JP2012008910A - 位置入力装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極パターンの長さの増大に伴う入力位置の検出感度の低下を抑制する。
【解決手段】駆動ＩＣ５は、複数列の電極パターン２を、一端側から引き出された第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１と、他端側から引き出された第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２とを介して個別に２回駆動し、電極パターン２の静電容量を示す検出値を２回取得し、２回取得した検出値のうちで高い側の検出値を最終的な検出値として取得する。電極パターン２が長く配線抵抗が大きくとも、電極パターン２の静電容量を高感度で検出することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、静電容量型の位置入力装置に関するものである。

従来、例えば液晶装置の表面に設けられ、指等が触れた表示画面上の入力位置を検出する位置入力装置（以下、タッチパネルという。）には静電容量型のものがある。静電容量型のタッチパネルでは、例えば同一平面上で互いに交差して延在する複数本の電極パターンをセンサとして用い、指などがタッチした（接触又は近接した）際の各々の電極パターンにおける静電容量の変化に基づいて入力位置を検出する。なお、電極パターンは、透光性を有するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などにより形成される。

一方、電極パターンにおける静電容量の検出は、例えば下記特許文献１に記載されているように、行方向、及び列方向に延在する複数の電極パターンの一端側から信号線をそれぞれ引き出しておき、各信号線を介して各々の電極パターンを順に駆動し、電極パターン毎に静電容量を示す検出値を取得する（走査する）ことにより行われる。

特開２０１０−００２９５８号公報（図１（ｂ）参照）

しかしながら、特許文献１に記載されているように複数の電極パターンを各々の一端側から引き出した信号線を介して駆動する場合には、以下のような問題があった。

例えば液晶装置等の表示画面が長方形である場合における表示画面の長辺に沿った方向に延在する電極パターンや、表示画面が大面積である場合における行方向、及び列方向に延在する電極パターンにおいては、幅寸法に比較して延在距離が長くなる。

一方、電極パターンの静電容量を高感度で検出するためには、各々の電極パターンの配線抵抗（電気抵抗）も小さいほうが好ましい。しかし、電極パターンにおいては、幅が同一であっても延在距離が長くなるに従い配線抵抗が大きくなる。そのため、電極パターンにおいては、延在距離が長くなるに従って、信号線が引き出された一端側の箇所に比べ、他端側における静電容量の検出感度が不可避的に低下する。その結果、電極パターンが長くなるに従って入力位置の検出感度が低下するという問題があった。

本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、電極パターンの長さの増大に伴う入力位置の検出感度の低下を抑制することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１記載の発明に係る位置入力装置にあっては、互いに離間し同一方向に延在する複数本の第１の電極パターンをセンサとして入力位置を検出する静電容量型の位置入力装置において、前記複数本の第１の電極パターンの一端側からそれぞれ引き出された複数本の第１の信号線と、前記複数本の第１の電極パターンの他端側からそれぞれ引き出された複数本の第２の信号線と、前記複数本の第１の電極パターンの各々を、前記第１の信号線を用いた第１の駆動形態と前記第２の信号線を用いた第２の駆動形態とによって駆動する駆動手段と、前記複数本の第１の電極パターンの各々について、前記駆動手段により第１の駆動形態で駆動されたときの静電容量を示す第１の検出値と、前記駆動手段により第２の駆動形態で駆動されたときの静電容量を示す第２の検出値とを取得する第１の取得手段と、前記複数本の第１の電極パターンの各々について、前記第１の取得手段により取得された第１の検出値と第２の検出値とに基づいて前記複数本の第１の電極パターンが離間する方向の入力位置の特定に使用する第１の電極パターン毎の最終的な検出結果を取得する第２の取得手段とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明に係る位置入力装置にあっては、前記第２の取得手段は、前記複数本の第１の電極パターンの各々について、前記第１の取得手段により取得された第１の検出値と第２の検出値とを比較し、より大きな静電容量を示す側の検出値を前記検出結果として取得することを特徴とする。

また、請求項３記載の発明に係る位置入力装置にあっては、前記第２の取得手段により取得された第１の電極パターン毎の前記検出結果に、入力の有無の判断基準となる閾値を超える静電容量を示す検出結果が存在するか否かを確認する確認手段と、前記確認手段により第１の電極パターン毎の前記検出結果に前記閾値を超える静電容量を示す検出結果が存在することが確認されたことを条件として、第１の電極パターン毎の前記検出結果を用いて前記複数本の第１の電極パターンが離間する方向の入力位置を演算する演算手段と、をさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項４記載の発明に係る位置入力装置にあっては、前記第１の取得手段により取得された第１の電極パターン毎の第１の検出値と第２の検出値とに基づいて、前記第１の信号線または前記第２の信号線の断線の有無を検査する検査手段をさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項５記載の発明に係る位置入力装置にあっては、入力位置を検出するためのセンサとして、互いに離間するとともに前記複数本の第１の電極パターンと交差する方向に延在する複数本の第２の電極パターンをさらに備えたことを特徴とする。

また、請求項６記載の発明に係る位置入力装置にあっては、前記複数本の第１の電極パターンと前記複数本の第２の複数本の電極パターンとが、長方形である入力位置の検出領域に設けられ、前記複数本の第１の電極パターンが互いに離間し前記検出領域の長辺方向に延在することを特徴とする。

本発明によれば、電極パターンの長さの増大に伴う入力位置の検出感度の低下を抑制することが可能となる。

本発明の実施形態を示す位置入力装置の概略構成図である。 駆動ＩＣの概略構成を示す回路図である。 タッチ位置を検出している間における各列の第１の電極パターン及び各行の第２の電極パターンの駆動波形を示した図である。 タッチ位置の検出に際して演算部が実行する処理手順を示したフローチャートである。 指のタッチ箇所と、第１の電極パターン及び第２の電極パターンの検出値との関係を示した図である。 第１の変形例を示す他の位置入力装置の概略構成図である。 他の位置入力装置の断線検査方法を示す説明図である。 第２の変形例を示す他の位置入力装置の概略構成図である。 他の位置入力装置の感度及び断線の検査方法を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態を示す位置入力装置１の概略構成図である。本実施形態の位置入力装置１は、例えば携帯電話端末や、その他の携帯情報端末が有する表示装置の表示画面に設けられ、指等が触れた表示画面上の入力位置を検出するものである。

位置入力装置１は、長方形の表示画面上に設けられる静電容量型であり、図１（ａ）に示したように、主として長辺方向（第１の方向）に延在する複数列の第１の電極パターン２と、短辺方向（第２の方向）に延在する複数行の第２の電極パターン３と、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）４に実装された駆動ＩＣ５とから構成される。

第１の電極パターン２と第２の電極パターン３とは、表示画面を覆う図示しない透光性の基板の同一平面上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜によって形成されている。本実施形態では、複数列の第１の電極パターン２、及び複数行の第２の電極パターン３が形成されている表示画面の全域が入力位置の検出領域である。

第１の電極パターン２は、図１（ａ）に白で表現したひし形の電極部分が長辺方向に連続して形成されたものであり、任意のタッチ位置（入力位置）をｘｙ座標で特定する際のｘ座標の位置を特定するためのセンサとして機能する。また、第２の電極パターン３は、図１（ａ）に網掛けで表現したひし形の電極部分が短辺方向に連続して形成されたものであり、任意のタッチ位置をｘｙ座標で特定する際のｙ座標の位置を特定するためのセンサとして機能する。

図１（ｂ）は、第１の電極パターン２を構成する一方の電極部分２ａと、第２の電極パターン３を構成する他方の電極部分３ａとを示す拡大図である。図１（ｂ）に示したように、第１の電極パターン２側の各々の電極部分２ａは、ＩＴＯ膜によって連続して形成されている。他方、第２の電極パターン３側の各々の電極部分３ａは第１の電極パターン２を隔てて互いに離間しており、隣接する電極部分３ａ，３ａは、第１の電極パターン２を跨ぐメタル６によりジャンパー（飛び越し接続）されている。これは一般にメタルブリッジと呼ばれている。

図１（ａ）に示したように、複数列の第１の電極パターン２は、一端側（図で上端側）から引き出された第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１と、他端側（図で下端側）から引き出された第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２とを介してＦＰＣ４上で駆動ＩＣ５にそれぞれ接続されている。また、複数行の第２の電極パターン３は、一端側（図で右端側）から引き出された信号線Ｙ１〜Ｙ１０を介してＦＰＣ４上で駆動ＩＣ５にそれぞれ接続されている。

図２は、駆動ＩＣ５の概略構成を示す回路図である。駆動ＩＣ５は、アナログ部５１と、ロジック部５２、セレクタ５３、演算部５４、Ｉ／Ｆ部５５を有している。

セレクタ５３には、複数列の第１の電極パターン２から引き出された第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１、及び第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２と、複数行の第２の電極パターン３から引き出された信号線Ｙ１〜Ｙ１０とが接続されている。セレクタ５３は、第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１、及び第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２と、信号線Ｙ１〜Ｙ１０とを、決められた順番で周期的にアナログ部５１に接続する。

アナログ部５１は、定電流回路５１１と、第１のスイッチ５１２と、第２のスイッチ５１３とから構成されている。第１のスイッチ５１２は、セレクタ５３の動作と同期する一定周期でオン状態となり、定電流回路５１１を、セレクタ５３を介していずれかの第１の電極パターン２、及びいずれかの第２の電極パターン３を選択的に外付けコンデンサ７０１に接続する。

第２のスイッチ５１３は、ロジック部５２から後述するタイミング信号が供給されるタイミングでオン状態となり、外付け抵抗７０２を介して外付けコンデンサ７０１を短絡させる。なお、第１のスイッチ５１２は、第２のスイッチ５１３がオン状態となるタイミングでオフ状態に動作する。

ロジック部５２は、コンパレータ５２１と演算部５２２とから構成される。コンパレータ５２１の入力側には、定電流回路５１１の出力線ａと基準電圧（Ｖｔｈ）の供給線ｂとが接続されている。コンパレータ５２１は、出力線ａ側の電圧と供給線ｂ側の電圧とを比較し、出力線ａ側の電圧が基準電圧（Ｖｔｈ）よりも大きくなった時点で、駆動終了タイミングを示すタイミング信号を演算部５２２と第２のスイッチ５１３とに供給する。

演算部５２２は、例えばマイクロコンピュータで構成され、コンパレータ５２１からのタイミング信号の供給時期を監視することによって任意のタッチ位置を演算する。Ｉ／Ｆ部５５は、演算部５２２によって演算されたタッチ位置を携帯電話端末等を制御する制御部へ供給する。

駆動ＩＣ５においては、タッチ位置を検出している間、第１のスイッチ５１２がオン状態となるタイミングで第２のスイッチ５１３がオフ状態となる。これにより、駆動ＩＣ５は定電流回路５１１によって外付けコンデンサ７０１を充電し、同時に、セレクタ５３を介してアナログ部５１に接続されているいずれかの第１の電極パターン２、又はいずれかの第２の電極パターン３を駆動する。

そして、充電開始後には、外付けコンデンサ７０１の充電電圧が基準電圧（Ｖｔｈ）を超えると、コンパレータ５２１がタイミング信号を第２のスイッチ５１３へ供給する。これに伴い第２のスイッチ５１３がオン状態となり、同時に第１のスイッチ５１２がオフ状態となることによって、外付けコンデンサ７０１と、アナログ部５１に接続されている駆動対象の電極パターンを放電する。

以後、駆動ＩＣ５においては、セレクタ５３が駆動対象の電極パターンを切り替える毎にアナログ部５１が上記の動作を繰り返し、複数列の第１の電極パターン２、及び複数行の第２の電極パターン３を決められた順に駆動する。

図３は、タッチ位置を検出している間における複数列の第１の電極パターン２、及び複数行の第２の電極パターン３の駆動波形を示した図である。具体的には、コンパレータ５２１の入力側に接続された定電流回路５１１の出力線ａにおける電圧の変化を示した図である。

図３に示した１サイクルの駆動期間が、一回の位置検出時における駆動期間である。１サイクルの駆動期間は、複数列の第１の電極パターン２が駆動されるＸ位置走査期間ｔｘと、複数行の第２の電極パターン３が駆動されるＹ位置走査期間ｔｙとから構成される。

また、既説したように位置入力装置１においては、複数列の第１の電極パターン２が、一端側と他端側とを第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１と第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２とを介してセレクタ５３にそれぞれ接続されている。したがって、Ｘ位置走査期間ｔｘにおいては、複数列の第１の電極パターン２が２回ずつ駆動される。つまり各列の第１の電極パターン２は、１回目には第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１を介して一端側から駆動され、２回目には第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２を介して他端側から駆動される。

なお、以下の説明においては、Ｘ位置走査期間ｔｘにセレクタ５３が、第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１をアナログ部５１に順に接続した後、第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２をアナログ部５１に順に接続することにより、各列の第１の電極パターン２を２回ずつ駆動するものとする。

ここで、第１の電極パターン２、及び第２の電極パターン３においては、指がタッチされているときには、指がタッチされていないときに比べて静電容量が増加する。そのため、駆動対象の電極パターンに指がタッチされていないときには、外付けコンデンサ７０１の充電を開始してから充電電圧が基準電圧（Ｖｔｈ）に達するまでの時間（以下、充電時間という。）が、駆動対象の電極パターンに指がタッチされていないときに比べて長くなる。

したがって、外付けコンデンサ７０１の充電時間をカウントしたカウント値と、駆動対象となっている第１の電極パターン２、又は第２の電極パターン３に静電容量を変化させる外的要因がない状態で得られるカウント値との差を静電容量を示す検出値として取得すれば、駆動対象の電極パターンに指がタッチされているか否かを判断することができる。ここで、外的要因がない状態で得られるカウント値とは、一定の誤差を勘案して予め決められている設計上の最短のカウント値である。以下の説明においては、外的要因がない状態で得られるカウント値を、単に最短カウント値という。

このため、演算部５２２においては、アナログ部５１が複数列の第１の電極パターン２及び複数行の第２の電極パターン３を１サイクル駆動する間に、外付けコンデンサ７０１の充電時間を逐次カウントすることによって指のタッチの有無を判断し、指がタッチされている場合にはタッチ位置を演算する。

図４は、タッチ位置の検出に際して、演算部５２２が図３に示した１サイクルの駆動期間において実行する処理手順を示したフローチャートである。なお、ここでは、Ｘ位置走査期間ｔｘには、セレクタ５３が、第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１をアナログ部５１に順に接続した後、第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２をアナログ部５１に順に接続することにより、複数列の第１の電極パターン２が２回ずつ駆動されるものとする。

演算部５２２は、アナログ部５１の第１のスイッチ５１２がオン状態となるタイミングで、外付けコンデンサ７０１の充電時間のカウントを開始する（ステップＳ１）。その後、演算部５２２は、外付けコンデンサ７０１の充電が完了した時点、すなわちコンパレータ５２１がタイミング信号が供給された時点で（ステップＳ２：ＹＥＳ）、充電時間のカウントを終了してカウント値（充電時間）を取得する（ステップＳ３）。

そして、処理タイミングがＸ位置走査期間ｔｘである間には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、演算部５２２は以下の処理を行う。すなわち演算部５２２は、今回の処理タイミングが第１の電極パターン２の１回目の駆動タイミングであれば（ステップＳ５：ＹＥＳ）、ステップＳ３の処理で取得したカウント値と既説した最短カウント値との差を計算し、計算結果を、今回の処理タイミングで駆動対象となっている列の第１の電極パターン２の検出値として記憶する（ステップＳ６）。係るステップＳ６の処理で記憶される検出値が第１の検出値である。

これに対し、今回の処理タイミングが第１の電極パターン２の２回目の駆動タイミングであれば（ステップＳ５：ＮＯ）、演算部５２２は、まず、今回（２回目）のカウント値から、ステップＳ６の処理と同様の計算により２回目の検出値を取得し、２回目の検出値が、既に記憶されている１回目の検出値よりも大きいか否かを確認する（ステップＳ７）。係るステップＳ７の処理に際して取得される２回目の検出値が第２の検出値である。ここで、２回目の検出値が１回目の検出値よりも小さければ（ステップＳ７：ＮＯ）、演算部５２２は直ちにステップＳ１０の処理へ進む。

逆に、２回目の検出値が１回目の検出値よりも大きければ（ステップＳ７：ＹＥＳ）、演算部５２２は、ステップＳ６の処理で記憶した駆動対象となっている列の電極パターン２の１回目（前回）の検出値を２回目（今回）の検出値に更新する（ステップＳ８）。しかる後、ステップＳ１０の処理へ進む。

その後、演算部５２２は、１サイクルの駆動期間が終了するまでの間（ステップＳ１０：ＮＯ）、引き続き、ステップＳ１〜ステップＳ３の処理を繰り返す。そして、演算部５２２は、処理タイミングがＹ位置走査期間ｔｙである間には（ステップＳ４：ＮＯ）、ステップＳ３の処理で取得したカウント値と既説した最短カウント値との差を計算し、計算結果を、今回の処理タイミングで駆動対象となっている行の第２の電極パターン３の検出値として記憶する（ステップＳ９）。なお、係るステップＳ９の処理で使用する最短カウント値は、第２の電極パターン３に対応するものであって、ステップＳ６の処理で使用する最短カウント値とは異なるカウント値である。

やがて、１サイクルの駆動期間が終了した後（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、演算部５２２は、複数列の第１の電極パターン２のいずれかと、複数行の第２の電極パターン３のいずれかにおいて、予め決められているスレッシュ値を超える検出値が得られていたか否かを確認する（ステップＳ１１）。

ここで、スレッシュ値は、駆動時において電極パターンに指がタッチされていたと判断できる一定の検出誤差を勘案した検出値である。なお、第１の電極パターン２と第２の電極パターン３とは長さが異なることにより配線抵抗が異なっているため、第１の電極パターン２に関するスレッシュ値と、第２の電極パターン３に関するスレッシュ値には、予め異なる値が設定されている。

そして、複数列の第１の電極パターン２のいずれかと、複数行の第２の電極パターン３のいずれかにおいて、スレッシュ値を超える検出値が得られていた場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、タッチ位置を演算し、演算結果をＩ／Ｆ部５５を介して携帯電話端末等を制御する制御部へ出力する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２の処理に際して演算部５２２は、以下のようにしてタッチ位置を演算する。

図５は、検出領域のある箇所がタッチされたときの、指のタッチ箇所Ａ（図に丸で示した箇所）と、複数列の第１の電極パターン２と複数行の第２の電極パターン３とにおける検出値との関係を棒グラフで示した図である。また、図５には、第１の電極パターン２側の棒グラフとして、１回目の駆動時の検出値を示したもの（図で左側）と、２回目の駆動時の検出値を示したもの（図で右側）とを示してある。

ここでタッチ箇所が図５に図に丸で示した位置Ａである場合、タッチ箇所に延在する第１の電極パターン２の検出値は、タッチ箇所からの距離がより近い側の端から引き出された第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１を介して駆動されたときの検出値となる。すなわち１回目の駆動時に取得された検出値が、第１の電極パターン２の静電容量を示す検出結果として最終的に取得される。そして、タッチ箇所に延在する第１の電極パターン２の１回目の駆動時に取得された検出値、つまり第１の信号線Ｘ５−１を介して駆動されたときの検出値が、他の第１の電極パターン２の１回目の検出値より大きく、かつスレッシュ値Ｃｔｈを超えることとなる。また、各行の第２の電極パターン３の検出値については、信号線Ｙ２を介して駆動された、タッチ箇所に延在する行の電極パターンの検出値がスレッシュ値Ｃｔｈを超えることとなる。

そして、ステップＳ１２の処理に際して演算部５２２は、スレッシュ値Ｃｔｈを超える検出値がそれぞれ得られた特定の列及び行の第１の電極パターン２及び第２の電極パターン３と、係る特定の列及び行と隣り合う、検出値がスレッシュ値Ｃｔｈを超えていない他の列及び行の第１の電極パターン２及び第２の電極パターン３の検出値を用いて最終的なタッチ位置を演算する。

すなわち図５の例では、第１の電極パターン２が５列、第２の電極パターン３が１０行であるが、検出値がスレッシュ値Ｃｔｈを超えていない他の列及び行の第１の電極パターン２及び第２の電極パターン３の検出値を用いることによって、例えば分解能をＸ＝２４０、Ｙ＝４００とした所定のみなし計算を行うことにより、タッチ位置の座標（ｘ，ｙ）を算出する。

なお、上記のみなし計算では、例えばスレッシュ値Ｃｔｈを超える検出値がそれぞれ得られた列及び行の第１の電極パターン２及び第２の電極パターン３が互いに交差する位置の座標（ｘ，ｙ）を、検出値がスレッシュ値Ｃｔｈを超えていない隣り合う他の列及び行の第１の電極パターン２及び第２の電極パターン３の検出値を用いた所定の計算式によってＸ方向及びＹ方向へ補正する計算を行う。

ここで、上述した位置入力装置１においては、タッチ位置の検出に際しては、複数列の第１の電極パターン２を、一端側から引き出された第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１と、他端側から引き出された第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２とを介して個別に２回駆動する。そして、充電時間を個別にカウントし、２回取得した検出値のうちで高い側の検出値を、駆動対象の電極パターン２の静電容量を示す最終的な検出値として取得する。

そのため、従来のように第１の電極パターン２を一端側から引き出した信号線のみによって駆動し検出値（検出結果）を得る場合に比べると、駆動対象の電極パターンに指がタッチされているときの検出値と、指がタッチされていないときの検出値との差を大きくすることができる。つまり第１の電極パターン２の静電容量を高感度で検出することができ、第１の電極パターン２に関するスレッシュ値を高く設定しておくことができる。

したがって、位置入力装置１においては、入力位置の検出領域が長方形であり、第２の電極パターン３に比べて第１の電極パターン２が長くとも（配線抵抗が大きくとも）、タッチ箇所に関係なく第１の電極パターン２におけるタッチの有無を高感度で検出することができる。その結果、電極パターンの長さの増大に伴う入力位置の検出感度の低下を抑制することができる。

なお、本実施形態においては、第１の電極パターン２の静電容量を示す検出値として、２回取得した充電時間の検出値のうちで高い側の検出値を最終的に検出結果として取得する構成について説明した。しかし、本発明の実施に際しては、第１の電極パターン２の静電容量を示す検出値として、２回取得した充電時間の検出値を加算したものを最終的に検出結果として取得する構成を採用してもよい。

また、本実施形態においては、第１の電極パターン２についてのみ両端を駆動ＩＣ５に接続し、タッチ位置の検出に際しては、一端側からの駆動時に取得した検出値と他端側からの駆動時に取得した検出値とに基づいて、駆動対象の第１の電極パターン２の静電容量を示す検出値を取得した。しかし、本発明の実施に際しては、第１の電極パターン２だけでなく、第２の電極パターン３についても各々の両端を駆動ＩＣ５に接続し、一端側からの駆動時に取得した検出値と他端側からの駆動時に取得した検出値とに基づいて、駆動対象の第２の電極パターン３の静電容量を示す検出値を取得する構成を採用してもよい。

その場合には、入力位置の検出領域が広く、第２の電極パターン３が比較的長い構成であっても、指がタッチされていないときの充電時間のカウント値と、指がタッチされていないときのカウント値との差を大きくすることができる。つまり第２の電極パターン３の静電容量を高感度で検出することができ、第２の電極パターン３に関するスレッシュ値を高く設定しておくことができる。したがって、入力位置の検出領域が広いために電極パターンが長くなったとしても、電極パターンの長さの増大に伴う入力位置の検出感度の低下を抑制することができる。

（変形例）
次に、前述した位置入力装置１に関する変形例について説明する。図６は、第１の変形例である他の位置入力装置１００１を示した概略構成図である。

この位置入力装置１００１は、図１（ａ）に示した位置入力装置１において、複数列の第１の電極パターン２の一端側から引き出された第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１を、他端側から引き出された第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２とＦＰＣ４上で接続し、第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２を介してＦＰＣ４上で駆動ＩＣ５にそれぞれ接続したものである。つまり、第１の電極パターン２の両端が連結され、単一の信号線（第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２）を介して個別に駆動ＩＣ５に接続されたものである。

位置入力装置１００１のように、第１の電極パターン２の両端を連結して駆動ＩＣ５に個別に接続する構成とすれば、タッチ位置を検出する際には、第１の電極パターン２の駆動回数を１回とすることができる。すなわち、タッチ位置の検出時には、複数列の第１の電極パターン２を第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２を介して１回ずつ駆動して検出値を取得すれば、駆動対象の電極パターンにおけるタッチの有無を判断することができる。

一方、第１の電極パターン２の両端を連結して駆動ＩＣ５に個別に接続する場合には、第１の電極パターン２における配線抵抗を小さくすることができる。したがって、位置入力装置１００１においても、入力位置の検出領域が長方形であり、第２の電極パターン３に比べて第１の電極パターン２が長くとも、電極パターンの長さの増大に伴う入力位置の検出感度の低下を抑制することができる。

ここで、位置入力装置１００１のように、第１の電極パターン２の両端を連結して駆動ＩＣ５に接続する場合と、既説した位置入力装置１のように、第１の電極パターン２の両端を個別に駆動ＩＣ５に接続する場合とでは、以下の点が異なることとなる。

すなわち位置入力装置１，１００１を携帯電話端末等の情報機器に組み込む際には、駆動ＩＣ５を検出領域の一辺側に配置し、第１の電極パターン２と第２の電極パターン３とから引き出す信号線を集約して駆動ＩＣ５に接続することが、デバイスの配置やコストの面で有利である。そのため、図１（ａ）、及び図６に示した第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１のように、第１の電極パターン２の少なくとも一方の端部から引き出す信号線については検出領域の周囲を半周分、引き回す構造となる。

一方、位置入力装置１，１００１を携帯電話端末等が有する表示装置の表示画面上に組み付けた後には動作確認の検査が不可欠である。その際、位置入力装置１，１００１においては、検出領域の周囲を引き回した信号線が、駆動ＩＣ５が実装されたＦＰＣ４のエッジ部分において断線しやすいため、動作確認の検査に際しては信号線の断線の有無を検査する必要がある。信号線の断線の有無は、例えば複数列の第１の電極パターン２を横断する寸法の導電物を検出領域に接触させた状態で第１の電極パターン２を順に駆動し、電極パターン２について検出値を取得する。つまり複数列の第１の電極パターン２を走査する。しかる後、複数列の第１の電極パターン２の全てについてスレッシュ値を超える検出値が得られるか否かを確認すればよい。

しかしながら、図６に示した位置入力装置１００１においては、第１の電極パターン２の両端がＦＰＣ４上で連結された状態で駆動ＩＣ５に接続されている。そのため、断線の有無を検査する際、導電物を第１の電極パターン２の延在途中の中央部に接触させた場合には、仮に第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１のいずれかにＦＰＣ４のエッジ部分において断線が生じていたとしても、第１の電極パターン２の全てについてスレッシュ値を超える検出値が得られることとなる。これは、第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２のいずれかにボンディング不良等に起因した断線が生じている場合についても同様である。

したがって、位置入力装置１００１において断線の有無を検査する際には、導電物を第１の電極パターン２の一端側に位置する箇所に接触させた状態での検査と、第１の電極パターン２の他端側に位置する箇所に接触させた状態での検査との２回の検査を行う必要がある。図７（ａ）、図７（ｂ）は、位置入力装置１００１が携帯電話端末の蓋体２００１に収容された表示装置に組み付けられている場合に、断線の有無の検査に際して導電物Ｘを接触させる箇所をそれぞれ示した図である。

これに対し、図１に示した位置入力装置１にあっては、第１の電極パターン２の両端がＦＰＣ４上で連結されることなく駆動ＩＣ５に個別に接続されている。このため、断線の有無の検査に際してもタッチ位置の検出時と同様、複数列の第１の電極パターン２は、第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１と第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２とを介して一端側と他端側とから個別に駆動することができる。

そして、第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１のいずれかに断線が生じている場合には、第１の電極パターン２を一端側から駆動する１回目の駆動時に取得される検出値が、既説した最短カウント値以下の値となる。同様に、第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２のいずれかに断線が生じている場合には、第１の電極パターン２を他端側から駆動する２回目の駆動時に取得される検出値が、既説した最短カウント値以下の値となる。

そのため、位置入力装置１においては、駆動ＩＣ５に断線の有無を検査するための動作モードである検査モードを予め設けておき、複数列の第１の電極パターン２を横断する導電物を検出領域の任意の箇所に接触させた状態で、以下に述べる動作を行わせれば、断線の有無を検査することができる。

すなわち検査モードにおいて駆動ＩＣ５には、アナログ部５１により第１の電極パターン２を一端側と他端側とから２回ずつ駆動させ、演算部５２２において検出値を２回取得させる。しかる後、演算部５２２に、１回目の検出値と２回目の検出値とのいずれか一方が最短カウント値以下である場合には断線が有ると判断させ、かつ１回目の検出値と２回目の検出値との双方が最短カウント値以下でない場合には断線がないと判断させ、判断結果を外部へ出力させるようにすればよい。

以上のように位置入力装置１においては、断線の有無を検査する際には、複数列の第１の電極パターン２を横断する導電物を検出領域の任意の箇所に接触させた状態で１回だけ検査を行えばよい。したがって、位置入力装置１においては、位置入力装置１００１に比べると少ない工数で信号線の断線の有無を検査することができる。

さらに、図６に示した位置入力装置１００１の構成は、以下のように変更してもよい。図８は、第２の変形例である他の位置入力装置３００１を示した概略構成図である。この位置入力装置３００１は、図６に示した位置入力装置１００１において、第１の電極パターン２を形成するＩＴＯを、図に破線で示した延在途中の中央位置Ｃにおいて一端側と他端側とにそれぞれ切断したものである。位置入力装置３００１の他の部分の構成については、図６に示した位置入力装置１００１と同一である。

なお、図６に示したものと異なり、第１の電極パターン２を構成する隣接するひし形の電極部分がメタルによりジャンパーされている構成では、第１の電極パターン２の延在途中の中央位置Ｃでのメタルによるジャンパーを廃止した構成である。

位置入力装置３００１においては、入力位置の検出時に、第１の電極パターン２の一端側（図で上端側）が第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１を介して駆動され、同時に他端側（図で下端側）が第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２を介して駆動される。

そして、指がタッチされている箇所に延在する第１の電極パターン２（一端側、及び他端側）が駆動対象となっているときには、指のタッチ箇所が一端側及び他端側のいずれの領域であっても、駆動対象の第１の電極パターン２についてスレッシュ値を超える検出値を取得することができる。これにより、任意のタッチ位置（入力位置）のｘ座標を特定することができる。

ここで、位置入力装置３００１のように第１の電極パターン２を延在途中の中央位置Ｃにおいてそれぞれ切断した構成においては、第１の電極パターン２の一端側の領域と他端側の領域との配線抵抗が、切断されていない第１の電極パターン２の配線抵抗よりも小さくなる。したがって、各列の第１の電極パターン２に関するスレッシュ値を高く設定しておくことができる。

係ることから、入力位置の検出領域が長方形であり、第２の電極パターン３に比べて、一端側と他端側とに切断された第１の電極パターン２の延在距離が長くとも、図１に示した位置入力装置１、及び図６に示した位置入力装置１００１と同様、タッチ箇所に関係なく第１の電極パターン２におけるタッチの有無を高感度で検出することができる。

また、位置入力装置３００１においては、複数列の第１の電極パターン２が一端側と他端側とにそれぞれ切断された構成であることから、図６に示した位置入力装置１００１のように、複数列の第１の電極パターン２が切断されていない構成と比較すると、以下に述べる利点がある。

すなわち位置入力装置１００１，３００１のいずれにおいても、既説したように携帯電話端末等が有する表示装置の表示画面上に組み付けた後には動作確認の検査が不可欠である。動作確認の検査では、既説した断線の有無の検査と共に感度の検査も行う必要がある。

ここで、図６に示した位置入力装置１００１においては、複数列の第１の電極パターン２が切断されていないため、複数列の第１の電極パターン２の感度の検査は、導電物を第１の電極パターン２の延在途中の中央部に接触させた状態で、複数列の第１の電極パターン２を走査して検出値を取得すれば行うことができる。一方、断線の有無を検査する際には、既説したように、導電物を第１の電極パターン２の一端側に位置する箇所に接触させた状態での検査と、導電物を第１の電極パターン２の他端側に位置する箇所に接触させた状態での検査との２回の検査を行う必要がある。したがって、図６に示した位置入力装置１００１においては、複数列の第１の電極パターン２の動作確認の検査時には、導電物を接触させる位置を変えて３回の検査（検出値の取得）を行う必要がある。

これに対し、図８に示した位置入力装置３００１においては、複数列の第１の電極パターン２が一端側と他端側とにそれぞれ切断されているため、複数列の第１の電極パターン２の感度の検査を、導電物を図９に示した２箇所にそれぞれ接触させた状態で検査を行う必要がある。

すなわち導電物Ｘを接触させる位置は、図９（ａ）に示した、第１の電極パターン２の一端側（図で上端側）の領域内で、切断位置（第１の電極パターン２の延在途中の中央位置Ｃ）に接する箇所と、図９（ｂ）に示した、第１の電極パターン２の他端側（図で下端側）の領域内で、切断位置に接する箇所の２箇所である。なお、図９は、位置入力装置３００１が携帯電話端末の蓋体２００１に収容された表示装置に組み付けられている場合に、導電物Ｘを接触させる箇所をそれぞれ示した図７に対応する図である。

しかしながら、位置入力装置３００１においては、複数列の第１の電極パターン２が一端側と他端側とにそれぞれ切断されているため、導電物Ｘを図９に示した２箇所に接触させた状態で取得した複数列の第１の電極パターン２の検出値に基づいて、断線の有無を検査することができる。つまり導電物Ｘを図９（ａ）に示した一端側の箇所に接触された状態で取得した検出値を確認すれば、第１の信号線Ｘ１−１〜Ｘ６−１のいずれかに断線が生じているか否かを判断することができる。また、導電物Ｘを図９（ｂ）に示した他端側の箇所に接触された状態で取得した検出値を確認すれば、第２の信号線Ｘ１−２〜Ｘ６−２のいずれかに断線が生じているか否かを判断することができる。

したがって、位置入力装置３００１においては、複数列の第１の電極パターン２の動作確認の検査時には、感度の検査と断線の有無の検査との双方を、導電物を接触させる位置を変えた２回の検査（検出値の取得）によって行うことができる。つまり図６に示した位置入力装置１００１よりも少ない検査回数で感度の検査と断線の有無の検査とを行うことができる。

１ タッチパネル
２ 第１の電極パターン
３ 第２の電極パターン
３ａ 電極部分
４ ＦＰＣ
５ 駆動ＩＣ
６ メタル
５１ アナログ部
５２ ロジック部
５３ セレクタ
５４ 演算部
５５ Ｉ／Ｆ部
５１１ 定電流回路
５１２ 第１のスイッチ
５１３ 第２のスイッチ
５２１ コンパレータ
５２２ 演算部
７０１ 外付けコンデンサ
７０２ 外付け抵抗
１００１ 位置入力装置
２００１ 蓋体
３００１ 位置入力装置
ａ 出力線
ｂ 供給線
ｔｘ Ｘ位置走査期間
ｔｙ Ｙ位置走査期間
Ａ タッチ箇所
Ｘ１−１〜Ｘ６−１ 第１の信号線
Ｘ１−２〜Ｘ６−２ 第２の信号線
Ｙ１〜Ｙ１０ 信号線

Claims (6)

1. 互いに離間し同一方向に延在する複数本の第１の電極パターンをセンサとして入力位置を検出する静電容量型の位置入力装置において、
   前記複数本の第１の電極パターンの一端側からそれぞれ引き出された複数本の第１の信号線と、
   前記複数本の第１の電極パターンの他端側からそれぞれ引き出された複数本の第２の信号線と、
   前記複数本の第１の電極パターンの各々を、前記第１の信号線を用いた第１の駆動形態と前記第２の信号線を用いた第２の駆動形態とによって駆動する駆動手段と、
   前記複数本の第１の電極パターンの各々について、前記駆動手段により第１の駆動形態で駆動されたときの静電容量を示す第１の検出値と、前記駆動手段により第２の駆動形態で駆動されたときの静電容量を示す第２の検出値とを取得する第１の取得手段と、
   前記複数本の第１の電極パターンの各々について、前記第１の取得手段により取得された第１の検出値と第２の検出値とに基づいて前記複数本の第１の電極パターンが離間する方向の入力位置の特定に使用する第１の電極パターン毎の最終的な検出結果を取得する第２の取得手段と
   を備えたことを特徴とする位置入力装置。
2. 前記第２の取得手段は、前記複数本の第１の電極パターンの各々について、前記第１の取得手段により取得された第１の検出値と第２の検出値とを比較し、より大きな静電容量を示す側の検出値を前記検出結果として取得する
   ことを特徴とする請求項１記載の位置入力装置。
3. 前記第２の取得手段により取得された第１の電極パターン毎の前記検出結果に、入力の有無の判断基準となる閾値を超える静電容量を示す検出結果が存在するか否かを確認する確認手段と、
   前記確認手段により第１の電極パターン毎の前記検出結果に前記閾値を超える静電容量を示す検出結果が存在することが確認されたことを条件として、第１の電極パターン毎の前記検出結果を用いて前記複数本の第１の電極パターンが離間する方向の入力位置を演算する演算手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項２記載の位置入力装置。
4. 前記第１の取得手段により取得された第１の電極パターン毎の第１の検出値と第２の検出値とに基づいて、前記第１の信号線または前記第２の信号線の断線の有無を検査する検査手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の位置入力装置。
5. 入力位置を検出するためのセンサとして、互いに離間するとともに前記複数本の第１の電極パターンと交差する方向に延在する複数本の第２の電極パターンをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の位置入力装置。
6. 前記複数本の第１の電極パターンと前記複数本の第２の複数本の電極パターンとが、長方形である入力位置の検出領域に設けられ、
   前記複数本の第１の電極パターンが互いに離間し前記検出領域の長辺方向に延在する
   ことを特徴とする請求項５記載の位置入力装置。

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