JP2019179340A - 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 - Google Patents

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】タッチ位置認識回路２において、マルチプレクサは、第１信号線をドライバに接続し、第２信号線をセンスアンプに接続する第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する第２接続状態とを相互に切替え、タッチ位置認識部１０は、前記第１接続状態で検出される前記タッチ位置と、前記第２接続状態で検出される前記タッチ位置とに基づいて前記タッチ位置を認識し、さらに、前記タッチパネル上の第１領域では第１演算処理に基づいて前記タッチ位置を認識し、前記タッチパネル上の第２領域では第２演算処理に基づいて前記タッチ位置を認識する。【選択図】図８

Description

本発明は、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信号線と複数の第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）。

前記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貼り合わされ（ダイレクトボンディング）、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およびソースドライバなどの駆動回路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下するという問題が生じることがある。

本発明の目的は、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。

本発明の一の態様に係るタッチ位置認識回路は、タッチパネル上の複数の第１信号線と複数の第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信号線および前記複数の第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、前記タッチ位置を認識するタッチ位置認識部と、を備え、前記マルチプレクサは、前記複数の第１信号線を前記ドライバに接続し、前記複数の第２信号線を前記センスアンプに接続する第１接続状態と、前記複数の第１信号線を前記センスアンプに接続し、前記複数の第２信号線を前記ドライバに接続する第２接続状態と、を相互に切替え、前記タッチ位置認識部は、前記第１接続状態において検出される前記タッチ位置と、前記第２接続状態において検出される前記タッチ位置とに基づいて、前記タッチ位置を認識し、前記タッチ位置認識部は、さらに、前記タッチパネル上の第１領域では第１演算処理に基づいて前記タッチ位置を認識し、前記タッチパネル上の第２領域では第２演算処理に基づいて前記タッチ位置を認識する。

本発明の他の態様に係るタッチ式入力装置は、ディスプレイと、前記ディスプレイにダイレクトボンディングされるタッチパネルと、前記タッチ位置認識回路と、を備える。

本発明によれば、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。

図１は、本発明の実施形態に係るタッチ式入力装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施形態に係る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。 図３は、本発明の実施形態に係る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。 図４は、本発明の実施形態に係る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。 図５は、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。 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７は、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。 図８は、本発明の実施形態に係る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演算方法（演算領域）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演算方法（演算領域）を表す説明図である。 図９は、本発明の実施形態１に係るタッチ式検出装置のタッチパネルの演算方法の設定画面を示す説明図である。 図１０は、本発明の実施形態１に係るタッチパネルの外側領域に対応するＡＮＤ演算処理の真理値表を示す図である。 図１１は、本発明の実施形態１に係るタッチパネルの内側領域に対応するＯＲ演算処理の真理値表を示す図である。 図１２は、本発明の実施形態２に係るタッチ式検出装置のタッチパネルの閾値の設定画面を示す説明図である。 図１３は、本発明の実施形態３に係るディスプレイの表示領域の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格を有さない。
［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、本発明の実施形態１に係るタッチ式入力装置１について説明する。

図１は、実施形態１に係るタッチ式入力装置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。

タッチ式入力装置１は、ディスプレイ２０（図５、図１３参照）とタッチパネル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）（本発明の第１信号線に対応）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）（本発明の第２信号線に対応）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。また、タッチパネル３は、ディスプレイ２０にダイレクトボンディングされて固定される。タッチ位置認識回路２は、タッチパネル３上の信号線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の値の分布を検出して、タッチパネル３上のタッチされた位置を表すタッチ位置を認識する。

図３は、前記タッチパネル３に接続された信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ、ＶＬ１〜ＶＬＭと、ドライバ５ａ，５ｂ（図１参照）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（図１参照）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順次、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接続状態とを相互に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、ＡＤ変換器８ａ，８ｂおよび容量分布計算部９を介して、センスアンプ６ａ，６ｂに電気的に接続されている。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上のタッチ位置を認識する。また、タッチ位置認識部１０は、演算設定部１２において設定された演算方法（ＡＮＤ演算処理、ＯＲ演算処理）に基づいて、タッチ位置を認識する。

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におけるＣＭＯＳスイッチＳＷ２とは反対側の一端と、ＣＭＯＳスイッチＳＷ２におけるＣＭＯＳスイッチＳＷ１とは反対側の一端と、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、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。

制御ラインＣＬａの信号をＬｏｗにすると、マルチプレクサ４ａにおいて、信号線ＨＬ１〜ＨＬＭは、ドライブラインＤＬ１〜ＤＬＭに電気的に接続される。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に電気的に接続される。マルチプレクサ４ｂも同様に構成されている。

このように、タッチ式入力装置１は、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る。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に電気的に接続されるときは、マルチプレクサ４ｂはセンスアンプ６ｂに電気的に接続され、マルチプレクサ４ａがセンスアンプ６ａに電気的に接続されるときは、マルチプレクサ４ｂはドライバ５ｂに電気的に接続される。

［タッチ式入力装置１の問題点］
次に、図５〜図７に基づき、タッチ式入力装置１のタッチパネル３にディスプレイ２０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、タッチ式入力装置１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２０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２０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２０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に電気的に接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（Ｂｃｈ）をセンスアンプ６ｂに電気的に接続する第１接続状態（Ｘセンサ読取り時）では、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に電気的に接続し、信号線ＶＬ１〜ＶＬＭ（Ｂｃｈ）をドライバ５ｂに電気的に接続する第２接続状態（Ｙセンサ読取り時）では、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、タッチ式入力装置１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２０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２０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）および図７（Ｂ）はそれぞれ、Ｘセンサおよび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、Ｘセンサは、ドライブラインの一端にディスプレイ２０からのノイズが現れることがわかる。また図７（Ｂ）に示すように、Ｙセンサは、ドライブラインの両端にディスプレイ２０からのノイズが現れることがわかる。これらのノイズは、ディスプレイ２０のゲートドライバおよびソースドライバなどの駆動回路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（Ａ）のドライブラインの一部の拡大図を図７（Ａ）の右下に示す。図７（Ｂ）のドライブラインの一部の拡大図を図７（Ｂ）の左下に示す。

これらの拡大図に示すように、特に駆動回路に近い数ライン（１〜５ライン程度）でディスプレイ２０からのノイズが顕著に現れることがわかる。

このように、タッチ式入力装置１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２０を直付けした場合、ディスプレイ２０から発生するノイズにより、ＸセンサおよびＹセンサの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２０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２０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。

［タッチ式入力装置１のディスプレイ２０からのノイズの緩和方法］
次に、図８に基づき、実施形態１に係るタッチ式入力装置１のディスプレイ２０からのノイズの緩和方法について説明する。

図８は、実施形態１に係るタッチ式入力装置１のディスプレイ２０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演算方法（演算領域）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演算方法（演算領域）を表す説明図である。

タッチ式入力装置１は、ディスプレイ２０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、ＸセンサおよびＹセンサの上端、下端、左端、右端のそれぞれ数ライン分の外側領域（第１領域）では、ＡＮＤ演算処理（第１演算方法）によりタッチパネル３上のタッチ位置を認識する。また、タッチ式入力装置１は、ＸセンサおよびＹセンサの外側領域を除いた内側の内側領域（第２領域）では、ＯＲ演算処理（第２演算方法）によりタッチパネル３上のタッチ位置を認識する。

図９は、タッチ式入力装置１のタッチパネル３の演算方法の設定画面を示す説明図である。ディスプレイ２０に表示される設定画面において、タッチパネル３上の前記外側領域（第１領域）および前記内側領域（第２領域）それぞれの位置を受け付けるとともに、前記外側領域および前記内側領域それぞれに設定される演算処理ついて、ＡＮＤ演算処理（第１演算処理）またはＯＲ演算処理（第２演算処理）を受け付ける。例えば、ユーザーが、図９に示す設定画面において、前記演算方法を設定することが可能となっている。図９に示す設定画面の上側には、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。ここでは、Ａｃｈの信号線ＨＬ０〜ＨＬ３５（３６ライン）を示し、Ｂｃｈの信号線ＶＬ０〜ＶＬ６２（６３ライン）を示している。図９に示す設定画面の下側には、前記演算方法が設定される。ここでは、前記外側領域ではＡＮＤ演算処理が設定され、前記内側領域ではＯＲ演算処理が設定されていることを示している。また、Ｘセンサでは、上端から１ライン分と下端から４ライン分とが前記外側領域に予め設定され、Ｙセンサでは、左端から２ライン分と右端から３ライン分とが前記外側領域に予め設定されていることを示している。

上記のように演算方法が設定された場合、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、以下のようにして、タッチ位置を認識（判定）する。

例えば、タッチ位置認識部１０は、外側領域に対応する静電容量分布に基づいて、Ｙセンサの読取り時（第２接続状態）にタッチ位置を検出し（「１」）、Ｘセンサの読取り時（第１接続状態）にタッチ位置を検出しない（「０」）場合、タッチパネル３上をタッチされていない（「０」）と判定する。このケースは、タッチパネル３上のタッチ面に何も触れていない状態の初期ノイズを検出した場合に対応する。

また、タッチ位置認識部１０は、外側領域に対応する静電容量分布に基づいて、Ｙセンサの読取り時にタッチ位置を検出し（「１」）、Ｘセンサの読取り時にタッチ位置を検出した（「１」）場合、タッチパネル３上のタッチ位置を認識（判定）（「１」）する。このケースは、タッチパネル３上のタッチ面に通常のタッチ操作が行われた場合に対応する。

このように、タッチ位置認識部１０は、タッチパネル３の外側領域において、Ｘセンサの読取り時（第１接続状態）のタッチ位置の検出結果と、Ｙセンサの読取り時（第２接続状態）のタッチ位置の検出結果とを入力信号としたＡＮＤ演算処理により、タッチ位置の認識を行う。図１０には、前記外側領域に対応するＡＮＤ演算処理の真理値表を示している。タッチ位置認識部１０は、前記外側領域においては図１０に示す真理値表に基づいて、タッチパネル３上のタッチ位置を認識（判定）する。このため、タッチ位置認識部１０は、前記外側領域において、Ｘセンサの読取り時（第１接続状態）およびＹセンサの読取り時（第２接続状態）のうちの一方でタッチ位置を検出し、他方でタッチ位置を検出しない場合、タッチパネル３上をタッチされていないと判定する。

これに対して、例えば、タッチ位置認識部１０は、内側領域に対応する静電容量分布に基づいて、Ｙセンサの読取り時にタッチ位置を検出せず（「０」）、Ｘセンサの読取り時にタッチ位置を検出しない（「０」）場合、タッチパネル３上をタッチされていない（「０」）と判定する。このケースは、タッチパネル３上のタッチ面に何も触れていない場合に対応する。また、前記外側領域において初期ノイズを検出した場合もこのケースに含まれる。

また、タッチ位置認識部１０は、内側領域に対応する静電容量分布に基づいて、Ｙセンサの読取り時およびＸセンサの読取り時の少なくとも何れかにおいて、タッチ位置を検出した場合（「１」）、タッチ位置を認識（判定）（「１」）する。このケースは、タッチパネル３上のタッチ面に通常のタッチ操作が行われた場合に対応する。

このように、タッチ位置認識部１０は、タッチパネル３の内側領域において、Ｘセンサの読取り時のタッチ位置の検出結果と、Ｙセンサの読取り時のタッチ位置の検出結果とを入力信号としたＯＲ演算処理により、タッチ位置の認識を行う。図１１には、前記内側領域に対応するＯＲ演算処理の真理値表を示している。タッチ位置認識部１０は、前記内側領域においては図１１に示す真理値表に基づいて、タッチパネル３上のタッチ位置を認識（判定）する。このため、タッチ位置認識部１０は、内側領域において、Ｘセンサの読取り時（第１接続状態）およびＹセンサの読取り時（第２接続状態）の少なくとも何れかでタッチ位置を検出した場合、タッチパネル３上のタッチ位置を認識する。

上記のように、タッチ位置認識部１０は、第１接続状態において検出されるタッチ位置と、第２接続状態において検出されるタッチ位置とに基づいて、タッチ位置を認識し、さらに、タッチパネル３上の第１領域では第１演算処理（ＡＮＤ演算処理）に基づいて前記タッチ位置を認識し、タッチパネル３上の第２領域では第２演算処理（ＯＲ演算処理）に基づいて前記タッチ位置を認識する。この構成によれば、前記外側領域においては、Ｘセンサの読取り時およびＹセンサの読取り時の何れか一方でタッチ位置が検出された場合は、タッチ位置認識部１０は、タッチパネル３上のタッチ位置を認識しない。これに対して、Ｘセンサの読取り時およびＹセンサの読取り時の両方でタッチ位置が検出された場合は、タッチ位置認識部１０は、タッチパネル３上のタッチ位置を認識にする。よって、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２０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。

なお、上述の構成では、タッチ位置認識部１０は、Ｘセンサの読取り時のタッチ位置の検出結果と、Ｙセンサの読取り時のタッチ位置の検出結果とを入力信号としたＡＮＤ演算処理およびＯＲ演算処理を実行している。他の実施形態として、例えば、タッチ位置認識部１０は、Ｘセンサの読取り時の静電容量値と、Ｙセンサの読取り時の静電容量値とを入力信号としたＡＮＤ演算処理およびＯＲ演算処理を実行してもよい。この場合、タッチ位置認識部１０は、各演算処理の出力信号（静電容量値）と、予め設定される閾値とに基づいて、タッチ位置を認識（判定）する。

また、上述の構成では、ユーザーが、図９に示す設定画面において前記演算方法（ＡＮＤ演算処理、ＯＲ演算処理）を設定しているが、他の実施形態として、演算設定部１２が、前記演算方法を設定してもよい。例えば、タッチ式入力装置１の電源がＯＮされたときの初期状態（タッチ面に何も触れていない初期状態）においてＸセンサ読取り時にタッチ位置が検出された場合、演算設定部１２は、検出されたＸセンサのライン分（例えば、上端の１ライン分、下端の４ライン分）を前記外側領域に設定し、前記初期状態においてＹセンサ読取り時にタッチ位置が検出された場合、演算設定部１２は、検出されたＹセンサのライン分（例えば、左端の２ライン分、右端の３ライン分）を前記外側領域に設定する。また、演算設定部１２は、前記外側領域をＡＮＤ演算処理に設定し、前記内側領域をＯＲ演算処理に設定する。このように、前記演算方法の設定処理は、タッチ式入力装置１において自動的に行われてもよい。

［実施形態２］
上述の実施形態１に係るタッチ式入力装置１では、タッチ位置認識部１０が、タッチパネル３の外側領域ではＡＮＤ演算処理によりタッチ位置を認識し、タッチパネル３の内側領域ではＯＲ演算処理によりタッチ位置を認識している。これに対して、実施形態２に係るタッチ式入力装置１では、タッチ位置認識部１０は、タッチパネル３の外側領域では第１閾値に基づいてタッチ位置を認識し、タッチパネル３の内側領域では第２閾値に基づいてタッチ位置を認識する。

具体的には、前記外側領域では、タッチ面に何も触れていない状態において、ノイズの影響に起因する静電容量に対応する電荷が発生する。そこで、タッチ位置認識部１０がタッチ位置を認識するトリガーとなる閾値について、前記外側領域の第１閾値を、前記内側領域の第２閾値より大きい値に設定する。例えば、前記内側領域の静電容量分布の閾値（第２閾値）がＴ２に設定されている場合において、ノイズの影響に起因する静電容量分布の値がＴ０であった場合、前記外側領域の静電容量分布の閾値（第１閾値）Ｔ１を、「Ｔ２＋Ｔ０」に設定する。

前記閾値は、図１２に示す設定画面においてユーザーが設定してもよいし、タッチ式入力装置１の電源がＯＮされたときの初期状態に、演算設定部１２が設定してもよい。

［実施形態３］
図１３は、ディスプレイ２０の表示領域を示す図である。図１３に示すように、ディスプレイ２０は、所定の画像については、タッチ位置の検出精度が高い領域に表示する。実施形態３に係るタッチ式入力装置１は、ディスプレイ２０と、ディスプレイ２０に所定の画像を表示させる表示制御部２１と、ディスプレイ２０にダイレクトボンディングされるタッチパネル３と、タッチ位置認識回路２とを含む。

具体的には、表示制御部２１は、ユーザーがタッチパネル３をタッチ操作するための画像（例えば、設定画像、メニュー選択画像、デスクトップ画像など）については、ディスプレイ２０の表示領域のうち、ノイズの影響を受け難くタッチ位置の検出精度が高い領域である、ＯＲ演算処理によりタッチ位置を認識する領域（本発明の第２領域に対応）（例えば内側領域）（図１３参照）に対応する領域（有効表示領域）、又は、閾値が低い値に設定される領域（例えば内側領域）（図１２参照）に対応する領域（有効表示領域）に表示させる。

また表示制御部２１は、前記画像については、ディスプレイ２０の表示領域のうち、ノイズの影響を受け易くタッチ位置の検出精度が低い領域である、ＡＮＤ演算処理によりタッチ位置を認識する領域（本発明の第１領域に対応）（例えば外側領域）（図１３参照）に対応する領域（無効表示領域）、又は、閾値が高い値に設定される領域（例えば外側領域）（図１２参照）に対応する領域（無効表示領域）に表示させない。

これにより、タッチパネル３において前記所定の画像に対するユーザーのタッチ位置の検出精度を向上させることができるため、ユーザーのタッチ操作に応じた処理を確実に実行することが可能となる。

ここで、上述した各実施形態では、前記外側領域は、タッチパネル３の外周を囲う領域に設定されているが、これに限定されない。少なくとも、ディスプレイ２０のゲートドライバおよびソースドライバなどの駆動回路に近い領域が前記外側領域に設定されていればよい。このため、例えば、平面的に見て、ゲートドライバがタッチパネル３の左側だけに設けられ、ソースドライバがタッチパネル３の下側だけに設けられている場合は、タッチパネル３の左端の数ライン分の領域と、タッチパネル３の下端の数ライン分の領域とが、前記外側領域に設定されてもよい。

上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
２ ：タッチ位置認識回路
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 ：演算設定部
２０ ：ディスプレイ
２１ ：表示制御部
Ｃ１１〜ＣＭＭ ：静電容量
ＣＬａ，ＣＬｂ ：制御ライン
ＤＬ１〜ＤＬＭ ：ドライブライン
ＨＬ１〜ＨＬＭ ：信号線
ＶＬ１〜ＶＬＭ ：信号線
ｉｎＶ ：反転器
ＳＬ１〜ＳＬＭ ：センスライン
ＳＷ１，ＳＷ２ ：スイッチ

Claims (6)

1. タッチパネル上の複数の第１信号線と複数の第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信号線および前記複数の第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、前記タッチ位置を認識するタッチ位置認識部と、を備え、
   前記マルチプレクサは、前記複数の第１信号線を前記ドライバに接続し、前記複数の第２信号線を前記センスアンプに接続する第１接続状態と、前記複数の第１信号線を前記センスアンプに接続し、前記複数の第２信号線を前記ドライバに接続する第２接続状態と、を相互に切替え、
   前記タッチ位置認識部は、前記第１接続状態において検出される前記タッチ位置と、前記第２接続状態において検出される前記タッチ位置とに基づいて、前記タッチ位置を認識し、
   前記タッチ位置認識部は、さらに、前記タッチパネル上の第１領域では第１演算処理に基づいて前記タッチ位置を認識し、前記タッチパネル上の第２領域では第２演算処理に基づいて前記タッチ位置を認識する、
   タッチ位置認識回路。
2. 前記第１領域は、前記タッチパネル上の、前記タッチパネルにダイレクトボンディングされるディスプレイを駆動する駆動回路に近い側の予め設定された本数の信号線を含む領域であり、
   前記第２領域は、前記タッチパネル上の、前記第１領域を除いた領域であり、
   前記タッチ位置認識部は、前記第１接続状態における前記タッチ位置の検出結果と、前記第２接続状態における前記タッチ位置の検出結果とを入力信号としたＡＮＤ演算処理により、前記タッチ位置を認識し、
   前記タッチ位置認識部は、前記第１接続状態における前記タッチ位置の検出結果と、前記第２接続状態における前記タッチ位置の検出結果とを入力信号としたＯＲ演算処理により、前記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。
3. 前記タッチ位置認識部は、前記第１領域において、前記第１接続状態および前記第２接続状態のうちの一方で前記タッチ位置を検出し、他方で前記タッチ位置を検出しない場合、前記タッチパネル上をタッチされていないと判定する、
   請求項２に記載のタッチ位置認識回路。
4. 前記タッチ位置認識部は、前記第２領域において、前記第１接続状態および前記第２接続状態の少なくとも何れかで前記タッチ位置を検出した場合、前記タッチ位置を認識する、
   請求項２又は請求項３に記載のタッチ位置認識回路。
5. ディスプレイと、
   前記ディスプレイにダイレクトボンディングされるタッチパネルと、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタッチ位置認識回路と、
   を備えるタッチ式入力装置。
6. 前記ディスプレイに表示される設定画面において、前記タッチパネル上の前記第１領域および前記第２領域それぞれの位置を受け付けるとともに、前記第１領域および前記第２領域それぞれに設定される演算処理ついて、前記第１演算処理または第２演算処理を受け付ける、
   請求項５に記載のタッチ式入力装置。