JP2021086538A - タッチパネル装置およびタッチパネル装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外来ノイズの有無を容易に判別することができるタッチパネル装置を提供する。【解決手段】タッチパネル装置（２０）は、相互容量方式のタッチパネル（１）と、複数の送信電極（２）に対して駆動電圧を印加する駆動部（４）と、複数の受信電極（３）からの出力を測定する測定部（５）と、複数の送信電極（２）に駆動電圧を印加していないときに得られた測定部（５）の測定値を用いて、ノイズを検出するノイズ検出部（６）と、タッチ座標を特定する座標計算部（８）とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は相互容量方式のタッチパネルにおける外来ノイズを検出してノイズに対抗するタッチパネル装置に関する。

近年、携帯端末やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの電子機器のみならず、街頭広告や工業製品の操作パネルにおいても、ユーザが操作するための入力手段として、タッチパネルが多用されている。特に、相互容量方式を主とする静電容量方式の検出原理を備えたタッチパネルは、他の方式に比べて多くの用途で利用されている。

相互容量方式のタッチパネルは、センサから入力した信号の特徴的なパターンからタッチ座標を特定するものである。ここで、上記センサからの入力にノイズが重畳していると、信号の特徴的なパターンが阻害され、あるいは形成される。その結果として、タッチパネルからの入力に基づく操作に誤りをもたらすこととなる。

従来技術として、上記ノイズに対抗する処理を備える相互容量方式のタッチパネルが知られている。例えば、特許文献１には、タッチパネルにおいて、センサ入力のノイズの有無を判別し、ノイズの周波数を避けた送信周波数に変更することによって、ノイズの影響を低減する技術が開示されている。

特許第５８１４７０７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方式では、センサ入力からノイズを弁別することが難しい状況（例えば、ノイズが非常に強い環境）では、ノイズの有無自体を検出することが困難であるという問題がある。

本発明の一態様は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、複雑なフィルタ技術を用いることなく、外来ノイズの有無を容易に判別することができるタッチパネル装置を提供することにある。

本発明の一態様に係るタッチパネル装置は、静電容量結合を形成する複数の送信電極と複数の受信電極とを備える相互容量方式のタッチパネルと、前記複数の送信電極に対して、駆動電圧を印加する駆動部と、前記複数の受信電極からの出力を測定する測定部と、前記複数の送信電極に前記駆動電圧を印加したときに得られた前記測定部の測定値を用いて、タッチ座標を特定する座標特定部と、前記複数の送信電極に前記駆動電圧を印加していないときに得られた前記測定部の測定値を用いて、ノイズを検出するノイズ検出部とを備える。

上記構成によれば、前記複数の送信電極に前記駆動電圧を印加していないときに前記複数の受信電極で得られる信号を、ノイズ由来の信号であるとしている。よって、上記構成により、複雑なノイズフィルタ技術を用いることなく、ノイズの有無を容易に判別することができる。

また、前記駆動部は、前記駆動電圧を出力する複数の出力端子を備え、前記複数の出力端子のうち、少なくとも１つの出力端子は前記複数の送信電極に接続されておらず、他の複数の出力端子は前記複数の送信電極に接続されている構成であってもよい。

上記構成によれば、例えば、制御部は、前記駆動部に対して、いずれの前記送信電極にも駆動電圧を印加しないように指示する必要がなくなる。例えば、前記駆動部は、前記制御部から駆動電圧の出力開始の指示を受け取ると、複数の出力端子に順次駆動電圧を出力すればよい。そのため、前記駆動部内の回路も特別な構成にすることなく、少なくとも１つの出力端子を前記送信電極に接続しない構成にすればよい。したがって、前記タッチパネル装置は、前記制御部の制御方法を簡略化することができる。

また、前記タッチパネル装置は、検出された前記ノイズに応じて、前記駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比を決定し、かつ、前記駆動部に、決定した駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比を指定して、前記複数の送信電極に駆動電圧を印加するように指示する制御部を備える構成であってもよい。

上記構成によれば、複雑なフィルタ技術を用いることなく、ノイズの有無を判定することができる。また、前記タッチパネル装置は、ノイズの有無に応じて周波数ホッピングを適用することで（駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比を変更することで）、ノイズの影響を低減してタッチ座標の特定を行うことができる。

また、前記タッチパネル装置は、前記測定部の前記測定値に対して、ノイズの影響を低減する処理を行う、ノイズフィルタ部を備え、前記ノイズに応じて、前記測定部の前記測定値に対してノイズの影響を低減する処理を行うか否かを決定する制御部を備える構成であってもよい。

上記構成によれば、ノイズの影響を低減してタッチ座標の特定を行うことができる。また、ノイズが無いまたは小さいときには、フィルタ処理を行わないので、フィルタ処理の処理負荷を低減することができる。これにより、例えば、前記タッチパネル装置は、ノイズが無いまたは小さいときには、時間当たりのタッチ座標の特定回数を増加させる（タッチ座標の特定処理の周期を短くする）ことができる。

また、前記タッチパネル装置は、前記測定部の前記測定値に対して、ノイズの影響を低減する処理を行う、ノイズフィルタ部と、前記ノイズに応じて、前記ノイズフィルタ部が用いるノイズフィルタの選択を行う制御部とを備える構成であってもよい。

上記構成によれば、ノイズの影響を低減してタッチ座標の特定を行うことができる。また、ノイズの情報（ノイズの有無、大きさ、および／または変動）に応じて、ノイズフィルタの選択を適切に行うことができる。

また、前記タッチパネル装置は、前記測定部の前記測定値に対して、ノイズの影響を低減する処理を行う、ノイズフィルタ部と、前記ノイズに応じて、前記ノイズフィルタ部が用いるノイズフィルタの強度を変更する制御部とを備える構成であってもよい。

上記構成によれば、ノイズの影響を低減してタッチ座標の特定を行うことができる。また、ノイズの大きさ、または変動が大きいときには、ノイズフィルタの強度を上げることで、当該ノイズを低減することができる。

また、前記ノイズ検出部は、複数のタイミングで前記ノイズの大きさを特定し、前記制御部は、前記ノイズの大きさおよび前記ノイズの測定間隔から、前記ノイズの周波数特性を特定する構成であってもよい。

上記の構成によれば、ノイズの周波数特性からより適切な周波数ホッピングを行うことができる。もしくは、前記制御部は、ノイズの周波数特性に対応して想定されるノイズの発生源に適したノイズフィルタの種類、組み合わせ、および／または強度を選択することができる。

本発明の一態様に係るタッチパネル装置の制御方法は、前記複数の送信電極に対して、駆動電圧を印加する駆動ステップと、前記複数の受信電極からの出力を測定する測定ステップと、前記複数の送信電極に前記駆動電圧を印加したときに得られた前記出力の測定値を用いて、タッチ座標を特定する座標特定ステップと、前記複数の送信電極に前記駆動電圧を印加していないときに得られた前記出力の測定値を用いて、ノイズを検出するノイズ検出ステップとを含む。

本発明の一態様によれば、複雑なノイズフィルタ技術を用いることなく、外来ノイズの有無を容易に判別することができる。

本発明の実施形態１に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。 上記実施形態に係るタッチパネルの模式的な断面、および駆動電圧と受信電流とノイズの波形との関係を示す図である。 上記実施形態に係るフロントカバーを指でタッチしたときのタッチパネルの模式的な断面、および駆動電圧と受信電流との関係を示す図である。 本発明の実施形態１に係るタッチパネル装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態２に係るタッチパネル装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１の変形例に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態１の変形例に係るタッチパネル装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２の変形例に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態２の変形例に係るタッチパネル装置の動作例を示すフローチャートである。

〔実施形態１〕
（構成例）
図１は、本実施形態に係るタッチパネル装置２０の構成を示すブロック図である。タッチパネル装置２０は、タッチパネル１と、駆動部４と、測定部５と、ノイズ検出部６と、制御部７と、座標計算部８とを備える。本実施形態に係るタッチパネル装置２０は、複数の送信電極２から信号を送信していない期間に複数の受信電極３に現れるノイズ由来の信号を基に、周波数ホッピングを行う装置である。

タッチパネル１は、相互容量方式のタッチパネルである。タッチパネル１は、任意の軸（Ｘ軸）方向に沿って設けられた複数の送信電極２と、上記軸方向と垂直に交わる軸（Ｙ軸）方向に沿って設けられた複数の受信電極３とを備える。各送信電極２は、複数の受信電極３と重なり、かつ交差している。送信電極２と受信電極３とは、ダイヤモンドパターンと言われる電極構造をとっている。

図２は、タッチパネル１の模式的な断面、および駆動電圧と受信電流との関係を示す図である。タッチパネル１は、基板１１を備える。基板１１は、例えば液晶ディスプレイ基板を含んでも良い。以降、タッチパネル１において、基板１１側を下、フロントカバー１３側を上と表現することとする。基板１１上に、複数の送信電極２が形成されている。送信電極２上に、絶縁層１２が形成されている。絶縁層１２上に複数の受信電極３が形成されている。複数の受信電極３上に、ユーザがタッチパネル１を操作するときに指と接触するフロントカバー１３が形成されている。なお、送信電極２と受信電極３との位置を入れ替えても動作原理に相違はない。

送信電極２は、送信電極２−１から送信電極２−ｎで付番されるｎ本で構成される。送信電極２は、複数の受信電極３それぞれとの間で静電容量結合を形成する。送信電極２および受信電極３は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜で形成される。

駆動部４は、複数の送信電極２に対して、順に駆動電圧としてパルス電圧を印加する装置である。

測定部５は、複数の受信電極３からの出力（電流または電圧）を測定する。ここでは、測定部５は、複数の受信電極３から出力される電流を測定する。測定部５は、測定値（測定した電流）を示す情報をノイズ検出部６および座標計算部８に出力する。

ノイズ検出部６は、測定部５が出力する情報から、ノイズを検出する。ここでは、ノイズ検出部６は、測定部５が出力する情報から、ノイズの有無を判定する。ノイズ検出部６は、判定結果を制御部７に出力する。

制御部７は、駆動部４と、測定部５と、ノイズ検出部６と、座標計算部８との動作を制御する装置である。制御部７は、駆動部４が駆動電圧を出力するよう駆動部４に指示すると共に、測定部５が電流を測定するよう測定部５に指示する。制御部７は、上記ノイズ判定結果に応じて、送信電極２から出力する駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比を変更する（周波数ホッピングを行う）。制御部７は、駆動電圧の周波数、位相（出力開始タイミング）、および／またはデューティー比を駆動部４に指示する。例えば、制御部７は、駆動部４に供給されるスタートパルス信号、および／またはクロック信号を用いて、駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比を指定する。制御部７は、駆動電圧が出力されていない期間における測定部５の測定結果に基づいてノイズの有無を判定するよう、ノイズの有無を判定するタイミングをノイズ検出部６に指示する。制御部７は、タッチ座標を計算するよう座標計算部８に指示する。

座標計算部８（座標特定部）は、測定部５が出力する情報から、タッチ座標を計算する。座標計算部８は、タッチパネル１上の各座標の容量変化に基づき、ユーザが接触したタッチ座標を特定する。

なお、タッチパネル１は、送信電極２と受信電極３とを備えるセンサとして実装され得る。駆動部４と、測定部５と、ノイズ検出部６と、座標計算部８とは、コントローラとして、電気回路によって実装され得る。センサとコントローラとは、例えば、フレキシブルケーブルによって互いに接続される。

（動作例）
図２に、駆動電圧と受信電流との関係を示す。３つのグラフにおいて、横軸は時間ｔであり、縦軸は電圧または電流である。送信電極２と交差する受信電極３との間において、ダイヤモンドパターンの電極の辺が互いに隣接している。これにより、送信電極２と受信電極３との間に静電容量結合が形成されている。駆動部４は、送信電極２の１つに方形波パルス状の駆動電圧を印加したとき、送信電極２と交差する受信電極３に、静電容量結合を介して電流が流れる。これにより、受信電極３に電荷が誘導され、受信電極３の電位が変化する。なお、駆動電圧を印加していない送信電極２はすべて固定電位に接続されている。これにより、駆動電圧を印加していない送信電極２はすべて、交流に対してアースされた状態となっている。

図３は、フロントカバー１３を指でタッチしたときの、タッチパネル１の模式的な断面、および駆動電圧と受信電流との関係を示す図である。３つのグラフにおいて、横軸は時間ｔであり、縦軸は電圧または電流である。フロントカバー１３を指でタッチすると、送信電極２から受信電極３に流れていた電気力線が指に吸い取られる。これにより、駆動電圧に対応して受信電極３に流れる電流が小さくなり、受信電極３の電位の変化が少なくなる。この変位が少なくなった量を検出することにより、送信電極２と受信電極３との間の静電容量（相互容量）の減少分を計測することが出来る。

センサから入力される外来ノイズとしては、例えば、放電、蛍光灯、電波等に起因して空間から到来するノイズ（外来ノイズＡとする）、タッチしたもの（人体またはタッチペン）から注入されるノイズ（外来ノイズＢとする）、などが挙げられる。これらの外来ノイズは、相互容量方式のタッチパネルが検出する相互容量の変化をもたらすものではなく、受信電極を流れるノイズ電流として測定部５に検出される。よって、駆動電圧（パルス電圧）に対応する電流とノイズ電流とが重畳した測定値から、駆動電圧に対応する電流値を取り出すためには、フィルタ技術を用いざるを得ない。

従来技術においては、駆動電圧（パルス電圧）に対応する電流とノイズ電流とが重畳した測定値から、ノイズを各種方法によって判定する。ここで、上述のように、得られた測定値にどのくらいノイズが含まれているかを判定するには、相関を求めるまたはヒューリスティックな方法によるフィルタを使用しなければならない。そのようなフィルタは、処理負荷が大きい。

外来ノイズＡは、空間からセンサ（受信電極）を介して、測定部が測定結果として出力する電流に重畳したノイズである。送信電極に駆動電圧を印加したとき、外来ノイズは駆動電圧に対応する電流に重畳する。

外来ノイズＢは、タッチパネルをタッチした指からセンサ（受信電極）を介して、測定部が測定結果として出力する電流に重畳する。送信電極に駆動電圧を印加したとき、外来ノイズは駆動電圧に対応する電流に重畳する。

いずれの外来ノイズの場合においても、送信電極２に駆動電圧を印加しないときに受信電極３を流れる電流はすべてノイズによる電流である。よって、送信電極２に駆動電圧を印加していないときに、受信電極３を流れる電流を測定する方法により、複雑なフィルタ技術を用いることなく、外来ノイズＡおよび外来ノイズＢの有無を容易に判別することができる。ここで、例えば、一定時間内の電流波形の振幅の最大値、またはその平均値、あるいは電流値の自乗の最大値、またはその平均値を電流の代表値として求め、代表値を外来ノイズの大きさとしてもよい。また、代表値が所定の数値（閾値）を超過したことをもって、外来ノイズがある、と判定することができる。

なお、ここで考慮するノイズは、いずれも外来ノイズであって、タッチパネル装置の内部で生じるノイズは無視し得る。タッチパネル装置の内部で生じるノイズは、ノイズの対策をする必要性がない小さなものである。

図４は、本発明の一実施形態におけるタッチパネル装置２０の動作を示すフローチャートである。まず、図４を参照して、タッチパネル装置２０がノイズの有無を検出し、ノイズの有無に応じて周波数ホッピングを適用してタッチ座標を特定する場合の動作例を説明する。

まず、制御部７は、駆動部４に対して、いずれの送信電極２にも駆動電圧を印加しないように指示する（駆動電圧を印加する指示をしない）。制御部７は、測定部５に対して、複数の受信電極３から電流を測定するように指示する。測定部５は、駆動電圧が印加されていないときの複数の受信電極３の電流を測定する（Ｓ１）。

次に、制御部７は、その測定結果からノイズの有無を判定するようにノイズ検出部６に指示する。ノイズ検出部６は、電流の測定結果からノイズの有無を判定する（Ｓ２）。ノイズ検出部６は、駆動電圧を印加していないときの電流の測定値またはその代表値を、ノイズの大きさと見なす。ノイズ検出部６は、電流の測定値またはその代表値が閾値を超えていればノイズが有ると判定し、超えていなければノイズがないと判定する。

制御部７は、ノイズの有無に応じて、駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比を決定する（Ｓ３）。例えば、制御部７は、ノイズがない場合、第１周波数、第１位相、および／または第１デューティー比に決定する。制御部７は、ノイズが有る場合、第１周波数とは異なる第２周波数、第１位相とは異なる第２位相、および／または第１デューティー比とは異なる第２デューティー比に決定する。第２周波数、第２位相、および／または第２デューティー比は、想定されるノイズ源に基づき予め設定することができる。

次に、制御部７は、駆動部４に対して、決定した駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比を指定して、複数の送信電極２に順に駆動電圧を印加するように指示する。位相は、パルス状の駆動電圧を出力するタイミングに対応する。また、制御部７は、測定部５に対して、駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比を指定して、複数の受信電極３の電流を測定するように指示する。駆動部４は、送信電極２−１から送信電極２−ｎに、順次駆動電圧を印加する。測定部５は、駆動電圧の周波数、位相、およびデューティー比に応じたタイミングで（駆動電圧が変化するタイミングで）、複数の受信電極３の電流を測定する（Ｓ４）。

次に、制御部７は、測定部５からの出力をもって座標計算を行うように座標計算部８へ指示する。座標計算部８は、駆動電圧印加時の電流の測定結果から、タッチ座標を特定する（Ｓ５）。

本実施形態のタッチパネル装置２０によれば、複雑なフィルタ技術を用いることなく、ノイズの有無を判定することができる。タッチパネル装置２０は、ノイズの有無に応じて周波数ホッピングを適用することで（駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比を変更することで）、ノイズの影響を低減してタッチ座標の特定を行うことができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

（構成例）
図５は、本実施形態に係るタッチパネル装置２１の構成を示すブロック図である。タッチパネル装置２１は、タッチパネル１と、駆動部４と、測定部５と、ノイズ検出部６と、制御部７と、座標計算部８と、ノイズフィルタ部９とを備える。本実施形態に係るタッチパネル装置２１は、送信電極から信号を送信していない期間に複数の受信電極に現れるノイズ由来の信号を基に、当該ノイズに対して適切なノイズフィルタを適用する装置である。

ノイズ検出部６は、ノイズの有無、大きさ、および／または変動を示す情報を制御部７に出力する。

制御部７は、駆動部４と、測定部５と、ノイズ検出部６と、座標計算部８と、ノイズフィルタ部９との動作を制御する装置である。実施形態１の構成に加え、制御部７は、ノイズ判定結果に応じて、ノイズフィルタを選択し、ノイズフィルタの強度を変更する。制御部７は、ノイズフィルタの選択、および／またはノイズフィルタの強度の変更をノイズフィルタ部９に指示する。

座標計算部８は、ノイズフィルタ部９が出力する情報から、座標計算を行う装置である。座標計算部８は、タッチパネル１上の各座標の容量変化に基づき、ユーザが接触したタッチ座標を判定する。

ノイズフィルタ部９は、制御部７の指示を基に、測定部５が出力する情報に対して、ノイズの影響を低減する処理（フィルタ処理）を行う。ノイズフィルタ部９は、当該処理後の電流を示す情報を座標計算部８に出力する。ノイズフィルタ部９は、例えば、平均値または中央値（メディアン）を算出する、もしくはローパスフィルタを使用する。

（動作例）
固有の周波数に特定されないノイズ（例えば、放電を伴う装置などが発生させる、幅広い周波数をもったノイズ）は、ノイズフィルタによって低減することとなる。この場合、ノイズが強い状況下では、ノイズフィルタの強度を上げて、当該ノイズを低減する。例えば、平均値を算出する場合は、センサからの入力を行う回数（繰り返し回数）を増やして、増やした回数で得られた入力の平均値を出力する。このため、ノイズフィルタの強度を上げると、タッチ座標値を算出するために用いるセンサ値（平均値）の入力の時間当たりの回数が減るため、算出されたタッチ座標値の時間当たりの出力の回数は減る。

ノイズフィルタ部９が中央値を算出する場合、繰り返し回数は、最小３回で、奇数回を設定する。繰り返し回数は、３回では効果は少なく、５回以上の回数を用いるのが好ましい。制御部７は、ノイズの変動（最大値と最小値との差）が大きくなるにしたがって、繰り返し回数をより大きな回数に設定する。ノイズフィルタ部９が平均値を算出する場合、ノイズが重畳してタッチの検出が難しい状況では、繰り返し回数は５回以上を設定するのが好ましい。制御部７は、ノイズの大きさが大きくなる（Ｓ／Ｎ比が悪くなる）にしたがって、繰り返し回数をより大きな回数に設定する。

図６は、本発明の一実施形態におけるタッチパネル装置２１の動作を示すフローチャートである。まず、図６を参照して、タッチパネル装置２１が、ノイズの有無、大きさ、および／または変動を検出し、ノイズの有無、大きさ、および／または変動に応じて適切なノイズフィルタを選択して、タッチ座標を特定する場合の動作例を説明する。

Ｓ１は実施形態１の動作例と同様である。

次に、制御部７は、測定部５の測定結果からノイズの有無を判定するようにノイズ検出部６に指示する。ノイズ検出部６は、電流の測定結果からノイズの有無、大きさ、および／または変動を判定する（Ｓ１０）。ノイズ検出部６は、電流の測定値またはその代表値が閾値を超えていればノイズが有ると判定し、さらに、電流の測定値またはその代表値をノイズの大きさと判定する。ノイズ検出部６は、駆動電圧を印加していないときの電流の測定値またはその代表値を、ノイズの大きさと見なす。ノイズ検出部６は、電流の測定値またはその代表値が閾値を超えていればノイズが有ると判定し、超えていなければノイズがないと判定する。

次に、制御部７は、ノイズの情報（ノイズの有無、大きさ、および／または変動）に応じて、ノイズフィルタの選択を行う（Ｓ１１）。例えば、制御部７は、ノイズの大きさが第１閾値以下であれば第１ノイズフィルタ（例えば平均値フィルタ）を選択し、ノイズの大きさが第１閾値を超えれば第２ノイズフィルタ（例えばローパスフィルタ）を選択してもよい。例えば、第２ノイズフィルタとしては、第１ノイズフィルタに比べて、処理負荷が大きい（処理時間が長い）が、ノイズの影響をより低減することができるフィルタを用いる。例えば、制御部７は、ノイズが存在しないと判定したときはノイズフィルタを使用しないと指示してもよい。同様に、制御部７は、ノイズの変動によってノイズフィルタを切り替えてもよい。

次に、制御部７は、ノイズの大きさ、または変動に応じて、ノイズフィルタの強度を変更する（Ｓ１２）。制御部７は、ノイズの大きさ、または変動が大きいほど、ノイズフィルタの強度を強く設定する。ノイズフィルタ部９が平均値または中央値を算出する場合は、算出に用いる測定結果の個数を多くすることでノイズフィルタの強度は強くなる。ノイズフィルタ部９がローパスフィルタを備える場合は、段数を多くすることでノイズフィルタの強度は強くなる。

なお、平均値または中央値の一回のフィルタ処理で使用した測定結果を、当該回の処理で廃棄するように処理すると、受信電極３による測定の回数（繰り返し回数）ｍは、測定結果の個数に一致する。一方、平均値を、移動平均によって算出するように構成した場合、受信電極３による測定の回数ｍは、移動平均の算出で使用する測定結果ｋ（ｍ＜ｋ）の個数に一致しない。移動平均を求めるときは、測定結果を必要個数メモリに蓄えておき、各回に、最も古い測定結果を破棄し、最も新しい測定結果を追加して、必要個数を維持し、平均を求める。制御部７は、設定したノイズフィルタの強度に応じて、受信電極３による測定の回数ｍを決定する。

次に、制御部７は、駆動部４に対して、複数の送信電極２に順次駆動電圧を印加するように指示する。また、制御部７は、測定部５に対して、複数の受信電極３の電流を測定するように指示する。駆動部４は、送信電極２−１から送信電極２−ｎに、順次駆動電圧を印加する。測定部５は、各送信電極２に駆動電圧が印加されるタイミングに合わせて、複数の受信電極３の電流を測定する（Ｓ１３）。

次に、Ｓ１３の操作をｍ回（フィルタの強度に即した回数分）行う（Ｓ１４）。

次に、ノイズ検出部６においてノイズがあると判定された場合（Ｓ１５でＹＥＳ）は、Ｓ１６に進む。ノイズ検出部６においてノイズがないと判定された場合（Ｓ１５でＮＯ）は、Ｓ１７に進む。

制御部７は、決定したノイズフィルタの選択、および／またはノイズフィルタの強度の変更をもってフィルタ処理を行うように、ノイズフィルタ部９に指示する。ノイズフィルタ部９は、測定部５からの出力に対してフィルタ処理を行う（Ｓ１６）。ノイズフィルタ部９は、フィルタ処理後のセンサ値（受信電極３の電流）を示す情報を座標計算部８に出力する。

ノイズがないと判定された場合（Ｓ１５でＮＯ）、ノイズフィルタ部９は、フィルタ処理がされていないセンサ値（受信電極３の電流）を示す情報を座標計算部８に出力する。

次に、制御部７は、ノイズフィルタ部９からの出力をもって座標計算を行うように座標計算部８へ指示する。座標計算部８は、（フィルタ処理された／されていない）駆動電圧印加時の電流の測定結果から、タッチ座標を特定する（Ｓ１７）。

本実施形態のタッチパネル装置２１によれば、ノイズの有無を判定することができる。タッチパネル装置２１は、ノイズの有無、大きさ、および／または変動に応じてノイズフィルタを選択し、ノイズフィルタの強度を変更することで、ノイズの影響を低減してタッチ座標の特定を行うことができる。タッチパネル装置２１は、ノイズが無いまたは小さいときには、フィルタ処理の処理負荷を低減することができる。これにより、例えば、タッチパネル装置２１は、ノイズが無いまたは小さいときには、時間当たりのタッチ座標の特定回数を増加させる（タッチ座標の特定処理の周期を短くする）ことができる。

（変形例１）
（構成例）
図７は、本変形例１に係るタッチパネル装置２２の構成を示すブロック図である。本変形例１は、実施形態１の変形例である。タッチパネル装置２２は、実施形態１におけるタッチパネル装置２０に加え、駆動部４に、送信電極２のいずれとも接続されていない出力端子である非接続部１０を備える。

駆動部４は、駆動電圧を出力する複数の出力端子を備える。複数の出力端子のうち１番目の出力端子は、非接続部１０であり、タッチパネル１のタッチ領域を通る送信電極２のいずれとも接続されていない。複数の出力端子のうち、他の出力端子（２番目以降の出力端子）は、送信電極２と接続されている。駆動部４は、制御部７から駆動電圧を印加する指示を受け取ると、１番目の出力端子から順次、各出力端子から駆動電圧を出力する。非接続部１０は、タッチパネル１のタッチ領域を通らない（受信電極３と交差しない）。

非接続部１０は、送信電極２のいずれとも接続されていないので、非接続部１０のＸ軸に沿った延長線上に受信電極３との間で静電容量結合を形成することはない。よって、非接続部１０に駆動電圧を印加しても、受信電極３に、静電容量結合を介した電流は流れない。したがって、非接続部１０に駆動電圧を印加しているときは、測定部５では、送信電極２から信号を送信していない期間に受信電極３に現れるノイズ由来の信号のみが得られる。本変形例では、ノイズ検出部６は、非接続部１０に対して駆動電圧を印加したときの受信電極３の電流を用いて、ノイズの判定を行う。

（動作例）
図８は、変形例１におけるタッチパネル装置２２の動作を示すフローチャートである。まず、図８を参照して、タッチパネル装置２２がノイズの有無を検出し、ノイズの有無に応じて周波数ホッピングを適用してタッチ座標を特定する場合の動作例を説明する。

まず、制御部７は、駆動部４に対して、複数の出力端子に順次駆動電圧を出力するように指示する。駆動部４は、複数の出力端子に順次駆動電圧を出力する。ここで駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比は前回行った測定時のノイズ判定結果に基づいて決定されたものを用いる。制御部７は、各出力端子への駆動電圧の出力に合わせて、測定部５を作動させる。また、制御部７は、非接続部１０への駆動電圧の出力に合わせて、ノイズ検出部６を作動させる。測定部５は、非接続部１０に駆動電圧が出力されているときの受信電極３の電流を測定する（Ｓ２０）。続いて、測定部５は、各送信電極２に駆動電圧が出力されているときの受信電極３の電流を測定する（Ｓ４）。

Ｓ４とＳ５とは実施形態１の動作例と同様である。なお、座標計算は、非接続部１０を駆動したときに行った電流の測定結果は使用せず、複数の送信電極２を駆動したときに得られる測定結果を使用して行う。

ノイズ検出部６は、非接続部１０に駆動電圧が出力されているときに測定された受信電極３の電流から、ノイズの判定を行う（Ｓ２）。Ｓ３は実施形態１の動作例と同様である。なお、決定された駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比は、ノイズ判定結果として、次回測定時に用いられる。

本実施形態のタッチパネル装置２２によれば、制御部７は、駆動部４に対して、いずれの送信電極２にも駆動電圧を印加しないように指示する必要がなくなる。駆動部４は、制御部７から駆動電圧の出力開始の指示を受け取ると、複数の出力端子に順次駆動電圧を出力すればよい。そのため、駆動部４内の回路も特別な構成にすることなく、少なくとも１つの出力端子を送信電極２に接続しない構成にすればよい。したがって、タッチパネル装置２２は、制御部７の制御方法を簡略化することができる。

（変形例２）
（構成例）
図９は、本変形例２に係るタッチパネル装置２３の構成を示すブロック図である。本変形例２は、実施形態２の変形例である。タッチパネル装置２３は、実施形態２におけるタッチパネル装置２１に加え、非接続部１０を備える。駆動部４および非接続部１０の構成は、変形例１と同様である。

（動作例）
図１０は、変形例２におけるタッチパネル装置２３の動作を示すフローチャートである。まず、図１０を参照して、タッチパネル装置２３が、ノイズの有無、大きさ、および／または変動を検出し、ノイズの有無、大きさ、および／または変動に応じて適切なノイズフィルタを選択して、タッチ座標を特定する場合の動作例を説明する。

Ｓ２０は変形例１の動作例と同様である。Ｓ４は実施形態１の動作例と同様である。

次に、Ｓ２０とＳ４との操作をｍ回（フィルタの強度に即した回数分）繰り返す（Ｓ３０）。

ノイズに応じたフィルタ処理（Ｓ１５、Ｓ１６）、座標計算（Ｓ１７）は実施形態２の動作例と同様である。その後のＳ１０〜Ｓ１２は実施形態２の動作例と同様である。

本実施形態のタッチパネル装置２３によれば、制御部７は、駆動部４に対して、いずれの送信電極２にも駆動電圧を印加しないように指示する必要がなくなる。駆動部４は、制御部７から駆動電圧の出力開始の指示を受け取ると、複数の出力端子に順次駆動電圧を出力すればよい。そのため、駆動部４内の回路も特別な構成にすることなく、少なくとも１つの出力端子を送信電極２に接続しない構成にすればよい。したがって、タッチパネル装置２３は、制御部７の制御方法を簡略化することができる。

（変形例３）
制御部７は、複数の送信電極２を一巡する間に、一回のみならず二回以上、ノイズを測定するために、送信電極２のいずれにも電圧を印加しないように駆動部４と測定部５とノイズ検出部６とを制御してもよい。

上記の構成によれば、駆動電圧を印加していないときの電流の測定値またはその代表値を複数回測定することができる。したがって、より正確なノイズに関する情報を得ることができる。

（変形例４）
制御部７は、ノイズ検出部６に、一定の周期でノイズの有無の判定結果を得ることに加えて、その時々のノイズの大きさを取得するように指示してもよい。ノイズ検出部６は、上記ノイズの大きさと一定の周期（ノイズの測定間隔）とから、ノイズの周波数特性を特定する機能を備えていてもよい。

制御部７は、ノイズの周波数特性に応じて、ノイズの周波数を避けるように（影響が小さくなるように）、駆動電圧の周波数、位相、およびデューティー比を変更してもよい。上記の構成によれば、ノイズの周波数特性からより適切な周波数ホッピングを行うことができる。

または、制御部７は、ノイズの周波数特性に応じて、ノイズフィルタの強度を変更してもよい。ノイズの周波数特性は、ノイズの発生源の種類に依存している。制御部７は、ノイズの周波数特性に対応して想定されるノイズの発生源に適したノイズフィルタの種類、組み合わせ、および／または強度を選択することができる。なお、制御部７は、ノイズ（ノイズの有無、大きさ、変動、および／または周波数特性）に応じて、複数のノイズフィルタの組み合わせを選択してもよい。

タッチパネル装置２０、２１、２２、２３の制御ブロック（特にノイズ検出部６、制御部７、座標計算部８、ノイズフィルタ部９）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、タッチパネル装置２０、２１、２２、２３は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ タッチパネル
２ 送信電極
３ 受信電極
４ 駆動部
５ 測定部
６ ノイズ検出部
７ 制御部
８ 座標計算部（座標特定部）
９ ノイズフィルタ部
１０ 非接続部
１１ 基板
１２ 絶縁層
１３ フロントカバー
２０、２１、２２、２３ タッチパネル装置

Claims (8)

1. 静電容量結合を形成する複数の送信電極と複数の受信電極とを備える相互容量方式のタッチパネルと、
   前記複数の送信電極に対して、駆動電圧を印加する駆動部と、
   前記複数の受信電極からの出力を測定する測定部と、
   前記複数の送信電極に前記駆動電圧を印加したときに得られた前記測定部の測定値を用いて、タッチ座標を特定する座標特定部と、
   前記複数の送信電極に前記駆動電圧を印加していないときに得られた前記測定部の測定値を用いて、ノイズを検出するノイズ検出部とを備えることを特徴とするタッチパネル装置。
2. 前記駆動部は、前記駆動電圧を出力する複数の出力端子を備え、
   前記複数の出力端子のうち、少なくとも１つの出力端子は前記複数の送信電極に接続されておらず、他の複数の出力端子は前記複数の送信電極に接続されている、請求項１に記載のタッチパネル装置。
3. 検出された前記ノイズに応じて、前記駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比を決定し、かつ、前記駆動部に、決定した駆動電圧の周波数、位相、および／またはデューティー比を指定して、前記複数の送信電極に駆動電圧を印加するように指示する制御部を備える、請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
4. 前記測定部の前記測定値に対して、ノイズの影響を低減する処理を行う、ノイズフィルタ部を備え、
   前記ノイズに応じて、前記測定部の前記測定値に対してノイズの影響を低減する処理を行うか否かを決定する制御部を備える、請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
5. 前記測定部の前記測定値に対して、ノイズの影響を低減する処理を行う、ノイズフィルタ部と、
   前記ノイズに応じて、前記ノイズフィルタ部が用いるノイズフィルタの選択を行う制御部とを備える、請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
6. 前記測定部の前記測定値に対して、ノイズの影響を低減する処理を行う、ノイズフィルタ部と、
   前記ノイズに応じて、前記ノイズフィルタ部が用いるノイズフィルタの強度を変更する制御部とを備える、請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
7. 複数のタイミングで前記ノイズの大きさを特定するノイズ検出部と、
   前記ノイズの大きさおよび前記ノイズの測定間隔から、前記ノイズの周波数特性を特定する制御部とを備える、請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
8. 静電容量結合を形成する複数の送信電極と複数の受信電極を備える相互容量方式のタッチパネルを備えるタッチパネル装置の制御方法であって、
   前記複数の送信電極に対して、駆動電圧を印加する駆動ステップと、
   前記複数の受信電極からの出力を測定する測定ステップと、
   前記複数の送信電極に前記駆動電圧を印加したときに得られた前記出力の測定値を用いて、タッチ座標を特定する座標特定ステップと、
   前記複数の送信電極に前記駆動電圧を印加していないときに得られた前記出力の測定値を用いて、ノイズを検出するノイズ検出ステップとを含むことを特徴とするタッチパネル装置の制御方法。

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