JP2011221949A

JP2011221949A - タッチパネル装置

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Publication number: JP2011221949A
Application number: JP2010093120A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Tanimizu; 弘実谷水; Takashi Kitada; 貴司北田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-11-04
Anticipated expiration: 2030-04-14
Also published as: JP4904410B2

Abstract

【課題】製造コストの上昇や利便性の低下を招くことなく、マイグレーションの発生を抑制すると共に、タッチ位置検出の高速化を図る。
【解決手段】複数の受信電極３から受信すべき電極を選択して、送信電極に印加された駆動信号に応答した充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部６に、受信電極の非選択時にその受信電極に与える電位を切り換える切換スイッチ２３を設け、この切換スイッチにより、受信電極の選択時に受信信号処理部２２と通電されることで受信電極に与えられる選択時電位Ｖｒａと略同一の第１の非選択時電位Ｖｒｂ１と、送信電極の非選択時にその送信電極に与えられる非選択時電位と略同一の第２の非選択時電位Ｖｒｂ２との間で受信電極に与える電位を切り換えるものとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、電極が格子状に配置されて、タッチ操作に応じた静電容量の変化に伴う電極の出力信号の変化に基づいてタッチ位置を検出する静電容量方式のタッチパネル装置、特に送信電極を１本ずつ選択しながら駆動信号を印加し、その駆動信号に応答した充放電電流信号を受信電極を１本ずつ選択しながら受信する相互容量方式のタッチパネル装置に関するものである。

タッチパネル装置には、タッチ位置を検出する原理が異なる種々の方式があるが、抵抗膜方式や静電容量方式のように多数の電極をパネル内に配設した構成のものでは、電極間にバイアス電圧が印加された状態が長期間継続すると、電極近傍の電解現象等によって電流が流れる現象、いわゆるマイグレーションが発生し、このマイグレーションを放置すると電極間を短絡させる障害を発生させ、製品寿命の低下やシステムの信頼性の低下を招くことから、有効なマイグレーション対策が望まれる。

特にタッチ操作に応じた静電容量の変化に伴う電極の出力信号の変化に基づいてタッチ位置を検出する静電容量方式のタッチパネル装置において、絶縁性の支持シートの表裏に送信電極及び受信電極を配設した構成のものでは、支持シートに存在するピンホール等が原因で、支持シートを挟んだ表裏の送信電極と受信電極との間でマイグレーションが発生することがある。

このようなタッチパネル装置に関するマイグレーション対策に関して、従来、抵抗膜方式のタッチパネル装置において、マイグレーションの原因となるバイアス電圧を、メカニカルスイッチによりタッチ操作が検出された時点で印加する技術が知られている（特許文献１参照）。また、抵抗膜方式のタッチパネル装置において、使用環境がマイグレーションが発生する状態となると、タッチ位置の検出処理を停止する技術が知られている（特許文献２参照）。

特開２０００−２８４９１１号公報特開２００６−３９９２７号公報

ところで、タッチパネル装置は、パソコンや携帯情報端末の分野で広く普及しているが、このタッチパネル装置を、大画面の表示装置と組み合わせることで、多人数を対象にしたプレゼンテーションや講義で使用することができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いることができる。

しかしながら、前記従来の技術のようにメカニカルスイッチでタッチ操作を検出する構成では、タッチパネル装置が大型化すると、メカニカルスイッチでタッチ操作を検出する機構を実現することが難しくなり、製造コストが大幅に上昇するという課題が生じる。

一方、前記従来の技術のように使用環境に応じてタッチ位置の検出処理を停止する構成では、マイグレーションそのものを抑制することができず、またマイグレーションを十分に抑制するために、タッチ位置の検出処理を許容する環境条件を狭く限定すると、使用不能な事態が頻繁に発生するようになり、ユーザの使用に支障を来すことから、利便性の低下を招くという課題が生じる。

また、タッチパネル装置では、例えば描画モードでユーザが指を動かした際の指の軌跡に沿って線が描画されるが、指の動きが早過ぎてタッチ位置の検出が指の動きに追随することができないと、線が途切れた状態で描画される不具合が生じ、使い勝手が低下する。このため、ユーザが指を素早く動かした場合にもタッチ位置の検出を指の動きに追随させることができようにタッチ位置の検出を高速に行うことができる構成が望まれる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、製造コストの上昇や利便性の低下を招くことなく、マイグレーションの発生を抑制すると共に、タッチ位置検出の高速化を図ることができるように構成されたタッチパネル装置を提供することにある。

本発明のタッチパネル装置は、タッチ面を備え、互いに並走する複数の送信電極及び互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記複数の送信電極から送信すべき電極を選択して駆動信号を印加する送信部と、前記複数の受信電極から受信すべき電極を選択して前記駆動信号に応答した充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、前記受信部から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部及び前記受信部の動作を制御する制御部と、を有し、前記受信部は、前記受信電極の非選択時にその受信電極に与える電位を切り換える電位切換え部を有し、この電位切換え部は、前記受信電極の選択時に受信信号処理部と通電されることで前記受信電極に与えられる選択時電位と略同一の第１の非選択時電位と、前記送信電極の非選択時にその送信電極に与えられる非選択時電位と略同一の第２の非選択時電位との間で前記受信電極に与える電位を切り換える構成とする。

本発明によれば、電位切換え部により受信電極の非選択時に、選択時電位と略同一の第１の非選択時電位を受信電極に与えることで、受信電極の選択切換時の切換ノイズを小さく抑えて、受信電極の選択切換の動作を高速化することができ、また、電位切換え部により受信電極の非選択時に、送信電極の非選択時電位と略同一の第２の非選択時電位を受信電極に与えることで、非選択状態での受信電極と送信電極との電位差を小さく抑えて、マイグレーションの発生を抑制することができ、これにより製造コストの上昇や利便性の低下を招くことなく、マイグレーションの発生を抑制すると共に、タッチ位置検出の高速化を図ることができる。

本発明によるタッチパネル装置を示す全体構成図図１に示した送信部の概略構成図図１に示した受信部の概略構成図図３に示した受信信号処理部の概略構成図図４に示したＩＶ変換部の構成を示す回路図図１に示した制御部で行われる第１の制御モード及び第２の制御モードの制御内容を示す図図１に示した送信電極に印加される駆動信号、受信部でのＩＶ変換後の出力信号、及び受信部での処理タイミングを規定する制御信号を示す波形図図６に示した第１の制御モード及び第２の制御モードの制御状況を示す図

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、タッチ面を備え、互いに並走する複数の送信電極及び互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記複数の送信電極から送信すべき電極を選択して駆動信号を印加する送信部と、前記複数の受信電極から受信すべき電極を選択して前記駆動信号に応答した充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、前記受信部から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部及び前記受信部の動作を制御する制御部と、を有し、前記受信部は、前記受信電極の非選択時にその受信電極に与える電位を切り換える電位切換え部を有し、この電位切換え部は、前記受信電極の選択時に受信信号処理部と通電されることで前記受信電極に与えられる選択時電位と略同一の第１の非選択時電位と、前記送信電極の非選択時にその送信電極に与えられる非選択時電位と略同一の第２の非選択時電位との間で前記受信電極に与える電位を切り換える構成とする。

これによると、電位切換え部により受信電極の非選択時に、選択時電位と略同一の第１の非選択時電位を受信電極に与えることで、受信電極の選択切換時の切換ノイズを小さく抑えて、受信電極の選択切換の動作を高速化することができ、また、電位切換え部により受信電極の非選択時に、送信電極の非選択時電位と略同一の第２の非選択時電位を受信電極に与えることで、非選択状態での受信電極と送信電極との電位差を小さく抑えて、マイグレーションの発生を抑制することができ、これにより製造コストの上昇や利便性の低下を招くことなく、マイグレーションの発生を抑制すると共に、タッチ位置検出の高速化を図ることができる。

前記課題を解決するためになされた第２の発明は、前記第１の発明において、前記制御部は、前記電位切換え部により前記受信電極に前記第１の非選択時電位を与える第１の制御モードと、前記受信電極に前記第２の非選択時電位を与える第２の制御モードとを有し、前記第１の制御モードで、前記受信電極の選択を高速に切り換え、前記第２の制御モードで、前記受信電極の選択を低速に切り換えるようにした構成とする。

これによると、第１の制御モードで受信電極の選択を高速に切り換えるため、タッチ位置検出の高速化を図ることができる。また、第２の制御モードでは、受信電極の選択時と非選択時とで電位差があるため、切換ノイズが発生するが、受信電極の選択を低速に切り換えて、切換ノイズが収まるまでの待ち時間を長く確保することで、切換ノイズによるタッチ位置の誤検出を避けることができる。

前記課題を解決するためになされた第３の発明は、前記第２の発明において、前記制御部は、タッチ操作が断続的に行われているタッチ操作期間か否かを判断し、タッチ操作期間であれば前記第１の制御モードとし、タッチ操作期間でなければ前記第２の制御モードとする構成とする。

これによると、ユーザがタッチ操作を行う時間は短く、殆どはタッチ面に表示された画面を見ている状態となることから、マイグレーションの観点で不都合な第１の制御モードをタッチ操作期間に限定し、残りの多くの時間をマイグレーションの観点で好都合な第２の制御モードとすることで、使い勝手を低下させることなく、マイグレーションの発生を効果的に抑制することができる。

前記課題を解決するためになされた第４の発明は、前記第３の発明において、前記制御部は、電源の投入に応じて前記第２の制御モードで処理を開始し、タッチ操作を検出すると前記第１の制御モードに切り換え、タッチ操作がない状態が所定時間継続すると前記第２のモードに復帰させる構成とする。

これによると、タッチ操作が断続的に行われているタッチ操作期間を適切に判断して、マイグレーションの観点で不都合な第１の制御モードを短時間に限定するため、マイグレーションの発生をより一層抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明によるタッチパネル装置を示す全体構成図である。このタッチパネル装置１は、互いに並走する複数の送信電極２と互いに並走する複数の受信電極３とが格子状に配置されたパネル本体４と、送信電極２に対して駆動信号（パルス信号）を印加する送信部５と、送信電極２に印加された駆動信号に応答した受信電極３の充放電電流信号を受信して、送信電極２と受信電極３とが交差する電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部６と、この受信部６から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に送信部５及び受信部６の動作を制御する制御部７とを備えている。

このタッチパネル装置１は、大画面の表示装置と組み合わせることで、プレゼンテーションや講義に用いることができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いられ、特にここでは、プロジェクタ装置と組み合わせて用いられ、タッチパネル装置１のタッチ面がプロジェクタ用のスクリーンとなる。

タッチパネル装置１から出力されるタッチ位置情報は、パソコンなどの外部機器８に入力され、外部機器８から出力される表示画面データに基づいてプロジェクタ装置９によりタッチパネル装置１のタッチ面上に投影表示される表示画面上に、タッチパネル装置１のタッチ面上でユーザが指示物（ユーザの指先及びスタイラスや指示棒等の導電体）で行ったタッチ操作に対応した画像が表示され、タッチパネル装置のタッチ面にマーカーで直接描画をするのと同様の感覚で所要の画像を表示させることができ、また表示画面に表示されたボタンなどを操作することができる。さらに、タッチ操作で描かれた画像を消去するイレーサを用いることもできる。

送信電極２及び受信電極３は同一の配置ピッチ（例えば１０ｍｍ）で配置されており、その本数はパネル本体４のアスペクト比に応じて異なり、送信電極２が例えば１２０本、受信電極３が例えば１８６本配置される。

送信電極２と受信電極３とは、絶縁層（後述する支持シート）を挟んで重なり合う態様で交差しており、この送信電極２と受信電極３とが交差する電極交点にはコンデンサが形成され、ユーザが指示物でタッチ操作を行うと、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に減少することで、タッチ操作の有無を検出することができる。

特にここでは、相互容量方式が採用され、送信電極２に駆動信号を印加すると、これに応答して受信電極３に充放電電流が流れ、このとき、ユーザのタッチ操作に応じて電極交点の静電容量が変化すると、受信電極３の充放電電流が変化し、この充放電電流の変化量を受信部６で電極交点ごとのレベル信号（ディジタル信号）に変換して制御部７に出力し、制御部７では、電極交点ごとのレベル信号に基づいてタッチ位置が算出される。この相互容量方式では、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ（多点検出）が可能である。

制御部７は、受信部６から出力される電極交点ごとのレベル信号から所定の演算処理によってタッチ位置（タッチ領域の中心座標）を求める。このタッチ位置の演算では、Ｘ方向（送信電極２の延在方向）とＹ方向（受信電極３の延在方向）とでそれぞれ隣接する複数（例えば４×４）の電極交点ごとのレベル信号から所要の補間法（例えば重心法）を用いてタッチ位置を求める。これにより、送信電極２及び受信電極３の配置ピッチ（１０ｍｍ）より高い分解能（例えば１ｍｍ以下）でタッチ位置を検出することができる。

図２は、図１に示した送信部５の概略構成図である。送信部５は、駆動信号発生部１１と電極選択部１２とを備えている。駆動信号発生部１１は、制御部７から出力されるタイミング信号に同期して駆動信号（パルス信号）を生成する。電極選択部１２では、送信電極２を１本ずつ選択して、駆動信号発生部１１から出力される駆動信号を送信電極２に順次印加する。

送信電極２の選択時には、駆動信号である最大値Ｖｐ（例えば５Ｖ）のパルス波による選択時電位Ｖｓａが送信電極２に与えられ、送信電極２の電位は、０Ｖと最大値Ｖｐとの間で変化する。一方、送信電極２の非選択時には、接地電位である非選択時電位Ｖｓｂ（０Ｖ）が送信電極２に与えられる。

図３は、図１に示した受信部６の概略構成図である。受信部６は、電極選択部２１と受信信号処理部２２と切換スイッチ（電位切換え部）２３とを備えている。電極選択部２１では、受信電極３ごとにスイッチング素子ＳＷが接続されており、送信電極２の１本に駆動信号を印加する間に、受信電極３を１本ずつ選択して、受信電極３からの充放電電流信号を受信信号処理部２２に順次入力させる。これにより、全ての電極交点ごとの充放電電流信号を取り出すことができる。

電極選択部２１のスイッチング素子ＳＷは、２つの接点の一方が受信信号処理部２２に接続され、他方が切換スイッチ２３に接続されており、受信電極３が受信信号処理部２２に接続される選択状態と、受信電極３が切換スイッチ２３に接続される非選択状態との間で切り換えられる。各スイッチング素子ＳＷは制御部７からの駆動信号に応じて個別に切り換え制御される。

切換スイッチ２３は、非選択状態での受信電極３の電位を切り換えるものであり、２つの接点の一方が電源回路１５に接続され、他方が接地されている。切換スイッチ２３が、電源回路１５に接続された一方の接点につながると、受信電極３に第１の非選択時電位Ｖｒｂ１（例えば２．０Ｖ）が与えられる。接地された他方の接点につながると、受信電極３に第２の非選択時電位Ｖｒｂ２（ここでは０Ｖ）が与えられる。

受信電極３及び電極選択部２１のスイッチング素子ＳＷは、所定数（例えば２４本）ごとにグループ化され、各グループに属するスイッチング素子ＳＷの互いに対応するもの同士が並行して切り換え制御される。また、各グループごとに受信信号処理部２２が設けられている。各グループでは受信電極３が１つずつ順に選択状態となるようにスイッチング素子ＳＷが制御され、残りのスイッチング素子ＳＷは非選択状態に制御されており、選択状態となる１本の受信電極３の充放電電流信号が受信信号処理部２２に入力される。

このように、スイッチング素子ＳＷのスイッチング動作が複数のグループ間で並行して行われるため、全ての受信電極３の充放電電流信号を受信するのに要する時間を短縮することができる。また、受信部６での充放電電流信号の処理をグループごとに分割して行うことができるため、ハードウエア構成の大型化を抑えることができる。

なお、受信電極３のグループ化では、各グループに属する受信電極３の本数を同一とする必要はなく、例えば受信電極３が１８６本の場合、７つのグループＡ〜Ｇを２４本とし、最後のグループＨを１８本とすればよい。

図４は、図３に示した受信信号処理部２２の概略構成図である。この受信信号処理部２２は、ＩＶ変換部３１と、バンドパスフィルタ３２と、絶対値検出部３３と、積分部３４と、サンプルホールド部３５と、ＡＤ変換部３６とを備えている。

ＩＶ変換部３１では、スイッチング素子ＳＷを介して入力される受信電極３の充放電電流信号（アナログ信号）が電圧信号に変換される。バンドパスフィルタ３２では、ＩＶ変換部３１の出力信号に対して、送信電極２に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号を除去する処理が行われる。絶対値検出部（整流部）３３では、バンドパスフィルタ３２の出力信号に対して全波整流が行われる。積分部３４では、絶対値検出部３３の出力信号を時間軸方向に積分する処理が行われる。サンプルホールド部３５では、積分部３４の出力信号を所定のタイミングでサンプリングする処理が行われる。ＡＤ変換部３６では、サンプルホールド部３５の出力信号をＡＤ変換してレベル信号（ディジタル信号）を出力する。

図５は、図４に示したＩＶ変換部３１の構成を示す回路図である。ＩＶ変換部３１は、オペアンプＯＰＡと、抵抗成分Ｒと、容量成分Ｃとを備えており、抵抗成分Ｒ及び容量成分Ｃは、オペアンプＯＰＡの一方の入力端子と出力端子との間に並列接続されている。オペアンプＯＰＡは、単電源動作が可能なものであり、電源回路１５から供給される単一の動作電圧（２．０Ｖ）で動作する。

オペアンプＯＰＡでは、イマジナルショートにより、電極選択部２１を介して受信電極３と接続された一方の入力端子が、電源回路１５と接続された他方の入力端子と同じ電位となる。このため、受信電極３の選択時には、受信電極３がＩＶ変換部３１と通電されることで、オペアンプＯＰＡの動作電圧と同じ選択時電位Ｖｒａ（例えば２Ｖ）が受信電極３に与えられる。

図６は、図１に示した制御部７で行われる第１の制御モード及び第２の制御モードの制御内容を示す図である。制御部７は、切換スイッチ２３により受信電極３に第１の非選択時電位Ｖｒｂ１（２Ｖ）を与える第１の制御モード（高速モード）と、切換スイッチ２３により受信電極３に第２の非選択時電位Ｖｒｂ２（０Ｖ）を与える第２の制御モード（低速モード）とを有し、第１の制御モードで、受信電極３の選択を高速に切り換え、第２の制御モードで、受信電極３の選択を低速に切り換えるようにしている。

図３に示したように、切換スイッチ２３により、受信電極３には、電源回路１５から供給される第１の非選択時電位Ｖｒｂ１と、接地電位である第２の非選択時電位Ｖｒｂ２（０Ｖ）とのいずれかが与えられ、第１の制御モードと第２の制御モードとは、切換スイッチ２３により非選択時に受信電極３に与える電位が異なるだけであり、この他は、第１の制御モードと第２の制御モードとで同一である。

受信電極３の非選択時に受信電極３に与える第１の非選択時電位Ｖｒｂ１は、受信電極３の選択時に受信信号処理部２２と通電されることで受信電極３に与えられる選択時電位Ｖｒａと同一（２Ｖ）となるように設定されている。受信電極３の非選択時に受信電極３に与える第２の非選択時電位Ｖｒｂ２は、送信電極２の非選択時にその送信電極２に与えられる非選択時電位Ｖｓｂと同一（０Ｖ）となるように設定されている。

図７は、図１に示した送信電極２に印加される駆動信号、受信部６でのＩＶ変換後の出力信号、及び受信部６での処理タイミングを規定する制御信号を示す波形図である。送信部５は、送信電極２を１本ずつ選択してその送信電極２に駆動信号（パルス信号）を印加し、受信部６は、送信電極２の１本に駆動信号を印加する間に、受信電極３を１本ずつ選択してその受信電極３の充放電電流信号を受信してＩＶ変換し、このとき、送信電極２には１つの電極交点について複数（ここでは１２）のパルス波が印加される。

受信部６の電極選択部２１は、制御部７から出力される制御信号に基づいて受信電極３の選択を切り換え、制御信号がローからハイに変化するタイミングでスイッチング素子ＳＷが切り換えられて次の受信電極３が選択される。また、積分部３４では、制御信号に基づいて積分処理が実行され、制御信号がハイからローに変化するタイミングで積分処理が開始され、制御信号がローからハイに変化するタイミングで積分処理が終了する。

図７（Ａ）は、第１の制御モード（高速モード）を示す。ここでは、受信電極３の非選択時に、選択時電位Ｖｒａと同一の第１の非選択時電位Ｖｒｂ１が与えられる。この場合、受信電極３の選択時と非選択時とで電位差が生じないため、受信電極３が切り換えられる際に切換ノイズはほとんど発生しない。このため、切換ノイズが収まるまでの待ち時間（積分停止期間）が短くて済み、受信電極３の選択切換を高速に行うことができる。

図７（Ｂ）は、第２の制御モード（低速モード）を示す。ここでは、受信電極３の非選択時に、送信電極２の非選択時電位Ｖｓｂと同一の第２の非選択時電位Ｖｒｂ２（０Ｖ）が与えられる。この場合、受信電極３の選択時と非選択時とで大きな電位差が生じるため、受信電極３が切り換えられる際に大きな切換ノイズが発生し、この切換ノイズが積分値に含まれると、タッチ位置の誤検出を招く。そこで、この第２の制御モードでは、切換ノイズが収まるまでの待ち時間（積分停止期間）を長く確保するようにしており、これにより切換ノイズによるタッチ位置の誤検出を避けることができるが、受信電極３の切り換えに時間を要するため、タッチ位置の検出が低速となる。

ところで、前記のように、送信電極２の本数を１２０本とすると、図６に示したように、その逆数である１／１２０の割合（デューティ比）で送信電極２が選択状態となり、この選択状態では送信電極２に選択時電位Ｖｓａ（０〜５Ｖ）が与えられ、残りの１１９／１２０の割合で送信電極２が非選択状態となり、この非選択状態では接地電位である非選択時電位Ｖｓｂ（０Ｖ）が与えられる。したがって、送信電極２は殆どの時間で０Ｖとなる。

一方、受信電極３の１グループの本数を２４本とすると、その逆数である１／２４の割合（デューティ比）で受信電極３が選択状態となり、この選択状態では受信電極３に選択時電位Ｖｒａ（２Ｖ）が与えられ、残りの２３／２４の割合で受信電極３が非選択状態となり、この非選択状態では第１の非選択時電位Ｖｒｂ１（２Ｖ）及び第２の非選択時電位Ｖｒｂ２（０Ｖ）のいずれかが与えられる。

ここで、第１の制御モード（高速モード）では、第１の非選択時電位Ｖｒｂ１（２Ｖ）を受信電極３に与えることから、送信電極２と受信電極３との間に電位差が発生するため、マイグレーションの観点からは問題がある。したがって、第１の制御モードは、できるだけ短時間で済むように制御することが望ましい。

一方、第２の制御モード（低速モード）では、受信電極３の非選択時に第２の非選択時電位Ｖｒｂ２（０Ｖ）を受信電極３に与えることから、受信電極３及び送信電極２が共に非選択状態では受信電極３と送信電極２との間に電位差が生じない。そして、送信電極２は１１９／１２０の割合で非選択状態となり、また受信電極３も２３／２４の割合で非選択状態となることから、殆どの時間で受信電極３と送信電極２との間に電位差が生じない。このため、マイグレーションの発生を大幅に抑制することができる。

なお、受信電極３の選択時には、受信電極３に選択時電位Ｖｒａ（２Ｖ）が与えられることから、受信電極３と送信電極２との電位差が生じるが、これは１／２４の割合で現れ、比較的短時間で済む。

図８は、図６に示した第１の制御モード及び第２の制御モードの制御状況を示す図である。制御部７は、タッチ操作が断続的に行われているタッチ操作期間か否かを判断し、タッチ操作期間であれば第１の制御モード（高速モード）とし、タッチ操作期間でなければ第２の制御モード（低速モード）とする。

タッチパネル装置の使用中に、ユーザがタッチ操作を行う時間は短く、ほとんどはタッチ面に表示された画面を見ている状態となる。このため、マイグレーションの観点で不都合な第１の制御モードをタッチ操作期間に限定し、残りの多くの時間をマイグレーションの観点で好都合な第２の制御モードとすることで、使い勝手を低下させることなく、マイグレーションの発生を効果的に抑制することができる。

特にここでは、電源の投入に応じて第２の制御モードで処理を開始し、タッチ操作を検出すると、タッチ操作期間に入ったものと判断して第１の制御モードに切り換え、タッチ操作がない状態が所定時間継続すると、タッチ操作期間が終了したものと判断して第２のモードに復帰させる。その後、再度タッチ操作を検出するとタッチ操作期間に入ったものと判断し、以降、前記と同様の制御が繰り返される。

このようにすると、タッチ操作が断続的に行われているタッチ操作期間を適切に判断して、マイグレーションの観点で不都合な第１の制御モードを短時間に限定することができるため、マイグレーションの発生をより一層抑制することができる。

なお、前記の例では、第１の非選択時電位Ｖｒｂ１を受信電極３の選択時電位Ｖｒａと同一とし、第２の非選択時電位Ｖｒｂ２を送信電極２の非選択時電位Ｖｓｂと同一としたが、これらの電位は厳密に一致させる必要はない。第１の非選択時電位Ｖｒｂ１を受信電極３の選択時電位Ｖｒａに十分に近付ければ、切換ノイズを低減することができ、また、第２の非選択時電位Ｖｒｂ２を送信電極２の非選択時電位Ｖｓｂに十分に近付ければ、マイグレーションの発生を抑制することができる。

本発明にかかるタッチパネル装置は、製造コストの上昇や利便性の低下を招くことなく、マイグレーションの発生を抑制すると共に、タッチ位置検出の高速化を図ることができる効果を有し、静電容量方式、特に相互容量方式によりタッチ位置を検出するタッチパネル装置などとして有用である。

１タッチパネル装置
２送信電極
３受信電極
４パネル本体
５送信部
６受信部
７制御部
１１駆動信号発生部
１２電極選択部
２１電極選択部
２２受信信号処理部
２３切換スイッチ（電位切換え部）
Ｖｓａ送信電極の選択時電位
Ｖｓｂ送信電極の非選択時電位
Ｖｒａ受信電極の選択時電位
Ｖｒｂ１受信電極の第１の非選択時電位
Ｖｒｂ２受信電極の第２の非選択時電位

Claims

タッチ面を備え、互いに並走する複数の送信電極及び互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、
前記複数の送信電極から送信すべき電極を選択して駆動信号を印加する送信部と、
前記複数の受信電極から受信すべき電極を選択して前記駆動信号に応答した充放電電流信号を受信して電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部と、
前記受信部から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部及び前記受信部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記受信部は、前記受信電極の非選択時にその受信電極に与える電位を切り換える電位切換え部を有し、この電位切換え部は、前記受信電極の選択時に受信信号処理部と通電されることで前記受信電極に与えられる選択時電位と略同一の第１の非選択時電位と、前記送信電極の非選択時にその送信電極に与えられる非選択時電位と略同一の第２の非選択時電位との間で前記受信電極に与える電位を切り換えることを特徴とするタッチパネル装置。
前記制御部は、前記電位切換え部により前記受信電極に前記第１の非選択時電位を与える第１の制御モードと、前記受信電極に前記第２の非選択時電位を与える第２の制御モードとを有し、前記第１の制御モードで、前記受信電極の選択を高速に切り換え、前記第２の制御モードで、前記受信電極の選択を低速に切り換えるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
前記制御部は、タッチ操作が断続的に行われているタッチ操作期間か否かを判断し、タッチ操作期間であれば前記第１の制御モードとし、タッチ操作期間でなければ前記第２の制御モードとすることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル装置。
前記制御部は、電源の投入に応じて前記第２の制御モードで処理を開始し、タッチ操作を検出すると前記第１の制御モードに切り換え、タッチ操作がない状態が所定時間継続すると前記第２のモードに復帰させることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル装置。