JP2021163337A - 静電容量タッチパネル装置および静電容量タッチパネル装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチパネルの一部が故障した場合にも、故障部分のタッチ操作を検出可能にする。【解決手段】静電容量タッチパネル装置１００は、複数の第１電極と複数の第２電極との交差部分に設けられるセルとを有するタッチパネル１１０と、複数の第１電極にパルス信号を順次出力し、複数の第２電極のそれぞれから出力される応答信号をセルデータとして検出する電極制御部１２０と、正常なセルデータを検出できない故障セルの位置を示す位置情報を保持する故障情報保持部と、電極制御部が検出したセルデータと故障情報保持部に保持された故障セルの位置情報とに基づいて、各故障セルの周囲のセルのセルデータを使用し、各故障セルのセルデータを算出するセルデータ算出部１３４と、電極制御部１２０が検出したセルデータとセルデータ算出部１３４が算出したセルデータとに基づいてタッチパネル１１０のタッチされた位置を判定するタッチ判定部１３６と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、静電容量タッチパネル装置および静電容量タッチパネル装置の制御方法に関する。

液晶表示装置等の表示装置に静電容量方式のタッチパネルを組み込んだカーナビゲーション装置や携帯端末等の情報機器が知られている。タッチパネルの一部が故障した場合、故障部分でのタッチ操作の検出はできなくなる。そこで、タッチパネルの故障部分に対応する表示画面の領域に、タッチパネルの故障により使用できないことを示す情報を表示する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、タッチパネルの複数の電極の一端に接続される共通の検査電極から検査電圧を入力し、各電極の他端に接続された端子に現れる電圧を観測することで、各電極の断線または抵抗値の増大を検出する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１７−１６２４１８号公報 特開２０１１−２２７７４０号公報

しかしながら、タッチパネルの一部が故障した場合、情報機器を使用するユーザは、タッチパネルの故障部分のタッチ操作ができない状態で、情報機器を使い続けなければならない。あるいは、情報機器を使用するユーザは、タッチパネルが故障した情報機器を修理し、または、新たな情報機器を購入しなければならない。

上記の課題に鑑み、本発明は、タッチパネルの一部が故障した場合にも、故障部分のタッチ操作を検出可能にすることを目的とする。

一つの観点によれば、静電容量タッチパネル装置は、第１方向に並ぶ複数の第１電極と、前記第１方向に直交する第２方向に並ぶ複数の第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との交差部分に設けられるセルとを有するタッチパネルと、前記複数の第１電極にパルス信号を順次出力し、前記複数の第２電極のそれぞれから出力される応答信号をセルデータとして検出する電極制御部と、正常なセルデータを検出できない故障セルの位置を示す位置情報を保持する故障情報保持部と、前記電極制御部が検出したセルデータと前記故障情報保持部に保持された故障セルの位置情報とに基づいて、各故障セルの周囲のセルのセルデータを使用して、前記各故障セルのセルデータを算出するセルデータ算出部と、前記電極制御部が検出したセルデータと前記セルデータ算出部が算出したセルデータとに基づいて前記タッチパネルのタッチされた位置を判定するタッチ判定部と、を有することを特徴とする。

タッチパネルの一部が故障した場合にも、故障部分のタッチ操作を検出可能にすることができる。

一実施形態における静電容量タッチパネル装置を含む表示装置の一例を示すブロック図である。 図１のタッチパネルの一例を示す概要図である。 電極への静電気の印加により透明電極が破壊する一例を示す説明図である。 図１のタッチパネルによりタッチ操作を検出する動作の一例を示す説明図である。 電極への静電気の印加によりショート不良が発生したタッチパネルのタッチ操作を検出する一例を示す説明図である。 電極への静電気の印加によりオープン不良が発生したタッチパネルのタッチ操作を検出する一例を示す説明図である。 電極にショート不良が発生したタッチパネルのタッチ操作を正しく検出する一例を示す説明図である。 図１の静電容量タッチパネル装置の動作の一例を示すフロー図である。 図１の静電容量タッチパネル装置の動作の別の例を示すフロー図である。 図１の静電容量タッチパネル装置の動作のさらなる別の例を示すフロー図である。

以下、図面を参照して実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

図１は、一実施形態における静電容量タッチパネル装置を含む表示装置の一例を示すブロック図である。例えば、図１に示す表示装置２００は、液晶表示装置であり、相互容量方式を採用した静電容量タッチパネル装置１００を搭載している。表示装置２００は、例えば、カーナビゲーション装置に搭載される。

表示装置２００は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）ドライバ２１０、ゲート出力回路２２０、ソース出力回路２３０および液晶ディスプレイ２４０を有する。ＬＣＤドライバ２１０は、外部装置から制御信号および映像信号（画像データ）を受け、液晶ディスプレイ２４０を駆動する制御信号をゲート出力回路２２０に出力し、液晶ディスプレイ２４０に表示する画像データを１ライン毎にソース出力回路２３０に出力する。

ゲート出力回路２２０は、ＬＣＤドライバ２１０から受信する制御信号に基づいて、液晶ディスプレイ２４０のゲート線を駆動するゲート信号を順次生成して液晶ディスプレイ２４０に出力する。ソース出力回路２３０は、ＬＣＤドライバ２１０から受信する１ライン毎の画像データを、ソース線（データ線）に出力する。これにより、液晶ディスプレイ２４０に画像が表示される。

静電容量タッチパネル装置１００は、液晶ディスプレイ２４０の画面に対向して配置されるタッチパネル１１０、電極制御部１２０、ＣＰＵ１３０およびメモリ１４０を有する。ＣＰＵ１３０は、故障検出部１３２、セルデータ算出部１３４およびタッチ判定部１３６を有する。例えば、故障検出部１３２、セルデータ算出部１３４およびタッチ判定部１３６は、ＣＰＵ１３０が実行する制御プログラムにより実現されるが、ハードウェアにより実現されてもよい。

タッチパネル１１０は、図１の第１方向Ｄ１に所定間隔をおいて並ぶ複数の電極ＴＸと、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に所定間隔をおいて並ぶ複数の電極ＲＸとを有する。電極ＴＸと電極ＲＸとの交差部分には、タッチパネル１１０のタッチ操作の位置を検出するセルＣＥＬＬが設けられる。電極ＴＸは、第１電極の一例であり、電極ＲＸは、第２電極の一例であり、セルＣＥＬＬは、検出セルの一例である。

電極制御部１２０は、複数の電極ＴＸにパルス信号ＰＬＳを順次出力し、パルス信号ＰＬＳに応答して複数の電極ＲＸを介して伝送される応答信号ＲＳＰを、セルＣＥＬＬからのセルデータＣＤとして検出する。電極制御部１２０は、検出したセルデータＣＤをセルデータ算出部１３４、タッチ判定部１３６および故障検出部１３２に出力する。

故障検出部１３２は、電極制御部１２０からのセルデータＣＤに基づいて、正常なセルデータを検出できないセルＣＥＬＬである故障セルＤＣＥＬＬ（図５）を検出する。故障検出部１３２は、検出した故障セルＤＣＥＬＬの位置を示す位置情報をメモリ１４０に格納する。例えば、故障セルＤＣＥＬＬの位置情報は、電極ＴＸ、ＲＸを識別する番号で示される。メモリ１４０は、故障セルＤＣＥＬＬの位置を示す位置情報を保持する故障情報保持部の一例である。

特に限定されないが、故障検出部１３２は、表示装置２００の電源投入時またはタッチパネル１１０のタッチ操作が所定期間行われない時に動作し、電極制御部１２０を制御して故障セルＤＣＥＬＬを検出する。なお、表示装置２００の電源オン／オフと静電容量タッチパネル装置１００の電源オン／オフとを独立に制御可能な場合、故障検出部１３２は、静電容量タッチパネル装置１００の電源投入時に、電極制御部１２０を制御して故障セルＤＣＥＬＬを検出してもよい。

セルデータ算出部１３４は、電極制御部１２０が検出したセルデータＣＤとメモリ１４０に保持されている故障セルＤＣＥＬＬの位置情報とに基づいて、故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを算出する。後述するように、例えば、セルデータ算出部１３４は、故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを使用せずに、故障セルＤＣＥＬＬの周囲のセルＣＥＬＬのセルデータＣＤを使用して故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間する。

以下では、セルデータ算出部１３４が算出した故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間データとも称する。故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤの補間方法については、図７で説明する。なお、タッチパネル１１０の全てのセルＣＥＬＬが正常に動作し、故障セルＤＣＥＬＬの位置情報がメモリ１４０に保持されていない場合、セルデータ算出部１３４は動作しない。

タッチ判定部１３６は、電極制御部１２０が検出したセルデータＣＤに基づいてタッチパネル１１０のタッチされた位置を判定する。例えば、タッチ判定部１３６は、故障セルＤＣＥＬＬの位置情報がメモリ１４０に保持されていない場合、電極制御部１２０が検出したセルデータＣＤのみに基づいてタッチパネル１１０のタッチされた位置を判定する。

一方、タッチ判定部１３６は、故障セルＤＣＥＬＬの位置情報がメモリ１４０に保持されている場合、セルデータ算出部１３４が算出した故障セルＤＣＥＬＬの補間データを使用する。そして、タッチ判定部１３６は、電極制御部１２０が検出したセルデータＣＤ（故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを除く）と、セルデータ算出部１３４が算出した補間データとに基づいて、タッチパネル１１０のタッチされた位置を判定する。

すなわち、タッチ判定部１３６は、セルデータＣＤおよび補間データに基づいて、タッチパネル１１０のタッチ操作の有無と、タッチされた位置とを判定する。タッチ判定部１３６は、タッチされた位置とともに、タッチの強度を判定してもよい。メモリ１４０は、故障セルＤＣＥＬＬの位置を示す位置情報を保持するだけでなく、ＣＰＵ１３０が実行する静電容量タッチパネル装置１００の制御プログラムが格納されてもよい。

図２は、図１のタッチパネル１１０の一例を示す概要図である。タッチパネル１１０は、第１方向Ｄ１に並ぶ複数の電極ＴＸを含む電極層ＬＴＸと、第２方向Ｄ２に並ぶ複数の電極ＲＸを含む電極層ＬＲＸと、コモン電極ＣＯＭを含むコモン電極層ＬＣＭとを有する。電極ＴＸ、ＲＸおよびコモン電極ＣＯＭは、図１に示した液晶ディスプレイ２４０から出力される光を透過させるために、透明電極（ＩＴＯ；Indium Tin Oxide）により形成される。

各電極ＴＸ、ＲＸは、間隔をおいて配置される複数のダイヤモンド形状（正方形）のセンサ電極を有しており、電極ＴＸのセンサ電極と電極ＲＸのセンサ電極との間の静電容量値の変化に応じて、タッチ操作が検出される。タッチパネル１１０のセルＣＥＬＬは、電極ＴＸのセンサ電極と電極ＲＸのセンサ電極と対向部分に割り当てられる。

図３は、電極ＴＸ、ＲＸへの静電気の印加により透明電極ＩＴＯが破壊する一例を示す説明図である。各電極ＴＸ、ＲＸのセンサ電極は、正常状態では、電極層ＬＴＸ、ＬＲＸ内のそれぞれに規則正しく並んでおり、所定の間隔をおいてコモン電極に対向している。

例えば、電極ＴＸのいずれかに静電気が印加され、センサ電極のいずれかがコモン電極ＣＯＭとショートした場合、電極ＴＸ全体が、コモン電極ＣＯＭに電気的に接続され、ショート破壊状態になる。同様に、電極ＲＸのいずれかに静電気が印加され、センサ電極のいずれかがコモン電極ＣＯＭとショートした場合、電極ＲＸ全体が、コモン電極ＣＯＭに電気的に接続され、ショート破壊状態になる。ここで、電極ＴＸ、ＲＸへの静電気の印加は、物体または人体が、帯電したタッチパネル１１０と接触し、または帯電した物体または人体が、タッチパネル１１０と接触することで行われる。

また、電極ＴＸのいずれかに静電気が印加され、センサ電極が途中で断線した場合、断線した箇所で電極ＴＸが分断され、オープン破壊状態になる。同様に、電極ＲＸのいずれかに静電気が印加され、センサ電極が途中で断線した場合、断線した箇所で電極ＲＸが分断され、オープン破壊状態になる。

ショート破壊状態およびオープン破壊状態は、電極ＴＸ、ＲＸの物理的な破壊であるため、修復することができない。なお、以下では、ショート破壊状態およびオープン破壊状態は、電極ＴＸ０〜ＴＸ１２または電極ＲＸ０〜Ｘ１２のいずれかで発生するとして説明する。

図４は、図１のタッチパネル１１０によりタッチ操作を検出する動作の一例を示す説明図である。図４に示すタッチパネル１１０は、第１方向Ｄ１に配列される１３本の電極ＴＸ（ＴＸ０〜ＴＸ１２）と、第２方向Ｄ２に配列される１３本の電極ＲＸ（ＲＸ０〜ＲＸ１２）とを有する。そして、タッチパネル１１０は、電極ＴＸ、ＲＸの交差部分に１６９個のセルＣＥＬＬを有する。なお、電極ＴＸ、ＲＸの数は、１３本に限定されない。

各セルＣＥＬＬに示す数値は、静電容量の変化を相対的に示しており、数値が大きいほどタッチ操作された場所に近く、タッチ操作による影響を大きく受けていることを示す。以下では、各セルＣＥＬＬに示す数値を、容量変化値とも称する。

図４に示す例では、白抜きの矢印で示すように、電極ＴＸ６、ＲＸ６の交差部分に位置するセルＣＥＬＬ（着目セル）またはこの着目セルＣＥＬＬを中心とする領域が、ユーザによりタッチ操作される。電極制御部１２０は、電極ＴＸ０〜ＴＸ１２に順次パルス信号ＰＬＳを印加し、パルス信号ＰＬＳの印加毎に各電極ＲＸ０〜ＲＸ１２から応答信号ＲＳＰを受信する。

例えば、電極制御部１２０は、細い直線の矢印で示すように、電極ＴＸ６にパルス信号ＰＬＳを印加し、各電極ＲＸ０〜ＲＸ１２からの応答信号ＲＳＰの信号量に基づいて、電極ＴＸ６に対応する１３個のセルＣＥＬＬの静電容量の変化を容量変化値として検出する。図４では、静電容量値は、着目セルＣＥＬＬをピークとして、着目セルＣＥＬＬの周囲に向けて徐々に小さくなる。電極制御部１２０は、電極ＴＸ０〜ＴＸ１２毎に、検出した１３個の容量変化値をセルデータＣＤとしてタッチ判定部１３６等に出力する。

タッチ判定部１３６は、タッチパネル１１０内の１６９個のセルＣＥＬＬに対応するセルデータＣＤに基づいて、タッチ操作されたセルＣＥＬＬを判定する。この例では、タッチ判定部１３６は、着目セルＣＥＬＬ（ＴＸ＝６、ＲＸ＝６）がタッチされたと判定する。

図５は、電極ＲＸへの静電気の印加によりショート不良が発生したタッチパネル１１０のタッチ操作を検出する一例を示す説明図である。図５に示す例では、電極ＲＸ６が、静電気の印加等により破壊してコモン電極ＣＯＭに接続され、図３に示したショート破壊状態になる。この場合、各電極ＴＸ０〜ＴＸ１２に順次パルス信号ＰＬＳが印加されても、電極ＴＸ６上に設けられる複数の連続するセンサ電極の静電容量は変化しない。このため、電極制御部１２０は、容量変化値が"０"の応答信号ＲＳＰを電極ＲＸ６から受信する。

白抜きの矢印の先に示すように、ショート破壊状態の電極ＲＸ６がユーザによりタッチ操作された場合、電極制御部１２０は、電極ＲＸ６に対応する故障セルＤＣＥＬＬから正しい容量変化値を得ることができない。このため、故障検出部１３２およびセルデータ算出部１３４を持たない静電容量タッチパネル装置１００では、タッチ判定部１３６は、ショート不良が発生した電極ＲＸ６に対応する故障セルＤＣＥＬＬのタッチ操作を正しく判定することができない。

例えば、タッチ判定部１３６は、容量変化値が最も大きい電極ＴＸ６、ＲＸ５の交差部分のセルＣＥＬＬと、電極ＴＸ６、ＲＸ７の交差部分のセルＣＥＬＬとがタッチ操作されたと誤判定してしまう。そこで、この実施形態では、ショート破壊状態の電極ＲＸ、ＴＸがある場合にも、故障検出部１３２およびセルデータ算出部１３４により、タッチ判定部１３６がタッチ操作の位置を正しく判定できるようにする。故障検出部１３２およびセルデータ算出部１３４を有する静電容量タッチパネル装置１００の動作の例は、図７で説明する。

図６は、電極ＲＸへの静電気の印加によりオープン不良が発生したタッチパネル１１０のタッチ操作を検出する一例を示す説明図である。図５と同様の動作については、詳細な説明を省略する。図６に示す例では、電極ＲＸ６において、ＴＸ６と交差する部分のセンサ電極が、電極ＲＸ６への静電気の印加等により破壊してオープン破壊状態が発生する。

電極ＲＸ６と電極ＴＸ７〜ＴＸ１２との交差部分に位置するセンサ電極は、応答信号線ＲＳＰに接続されているため、各電極ＴＸ７〜ＴＸ１２へのパルス信号ＰＬＳの印加に応答して、正常な応答信号ＲＳＰを出力する。一方、電極ＲＸ６と電極ＴＸ０〜ＴＸ６との交差部分に位置するセンサ電極は、応答信号線ＲＳＰとの接続が切れているため、各電極ＴＸ０〜ＴＸ６へのパルス信号ＰＬＳの印加に応答して発生する容量変化値は、応答信号ＲＳＰに伝達されない。

このため、電極制御部１２０は、電極ＲＸ６と電極ＴＸ０〜ＴＸ６との交差部分の故障セルＤＣＥＬＬからの容量変化値として、"０"の応答信号ＲＳＰを受信する。したがって、白抜きの矢印の先がタッチ操作された場合、電極制御部１２０は、電極ＲＸ６と電極ＴＸ０〜ＴＸ６の交差部分の故障セルＤＣＥＬＬから正しい容量変化値を得ることができない。このため、故障検出部１３２およびセルデータ算出部１３４を持たない静電容量タッチパネル装置１００では、タッチ判定部１３６は、オープン不良が発生した電極ＲＸ６に対応する故障セルＤＣＥＬＬのタッチ操作を正しく判定することができない。

例えば、タッチ判定部１３６は、容量変化値が最も大きい電極ＴＸ６、ＲＸ５の交差部分のセルＣＥＬＬと、電極ＴＸ７、ＲＸ６の交差部分のセルと、電極ＴＸ６、ＲＸ７の交差部分のセルとがタッチ操作されたと誤判定してしまう。そこで、この実施形態では、オープン破壊状態の電極ＲＸ、ＴＸがある場合にも、故障検出部１３２およびセルデータ算出部１３４により、タッチ判定部１３６がタッチ操作の位置を正しく判定できるようにする。

図７は、電極ＲＸにショート不良が発生したタッチパネル１１０のタッチ操作を正しく検出する一例を示す説明図である。図７では、図５に示したように、電極ＲＸ６にショート不良が発生した場合に、タッチ操作を正しく検出する例を示す。なお、タッチ操作が行われる前、故障検出部１３２が動作し、故障した電極ＲＸ６に対応する故障セルＤＣＥＬＬの位置を示す位置情報がメモリ１４０に格納される。故障検出部１３２の動作については、図８で説明する。

電極制御部１２０は、タッチパネル１１０の各ＣＥＬＬから図５に示した数値の容量変化値を応答信号ＲＳＰとして受信し、セルデータ算出部１３４およびタッチ判定部１３６に出力する。セルデータ算出部１３４は、メモリ１４０に保持された位置情報で示される故障セルＤＣＥＬＬに対応して電極制御部１２０から受信したセルデータＣＤを使用しない。そして、セルデータ算出部１３４は、故障セルＤＣＥＬＬの周囲に位置する正常なセルＣＥＬＬに対応するセルデータＣＤを使用して故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間する。

例えば、セルデータ算出部１３４は、電極ＲＸ６に対応する各故障セルＤＣＥＬＬに対して第２方向Ｄ２の両側に隣接する２つのセルＣＥＬＬのセルデータＣＤの平均値を、故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤとする。これにより、セルデータ算出部１３４は、故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを規則的に算出することができ、最小限の算出時間で故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間することができる。この結果、タッチ判定部１３６によるタッチ操作の検出の応答性が、セルデータ算出部１３４の動作により劣化することを抑制することができ、タッチパネル１１０の性能が低下することを抑制することができる。

図７では、故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤの算出に使用するセルＣＥＬＬを破線の枠で示す。例えば、電極ＴＸ６に対応する故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤ（容量変化値）を"８００"と算出し、電極ＴＸ５、ＴＸ７に対応する故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤ（容量変化値）を"６００"と算出する。

セルデータ算出部１３４は、算出した故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを、故障セルＤＣＥＬＬの位置情報とともにタッチ判定部１３６に出力する。タッチ判定部１３６は、電極制御部１２０から受信したセルデータＣＤのうち、故障セルＤＣＥＬＬに対応するセルデータＣＤを、セルデータ算出部１３４が算出したセルデータＣＤに置き換える。

そして、タッチ判定部１３６は、置き換えたセルデータＣＤと、電極制御部１２０から受信した故障セルＤＣＥＬＬ以外のセルＣＥＬＬのセルデータＣＤとを使用して、タッチパネル１１０のタッチ操作が行われたか否かを判定する。この例では、タッチ判定部１３６は、セルデータＣＤ（容量変化値）が最も大きい電極（ＴＸ６、ＲＸ５）、（ＴＸ６、ＲＸ６）、（ＴＸ６、ＲＸ７）の各交差部分の３つのセルＣＥＬＬのうち、中央に位置する電極ＴＸ６、ＲＸ６がタッチ操作されたと判定する。

以上より、電極ＲＸ６にショート不良が発生した場合にも、故障セルＤＣＥＬＬに隣接する正常なセルＣＥＬＬのセルデータＣＤを使用して故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間することで、タッチ操作を正しく判定することができる。なお、電極ＲＸ６以外の他の電極ＲＸ０〜ＲＸ５、ＲＸ７〜ＲＸ１２のいずれかにショート不良が発生した場合にも、上述と同様にタッチ操作を正しく判定することができる。

さらに、電極ＴＸ０〜ＴＸ１２のいずれかにショート不良が発生した場合にも、上述と同様にタッチ操作を正しく判定することができる。この場合、上述の"ＲＸ"、"ＴＸ"を"ＴＸ"、"ＲＸ"にそれぞれ置き換え、"第２方向Ｄ２"を"第１方向Ｄ１"に置き換えればよい。

なお、故障検出部１３２は、故障セルＤＣＥＬＬの両側にそれぞれ並ぶ正常な複数のセルＣＥＬＬのセルデータＣＤを使用して故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間してもよい。この場合、例えば、故障検出部１３２は、故障セルＤＣＥＬＬの両側にそれぞれ並ぶ正常な複数のセルＣＥＬＬのセルデータＣＤ間の変化量（傾き等）を算出し、算出した変化量を使用して故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを算出してもよい。さらに、故障検出部１３２は、故障セルＤＣＥＬＬの周囲の正常な複数のセルＣＥＬＬ間のセルデータＣＤの変化量を算出し、算出した変化量を使用して故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを算出してもよい。

なお、図６で説明したオープン不良が発生した場合にも、図７と同様の手法を使用することで、故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間することができる。例えば、図６に示すように、電極ＲＸ６、ＴＸ６の交差部分のセルＣＥＬＬがオープン破壊状態になった場合、セルデータ算出部１３４は、電極ＲＸ６と各電極ＴＸ０〜ＴＸ６との交差部分の故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間により算出することができる。

上述した故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤの補間方法は、複数の電極ＲＸにショート不良が発生した場合にも適用することができ、互いに交差する電極ＲＸ、ＴＸのそれぞれにショート不良が発生した場合にも適用することができる。

図８は、図１の静電容量タッチパネル装置１００の動作の一例を示すフロー図である。すなわち、図８は、静電容量タッチパネル装置１００の制御方法の一例を示す。例えば、図８に示すフローは、図１の表示装置２００の電源が起動されたときに、図１のＣＰＵ１３０が制御プログラムを実行することで開始される。

まず、ステップＳ１０において、電極制御部１２０は、ＣＰＵ１３０からの指示に基づいて、タッチパネル１１０の各セルＣＥＬＬの静電容量値を測定し、測定した静電容量値を故障検出部１３２に出力する。次に、ステップＳ２０において、故障検出部１３２は、電極制御部１２０から受信した静電容量値が規定範囲外のセルＣＥＬＬを故障セルＤＣＥＬＬとして検出する。ステップＳ２０の判定は、セルＣＥＬＬ毎に実行される。

次に、ステップＳ３０において、故障検出部１３２は、静電容量値が規定範囲外である故障セルＤＣＥＬＬ毎に、故障セルＤＣＥＬＬの位置を示す位置情報をメモリ１４０に格納する。この際、故障検出部１３２は、不良モード（ショート不良またはオープン不良）が分かる場合、不良モードを示す不良モード情報をメモリ１４０に格納してもよい。

故障検出部１３２によるすべてのセルＣＥＬＬの故障の有無が検出された後、ステップＳ４０において、ＣＰＵ１３０は、電極制御部１２０にタッチパネル１１０からのセルデータＣＤの取得を指示する。そして、図７で説明したように、セルデータ算出部１３４による故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤの算出が実行され、タッチ判定部１３６によるタッチ操作の判定が実行される。なお、故障セルＤＣＥＬＬがない場合、タッチ判定部１３６は、図４で説明したように、電極制御部１２０から受信するセルデータＣＤのみに基づいて、タッチ操作されたセルＣＥＬＬを判定する。

次に、ステップＳ５０において、ＣＰＵ１３０は、表示装置２００の電源がオフされた場合、図８に示す動作を終了し、表示装置２００の電源のオン状態が継続する場合、動作をステップＳ４０に戻し、タッチ操作の検出動作を継続する。故障セルＤＣＥＬＬがある場合、セルデータ算出部１３４は、故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを算出する。そして、タッチ判定部１３６は、正常なセルＣＥＬＬのセルデータＣＤと、セルデータ算出部１３４により算出された故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤとを使用して、タッチ操作の判定を実行する。

ステップＳ１０、Ｓ２０、Ｓ３０に示す故障検出部１３２による故障セルＤＣＥＬＬの検出動作は、タッチ操作を検出するステップＳ４０、Ｓ５０のループには含まれない。このため、タッチ操作の判定毎に故障検出部１３２を動作させることなく、故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間することができる。これにより、故障セルＤＣＥＬＬの位置の検出動作が、タッチ操作の検出期間に影響することを抑止することができ、タッチ操作の検出の応答性が劣化することを抑制することができる。なお、表示装置２００の電源のオン／オフは、静電容量タッチパネル装置１００の電源のオン／オフも示している。

図９は、図１の静電容量タッチパネル装置１００の動作の別の例を示すフロー図である。すなわち、図９は、静電容量タッチパネル装置１００の制御方法の別の例を示す。図８と同様の動作については、詳細な説明を省略する。図９は、図１の表示装置２００の電源が起動されたとき、ステップＳ１０の前にステップＳ８が実行されることを除き、図８の動作と同じである。

ステップＳ８において、ＣＰＵ１３０は、メモリ１４０が故障セルＤＣＥＬＬの位置情報を保持している場合、ステップＳ１０、Ｓ２０、Ｓ３０の動作を省略してステップＳ４０の動作を実行する。例えば、静電破壊による電極ＴＸ、ＲＸの故障は、固定不良であり、回復することはない。このため、故障検出部１３２が検出した故障セルＤＣＥＬＬの位置情報は、別の電極ＴＸ、ＲＸが故障しなければ変化することはなく、電源の起動毎に故障セルＤＣＥＬＬを検出することは無駄である。

図９に示す例では、電源の起動時の故障セルＤＣＥＬＬの検出動作を省略することができ、電源の起動時間（初期化シーケンス時間）を短縮することができる。特に、タッチパネル１１０が大型でセルＣＥＬＬの数が多く、故障セルＤＣＥＬＬの検出に時間がかかる場合に有用である。

図１０は、図１の静電容量タッチパネル装置１００の動作のさらなる別の例を示すフロー図である。すなわち、図１０は、静電容量タッチパネル装置１００の制御方法のさらなる別の例を示す。図８と同様の動作については、詳細な説明を省略する。図１０は、ステップＳ４０とステップＳ５０との間にステップＳ４２が挿入されることを除き、図８の動作と同じである。

ＣＰＵ１３０は、ステップＳ４０によるタッチ操作の検出動作を実行後、ステップＳ４２において、タッチ操作がなく所定時間が経過したか否かを判定する。ＣＰＵ１３０は、タッチ操作がなく所定時間が経過した場合、ステップＳ１０を実行し、タッチ操作の検出後、所定時間が経過していない場合、ステップＳ５０を実行する。例えば、ＣＰＵ１３０は、ステップＳ４０でタッチ操作を検出したときにリセットされるタイマを有し、タイマが所定時間を計測した場合、ステップＳ１０を実行する。

図１０に示す例では、ある頻度で故障セルＤＣＥＬＬの検出動作が実行可能なため、新たな電極ＴＸまたは電極ＲＸが静電破壊により故障した場合に有用である。この際、タッチ操作が行われないときを見計らってタッチ操作がない期間に故障セルＤＣＥＬＬの検出動作が実行される。このため、タッチ操作の検出動作を妨げることなく、所定の頻度で故障セルＤＣＥＬＬの検出動作を実行することができる。

以上、この実施形態では、ショート不良またはオープン不良が発生した電極ＴＸ、ＲＸに対応する故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを、故障セルＤＣＥＬＬに隣接する正常なセルＣＥＬＬのセルデータＣＤを使用して補間することができる。これにより、故障セルＤＣＥＬＬを含むタッチパネル１１０のタッチ操作を正しく判定することができる。

故障検出部１３２が検出した故障セルＤＣＥＬＬの位置情報をメモリ１４０に保持することで、セルデータ算出部１３４は、メモリ１４０に保持された位置情報を使用して故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間することができる。これにより、タッチ操作の判定毎に故障検出部１３２を動作させることなく、故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間することができる。

例えば、故障セルＤＣＥＬＬが第１方向Ｄ１に並ぶ場合、セルデータ算出部１３４は、各故障セルＤＣＥＬＬの第２方向Ｄ２の両側に位置するセルＣＥＬＬのセルデータＣＤを使用して、各故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを算出する。また、故障セルＤＣＥＬＬが第２方向Ｄ２に並ぶ場合、セルデータ算出部１３４は、各故障セルＤＣＥＬＬの第１方向Ｄ１の両側に位置するセルＣＥＬＬのセルデータＣＤを使用して、各故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを算出する。

これにより、セルデータ算出部１３４は、故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを規則的に算出することができ、最小限の算出時間で故障セルＤＣＥＬＬのセルデータＣＤを補間することができる。この結果、タッチ判定部１３６によるタッチ操作の検出の応答性が、セルデータ算出部１３４の動作により劣化することを抑制することができ、タッチパネル１１０の検出性能が低下することを抑制することができる。

電源の起動時に故障セルＤＣＥＬＬの位置を検出する動作を実行することで、故障セルＤＣＥＬＬの位置の検出動作が、タッチ操作の検出期間に影響を与えることを抑止することができる。また、メモリ１４０が故障セルＤＣＥＬＬの位置情報を保持している場合に故障検出部１３２の動作を省略することで、電源の起動時の故障セルＤＣＥＬＬの検出動作を省略することができる。この結果、電源の起動時間（初期化シーケンス時間）を短縮することができる。

さらに、タッチ操作のない期間に故障セルＤＣＥＬＬの検出動作を実行することで、タッチ操作の検出動作を妨げることなく、所定の頻度で故障セルＤＣＥＬＬの検出動作を実行可能にすることができる。

なお、上述した実施形態は、液晶表示装置等の表示装置２００に搭載される静電容量タッチパネル装置１００に適用する例を述べたが、他の装置に搭載される静電容量タッチパネル装置に適用されてもよい。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００ 静電容量タッチパネル装置
１１０ タッチパネル
１２０ 電極制御部
１３０ ＣＰＵ
１３２ 故障検出部
１３４ セルデータ算出部
１３６ タッチ判定部
１４０ メモリ
２００ 表示装置
２１０ ＬＣＤドライバ
２２０ ゲート出力回路
２３０ ソース出力回路
２４０ 液晶ディスプレイ
ＣＤ セルデータ
ＣＥＬＬ セル
ＣＯＭ コモン電極
ＤＣＥＬＬ 故障セル
ＬＴＸ 電極層
ＬＲＸ 電極層
ＬＣＭ コモン電極層
ＰＬＳ パルス信号
ＲＳＰ 応答信号
ＲＸ 電極
ＴＸ 電極

Claims (5)

1. 第１方向に並ぶ複数の第１電極と、前記第１方向に直交する第２方向に並ぶ複数の第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との交差部分に設けられるセルとを有するタッチパネルと、
   前記複数の第１電極にパルス信号を順次出力し、前記複数の第２電極のそれぞれから出力される応答信号をセルデータとして検出する電極制御部と、
   正常なセルデータを検出できない故障セルの位置を示す位置情報を保持する故障情報保持部と、
   前記電極制御部が検出したセルデータと前記故障情報保持部に保持された故障セルの位置情報とに基づいて、各故障セルの周囲のセルのセルデータを使用して、前記各故障セルのセルデータを算出するセルデータ算出部と、
   前記電極制御部が検出したセルデータと前記セルデータ算出部が算出したセルデータとに基づいて前記タッチパネルのタッチされた位置を判定するタッチ判定部と、
   を有すること
   を特徴とする静電容量タッチパネル装置。
2. 前記第１方向に複数の前記故障セルがある場合、前記セルデータ算出部は、各故障セルの前記第２方向の両側に位置する検出セルのセルデータを使用して、前記各故障セルのセルデータを算出すること
   を特徴とする請求項１に記載の静電容量タッチパネル装置。
3. 前記第２方向に複数の前記故障セルがある場合、前記セルデータ算出部は、各故障セルの前記第１方向の両側に位置する検出セルのセルデータを使用して、前記各故障セルのセルデータを算出すること
   を特徴とする請求項１に記載の静電容量タッチパネル装置。
4. 電源投入時または前記タッチパネルのタッチ操作が所定期間行われない時に動作し、前記電極制御部を制御して前記故障セルを検出し、検出した故障セルの位置情報を前記故障情報保持部に格納する故障検出部を有すること
   を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の静電容量タッチパネル装置。
5. 第１方向に並ぶ複数の第１電極と、前記第１方向に直交する第２方向に並ぶ複数の第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との交差部分に設けられる検出セルとを有するタッチパネルと、前記複数の第１電極にパルス信号を順次出力し、前記複数の第２電極のそれぞれから出力される応答信号をセルデータとして検出する電極制御部と、正常なセルデータを検出できない検出セルである故障セルの位置を示す位置情報を保持する故障情報保持部と、を有する静電容量タッチパネル装置の制御方法であって、
   前記電極制御部が検出したセルデータと前記故障情報保持部に保持された故障セルの位置情報とに基づいて、各故障セルの周囲の検出セルのセルデータを使用して、前記各故障セルのセルデータを算出し、
   前記電極制御部が検出したセルデータと算出したセルデータとに基づいて前記タッチパネルのタッチされた位置を判定すること
   を特徴とする静電容量タッチパネル装置の制御方法。

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