すと、電荷蓄積容量は被検出容量への電荷放出と定電流源からの充電が繰り返される事により、図１２（ｂ）に示す様に、その充電電位が低い一定電位に安定する。この電荷蓄積容量の充電電位が安定する値は、被検出容量の大きさに依存しており、被検出容量が大きいほど低く、小さいほど高くなる。この後、スイッチ１をＯＦＦ、スイッチ２をＯＮの状態に保つと、電荷蓄積容量へは定電流源からの充電のみが行われる様になるため、その電位は一定増加率で上昇する。電荷蓄積容量の充電電位をアンプで基準電位と比較し、充電電位が基準電位を超えたことを検出する。充電電位が基準電位を超えるまでの時間は、上記スイッチ１とスイッチ２を交互にＯＮ、ＯＦＦさせる期間に電荷蓄積容量の充電電位が安定する電位に依存する。この電位が低いほど時間は長く、高いほど時間は短くなる。従って、この充電電位が基準電位を超えるまでの時間を計測することで被検出容量の容量値の大小を測定可能である。   FIG. 12 is a diagram for explaining the concept of capacitance measurement by the continuous approximate capacitance method. FIG. 12A shows a state in which a capacitance is connected to a continuous approximate capacitance type detection circuit. FIG. 12B shows the operation of the continuous approximate capacity method. The switches 1 and 2 in the circuit shown in FIG. 12A are alternately turned on and off for a certain period. When the switch 1 is turned on (the switch 2 is turned off), the detected capacitance shown in FIG. At this time, the charge is supplied from the constant current source and the charge storage capacitor. Thereafter, when the switch 2 is turned on (the switch 1 is turned off), the charge charged in the measured capacitor is discharged, and the charged charge in the detected capacitor becomes zero. If this process is repeated for a certain period, the charge storage capacitor repeats the discharge of the charge to the detected capacitor and the charging from the constant current source, so that the charge potential becomes a low constant potential as shown in FIG. Stabilize. The value at which the charge potential of the charge storage capacitor is stable depends on the size of the detected capacitance, and is lower as the detected capacitance is larger and higher as it is smaller. Thereafter, when the switch 1 is kept OFF and the switch 2 is kept ON, the charge storage capacitor is only charged from the constant current source, so that the potential rises at a constant increase rate. The charge potential of the charge storage capacitor is compared with the reference potential by an amplifier, and it is detected that the charge potential exceeds the reference potential. The time until the charging potential exceeds the reference potential depends on the potential at which the charging potential of the charge storage capacitor is stabilized during the period in which the switch 1 and the switch 2 are alternately turned on and off. The lower the potential, the longer the time, and the higher the potential, the shorter the time. Therefore, the magnitude of the capacitance value of the detected capacitor can be measured by measuring the time until the charging potential exceeds the reference potential.

図１３は、上記連続近似容量方式による静電容量計測をタッチセンサパネルに適用し、指などの接触を検出する方式を説明する図である。図１３（ａ）は、タッチセンサパネルに指が接触している場合である。タッチセンサパネル内の電極は、それ自身が本来持つ電極容量に加え、指との間に容量が形成されている。この様態で得られる電荷蓄積容量の充電電位は、図１３（ｂ）の様になる。これに対して、図１３（ｃ）に示す、指の接触がない場合には、タッチセンサパネルの電極には本来の電極容量のみが形成されている状態となるため、得られる電荷蓄積容量の充電電位波形は、図１３（ｄ）様になる。スイッチ１とスイッチ２のＯＮ、ＯＦＦ期間中の電位低下が少なく、その後の回復も早い。この差により、指のセンサへの接触の有無を検出することが可能となる。   FIG. 13 is a diagram for explaining a method of detecting contact with a finger or the like by applying capacitance measurement by the continuous approximate capacitance method to the touch sensor panel. FIG. 13A shows a case where a finger is in contact with the touch sensor panel. The electrode in the touch sensor panel has a capacitance formed between itself and a finger in addition to the inherent electrode capacitance. The charge potential of the charge storage capacitor obtained in this manner is as shown in FIG. On the other hand, as shown in FIG. 13C, when there is no finger contact, only the original electrode capacitance is formed on the electrodes of the touch sensor panel. The charge potential waveform is as shown in FIG. The potential drop during the ON / OFF period of the switch 1 and the switch 2 is small, and the subsequent recovery is quick. This difference makes it possible to detect the presence or absence of contact of the finger with the sensor.

図１４は、図６に示すタッチセンサパネルと表示装置（液晶表示パネル）とを組み合わせた構成に対し、上記連続近似容量方式を適用して指接触検出を行う工程を説明する図である。   FIG. 14 is a diagram illustrating a process of performing finger contact detection by applying the continuous approximate capacitance method to the configuration in which the touch sensor panel and the display device (liquid crystal display panel) illustrated in FIG. 6 are combined.

図１４（ａ）は、タッチセンサパネル内の電極の内の一つのＸ座標電極に注目し、図６で説明した各容量を考慮した形で静電容量検出系を等価回路で示した図である。透明電極２を制御する信号である共通電極信号の電圧が透明電極２、容量Ｃ１透明電極１、及び容量Ｃ２を介してＸ座標電極に結合している。Ｘ座標電極と指の間には容量Ｃ３が形成されている。更に、Ｘ座標電極は、連続近似容量方式の検出回路に接続している。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す構成で検出動作を行った際に得られる電荷蓄積容量の充電電位変化を説明する図である。検出動作の前半は、スイッチ１とスイッチ２を交互にＯＮ、ＯＦＦし電荷蓄積容量の充電電位を低下させる。その後、スイッチ１をＯＦＦ、スイッチ２をＯＮの状態として、電荷蓄積容量を再度充電する。この充電電位が基準電位Ｖｒｅｆを超えるまでの時間を計測する。図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）に点線で示す時間帯１３０１を拡大し、表示装置の動作波形とあわせて示した図である。表示装置内の各電極の電位が表示動作により変化すると、容量結合している透明電極１にも電位変化が発生する。更に、透明電極１と容量結合しているタッチセンサパネル内の電極にも電位変化が発生する。この様に発生したタッチセンサパネル内の電極の電位変動は、上記連続近似容量方式の検出動作に伴い電荷蓄積容量の充電電位に混入し充電電位の誤差となってしまう。   FIG. 14A is a diagram showing the capacitance detection system as an equivalent circuit in consideration of each capacitance described in FIG. 6 while paying attention to one X coordinate electrode among the electrodes in the touch sensor panel. is there. The voltage of the common electrode signal that is a signal for controlling the transparent electrode 2 is coupled to the X coordinate electrode via the transparent electrode 2, the capacitor C1 transparent electrode 1, and the capacitor C2. A capacitor C3 is formed between the X coordinate electrode and the finger. Further, the X coordinate electrode is connected to a detection circuit of a continuous approximate capacitance method. FIG. 14B is a diagram for explaining a change in the charge potential of the charge storage capacitor obtained when the detection operation is performed with the configuration shown in FIG. In the first half of the detection operation, the switch 1 and the switch 2 are alternately turned on and off to lower the charge potential of the charge storage capacitor. Thereafter, the switch 1 is turned off and the switch 2 is turned on to charge the charge storage capacitor again. The time until this charging potential exceeds the reference potential Vref is measured. FIG. 14C is an enlarged view of the time zone 1301 indicated by the dotted line in FIG. 14B and the operation waveform of the display device. When the potential of each electrode in the display device changes due to the display operation, the potential change also occurs in the transparent electrode 1 that is capacitively coupled. Furthermore, a potential change also occurs in the electrode in the touch sensor panel that is capacitively coupled to the transparent electrode 1. The potential fluctuation of the electrode in the touch sensor panel generated in this way is mixed into the charge potential of the charge storage capacitor in accordance with the detection operation of the continuous approximate capacitance method and becomes an error of the charge potential.

図１５は、上記連続近似容量方式において、電荷蓄積容量の充電電位へ誤差が発生したことによる検出精度への影響を説明する図である。図１５（ａ）は、連続近似容量方式の動作全体波形を示している。図中の点線時間帯１５０１と１５０２を拡大して図１５（ｂ）に示す。図１４で説明したとおり、表示装置の動作による電位変動が電荷蓄積容量の充電電位に混入し誤差が発生している。スイッチ１とスイッチ２のＯＮ、ＯＦＦ動作が終了し、スイッチ１がＯＦＦ、スイッチ２がＯＮの状態に切り替わる時点での電荷蓄積容量の充電電位は、上記電位変動の混入により誤差範囲内でランダムな値をとることとなる。この状態で、電荷蓄積容量の充電が進むと、時間帯１５０２内に示すように基準電位Ｖｒｅｆを超える時刻がばらつくため、静電容量の検出値に誤差を発生する。   FIG. 15 is a diagram for explaining the influence on the detection accuracy due to the occurrence of an error in the charge potential of the charge storage capacitor in the continuous approximate capacitance method. FIG. 15A shows the overall operation waveform of the continuous approximate capacity method. The dotted time zones 1501 and 1502 in the figure are enlarged and shown in FIG. As described with reference to FIG. 14, the potential fluctuation due to the operation of the display device is mixed into the charge potential of the charge storage capacitor, and an error occurs. The charging potential of the charge storage capacitor at the time when the ON / OFF operation of the switch 1 and the switch 2 is finished and the switch 1 is switched OFF and the switch 2 is switched ON is random within the error range due to the mixture of the potential fluctuations. Value. When the charge storage capacitor is charged in this state, the time exceeding the reference potential Vref varies as shown in the time zone 1502, and an error occurs in the detected capacitance value.

図１６は、上記説明の容量検出誤差を低減するための本発明の実施形態の一例構成を説明する図である。本実施例では、上記容量検出誤差を低減するために、電荷蓄積容量の基準電位を任意のタイミングで切り替える機能を設けている。図１６（ａ）は、各容量と検出回路系の構成を示している。電荷蓄積容量の基準電位側の端子にスイッチ３とスイッチ４を設けている。スイッチ３の他端は、透明電極１に接続されている。スイッチ４の他端は、グランドに接続されている。図１６（ｂ）は、従来の構成で、スイッチ１がＯＮとなっている時間帯の電荷移動状態を説明する図である。電荷蓄積容量には、定電流源から供給される電荷Ｑ４、電荷容量Ｃ３に対して供給する電荷Ｑ１と、容量Ｃ１、Ｃ２を介して共通電極信号などから供給される電荷Ｑ２が、蓄積又は放出される。電荷Ｑ２は、ランダムノイズ成分であるため、電荷蓄積容量の充電電位にノイズが発生する。図１６（ｃ）は、本発明の実施形態の構成で、スイッチ１がＯＮとなっている時間帯の電荷移動状態を説明する図である。具体的には、図１６（ａ）に示したスイッチ３をＯＮ（スイッチ４をＯＦＦ）にして、透明電極１の電位を電荷蓄積容量の基準電位としている。電荷蓄積容量には、定電流源から供給される電荷Ｑ４、電荷容量Ｃ３に対して供給する電荷Ｑ１が蓄積又は放出される。ランダムノイズ成分となる、容量Ｃ１、Ｃ２を介して共通電極信号などから供給される電荷は、電荷蓄積容量の基準電位を透明電極１の電位としているため、同相変化となり殆ど蓄積されない。これにより、電荷蓄積容量の充電電位ノイズが低減される。図１６（ｄ）に示す様に、Ｘ座標電極電位の変化に重畳している電位変動は、電荷蓄積容量の基準電位と略同相成分となる、従って、電荷蓄積容量電位に対する影響は軽減する。   FIG. 16 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an embodiment of the present invention for reducing the capacity detection error described above. In this embodiment, a function of switching the reference potential of the charge storage capacitor at an arbitrary timing is provided in order to reduce the capacitance detection error. FIG. 16A shows the configuration of each capacitor and the detection circuit system. A switch 3 and a switch 4 are provided at the reference potential side terminal of the charge storage capacitor. The other end of the switch 3 is connected to the transparent electrode 1. The other end of the switch 4 is connected to the ground. FIG. 16B is a diagram for explaining a charge transfer state in a time zone in which the switch 1 is ON in the conventional configuration. In the charge storage capacitor, charge Q4 supplied from the constant current source, charge Q1 supplied to the charge capacitor C3, and charge Q2 supplied from the common electrode signal through the capacitors C1 and C2 are stored or released. Is done. Since the charge Q2 is a random noise component, noise is generated in the charge potential of the charge storage capacitor. FIG. 16C is a diagram illustrating a charge transfer state in a time zone in which the switch 1 is ON in the configuration of the embodiment of the present invention. Specifically, the switch 3 shown in FIG. 16A is turned on (the switch 4 is turned off), and the potential of the transparent electrode 1 is set as the reference potential of the charge storage capacitor. In the charge storage capacitor, the charge Q4 supplied from the constant current source and the charge Q1 supplied to the charge capacitor C3 are stored or released. The charge supplied from the common electrode signal or the like via the capacitors C1 and C2, which becomes a random noise component, changes in phase because the reference potential of the charge storage capacitor is the potential of the transparent electrode 1, and is hardly accumulated. Thereby, the charge potential noise of the charge storage capacitor is reduced. As shown in FIG. 16D, the potential fluctuation superimposed on the change in the X-coordinate electrode potential becomes a component in the same phase as the reference potential of the charge storage capacitor, and therefore the influence on the charge storage capacitor potential is reduced.

図１７は、本実施例の効果を説明する図である。図１７（ａ）は、連続近似容量方式の動作全体波形を示している。図中の点線時間帯１７０１と１７０２を拡大して図１７（ｂ）に示す。図１６で説明したとおり、電荷蓄積容量の基準電位を制御しているため、表示装置の動作による電位変動の電荷蓄積容量の充電電位への影響が殆ど発生していない。スイッチ１とスイッチ２のＯＮ、ＯＦＦ動作が終了し、スイッチ１がＯＦＦ、スイッチ２がＯＮの状態に切り替わる時点での電荷蓄積容量の充電電位は、上記電位変動の混入が抑制されているために微小な誤差範囲内でランダムな値をとることとなる。この状態で、電荷蓄積容量の充電が進むと、時間帯１７０２内に示すように基準電位Ｖｒｅｆを超える時刻のばらつきも抑えられるため、静電容量の検出値に誤差を発生しない。   FIG. 17 is a diagram for explaining the effect of this embodiment. FIG. 17A shows the overall operation waveform of the continuous approximate capacity method. The dotted time zones 1701 and 1702 in the figure are enlarged and shown in FIG. As described with reference to FIG. 16, since the reference potential of the charge storage capacitor is controlled, the influence of the potential fluctuation due to the operation of the display device hardly affects the charge potential of the charge storage capacitor. The charge potential of the charge storage capacitor at the time when the ON / OFF operation of the switch 1 and the switch 2 is finished and the switch 1 is turned OFF and the switch 2 is turned ON is due to the suppression of the potential fluctuation. A random value is taken within a minute error range. In this state, when the charge storage capacitor is charged, variation in the time exceeding the reference potential Vref is suppressed as shown in the time zone 1702, so that no error occurs in the detected capacitance value.

図１８は、本発明の第４の実施例を説明する図である。本実施例では、静電容量を検出する方式として連続近似容量方式を例にして説明する。本実施例では、電荷蓄積容量に対して蓄積される電荷が、タッチセンサパネルの電極に対して容量結合を介して雑音が混入することにより変動し、その結果、静電容量検出に誤差を発生する事を回避するため、上記タッチセンサパネルの電極に対して容量結合により雑音が混入することにより変動する電荷蓄積容量への蓄積電荷を、可変電流源により補正する機能を設けている。更に、可変電流源は、上記電荷の変動の原因となる電圧変動を反映する部位から参照した信号により制御されるものとしている。本例では、透明電極１の電位変化を参照して可変電流源を制御する構成としている。図１８（ｂ）は、従来の構成で、スイッチ１がＯＮとなっている時間帯の電荷移動状態を説明する図である。電荷蓄積容量には、定電流源から供給される電荷Ｑ４、電荷容量Ｃ３に対して供給する電荷Ｑ１と、容量Ｃ１、Ｃ２を介して共通電極信号などから供給される電荷Ｑ２が、蓄積又は放出される。電荷Ｑ２は、ランダムノイズ成分であるため、電荷蓄積容量の充電電位にノイズが発生する。図１８（ｃ）は、本発明の実施形態の構成を適用した場合の、スイッチ１がＯＮとなっている時間帯の電荷移動状態を説明する図である。このとき、図１８（ａ）に示す構成の、スイッチ３がＯＮとなり、電荷蓄積容量と可変電流源は接続された状態である。電荷蓄積容量には、定電流源から供給される電荷Ｑ４、電荷容量Ｃ３に対して供給する電荷Ｑ１と、容量Ｃ１、Ｃ２を介して共通電極信号などから供給される電荷Ｑ２、更に可変電流源からの電荷Ｑ６が、蓄積又は放出される。電荷Ｑ２は、ランダムノイズ成分である。これに対して、可変電流減は、ランダムノイズ成分となるＱ２を発生する透明電極１の電位を参照し、その電流値を制御しているため、電荷Ｑ２と電荷Ｑ６とは相殺する関係が成り立ち、電荷蓄積容量の充電電位にノイズ発生するノイズを補正可能である。   FIG. 18 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, a continuous approximate capacity method will be described as an example of a method for detecting capacitance. In this embodiment, the charge stored in the charge storage capacitor fluctuates due to noise mixed into the electrodes of the touch sensor panel via capacitive coupling, resulting in an error in capacitance detection. In order to avoid this, a variable current source is used to correct the accumulated charge in the charge accumulation capacitor, which fluctuates when noise is mixed into the electrodes of the touch sensor panel due to capacitive coupling. Further, the variable current source is controlled by a signal referenced from a portion reflecting the voltage fluctuation that causes the fluctuation of the charge. In this example, the variable current source is controlled with reference to the potential change of the transparent electrode 1. FIG. 18B is a diagram illustrating a charge transfer state in a time zone in which the switch 1 is ON in the conventional configuration. In the charge storage capacitor, charge Q4 supplied from the constant current source, charge Q1 supplied to the charge capacitor C3, and charge Q2 supplied from the common electrode signal through the capacitors C1 and C2 are stored or released. Is done. Since the charge Q2 is a random noise component, noise is generated in the charge potential of the charge storage capacitor. FIG. 18C is a diagram for explaining a charge transfer state in a time zone in which the switch 1 is ON when the configuration of the embodiment of the present invention is applied. At this time, the switch 3 having the configuration shown in FIG. 18A is turned on, and the charge storage capacitor and the variable current source are connected. The charge storage capacitor includes a charge Q4 supplied from a constant current source, a charge Q1 supplied to the charge capacitor C3, a charge Q2 supplied from a common electrode signal through the capacitors C1 and C2, and a variable current source. Charge Q6 from is accumulated or released. The charge Q2 is a random noise component. On the other hand, the variable current reduction refers to the potential of the transparent electrode 1 that generates Q2 as a random noise component and controls the current value, so that the charge Q2 and the charge Q6 cancel each other. The noise generated in the charge potential of the charge storage capacitor can be corrected.

図１９は、本発明の第５の実施例を説明する図である。本実施例では、静電容量を検出する方式として連続近似容量方式を例にして説明する。本実施例では、図１９（ａ）に示すように、前記実施例３で説明した、電荷蓄積容量に対して蓄積される電荷が、タッチセンサパネルの電極に対して容量結合を介して雑音が混入することにより変動し、その結果、静電容量検出に誤差を発生する事を回避するため、電荷蓄積容量の基準電位を上記電荷の変動の原因となる電圧変動を反映する部位から参照した信号により制御する方式に対して、更に上記電荷の変動の原因となる電圧変動を反映する部位から参照した信号の経路にフィルタ回路を設けた構成としている。図１９（ｂ）は、上記フィルタ回路を容量素子により構成した例である。本構成に依れば、上記電荷の変動の原因となる電圧変動を抑制し、上記電荷の変動を低減し、更に、電荷蓄積容量の基準電位が、該抑制された後の電位変動と同相に変化するため、相乗的に上記電荷変動を低減可能となる。   FIG. 19 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, a continuous approximate capacity method will be described as an example of a method for detecting capacitance. In the present embodiment, as shown in FIG. 19A, the charge accumulated in the charge storage capacitor described in the third embodiment is noisy through capacitive coupling to the electrodes of the touch sensor panel. In order to avoid the occurrence of errors in capacitance detection as a result of mixing, a signal that refers to the reference potential of the charge storage capacitor from a part that reflects the voltage fluctuation that causes the charge fluctuation. In addition, a filter circuit is provided in a signal path referred to from a portion reflecting the voltage fluctuation that causes the fluctuation of the charge. FIG. 19B shows an example in which the filter circuit is configured by a capacitive element. According to this configuration, the voltage fluctuation that causes the fluctuation of the charge is suppressed, the fluctuation of the charge is reduced, and the reference potential of the charge storage capacitor is in phase with the potential fluctuation after the suppression. Therefore, the charge fluctuation can be reduced synergistically.

タッチセンサパネルの構造を説明する図The figure explaining the structure of a touch sensor panel タッチセンサパネルの形成する静電容量を説明する図The figure explaining the electrostatic capacitance which a touch sensor panel forms 静電容量検出の一方式を説明する図The figure explaining one system of capacitance detection 静電容量検出の一方式を説明する図The figure explaining one system of capacitance detection タッチセンサパネルと表示装置の関係を説明する図The figure explaining the relationship between a touch sensor panel and a display device タッチセンサパネルと表示装置の関係を説明する図The figure explaining the relationship between a touch sensor panel and a display device 静電容量検出誤差の発生過程を説明する図The figure explaining the generation process of the capacitance detection error 静電容量検出誤差の発生過程を説明する図The figure explaining the generation process of the capacitance detection error 本発明の第１の実施例を説明する図The figure explaining 1st Example of this invention 本発明の第１の実施例を説明する図The figure explaining 1st Example of this invention 本発明の第２の実施例を説明する図The figure explaining 2nd Example of this invention 静電容量検出の一方式を説明する図The figure explaining one system of capacitance detection 静電容量検出の一方式を説明する図The figure explaining one system of capacitance detection 静電容量検出誤差の発生過程を説明する図The figure explaining the generation process of the capacitance detection error 静電容量検出誤差の発生過程を説明する図The figure explaining the generation process of the capacitance detection error 本発明の第３の実施例を説明する図The figure explaining 3rd Example of this invention 本発明の第３の実施例を説明する図The figure explaining 3rd Example of this invention 本発明の第４の実施例を説明する図The figure explaining the 4th Example of this invention 本発明の第５の実施例を説明する図The figure explaining the 5th Example of this invention

符号の説明Explanation of symbols

１００…タッチセンサパネル、１０１…Ｘ座標電極、１０２…Ｙ座標電極、１０３…Ｘ電極端子、１０４…Ｙ電極端子、１０５…着目領域、２０１…Ｘ座標電極、３０１、３０２、３０３…電圧波形、４０１、４０２…電圧波形、１…表示装置、２…表示制御回路、３…タッチセンサパネル、４…検出回路、５…ＡＤＣ、６…タッチセンサパネル制御回路、７…主制御回路、６０１…電圧波形、７０１、７０２…電圧波形。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Touch sensor panel, 101 ... X coordinate electrode, 102 ... Y coordinate electrode, 103 ... X electrode terminal, 104 ... Y electrode terminal, 105 ... Region of interest, 201 ... X coordinate electrode, 301, 302, 303 ... Voltage waveform, 401, 402 ... voltage waveform, 1 ... display device, 2 ... display control circuit, 3 ... touch sensor panel, 4 ... detection circuit, 5 ... ADC, 6 ... touch sensor panel control circuit, 7 ... main control circuit, 601 ... voltage Waveform, 701, 702... Voltage waveform.

Claims (17)

計測対象となる静電容量を充電する充電機能、及び該静電容量の充電状態に依存して蓄積される電荷量が変化する如く制御される電荷蓄積容量を有し、該電荷蓄積容量に蓄積された電荷量により前記計測対象となる静電容量の値を計測する静電容量値計測手段であって、前記電荷蓄積容量の基準電位を計測工程の最中に異なる電位に変化させる機能を有することを特徴とする静電容量検出手段。   A charge function for charging the capacitance to be measured, and a charge storage capacitor that is controlled so as to change the amount of charge accumulated depending on the charge state of the capacitance, and stored in the charge storage capacitor Capacitance value measurement means for measuring the value of the capacitance to be measured based on the amount of electric charge, having a function of changing the reference potential of the charge storage capacitor to a different potential during the measurement process Capacitance detecting means. 請求項１に記載の静電容量検出手段であって、上記電荷蓄積容量の基準電位を、該電荷蓄積容量の電荷蓄積による充電電位に生じる雑音の要因となる部位の電位とする工程を含むことを特徴とする静電容量検出手段。   2. The capacitance detecting means according to claim 1, further comprising a step of setting the reference potential of the charge storage capacitor as a potential of a site that causes noise generated in a charge potential caused by charge storage of the charge storage capacitor. Capacitance detection means. 請求項２に記載の静電容量検出手段であって、上記電荷蓄積容量の基準電位を、該電荷蓄積容量の電荷蓄積による充電電位に生じる雑音の要因となる部位の電位とする工程は、上記計測対象の静電容量に充電された電荷を上記電荷蓄積容量に移行する工程と同時に行われることを特徴とする静電容量検出手段。   3. The capacitance detecting means according to claim 2, wherein the step of setting the reference potential of the charge storage capacitor as a potential of a site that causes a noise generated in a charge potential due to charge storage of the charge storage capacitor, Capacitance detection means, which is performed simultaneously with the step of transferring the charge charged in the capacitance to be measured to the charge storage capacitor. 請求項２に記載の静電容量検出手段であって、上記電荷蓄積容量の基準電位を、該電荷蓄積容量の電荷蓄積による充電電位に生じる雑音の要因となる部位の電位とする工程は、上記計測対象の静電容量を充電する工程と同時に行われることを特徴とする静電容量検出手段。   3. The capacitance detecting means according to claim 2, wherein the step of setting the reference potential of the charge storage capacitor as a potential of a site that causes a noise generated in a charge potential due to charge storage of the charge storage capacitor, Capacitance detection means characterized in that it is performed simultaneously with the step of charging the capacitance to be measured. 計測対象となる静電容量を充電する充電機能、及び該静電容量の充電状態に依存して蓄積される電荷量が変化する如く制御される電荷蓄積容量を有し、該電荷蓄積容量に蓄積された電荷量により前記計測対象となる静電容量の値を計測する静電容量値計測手段であって、前記電荷蓄積容量の充電電位を判定する手段が参照する閾値電位の基準電位を計測工程の最中に異なる電位に変化させる機能を有することを特徴とする静電容量検出手段。   A charge function for charging the capacitance to be measured, and a charge storage capacitor that is controlled so as to change the amount of charge accumulated depending on the charge state of the capacitance, and stored in the charge storage capacitor A capacitance value measuring means for measuring a capacitance value to be measured based on the amount of charge, and a step of measuring a reference potential of a threshold potential referred to by a means for determining a charge potential of the charge storage capacitor Capacitance detection means having a function of changing to a different potential during the operation. 請求項５に記載の静電容量検出手段であって、上記電荷蓄積容量の充電電位を判定する手段が参照する閾値電位の基準電位を、該電荷蓄積容量の電荷蓄積による充電電位に生じる雑音の要因となる部位の電位とする工程を含むことを特徴とする静電容量検出手段。   6. The capacitance detection means according to claim 5, wherein a reference potential of a threshold potential referred to by the means for determining a charge potential of the charge storage capacitor is set to a noise potential generated in a charge potential due to charge storage of the charge storage capacitor. Capacitance detection means comprising a step of setting a potential of a site that becomes a factor. 請求項６に記載の静電容量検出手段であって、上記電荷蓄積容量の充電電位を判定する手段が参照する閾値電位の基準電位を、該電荷蓄積容量の電荷蓄積による充電電位に生じる雑音の要因となる部位の電位とする工程は、上記計測対象の静電容量に充電された電荷を上記電荷蓄積容量に移行する工程と同時に行われることを特徴とする静電容量検出手段。   7. The capacitance detecting means according to claim 6, wherein a reference potential of a threshold potential referred to by the means for determining the charge potential of the charge storage capacitor is set to a noise potential generated in a charge potential due to charge storage of the charge storage capacitor. Capacitance detecting means characterized in that the step of setting the potential of the site that becomes a factor is performed simultaneously with the step of transferring the charge charged in the capacitance to be measured to the charge storage capacitor. 請求項６に記載の静電容量検出手段であって、上記電荷蓄積容量の充電電位を判定する手段が参照する閾値電位の基準電位を、該電荷蓄積容量の電荷蓄積による充電電位に生じる雑音の要因となる部位の電位とする工程は、上記計測対象の静電容量を充電する工程と同時に行われることを特徴とする静電容量検出手段。   7. The capacitance detecting means according to claim 6, wherein a reference potential of a threshold potential referred to by the means for determining the charge potential of the charge storage capacitor is set to a noise potential generated in a charge potential due to charge storage of the charge storage capacitor. Capacitance detection means characterized in that the step of setting the potential of the part to be a factor is performed simultaneously with the step of charging the capacitance to be measured. 請求項１から４に記載の静電容量検出手段であって、上記電荷蓄積容量の基準電位を入力する端子と該電荷蓄積容量の電荷蓄積による充電電位に生じる雑音の要因となる部位の電位とを接続する手段にフィルタ機能を有することを特徴とする静電容量検出手段。   5. The capacitance detecting means according to claim 1, wherein a terminal for inputting a reference potential of the charge storage capacitor and a potential of a part which causes noise generated in a charge potential due to charge storage of the charge storage capacitor, Capacitance detection means characterized in that the means for connecting the two has a filter function. 請求項５から８に記載の静電容量検出手段であって、上記電荷蓄積容量の充電電位を判定する手段が参照する閾値電位の基準電位を入力する端子と該電荷蓄積容量の電荷蓄積による充電電位に生じる雑音の要因となる部位の電位とを接続する手段にフィルタ機能を有することを特徴とする静電容量検出手段。   9. The capacitance detecting means according to claim 5, wherein a terminal for inputting a reference potential of a threshold potential referred to by the means for determining the charge potential of the charge storage capacitor and charging by charge storage of the charge storage capacitor. A capacitance detecting means characterized in that a means for connecting a potential of a site that causes noise generated in the potential has a filter function. 請求項９または１０に記載の静電容量検出手段であって、フィルタ機能はグランド電位を基準とするローパスフィルタであることを特徴とする静電容量検出手段。   11. The capacitance detection means according to claim 9, wherein the filter function is a low-pass filter based on a ground potential. 計測対象となる静電容量を充電する充電機能、及び該静電容量の充電状態に依存して蓄積される電荷量が変化する如く制御される電荷蓄積容量を有し、該電荷蓄積容量に蓄積された電荷量により前記計測対象となる静電容量の値を計測する静電容量値計測手段であって、該電荷蓄積容量に対して任意の電荷量を増減させる機能を有することを特徴とする静電容量検出手段。   A charge function for charging the capacitance to be measured, and a charge storage capacitor that is controlled so as to change the amount of charge accumulated depending on the charge state of the capacitance, and stored in the charge storage capacitor Capacitance value measuring means for measuring the value of the capacitance to be measured based on the amount of electric charge, which has a function of increasing or decreasing an arbitrary amount of electric charge with respect to the charge storage capacitance. Capacitance detection means. 請求項１２に記載の静電容量検出手段であって、上記電荷蓄積容量に対して任意の電荷量を増減させる機能は、該電荷蓄積容量の電荷蓄積による充電電位に生じる雑音の要因となる部位の電位を参照し、増減させる電荷量を制御する機能を有することを特徴とする静電容量検出手段。   13. The capacitance detecting means according to claim 12, wherein the function of increasing / decreasing an arbitrary charge amount with respect to the charge storage capacitor is a part that causes noise generated in a charge potential due to charge storage of the charge storage capacitor. A capacitance detecting means characterized by having a function of referring to the potential and controlling the amount of charge to be increased or decreased. 表面に指などの物体が接触したことを検出する機能を有するタッチセンサパネル型の入力装置であって、該タッチセンサパネル内にマトリクス状に配置された複数の電極とタッチセンサパネルの表面に接触した指などの物体との間に形成される静電容量の値を、上記請求項１から１３のいずれかに記載の静電容量検出手段により検出することを特徴とする入力手段。   A touch sensor panel type input device having a function of detecting that an object such as a finger is in contact with the surface, wherein a plurality of electrodes arranged in a matrix in the touch sensor panel and the surface of the touch sensor panel are contacted An input means for detecting a capacitance value formed between a finger and other objects with the capacitance detection means according to any one of claims 1 to 13. 請求項１４に記載の入力手段であって、上記静電容量検出手段における電荷蓄積容量の電荷蓄積による充電電位に生じる雑音の要因となる部位の電位を、上記タッチセンサパネルに設けられた外部電磁波からの影響を低減するために設けられたシールド電極の電位とすることを特徴とする入力手段。   15. The input means according to claim 14, wherein a potential of a site that causes a noise generated in a charge potential due to charge accumulation of the charge storage capacitor in the capacitance detection means is an external electromagnetic wave provided on the touch sensor panel. An input means characterized in that the potential of a shield electrode provided to reduce the influence from the above is used. 請求項１４または請求項１５に記載の入力手段を表示デバイスの表示面に対して近接して設けたことを特徴とする表示装置。   16. A display apparatus comprising the input means according to claim 14 or 15 in proximity to a display surface of a display device. 請求項１６に記載の表示装置であって、上記静電容量検出手段における電荷蓄積容量の電荷蓄積による充電電位に生じる雑音の要因となる部位の電位を、上記表示デバイスの表示面に形成された外部電磁波からの影響を低減するために設けられたシールド電極の電位とすることを特徴とする表示装置。   17. The display device according to claim 16, wherein a potential of a site that causes a noise generated in a charge potential due to charge accumulation of a charge storage capacitor in the capacitance detection unit is formed on a display surface of the display device. A display device characterized by having a potential of a shield electrode provided to reduce the influence of external electromagnetic waves.
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