JP2018151951A

JP2018151951A - タッチ位置認識回路およびタッチ位置認識回路を備えたタッチ式入力装置

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Publication number: JP2018151951A
Application number: JP2017048627A
Authority: JP
Inventors: 杉山　晃一; Koichi Sugiyama; 晃一杉山
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2018-09-27
Anticipated expiration: 2037-03-14
Also published as: JP6795429B2

Abstract

【課題】全てのチャンネルの切り替えを実現しつつ、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するタッチ位置認識回路を提供する。
【解決手段】複数の第１および第２信号線に接続されたマルチプレクサと、前記マルチプレクサに接続されたドライバおよびセンスアンプと、前記センスアンプに接続され、信号変換を行いタッチ位置を認識するタッチ位置認識部と、第１および第２信号線のうち所定の信号線の利用を無効にする無効化設定部とを備え、第１信号線を前記ドライバに接続し、第２信号線を前記センスアンプに接続して有効な信号線に対応する静電容量の値の分布を検出してタッチ位置を認識する第１接続状態と、第１信号線を前記センスアンプに接続し、第２信号線を前記ドライバに接続して有効な信号線に対応する静電容量の値の分布を検出してタッチ位置を認識する第２接続状態とを前記マルチプレクサが切替えることを特徴とするタッチ位置認識回路。
【選択図】図８

Description

この発明は、タッチ位置認識回路およびタッチ位置認識回路を備えたタッチ式入力装置に関する。

従来、タッチ式入力装置として、タッチパネルと、複数の第１信号線と第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出する静電容量値分布検出回路とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなタッチ式入力装置において、タッチパネルは、水平方向に沿って互いに平行に配置された複数のドライブラインと、垂直方向に沿って互いに平行に配置された複数のセンスラインとを備える。

静電容量値分布検出回路は、複数のドライブラインに電圧を印加し、タッチパネルの複数のドライブラインと複数のセンスラインとの交点に静電容量を形成するドライバを備える。また、静電容量値分布検出回路は、タッチ入力により変化した各交点の静電容量に対応する電圧の線形和を読み出すセンスアンプを備える。

静電容量値分布検出回路は、このように読み出された電圧の線形和に基づき、タッチパネル上の静電容量分布を計算してタッチパネル上のタッチされた位置を検出する。

近年、このような静電容量値分布検出回路を備えたタッチ式入力装置において、ファントムノイズ等の電磁ノイズに起因する誤信号の影響を低減すべく、マルチチャンネルのタッチ式入力装置の発明が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

マルチチャンネルのタッチ式入力装置は、複数の第１信号線（Ａｃｈ）を複数のドライブラインに接続し、複数の第２信号線（Ｂｃｈ）を複数のセンスラインに接続する第１接続状態（Ｘセンサ読取り状態）と、複数の第２信号線（Ｂｃｈ）を複数のドライブラインに接続し、複数の第１信号線（Ａｃｈ）を複数のセンスラインに接続する第２接続状態（Ｙセンサ読取り状態）とを切り替えるマルチプレクサを備えている。

このように、複数のチャンネルを１フレームごとに切り替えるマルチチャンネルのタッチ式入力装置を用いることによって、電磁ノイズが発生しても、第１接続状態と第２接続状態とのいずれか一方のタイミングでタッチ位置の検出が可能となる。

米国特許第７８１２８２７号明細書特許第５８３７１３１号明細書

一方、タッチパネルとディスプレイとの間の隙間をなくして直付け（ダイレクトボンディング）して、実際のタッチ位置と画像の表示面との間の視差を低減することにより、タッチ位置の検出精度を高めるダイレクトボンディング技術の採用が増加しつつある。

しかしながら、静電容量値分布検出回路を備えた従来のタッチ式入力装置にダイレクトボンディング技術を採用すると、ディスプレイのゲートドライバから発生する信号ノイズの影響を静電容量値分布検出回路が直に受けるため、タッチ位置の検出精度が低減するという問題が生じることがある。

特に、従来のマルチチャンネルのタッチ式入力装置にダイレクトボンディング技術を採用した場合、ディスプレイに近い側のラインがノイズの影響を受けやすくなる。
それゆえ、ディスプレイからのノイズの影響を回避すべく、従来のマルチチャンネルのタッチ式入力装置においては、ノイズの影響を受けやすいチャンネルのセンサを使用せず、それ以外のチャンネルのみでタッチ位置の検出を行っていた。

しかしながら、ディスプレイのノイズの影響を受けないチャンネルのみを使用する場合、全てのチャンネルを切り替えて使用する場合と比べて、マルチタッチにおけるゴースト（マルチタッチ時の誤検知）や線切れ（検知漏れ）などが生じやすくなる。
それゆえ、タッチ位置の検出精度が低下してしまうという問題があった。

この発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、全てのチャンネルの切り替えを実現しつつ、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するタッチ位置認識回路およびタッチ位置認識回路を備えたタッチ式入力装置を提供するものである。

この発明は、タッチパネル上の複数の第１信号線と第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出して、前記タッチパネル上のタッチされた位置を表すタッチ位置を認識するタッチ位置認識回路であって、前記複数の第１信号線および第２信号線に接続されたマルチプレクサと、前記マルチプレクサに接続されたドライバと、前記マルチプレクサに接続されたセンスアンプと、前記センスアンプに接続され、信号変換を行いタッチ位置を認識するタッチ位置認識部と、前記複数の第１信号線および第２信号線のうち、予め定められた信号線の利用を無効にする無効化設定部とを備え、前記第１信号線を前記ドライバに接続し、前記第２信号線を前記センスアンプに接続して、無効にされていない信号線に対応する静電容量の値の分布を検出してタッチ位置を認識する第１接続状態と、前記第１信号線を前記センスアンプに接続し、前記第２信号線を前記ドライバに接続して、無効にされていない信号線に対応する静電容量の値の分布を検出してタッチ位置を認識する第２接続状態とを前記マルチプレクサが切替えることを特徴とするタッチ位置認識回路を提供する。

この発明によれば、全てのチャンネルの切り替えを実現しつつ、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するタッチ位置認識回路およびタッチ位置認識回路を備えたタッチ式入力装置が実現される。

この発明のタッチ式入力装置の構成を示すブロック図である。上記タッチ式入力装置に設けられたタッチパネルの構成を示す模式図である。上記タッチパネルに接続された信号線とドライバに接続されたドライブラインおよびセンスアンプに接続されたセンスラインとの接続切替回路の構成を示す回路図である。上記タッチ式入力装置の静電容量分布検出回路に設けられたマルチプレクサの構成を示す回路図である。従来のタッチ式入力装置のタッチパネルの概略構成を示す説明図である。ＸセンサおよびＹセンサの読取り時におけるＡｃｈおよびＢｃｈのドライブラインおよびセンスラインの切り替えの一例を示す説明図である。従来のタッチ式入力装置のタッチパネルのＸセンサ、Ｙセンサの読取り時における静電容量分布へのノイズの影響を示す説明図である。図７（Ａ）は、ディスプレイからＸセンサへのノイズの影響を示す説明図であり、図７（Ｂ）は、ディスプレイからＹセンサへのノイズの影響を示す説明図である。この発明のタッチ式入力装置のディスプレイからのノイズの緩和方法の概要を示す説明図である。図８（Ａ）は、ＸセンサおよびＹセンサの読取り時における有効領域の一例を示す説明図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＸセンサおよびＹセンサを上から見たときの有効領域を表す説明図である。この発明のタッチ式検出装置のタッチパネルの無効領域の設定画面を示す説明図である。この発明のタッチ検出位置のタッチパネルの無効領域の設定の一例を示す説明図である。図１０（Ａ）は、Ｘセンサ読取り時の有効・無効領域の一例を示す説明図であり、図１０（Ｂ）は、Ｙセンサ読取り時の有効・無効領域の一例を示す説明図である。従来のタッチ式入力装置の構成を示すブロック図である。

以上に述べたように、
（ｉ）この発明によるタッチ位置認識回路は、タッチパネル上の複数の第１信号線と第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出して、前記タッチパネル上のタッチされた位置を表すタッチ位置を認識するタッチ位置認識回路であって、前記複数の第１信号線および第２信号線に接続されたマルチプレクサと、前記マルチプレクサに接続されたドライバと、前記マルチプレクサに接続されたセンスアンプと、前記センスアンプに接続され、信号変換を行いタッチ位置を認識するタッチ位置認識部と、前記複数の第１信号線および第２信号線のうち、予め定められた信号線の利用を無効にする無効化設定部とを備え、前記第１信号線を前記ドライバに接続し、前記第２信号線を前記センスアンプに接続して、無効にされていない信号線に対応する静電容量の値の分布を検出してタッチ位置を認識する第１接続状態と、前記第１信号線を前記センスアンプに接続し、前記第２信号線を前記ドライバに接続して、無効にされていない信号線に対応する静電容量の値の分布を検出してタッチ位置を認識する第２接続状態とを前記マルチプレクサが切替えることを特徴とする。
（ii）また、この発明によるタッチ式入力装置は、ディスプレイ、タッチパネルおよび前記タッチ位置認識回路を備え、前記タッチパネルは、前記ディスプレイにダイレクトボンディングされ、前記無効化設定部は、前記複数の第１信号線および第２信号線のうち、前記ディスプレイに近い側の予め定められた信号線の利用を無効にすることを特徴とする。

さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
（iii）この発明によるタッチ位置認識回路において、前記第１接続状態において、前記第２信号線のうち、無効にされていない信号線に対応する信号のみを前記センスアンプを介して前記タッチ位置認識部に供給してタッチ位置を認識し、前記第２接続状態において、前記第１信号線のうち、無効にされていない信号線に対応する信号のみを前記センスアンプを介して前記タッチ位置認識部に供給してタッチ位置を認識するものであってもよい。

このようにすれば、無効にされた信号線に対応する信号を検出の対象から除外することにより、全てのチャンネルの切り替えを実現しつつ、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するタッチ位置認識回路が実現される。

（iv）この発明によるタッチ位置認識回路において、前記第１接続状態において、前記第１信号線のうち、無効にされていない信号線に前記ドライバを介して駆動信号を与え、
前記第２接続状態において、前記第２信号線のうち、無効にされていない信号線に前記ドライバを介して駆動信号を与えるものであってもよい。

このようにすれば、無効にされた信号線に駆動信号を与えないことにより、全てのチャンネルの切り替えを実現しつつ、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するタッチ位置認識回路が実現される。

（ｖ）この発明によるタッチ位置認識回路において、前記無効化設定部は、前記複数の第１信号線および第２信号線のうち、前記タッチパネルの両端から予め定められた本数の信号線の利用を無効にするものであってもよい。

このようにすれば、ディスプレイからのノイズの影響を受けやすいタッチパネルの両端から予め定められた本数の信号線の利用を無効にすることにより、全てのチャンネルの切り替えを実現しつつ、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するタッチ位置認識回路が実現される。

（vi）この発明によるタッチ式入力装置において、前記無効化設定部の設定用の画面を前記ディスプレイに表示させ、前記複数の第１信号線および第２信号線のうち、利用を無効にすべき信号線の設定または変更を受け付けるものであってもよい。

このようにすれば、ディスプレイに表示された無効化設定部の設定用の画面から、前記複数の第１信号線および第２信号線のうち、利用を無効にすべき信号線の設定または変更を容易に行うことができる。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。

〔実施形態１〕
（タッチ式入力装置１の構成）
以下、図１〜図４に基づき、この発明の実施形態１に係るタッチ式入力装置１について説明する。
図１は、この発明のタッチ式入力装置１の構成を示すブロック図である。図２は、タッチ式入力装置１に設けられたタッチパネル３の構成を示す模式図である。
本実施形態では、無効化設定部１２は、容量分布計算部９において、前述の通り、ドライブラインまたはセンスラインとしての信号線の利用を無効化した場合の総合的な容量分布の計算を制御するものとしている。

タッチ式入力装置１は、タッチパネル３とタッチ位置認識回路２とを備えている。タッチパネル３は、水平方向に沿って互いに平行に配置された信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（Ａｃｈ）と、垂直方向に沿って互いに平行に配置された信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（Ｂｃｈ）と、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと信号線ＶＬ１〜ＶＬＭとの交点にそれぞれ形成される静電容量Ｃ１１〜ＣＭＭとを備えている。タッチパネル３は、入力用ペンを把持した手を着くことができる広さを有していることが好ましいが、スマートフォンに使用される大きさであってもよい。

図３は、上記タッチパネル３に接続された信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ、ＶＬ１〜ＶＬＭとドライバ５ａ・５ｂに接続されたドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭおよびセンスアンプ６ａ・６ｂに接続されたセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭとの接続切替回路（マルチプレクサ４ａ・４ｂ）の構成を示す回路図である。

タッチ位置認識回路２は、２個のマルチプレクサ４ａ・４ｂを有している。マルチプレクサ４ａは、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭを介して固定的にタッチパネル３に接続されている。

タッチ位置認識回路２には、ドライバ５ａおよびセンスアンプ６ａが設けられている。ドライバ５ａは、符号系列に基づいてドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに電圧を印加する。ドライバ５ａは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭを介してマルチプレクサ４ａに接続されており、センスアンプ６ａは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介してマルチプレクサ４ａに接続されている。センスアンプ６ａは、各静電容量に対応する電荷の線形和を、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを通して読み出して、ＡＤ変換器８ａに供給する。

タッチ位置認識回路２は、ＡＤ変換器８ａおよびタイミングジェネレータ７ａを有している。
ＡＤ変換器８ａは、センスアンプ６ａからセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭを通して読み出した各静電容量に対応する電荷の線形和をＡＤ変換して容量分布計算部９に供給する。
タイミングジェネレータ７ａは、ドライバ５ａの動作を規定する信号と、センスアンプ６ａの動作を規定する信号と、ＡＤ変換器８ａの動作を規定する信号とを生成して、ドライバ５ａ、センスアンプ６ａ、およびＡＤ変換器８ａに供給する。タイミングジェネレータ７ａは、マルチプレクサ４ａを制御するための信号を、制御ラインＣＬａを介して供給する。

マルチプレクサ４ｂは、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭを介して固定的にタッチパネル３に接続されている。

タッチ位置認識回路２には、ドライバ５ｂおよびセンスアンプ６ｂが設けられている。ドライバ５ｂは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭを介してマルチプレクサ４ｂに接続されており、センスアンプ６ｂは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭを介してマルチプレクサ４ｂに接続されている。

タッチ位置認識回路２は、ＡＤ変換器８ｂおよびタイミングジェネレータ７ｂを有している。
ＡＤ変換器８ｂは、センスアンプ６ｂからの出力をＡＤ変換して容量分布計算部９に供給する。
タイミングジェネレータ７ｂは、ドライバ５ｂの動作を規定する信号と、センスアンプ６ｂの動作を規定する信号と、ＡＤ変換器８ｂの動作を規定する信号とを生成して、ドライバ５ｂ、センスアンプ６ｂ、およびＡＤ変換器８ｂに供給する。タイミングジェネレータ７ｂは、マルチプレクサ４ｂを制御するための信号を、制御ラインＣＬｂを介して供給する。

タッチ位置認識回路２は、同期信号生成部１１を有している。同期信号生成部１１は、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（Ａｃｈ）をドライバ５ａに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（Ｂｃｈ）をセンスアンプ６ｂに接続する第１接続状態と、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（Ａｃｈ）をセンスアンプ６ａに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（Ｂｃｈ）をドライバ５ｂに接続する第２接続状態とを切替えるようにタイミングジェネレータ７ａ・７ｂがマルチプレクサ４ａ・４ｂを制御するための同期信号を生成してタイミングジェネレータ７ａ・７ｂに供給する。

容量分布計算部９は、ＡＤ変換器８ａ・８ｂから供給された各静電容量に対応する電荷の線形和と符号系列とに基づいて、タッチパネル３上の静電容量分布を計算してタッチ位置認識部１０に供給する。タッチ位置認識部１０は、容量分布計算部９から供給された静電容量分布に基づいて、タッチパネル３上のタッチされた位置を認識する。

図４は、タッチ式入力装置１のタッチ位置認識回路２に設けられたマルチプレクサ４ａ・４ｂの構成を示す回路図である。マルチプレクサ４ａは、直列に接続された２個のＣＭＯＳスイッチＳＷ１〜ＳＷ２を有している。タイミングジェネレータ７ａからの制御ラインＣＬａは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１のＣＭＯＳスイッチＳＷ２と反対側の一端と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２のＣＭＯＳスイッチＳＷ１と反対側の一端と、反転器ｉｎＶの入力とに接続されている。タイミングジェネレータ７ｂからの制御ラインＣＬｂも同様である。反転器ｉｎＶの出力は、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１とＣＭＯＳスイッチＳＷ２との間に接続されている。信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ・ＶＬ１〜ＶＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１・ＳＷ２に接続されている。ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ１に接続されている。センスラインＳＬ１〜ＳＬＭは、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２に接続されている。

（タッチ式入力装置１の動作）
次に、この発明の実施形態１に係るタッチ式入力装置１の動作について説明する。
マルチプレクサ４ａにおいて、制御ラインＣＬａの信号をＬｏｗにすると、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭにつながる。制御ラインＣＬａの信号をＨｉｇｈにすると、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、センスラインＳＬ１〜ＳＬＭにつながる。マルチプレクサ４ｂも同様に構成されている。

このように、相似な構成のマルチプレクサ４ａ・４ｂを備え、マルチプレクサ４ａはタッチパネル３の信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと固定的に接続され、マルチプレクサ４ｂはタッチパネル３の信号線ＶＬ１〜ＶＬＭと固定的に接続され、マルチプレクサ４ａ・４ｂは、同期信号生成部１１が生成した同期信号に基づいて、同期して動作する。マルチプレクサ４ａがドライバ５ａと接続されるときは、マルチプレクサ４ｂはセンスアンプ６ｂと接続され、マルチプレクサ４ａがセンスアンプ６ａと接続されるときは、マルチプレクサ４ｂはドライバ５ｂと接続される。

（従来のマルチチャンネルのタッチ式入力装置１ａの問題点）
次に、図５〜図７に基づき、従来のマルチチャンネルのタッチ式入力装置１ａ（図１１参照）のタッチパネル３にディスプレイをダイレクトボンディングした際のノイズの影響について説明する。
図５は、従来のタッチ式入力装置１ａのタッチパネル３の概略構成を示す説明図である。図６は、ＸセンサおよびＹセンサの読取り時におけるＡｃｈおよびＢｃｈのドライブラインおよびセンスラインの切り替えの一例を示す説明図である。

図５に示すように、水平方向に沿って互いに平行に配置された信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（Ａｃｈ）から構成されるセンサをＸセンサ、垂直方向に沿って互いに平行に配置された信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（Ｂｃｈ）から構成されるセンサをＹセンサとする。
ＸセンサおよびＹセンサを含むタッチパネル３はディスプレイにダイレクトボンディングされ、Ｙセンサは、Ｘセンサよりもディスプレイに近い側に設けられているものとする。
なお、実際には、Ｘセンサ、Ｙセンサおよびディスプレイの間には、ＰＥＴフィルムが設けられているが、図５の説明では省略している。

図６に示すように、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（Ａｃｈ）をドライバ５ａに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（Ｂｃｈ）をセンスアンプ６ｂに接続する第１接続状態（Ｘセンサ読取り時）には、Ａｃｈがドライブライン、Ｂｃｈがセンスラインとして機能する。
一方、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ（Ａｃｈ）をセンスアンプ６ａに接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（Ｂｃｈ）をドライバ５ｂに接続する第２接続状態（Ｙセンサ読取り時）には、Ａｃｈがセンスライン、Ｂｃｈがドライブラインとして機能する。この結果、ＸセンサおよびＹセンサはそれぞれの読取り時において、二次元的なタッチ位置の検出が可能となる。

図７は、従来のタッチ式入力装置１ａのタッチパネル３のＸセンサ、Ｙセンサの読取り時における静電容量分布へのノイズの影響を示す説明図である。図７（Ａ）は、ディスプレイからＸセンサへのノイズの影響を示す説明図であり、図７（Ｂ）は、ディスプレイからＹセンサへのノイズの影響を示す説明図である。

図７（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、Ｘセンサ、Ｙセンサの読取り時における静電容量の分布（タッチ面に何も触れていない状態の初期ノイズ）を示すものである。
図７（Ａ）に示すように、ディスプレイから遠いＸセンサは、ノイズの影響が少ないことがわかる。一方、図７（Ｂ）に示すように、ディスプレイに近いＹセンサは、ドライブラインの左右両端にディスプレイからのノイズが現れることがわかる。このノイズは、ディスプレイのゲートドライバから発生する信号ノイズの影響であるものと考えられる。

図７（Ｂ）のドライブラインの左側の一部拡大図を図７（Ｂ）の左下に示す。
この一部拡大図に示すように、特にセンスラインの左右両端１０ライン程度でディスプレイからのノイズが顕著に現れることがわかる。

このように、従来のタッチ式入力装置１ａのタッチパネル３にダイレクトボンディング技術を用いてディスプレイを直付けした場合、ディスプレイから発生するノイズにより、ディスプレイに近い側のＹセンサの左右端部にノイズの影響が顕著に現れることがわかる。

このようなノイズを防止する方法としては、例えば、Ｙセンサとディスプレイのゲートドライバとの間を銅箔で覆う方法が考えられるが、この方法は、ディスプレイの表面とＹセンサとの間に銅箔による段差が生じ、ダイレクトボンディングの貼合精度に影響を及ぼすため、工程上での実現が困難である。

このような実情から、従来のタッチ式入力装置１ａにおいては、ノイズの影響を受けやすいＹセンサによる読取りを行わず、Ｘセンサによる読取りのみでタッチ位置の検出を行っていた。

（タッチ式入力装置１のディスプレイからのノイズの緩和方法）
次に、図８に基づき、この発明の実施形態１に係るタッチ式入力装置１のディスプレイからのノイズの緩和方法について説明する。
図８は、この発明のタッチ式入力装置１のディスプレイからのノイズの緩和方法の概要を示す説明図である。図８（Ａ）は、ＸセンサおよびＹセンサの読取り時における有効領域の一例を示す説明図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＸセンサおよびＹセンサを上から見たときの有効領域を表す説明図である。

この発明では、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するための対応策として、図８（Ａ）に示すように、Ｙセンサの左右両端１０ライン程度を除いた読取りを行う。また、Ｘセンサの全領域で読取りを行う。これらの結果から、各センサの電荷の線形和に基づいた静電容量分布が取得される。

その結果、図８（Ｂ）に示すように、Ｂｃｈドライブ時において、ディスプレイからのノイズの影響が顕著に現れる左右両端１０ライン程度の領域の読取りが除外されるため、全てのチャンネルの切り替えを実現しつつ、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するタッチ式入力装置１を実現できる。

〔実施形態２〕
（この発明の実施形態２に係るタッチ式入力装置１のタッチパネル３の無効領域の設定）
次に、図９〜図１０に基づき、この発明の実施形態２に係るタッチ式入力装置１のタッチパネル３の無効領域の設定について説明する。
図９は、この発明のタッチ式入力装置１のタッチパネル３の無効領域の設定画面を示す説明図である。図１０は、この発明のタッチ式入力装置１のタッチパネル３の無効領域の設定の一例を示す説明図である。図１０（Ａ）は、Ｘセンサ読取り時の有効・無効領域の一例を示す説明図であり、図１０（Ｂ）は、Ｙセンサ読取り時の有効・無効領域の一例を示す説明図である。

図９に示すように、ユーザーは、タッチ式入力装置１のディスプレイに表示されたタッチパネル３の無効領域の設定画面において、Ｘセンサ読取り時およびＹセンサ読取り時の無効領域を個別に設定することができる。

図９の上半分には、Ａｃｈ（信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）とＢｃｈ（信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ）のチャンネル番号（信号線の配列番号）の設定が示されている。

また、図９の下半分には、無効領域の設定が例示されている。
すなわち、Ｘセンサの上端の１ラインおよび下端の４ラインが無効に、Ｘセンサの左右端は全て有効（０）に設定されている。また、Ｙセンサの左端の２ラインおよび右端の３ラインを無効に、Ｙセンサの上下端は全て有効（０）に設定されている。

図９のように設定したとき、ＸセンサおよびＹセンサの読取り時における有効・無効領域は、それぞれ図１０（Ａ）・（Ｂ）のようになる。

このようにすれば、簡単な設定により、ＸセンサとＹセンサの両方による読取りを実現しつつ、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するタッチ位置認識回路を実現できる。

〔実施形態３〕
この発明の実施形態２に係るタッチ式入力装置１のタッチパネル３の無効領域の設定では、それぞれ２辺のみ無効領域を設定したが、４辺とも個別に無効領域を設定してもよい。すなわち、Ｘセンサの上下左右端の無効領域を設定する。また、Ｙセンサ上下左右端の無効領域を設定する。

このようにすれば、より細かい無効領域の設定が可能となるため、実際のノイズの発生状況に合わせて適切な無効領域の設定が可能となる。

〔実施形態４〕
センスアンプ６ａ・６ｂは、各静電容量に対応する電荷の線形和を、有効領域に対応するセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭのみを通して読み出して、ＡＤ変換器８ａ・８ｂに供給するようにしてもよい。

このようにすれば、有効領域に対応するセンスラインＳＬ１〜ＳＬＭのみを通して読み出して、ＡＤ変換器８ａ・８ｂに供給することにより、全てのチャンネルの切り替えを実現しつつ、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するタッチ位置認識回路が実現される。

〔実施形態５〕
ドライバ５ａ・５ｂは、有効領域に対応するドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭのみに電圧を印加するようにしてもよい。

このようにすれば、無効にされたドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに電圧を印加しないことにより、全てのチャンネルの切り替えを実現しつつ、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するタッチ位置認識回路が実現される。

〔実施形態６〕
容量分布計算部９は、ＡＤ変換器８ａ・８ｂから供給された各静電容量のうち、有効領域に対応する各静電容量の線形和と符号系列とに基づいて、タッチパネル３上の静電容量分布を計算してタッチ位置認識部１０に供給するようにしてもよい。

このようにすれば、有効領域に対応する各静電容量の線形和と符号系列とに基づいて、タッチパネル３上の静電容量分布を計算してタッチ位置認識部１０に供給することにより、全てのチャンネルの切り替えを実現しつつ、ディスプレイからのノイズの影響を緩和するタッチ位置認識回路が実現される。

この発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。

１：タッチ式入力装置、１ａ：従来のタッチ式入力装置、２：タッチ位置認識回路、２ａ：静電容量分布検出回路、３：タッチパネル、４ａ，４ｂ：マルチプレクサ、５ａ，５ｂ：ドライバ、６ａ，６ｂ：センスアンプ、７ａ，７ｂ：タイミングジェネレータ、８ａ，８ｂ：ＡＤ変換器、９：容量分布計算部、１０：タッチ位置認識部、１１：同期信号生成部、１２：無効化設定部、Ｃ１１〜ＣＭＭ：静電容量、ＣＬａ，ＣＬｂ：制御ライン、ＤＬ１〜ＤＬＭ：ドライブライン、ＨＬ１〜ＨＬＭ，ＶＬ１〜ＶＬＭ：信号線、ｉｎＶ：反転器、ＳＬ１〜ＳＬＭ：センスライン、ＳＷ１〜ＳＷ４：スイッチ

Claims

タッチパネル上の複数の第１信号線と第２信号線との交点にそれぞれ形成される複数の静電容量の値の分布を検出して、前記タッチパネル上のタッチされた位置を表すタッチ位置を認識するタッチ位置認識回路であって、
前記複数の第１信号線および第２信号線に接続されたマルチプレクサと、
前記マルチプレクサに接続されたドライバと、
前記マルチプレクサに接続されたセンスアンプと、
前記センスアンプに接続され、信号変換を行いタッチ位置を認識するタッチ位置認識部と、
前記複数の第１信号線および第２信号線のうち、予め定められた信号線の利用を無効にする無効化設定部とを備え、
前記第１信号線を前記ドライバに接続し、前記第２信号線を前記センスアンプに接続して、無効にされていない信号線に対応する静電容量の値の分布を検出してタッチ位置を認識する第１接続状態と、
前記第１信号線を前記センスアンプに接続し、前記第２信号線を前記ドライバに接続して、無効にされていない信号線に対応する静電容量の値の分布を検出してタッチ位置を認識する第２接続状態とを前記マルチプレクサが切替えることを特徴とするタッチ位置認識回路。
前記第１接続状態において、前記第２信号線のうち、無効にされていない信号線に対応する信号のみを前記センスアンプを介して前記タッチ位置認識部に供給してタッチ位置を認識し、
前記第２接続状態において、前記第１信号線のうち、無効にされていない信号線に対応する信号のみを前記センスアンプを介して前記タッチ位置認識部に供給してタッチ位置を認識する請求項１に記載のタッチ位置認識回路。
前記第１接続状態において、前記第１信号線のうち、無効にされていない信号線に前記ドライバを介して駆動信号を与え、
前記第２接続状態において、前記第２信号線のうち、無効にされていない信号線に前記ドライバを介して駆動信号を与える請求項１または２に記載のタッチ位置認識回路。
前記無効化設定部は、前記複数の第１信号線および第２信号線のうち、前記タッチパネルの両端から予め定められた本数の信号線の利用を無効にする請求項１〜３のいずれか１つに記載のタッチ位置認識回路。
ディスプレイ、タッチパネルおよび請求項１〜４のいずれか１つに記載のタッチ位置認識回路を備え、
前記タッチパネルは、前記ディスプレイにダイレクトボンディングされ、
前記無効化設定部は、前記複数の第１信号線および第２信号線のうち、前記ディスプレイに近い側の予め定められた信号線の利用を無効にするタッチ式入力装置。
前記無効化設定部の設定用の画面を前記ディスプレイに表示させ、
前記複数の第１信号線および第２信号線のうち、利用を無効にすべき信号線の設定または変更を受け付ける請求項５に記載のタッチ式入力装置。