JP5711429B2 - タッチセンサパネル、タッチパネルシステムおよび電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置の表示画面に搭載されて入力位置を検出するためのタッチセンサパネル、これを用いて入力位置を検出するタッチパネルシステム、これを位置入力装置として用いた電子機器に関する。

現在、スマートフォンなどの携帯情報機器、自動券売機などの自動販売機を始めとする様々な電子機器にタッチパネルシステムの搭載が急速に進んでいる。

表示装置の表示画面に搭載される位置入力装置として従来のタッチパネルシステムの基本構成例について図２１を参照して説明する。

図２１は、従来のタッチパネルシステムの構成図であって、従来のタッチパネルシステムを位置入力装置として搭載した従来の位置入力装置付き表示装置の構成図である。

図２１において、従来のタッチパネルシステム１００は、投影型で静電容量方式の位置入力装置としてのタッチセンサパネル１０１と、タッチセンサパネル１０１におけるドライブラインＤＬを順次駆動することによりドライブラインＤＬと立体交差するセンスラインＳＬに静電容量の状態信号を生成するドライブライン駆動部１１０と、ドライブライン駆動部１１０によるドライブラインＤＬの駆動位置でセンスラインＳＬに生成された静電容量の状態信号の変化を信号処理することにより表示画面Ｐに接触するかまたは近接するタッチ位置を検出するタッチ位置検出部１２０と、ドライブライン駆動部１１０およびタッチ位置検出部１２０を制御するホスト端末１０５とを有している。なお、図２１では、ドライブラインＤＬとセンスラインＳＬとが互いに垂直に立体交差する場合について例示しているが、垂直以外の角度で立体交差してもよい。

タッチセンサパネル１０１は液晶パネルの表示画面Ｐ上に設けられている。また、タッチセンサパネル１０１には、液晶パネルの表示画面Ｐに沿って設けられる所定間隔毎の複数の平行なドライブラインＤＬと、表示画面Ｐに沿って設けられたドライブラインＤＬと立体交差する所定間隔毎の複数の平行なセンスラインＳＬとが設けられ、それぞれ容量を検知するための電極が設けられている。これらのドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬは例えば透明材料から構成されている。

タッチ位置検出部１２０は、センスラインＳＬに生成される静電容量の状態信号を増幅する増幅回路１２１と、増幅回路１２１が増幅した静電容量の状態信号を取得して時分割で出力する信号取得部１２２と、信号取得部１２２が出力したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１２３と、Ａ／Ｄ変換部１２３が変換したデジタル信号に基づいて表示画面Ｐ内の容量分布の変化量を求める復号処理部１２４と、復号処理部１２４が求めた容量分布の変化量に基づいて表示画面Ｐ上のタッチ位置を算出して、当該タッチ位置を示すタッチ位置情報を生成するタッチ位置算出部１２５とを有している。

ホスト端末１０５は、ドライブライン駆動部１１０が駆動するドライブラインＤＬを制御する。また、ホスト端末１０５は、タッチ位置検出部１２０が状態信号を信号処理するセンスラインＳＬを、ドライブラインＤＬを介して制御する。

図２２は、図２１のドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例を示すタッチパネルの一部拡大平面図である。

図２２に示すように、タッチパネル１０１には、矢印Ｙで示す第１方向に延在し、矢印Ｘで示す第２方向に複数並べられ、菱形形状の大面積のパッド部を複数備えたドライブライン電極パターン１０２と、矢印Ｘで示す第２方向に延在し、矢印Ｙで示す第１方向に複数並べられてドライブラインＤＬと交差（ここでは直交）し、菱形形状の大面積のパッド部を複数備えたセンスライン電極パターン１０３とが形成されている。

ドライブライン駆動部１１０によってドライブラインＤＬが順次駆動されると、当該ドライブラインＤＬと立体交差するセンスラインＳＬに静電容量の状態信号が生成される。この状態信号は、表示画面Ｐ内の上記の立体交差部分やその近傍部分（以下、検出領域Ａとする）上におけるタッチ位置の静電容量の状態を示す信号である。

この状態信号は、ドライブラインＤＬとセンスラインＳＬとの間に生じる静電容量に応じた値となり、表示画面Ｐ内の検出領域Ａに対して接触または近接しているか、例えば、検出領域Ａに対する接触または近接の有無や、検出領域Ａと指示体との離間距離などを示す信号となる。なお、検出領域Ａに接触または近接するほど、静電容量はより小さく変化する。

上記構成により、次に、この従来のタッチパネルシステム１００の基本的な動作例を説明する。なお、ここでは、タッチパネルシステム１００が表示画面Ｐに接触または近接するタッチ位置を検出する１回の試行動作について説明する。

最初に、ドライブライン駆動部１１０が複数のドライブラインＤＬを順次駆動して、センスラインＳＬに静電容量の状態信号を生成させる。

次に、増幅回路１２１が、センスラインＳＬに生成されている静電容量の状態信号を増幅する。

続いて、信号取得部１２２が、増幅回路１２１が増幅した静電容量の状態信号を、ドライブライン駆動部１１０の駆動のタイミングに合わせて時分割で出力する。ドライブライン駆動部１１０、増幅回路１２１および信号取得部１２２のそれぞれは、ホスト端末１０５によってその動作タイミングが制御されている。即ち、駆動すべきドライブラインＤＬを介して、静電容量の状態信号を信号処理すべきセンスラインＳＬが制御されている。

その後、Ａ／Ｄ変換部１２３が、信号取得部１２２が出力するアナログ信号を、所定のビット数のデジタル信号に変換する。

さらに、復号処理部１２４は、Ａ／Ｄ変換部１２３が変換したデジタル信号に基づいて、表示画面Ｐ内の容量分布の変化量を求める。例えば、復号処理部１２４は、タッチ位置の検出前に、表示画面Ｐ上にタッチ対象が存在しない場合のデジタル信号を取得して、表示画面Ｐ上にタッチ対象が存在しない場合の容量分布を予め求めておく。復号処理部１２４は、指示体の検出時のデジタル信号を取得して容量分布を求め、予め求めておいたタッチ対象が存在しない場合の容量分布と比較して、容量分布の変化量（タッチ対象に起因する静電容量の変化量）を求める。

タッチ位置算出部１２５は、復号処理部１２４が求めた容量分布の変化量に基づいて、表示画面Ｐ上のタッチ対象の位置を算出し、タッチ位置情報を生成する。例えば、タッチ位置算出部１２５は、表示画面Ｐ内で静電容量の変化量が、検出閾値を超えて大きくなっている部分にタッチ対象が存在すると判断して、表示画面Ｐ上のタッチ対象の位置を算出する。なお、タッチ位置算出部１２５は、タッチ対象の位置を算出できなかった場合に、算出できなかった旨を示すタッチ位置情報を生成してもよい。

この具体例の従来のタッチパネルシステム１００では、上述した試行動作を繰り返し行うことにより、タッチ対象の位置検出を継続的に試行する。

ホスト端末１０５は、必要に応じてタッチ位置算出部１２５が出力するタッチ位置情報を参照して、ドライブライン駆動部１１０やタッチ位置検出部１２０の各部を制御する。また、ホスト端末１０５は、タッチ対象検出が単位時間（例えば１秒）当たりにタッチ対象の検出を試行する回数であるフレームレートを制御する。

上述したように、図２１に示すタッチパネルシステム１００の基本例では、ホスト端末１０５の制御によって、ドライブライン駆動部１１０が駆動すべきドライブラインＤＬ、これを介してタッチ位置検出部１２０が静電容量の状態信号を信号処理すべきセンスラインＳＬ、フレームレート、検出閾値（検出感度）などを、それぞれ任意に設定することができる。

上記のようにして、タッチパネルシステム１００はセンスライン容量分布の変化量を検出してタッチ位置を検出する。

一方、タッチセンサパネル１０１の大型化が進むことにより、タッチ位置を求めるための演算量が増大し、消費電力および増幅器などの関連デバイスが増大する傾向となるが、これら消費電力および関連デバイスをより小さく抑えることが求められている。

これに関して、特許文献１では、通常の二次元センスパターンについて、間引きスキャンを行い、処理量の低減を図ることにより、消費電力および関連デバイスをより小さくすることができる。

特開２０１１−２４２９０８号公報

特許文献１に開示されている上記従来のタッチパネルシステムでは、通常の二次元センスパターンについて、間引きスキャンを行い、処理量の低減を図ることにより、消費電力をより小さくすることが記載されているが、間引きスキャンを行っているために、タッチ位置の検出精度が低下するという問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、タッチ位置の検出精度を維持しつつ、消費電力をより低減することができるタッチセンサパネル、これを用いたタッチパネルシステム、これを用いた電子機器を提供することを目的とする。

本発明のタッチセンサパネルは、位置入力を所定領域へのタッチ操作により行うタッチセンサパネルにおいて、一方向に配設された複数のドライブラインと他方向に配設された複数のセンスラインとが互いに交差をして、隣接する該交差の間に配設された該一方向のドライブラインの電極と該他方向のセンスラインの電極のうちの少なくともいずれかの電極サイズが少なくとも大小二つの電極サイズ間で切替が可能に構成されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおけるドライブラインの電極と前記センスラインの電極のうちの少なくともいずれかの電極が複数に分割されて複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを構成し、複数のサブドライブラインおよび該複数のサブセンスラインのうちの少なくともいずれかが切替可能とされている。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおいて、分割された複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを、所定ライン数毎に同時に使用する。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおいて、分割された複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを同時に使用することに関して、前記複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを使用する際に、ライン相互間の間隔を空けずに使用する。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおいて、分割された複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを同時に使用することに関して、前記複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを使用する際に、ライン相互間の間隔を空けて使用する。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける大の電極サイズの最大サイズは、互いに隣接する４つの交差内の最大電極領域の半分のサイズに相当する。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける小の電極サイズは、該最大の電極サイズの１／９以上８／９以下の電極サイズである。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける切替が可能な電極サイズは、４分割の全電極サイズに対して、１／４、２／４、３／４および４／４のうちの少なくとも二つの前記大小の電極サイズである。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける切替が可能な電極サイズは、４分割の全電極サイズに対して、１／４、２／４および４／４の三つの電極サイズまたは、１／４および４／４の二つの電極サイズである。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける切替が可能な電極サイズは、２分割の全電極サイズに対して、１／２と２／２の二つの前記大小の電極サイズである。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける切替が可能な電極サイズは、９分割の全電極サイズに対して、１／９、２／９、３／９、４／９、５／９、６／９、７／９、８／９および９／９のうちの少なくとも二つの前記大小の電極サイズである。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける切替が可能な電極サイズは、９分割の全電極サイズに対して、１／９、４／９および９／９の三つの電極サイズまたは、１／９および９／９の二つの電極サイズである。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける切替が可能な電極サイズは、２分割の全電極サイズに対して、１／２、２／２、３／２、４／２、５／２、６／２、…、〔構成されたライン数×２〕／２である。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける切替が可能な電極サイズは、４分割の全電極サイズに対して、１／４、２／４、３／４、４／４、５／４、６／４、…、〔構成されたライン数×４〕／４である。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける切替が可能な電極サイズは、９分割の全電極サイズに対して、１／９、２／９、３／９、４／９、５／９、６／９、７／９、８／９、９／９、１０／９、１１／９、１２／９、…、〔構成されたライン数×９〕／９である。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける切替された電極の配置に関して、切替られた分割電極について、分割電極相互間の間隔を空けずに使用する。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける切替された電極の配置に関して、切替られた分割電極について、分割電極相互間の間隔を空けて使用する。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける分割された複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを、同時に使用することに関して、前記複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを使用する際であって、ライン相互間の間隔を空けて使用する際に、ライン相互間の間隔を１〜２０ラインのうちのいずれかまたは複数ラインとする。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおけるドライブラインおよび前記センスラインの各電極形状は、三角形、正方形またはひし形である。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおけるドライブラインおよび前記センスラインの各電極は透明電極である。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおける透明電極の材料はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ：インジウム・スズ酸化物)である。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおけるドライブラインおよび前記センスラインの各電極は金属メッシュである。

さらに、好ましくは、本発明のタッチセンサパネルにおけるタッチセンサパネルと、該タッチセンサパネルの複数のセンスラインからの静電容量の容量値を増幅器で増幅した後に該容量値を推定または検出してタッチ位置を検出するタッチ位置検出部とを有する。

本発明のタッチパネルシステムは、本発明の上記であり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明のタッチパネルシステムにおける複数のセンスラインと前記タッチ位置検出部との間に設けられ、前記センスラインの電極サイズを前記少なくとも二つの大小の電極サイズ間で切り替えるセンササイズ切替部を有する。

さらに、好ましくは、本発明のタッチパネルシステムにおけるセンササイズ切替部は、前記タッチセンサパネルの表面に接触または近接する指示物体の大きさに応じて、前記少なくとも二つの大小の電極サイズ間で切り替えるように制御するサイズ切替制御部を有する。

さらに、好ましくは、本発明のタッチパネルシステムにおけるサイズ切替制御部は、前記タッチセンサパネルの表面に接触または近接する指示物体の大きさが大きいほど、より小さい電極サイズへの切替を行い、該表面に接触または近接する該指示物体の大きさが小さいほど、より大きい電極サイズへ切替を行う。

さらに、好ましくは、本発明のタッチパネルシステムにおけるサイズ切替制御部は、前記センササイズ切替部の切り替えに応じて前記増幅器の帰還容量を切り替える。

本発明の電子機器は、本発明の上記タッチパネルシステムを位置入力装置として表示装置の表示画面上に使用したものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の電子機器における表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、または電界放出ディスプレイである。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明においては、位置入力を所定領域へのタッチ操作により行うタッチセンサパネルにおいて、一方向に配設された複数のドライブラインと他方向に配設された複数のセンスラインとが互いに交差をして、隣接する該交差の間に配設された該一方向のドライブラインの電極と該他方向のセンスラインの電極のうちの少なくともいずれかの電極サイズが少なくとも大小二つの電極サイズ間で切替が可能に構成されている。

これによって、タッチ位置の検出精度を維持しつつ、消費電力をより低減することが可能となる。

以上により、本発明によれば、一方向のドライブラインの電極と他方向のセンスラインの電極のうちの少なくともいずれかの電極サイズが少なくとも大小二つの電極サイズ間で切替が可能に構成されているため、タッチ位置の検出精度を維持しつつ、消費電力をより低減することができる。

本発明の実施形態１におけるタッチパネルシステムを模式的に示す構成図である。 （ａ）は、図１のタッチパネルにおけるドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例を示す一部平面図、（ｂ）は、（ａ）の単位電極形状の拡大図である。 図１のセンササイズ切替部の単位回路部の構成例を示す回路図である。 図１の増幅回路の第１構成例を示す回路図である。 図１の本実施形態１のタッチパネルシステムの動作を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は、本発明の実施形態２におけるタッチパネルにおけるドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例を示す一部平面図、（ｂ）は、（ａ）の単位電極形状の拡大図である。 図６のセンササイズ切替部の構成例を示す回路図である。 図１の増幅回路の第２構成例を示す回路図である。 本発明の実施形態３のタッチパネル１０Ｂ１におけるドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である、 図１の本実施形態３のタッチパネルシステムの動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施形態４のタッチパネルにおけるドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である。 図１１のタッチパネルにおけるドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例の変形例を示す一部平面図である。 本発明の実施形態３の変形例におけるタッチパネルのドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である。 本発明の実施形態３、４の変形例におけるタッチパネルのドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である、 本発明の実施形態３の変形例におけるタッチパネルのドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である。 本発明の実施形態３、４の変形例におけるタッチパネルのドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態３におけるタッチパネルにおけるドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例を示す一部平面図、（ｂ）は、（ａ）の単位電極形状の拡大図である。 図１７のセンササイズ切替部の構成例を示す回路図である。 図１の増幅回路の第３構成例を示す回路図である。 本発明の実施形態４として、本発明の実施形態１〜３のタッチパネルシステムを用いた携帯電話装置などの電子機器の概略構成例を示すブロック図である。 従来のタッチパネルシステムの構成図であって、従来のタッチパネルシステムを位置入力装置として搭載した従来の位置入力装置付き表示装置の構成図である。 図２１のドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例を示すタッチパネルの一部拡大平面図である。

１、１Ｂ、１Ｃ タッチパネルシステム
１０、１０Ｂ、１０Ｂ１〜１０Ｂ５、１０Ｃ タッチセンサパネル（位置入力装置）
１１、１１Ｂ、１１Ｃ センササイズ切替部
１０５ ホスト端末
１１０ ドライブライン駆動部
１２０Ａ〜１２０Ｃ タッチ位置検出部
１２１Ａ〜１２１Ｃ 増幅回路
１２１ａ〜１２１ｃ オペアンプ
１２２ 信号取得部
１２３ Ａ／Ｄ変換部
１２４ 復号処理部
１２５ タッチ位置算出部
１２、１３、１４ センス電極パターン
１２ａ、１３ａ、１４ａ サブセンス電極パターン
９０ 電子機器
９１ 操作キー
９２ 表示部
９２ａ 表示制御部
９２ｂ 表示パネル
９３ スピーカ
９４ マイクロフォン
９５ カメラ
９６ ＣＰＵ（中央演算処理装置）
９７ ＲＡＭ
９８ ＲＯＭ
Ｐ 表示画面
ＤＬ ドライブライン
ＳＬ センスライン
ａ、ｂ、ｃ、ｅ、ｆ サブセンスライン
Ｃ１〜Ｃ９ 帰還容量
Ｓ４、Ｓ４’〜Ｓ６、Ｓ６’、Ｓ９、Ｓ９’、Ｓ１０、Ｓ１０’ スイッチ
Ｓ１〜Ｓ３、Ｓ７、Ｓ８ スイッチ

以下に、本発明のタッチセンサパネルを用いたタッチパネルシステム、これを用いた電子機器の実施形態１〜６について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるタッチパネルシステムを模式的に示す構成図である。なお、図２１の従来の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付して説明する。

図１において、本実施形態１のタッチパネルシステム１は、表示装置の前面に設けられた位置入力装置としての静電容量方式のタッチセンサパネル１０と、センスラインＳＬのセンス電極パターンの電極サイズを少なくとも二つの大小の電極サイズ間で切り替えるセンササイズ切替部１１と、このタッチセンサパネル１０に設けられたドライブラインＤＬを駆動することによりドライブラインＤＬと立体交差するセンスラインＳＬに静電容量の状態信号を生成させるドライブライン駆動部１１０と、センスラインＳＬに生成される静電容量の状態信号を処理することにより表示画面Ｐに接触するかまたは近接するタッチ位置を検出するタッチ位置検出部１２０Ａと、ドライブライン駆動部１１０およびタッチ位置検出部１２０Ａを制御するホスト端末１０５とを有している。

タッチセンサパネル１０は、表示装置としての液晶パネルの表示画面Ｐ上に設けられた所定間隔毎の複数の平行なドライブラインＤＬと、ドライブラインＤＬと立体交差する所定間隔毎の複数の平行なセンスラインＳＬとが設けられ、それぞれ容量を検知するための電極（センス電極パターン）が設けられている。

液晶パネルの表示画面Ｐは動画や静止画を表示し、その表面側に設けられた位置入力装置としてのタッチセンサパネル１０に対する入力位置情報に対応する指示画像を表示するようにホストコンピュータ（図示せず）により表示制御が為されている。

ユーザは、液晶パネルの表示画面Ｐ上の指示画像が表示された領域を指などで接触すれば、指示画像のタッチ位置に対応した情報入力を行うことができる。また、位置入力装置としてのタッチセンサパネル１０は、位置情報入力をタッチ操作により行うためのタッチ領域を有し、このタッチ領域の座標は、液晶パネルの表示画面Ｐの座標と一対一に対応付けられている。

センササイズ切替部１１は、複数のセンスラインＳＬとタッチ位置検出部１２０Ａとの間に設けられ、平面視正方形（またはひし形）のセンス電極パターンの電極サイズを少なくとも二つの大小の電極サイズ間で切り替える。

大の電極サイズは、互いに隣接する４つの交差とこれに隣接する４つの交差との２領域内に正方形のセンス電極パターンが存在する。これは２領域内の１／４の領域である。したがって、最大の電極サイズは、互いに隣接する４つの交差内の半分の領域サイズである。即ち、大の電極サイズのうちの最大の電極サイズは、互いに隣接する４つの交差内の最大電極領域の半分のサイズに相当する。この最大の電極サイズは従来のセンス電極パターンの電極サイズであって、これが基準になってこれよりも小さい電極サイズに切り替えることにより消費電力が削減される。

また、小の電極サイズは、ここでは、センス電極パターンが４分割されているのであるから、大の電極サイズの１／４以上３／４以下の電極サイズである。

センササイズ切替部１１は、タッチセンサパネル１０の表面に接触または近接する指示物体の大きさに応じて、少なくとも二つの大小の電極サイズ間で切り替えるように制御するサイズ切替制御部（図示せず）を有している。このサイズ切替制御部は、タッチセンサパネル１０の表面に接触または近接する指示物体の大きさが大きいほど、小の電極サイズへの切替を行い、その表面に接触または近接する該指示物体の大きさが小さいほど、大の電極サイズへ切替を行う。さらに、図示しないサイズ切替制御部は、センササイズ切替部１１の切り替えに応じて増幅器である増幅回路１２１Ａの帰還容量を切り替えるようになっている。

指示物体の大きさの判定は、実際の静電容量が低下した領域サイズを検出してもよいが、ここでは、指示物体が指先であるかタッチペンであるかに応じて判定するようにしている。指示物体が指先の場合の方が指示物体がタッチペンよりも指示物体の大きさが格段に大きい。したがって、指示物体が指先であれば、センス電極パターンを分割した小の電極サイズにセンササイズ切替部１１により切り換えて消費電力を削減すればよい。さらに、タッチペンにも指示範囲の大きいペンと指示範囲の小さい通常のペンを用い、これに指示範囲の大きい指先を用いれば、指示物体の大きさが３種類になって、指示物体の大きさに応じて３通りの電極サイズに切り替えることができる。タッチペンを接続する位置に応じて指示範囲の大きいペンと指示範囲の小さい通常のペンとを区別することもできるし、タッチペンの本体への接続がない場合には指示物体が指先であると判定することもできる。

ドライブライン駆動部１１０は、複数のドライブラインＤＬを所定のタイミングで順次時系列に駆動して、複数のセンスラインＳＬに静電容量の状態信号を生成させる。

タッチ位置検出部１２０Ａは、複数のセンスラインＳＬに生成される静電容量の状態信号をそれぞれ増幅する増幅回路１２１Ａと、各増幅回路１２１Ａが増幅した静電容量の状態信号を取得してドライブライン駆動部１１０の駆動のタイミングに合わせて時分割で出力する信号取得部１２２と、信号取得部１２２が出力したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部１２３と、Ａ／Ｄ変換部１２３が変換したデジタル信号に基づいて表示画面Ｐ内の容量分布の変化量を求める復号処理部１２４と、復号処理部１２４が求めた容量分布の変化量に基づいて表示画面Ｐ上のタッチ位置を算出し、当該タッチ位置を示すタッチ位置情報を生成するタッチ位置算出部１２５とを有している。

要するに、本実施形態１のタッチパネルシステム１と図１３の従来のタッチパネルシステム１００との違いは、センス電極パターンの電極サイズを少なくとも二つの大小の電極サイズの間で切り替えるセンササイズ切替部１１と、この切り替えに応じて増幅器の帰還容量を変更する増幅回路１２１Ａとを有した点にある。４分割センス電極パターンについて図２を用いて詳細に説明し、センササイズ切替部１１について図３を用いて詳細に説明し、増幅回路１２１Ａについて図４を用いて詳細に説明する。
（４分割センス電極パターン）
図２（ａ）は、図１のタッチパネル１０におけるドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例を示す一部拡大平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）の単位電極形状の拡大図である。

図２（ａ）および図２（ｂ）において、複数のドライブラインＤＬに立体交差する複数のセンスラインＳＬのセンス電極パターン１２が１／４の４角形状に分割されており、透明電極による二次元キャパシタアレイ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ Ａｒｒａｙ）がセンス電極パターン１２の１／４分割を示している。

即ち、タッチセンサパネル１０において、ここでは縦方向にセンスラインＳＬ、横方向にドライブラインＤＬが形成されている。センスラインＳＬのセンス電極パターン１２が、正方形形状のサブセンス電極パターン１２ａの１単位が均等に４分割されて４つで構成されている。

さらに、センスラインＳＬはサブセンスラインａ、ｂ、ｃの３本で構成されており、サブセンスラインａおよびｃにはそれぞれ、センス電極パターン１２の１／４の面積のサブ
センス電極パターン１２ａが接続されている。また、サブセンスラインｂには１／４の面積のサブセンス電極パターン１２ａが２個直列に接続されている。これらのサブセンスラインａ、ｂ、ｃは同一層で互いに絶縁されている。

この１／４分割のセンス電極パターン構成の場合であって、ユーザによるタッチ操作、即ち、タッチセンサパネル１０の表面への接触または近接する指示物体が大きい場合、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の７５パーセント程度である場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１により、センスするサブセンス電極パターン１２ａを４単位中、例えば１単位を有効として、また、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の５０パーセント程度である場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１により、センスするサブセンス電極パターン１２ａを４単位中、例えば２単位を有効としてセンシング処理を行うことが考えられる。これにより、センスする範囲が少なくなることにより、センシング信号レベルが低いものとなり、後段の増幅回路１２１Ａなどの関連デバイスをより小さく構成することが可能になると共に、消費電力を小さくすることが可能となる。

このように、センシング信号レベルが想定最大値の７５パーセント程度である場合に、センスするサブセンス電極パターン１２ａを４単位中１単位を有効とし、センシング信号レベルが想定最大値の５０パーセント程度である場合に、センスするサブセンス電極パターン１２ａを４単位中２単位を有効としたが、これに全く限らない。さらに加えて、センシング信号レベルが想定最大値の２５パーセント程度よりも低くまたは、後述するように、タッチセンサパネル１０の表面への接触がない場合は、センスするサブセンス電極パターン１２ａを４単位全部を有効としている。さらに、別の分け方をして、４単位中３単位を有効とする場合をも含めることもできる。

また、別の分け方として、詳細に後述しているが、センシング信号レベルが想定最大値の７５パーセント以上の場合には、センスするサブセンス電極パターン１２ａを４単位中１単位を有効とし、センシング信号レベルが想定最大値の５０パーセント以上７５パーセント未満の場合には、センスするサブセンス電極パターン１２ａを４単位中２単位を有効とし、センシング信号レベルが想定最大値の５０パーセント未満の場合には、センスするサブセンス電極パターン１２ａを４単位中４単位を有効としてセンシング処理を行ってもよい。

なお、ここで、タッチセンサパネル１０の表面への接触または近接する物体が大きい場合であるために、センスする範囲を少なくしても、タッチ操作された位置の特定には問題がないため、検知精度には影響しない。

また、タッチセンサパネル１０の表面への接触がない場合は、センササイズ切替部１１によりセンササイズを大きくする切替を行い、センスするサブセンス電極パターン１２ａの電極領域を４単位全部の最大領域に広げる。サブセンス電極パターン１２ａを４単位の最大領域にすることにより、タッチセンサパネル１０から離れた２軸方向の微量な静電容量の信号をも検出することが可能となる。これによって、２軸方向の物体を容易に検出することが可能となる。（センササイズ切替部１１による電極サイズの切替）
図３は、図１のセンササイズ切替部１１の単位回路部の構成例を示す回路図である。

図３において、センスラインＳＬの１組（図２の３本のサブセンスラインａ、ｂ，ｃ）に対応するセンササイズ切替部１１の構成を示しており、センササイズ切替部１１の単位回路部は複数のセンスラインＳＬの数と同じ数だけ備えている。

センササイズ切替部１１の単位回路部は、３本のサブセンスラインa、ｂ、ｃに各スイ
ッチＳ１〜Ｓ３が設けられて、３本のサブセンスラインa、ｂ、ｃの少なくともいずれか
が接続されるようになっている。例えば、センササイズ切替部１１がスイッチＳ１（またはスイッチＳ３）だけをオンしてサブセンスラインa（またはサブセンスラインｃ）だけを選択すれば、サブセンス電極パターン１２ａの１単位が選択されてセンス電極パターンの面積が１／４に小さくなる。また、センササイズ切替部１１がスイッチＳ２だけ（またはスイッチＳ１およびＳ３）をオンしてサブセンスラインｂだけ（またはサブセンスラインａおよびｃ）を選択すれば、直列の２つのサブセンス電極パターン１２ａの２単位が選択されてセンス電極パターンの面積が１／２になる。さらに、センササイズ切替部１１がスイッチＳ１〜Ｓ３の全てをオンしてサブセンスラインａ〜ｃを選択すれば、サブセンス電極パターン１２ａの４単位が選択されてセンス電極パターンの面積が４／４になる。さらに、ここでは選択していないが、スイッチＳ１およびＳ２（またはスイッチＳ２およびＳ３）をオンして４単位中３単位を有効とする場合も含めることもできる。
（増幅回路１２１Ａの帰還容量の切替）
図４は、図１の増幅回路１２１Ａの第１構成例を示す回路図である。

図４において、増幅器は、複数のセンスラインＳＬに対して１つ設けられて複数のセンスラインＳＬを時系列に複数のスイッチ手段により選択して時分割に増幅することもできるが、ここでは、増幅回路１２１Ａは、複数のセンスラインＳＬにそれぞれ設けられた複数の１入力型の増幅器である。

増幅回路１２１Ａには、センササイズ切替部１１の単位回路部の共通スイッチ端子ｄにオペアンプ１２１ａが接続されている。このオペアンプ１２１ａは帰還容量可変型である。オペアンプ１２１ａの帰還容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は同じサイズの容量である。一対のスイッチＳ４、Ｓ４´、Ｓ５，Ｓ５´、Ｓ６、Ｓ６´のオンオフにより、帰還容量としてオペアンプ１２１ａに接続される。スイッチＳ４、Ｓ４´が一対で連動してオンオフし、スイッチＳ５，Ｓ５´が一対で連動してオンオフし、スイッチＳ６、Ｓ６´が一対で連動してオンオフして、容量Ｃ１、容量Ｃ２＋Ｃ３、容量Ｃ４のうちの少なくともいずれかがオペアンプ１２１ａの帰還容量としてオペアンプ１２１ａに接続される。

図３のセンササイズ切替部１１の単位回路部のスイッチＳ１〜Ｓ３および、図４の増幅回路１２１Ａの一対のスイッチＳ４、Ｓ４´〜Ｓ６、Ｓ６´の制御端子はホスト端末１０５からの制御信号によりオンオフ制御される。

図３のセンササイズ切替部１１の単位回路部のスイッチＳ１〜Ｓ３および、図４の増幅回路１２１Ａの一対のスイッチＳ４、Ｓ４´〜Ｓ６、Ｓ６´の制御端子は、センササイズ切替部１１のサイズ切替制御部（図示せず）によりオンオフ制御されるようになっている。なお、このサイズ切替制御部（図示せず）はホスト端末１０５内に設けてもよく、図３のスイッチＳ１、Ｓ２および、図４のスイッチＳ４、Ｓ４´〜Ｓ６、Ｓ６´は、ホスト端末１０５内のサイズ切替制御部（図示せず）からの制御信号によりオンオフ制御されるようになっていてもよい。

上記制御は、センササイズを１／４にする場合は、センササイズ切替部１１の単位回路部のスイッチＳ１のみをオンにし、さらに、オペアンプ１２１ａのスイッチＳ４，Ｓ４’のみをオンにして、オペアンプ１２１ａの両端に帰還容量Ｃ１だけを接続する。

センササイズを２／４にする場合は、センササイズ切替部１１の単位回路部のスイッチＳ２のみをオンにし、さらに、オペアンプ１２１ａのスイッチＳ５，Ｓ５’のみをオンにして、オペアンプ１２１ａの両端に帰還容量Ｃ２，Ｃ３を接続する。

センササイズを３／４にする場合は、センササイズ切替部１１の単位回路部のスイッチＳ１およびスイッチＳ２をオンにし、さらに、オペアンプ１２１ａのスイッチＳ４，Ｓ４’およびスイッチＳ５，Ｓ５’をオンにして、オペアンプ１２１ａの両端に帰還容量Ｃ１および帰還容量Ｃ２，Ｃ３を接続する。

センササイズを４／４、つまり全て使用する場合は、センササイズ切替部１１の単位回路部のスイッチＳ１〜スイッチＳ３全てをオンにし、さらに、オペアンプ１２１ａのスイッチＳ４、Ｓ４’〜スイッチＳ６、Ｓ６’全てをオンにして、オペアンプ１２１ａの両端に帰還容量Ｃ１および帰還容量Ｃ２，Ｃ３および帰還容量Ｃ４を接続する。

上記切替により、センササイズが１／４のときは帰還容量も１／４、センササイズが２／４のときは帰還容量も２／４、センササイズが３／４のときは帰還容量も３／４、センササイズが４／４のときは帰還容量も４／４、とすることができて、センササイズに対応した大きさのオペアンプ１２１ａの帰還容量にすることができる。このため、センササイズが小さいときはオペアンプ１２１ａの負荷容量を小さくできるので、消費電力を大幅に低減することができる。

上記構成により、本実施形態１のタッチパネルシステム１の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。

図５は、図１の本実施形態１のタッチパネルシステム１の動作を説明するためのフローチャートである。

図５に示すように、まず、ステップＳＴ１でタッチセンサパネル１０にタッチ操作が行われたかどうかを検出する。即ち、ステップＳＴ１で、タッチ検出値がタッチ基準閾値を超えているか否かを判別する。ステップＳＴ１でタッチ検出値がタッチ基準閾値を超えるまで待ち、タッチ検出値がタッチ基準閾値を超えてタッチ操作が行われていると判別した場合（ステップＳＴ１でＹＥＳ）に、次のステップＳＴ２の処理に移行する。

次に、ステップＳＴ２で指示物体の大きさの判別が行われる。指示物体が指先かタッチペンかを判定する。タッチペンが本体に接続されていれば指示物体がタッチペンであるし、タッチペンが本体に接続されていなければ指示物体は指先であると判定することができる。

続いて、ステップＳＴ３で指示物体の大きさに応じて、サブセンス電極パターン１２ａの使用数を切り替える。

上述したように、タッチセンサパネル１０への接触または近接する物体が大きい場合、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の７５パーセントを上回る場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１により、センスするサブセンス電極パターン１２ａを４単位中１単位を有効とし、また、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の５０パーセントを超え７５パーセントを下回る場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１により、センスするサブセンス電極パターン１２ａを４単位中２単位を有効とし、さらに、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の５０パーセントを下回る場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１により、センスするサブセンス電極パターン１２ａを４単位中４単位を有効としてセンシング処理が行われて、ステップＳＴ４のタッチ位置検出処理が行われる。

以上により、本実施形態１によれば、所定領域へのタッチ操作により位置入力を行うタッチセンサパネル１０において、一方向に配設された複数のドライブパターンＤＬと他方向に配設された複数のセンスパターンＳＬとが互いに交差をして、隣接する交差の間に配設された一方向のセンスパターンの電極（センス電極パターン）の電極サイズが少なくとも大小二つの電極サイズ間で切替が行われる。

これによって、大の電極サイズが従来の電極サイズであるから、指先など指示物体が大きい場合には小の電極サイズに切り換えても検出精度に影響せず、電極サイズが小さくなるため消費電力をより削減することができる。この場合、従来のように間引きスキャンを行っていないことからも、タッチ位置の検出精度を維持することができる。
（実施形態２）
上記実施形態１では、電極形状例としてセンス電極パターンの電極形状が４角形（正方形）で、センス電極パターンが４分割されて切替可能な電極サイズが１／４の場合について説明したが、本実施形態２では、電極形状例としてセンス電極パターンの電極形状が３角形で、センス電極パターンが２分割されて切替可能な電極サイズが１／２の場合について説明する。

図１において、センササイズ切替部１１Ｂは、複数のセンスラインＳＬとタッチ位置検出部１２０Ｂとの間に設けられ、平面視正方形（またはひし形）のセンス電極パターンの電極サイズを二つの大小の電極サイズ間で切り替える。

大の電極サイズは、互いに隣接する４つの交差内の半分の領域サイズに匹敵する。この大の電極サイズは従来のセンス電極パターンの電極サイズであって、これが基準になってこれよりも小さい電極サイズに切り替えることにより消費電力が削減される。

また、小の電極サイズは、ここでは、センス電極パターンが２分割されているのであるから、大の電極サイズの１／２の電極サイズである。

センササイズ切替部１１Ｂは、タッチセンサパネル１０Ｂの表面に接触または近接する指示物体の大きさに応じて、二つの大小の電極サイズ間で切り替えるように制御するサイズ切替制御部（図示せず）を有している。このサイズ切替制御部は、タッチセンサパネル１０Ｂの表面に接触または近接する指示物体の大きさが大きいほど、小の電極サイズへの切替を行い、その表面に接触または近接する指示物体の大きさが小さいほど、大の電極サイズへ切替を行う。さらに、図示しないサイズ切替制御部は、センササイズ切替部１１Ｂの切り替えに応じて増幅器である増幅回路１２１Ｂの帰還容量を切り替えるようになっている。

指示物体の大きさの判定は、実際の静電容量が低下した領域サイズを検出してもよいが、ここでは、指示物体が指先であるかタッチペンであるかに応じて判定するようにしている。指示物体が指先の場合の方が指示物体がタッチペンよりも指示物体の大きさが格段に大きい。したがって、指示物体が指先であれば、センス電極パターンを２分割した小の電極サイズにセンササイズ切替部１１Ｂにより切り換えて消費電力を削減すればよい。

図６（ａ）は、本発明の実施形態２におけるタッチパネル１０ＢにおけるドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例を示す一部平面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）の単位電極形状の拡大図である。なお、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付して説明する。また、タッチパネル１０Ｂ１〜１０Ｂ５は、実施形態３，４の図９〜図１６で後述するタッチパネル１０Ｂの各変形例である。

図６（ａ）および図６（ｂ）において、タッチパネル１０Ｂにおいて、センスラインＳＬのセンス電極パターンの電極サイズが１／２の三角形状に分割されており、透明電極による二次元キャパシタアレイ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ Ａｒｒａｙ）がセンス電極パターンの２分割を示している。

即ち、タッチセンサパネル１０Ｂでは、縦方向にセンスラインＳＬ、横方向にドライブラインＤＬが形成されている。センスラインＳＬの正方形形状のセンス電極パターンの１単位が均等に縦方向に２分割されて左右の２個のサブセンス電極パターン１３ａで構成されている。サブセンスラインが、１単位の三角形形状の２本で構成されている。この使い分けは、図６では電極サイズが２分割であるから、タッチ操作する指示物体の大きさが、図１の電極サイズが４分割の場合と比べてさらに小さい場合に使用することができる。

本実施形態２のタッチパネルシステム１Ｂと図１３の従来のタッチパネルシステム１００との違いは、センス電極パターンの電極サイズを二つの大小の電極サイズに切り替えるセンササイズ切替部１１Ｂと、この切り替えに応じて増幅器の帰還容量を変更する増幅回路１２１Ｂとを有した点にある。センササイズ切替部１１Ｂについて図７を用いて詳細に説明し、増幅回路１２１Ｂについては図８を用いて詳細に説明する。
（センササイズ切替部１１Ｂによる電極サイズの切替）
図７は、図６のセンササイズ切替部１１Ｂの構成例を示す回路図である。

図７において、センスラインＳＬの１組（図６の２本のサブセンスラインａ，ｂ）に対応するセンササイズ切替部１１Ｂの構成を示しており、センササイズ切替部１１Ｂの単位回路部は複数のセンスラインＳＬの数と同じ数だけ備えている。

センササイズ切替部１１の単位回路部は、２本のサブセンスラインa、ｂに各スイッチＳ１、Ｓ２が設けられて、２本のサブセンスラインa、ｂの少なくともいずれかが接続されるようになっている。例えば、センササイズ切替部１１ＢがスイッチＳ１だけをオンしてサブセンスラインａだけを選択すれば、サブセンス電極パターン１３ａの１単位が選択されてセンス電極パターンの面積が１／２に小さくなる。また、センササイズ切替部１１ＢがスイッチＳ１、Ｓ２の全てをオンしてサブセンスラインａ、ｂを選択すれば、サブセンス電極パターン１３ａの２単位（全部）が選択されてセンス電極パターンの面積が２／２になる。
（増幅回路１２１Ｂの帰還容量の切替）
図８は、図１の増幅回路１２１Ｂの第２構成例を示す回路図である。

図８において、増幅器が、複数のセンスラインＳＬに対して１つ設けられて複数のセンスラインＳＬを時系列に複数のスイッチ手段により選択して時分割に増幅することもできるが、ここでは、増幅回路１２１Ｂは、複数のセンスラインＳＬにそれぞれ設けられた複数の１入力型の増幅器（差動増幅器でもよい）である。

増幅回路１２１Ｂには、センササイズ切替部１１Ｂの単位回路部の共通スイッチ端子ｄに接続されるオペアンプ１２１ｂが備えられている。このオペアンプ１２１ｂは帰還容量可変型である。オペアンプ１２１ｂは帰還容量Ｃ１、Ｃ４は同じサイズの容量である。一対のスイッチＳ４、Ｓ４´、Ｓ６、Ｓ６´により、帰還容量としてオペアンプ１２１ｂに接続される。一対のスイッチＳ４、Ｓ４´が連動してオンオフし、一対のスイッチＳ６、Ｓ６´が連動してオンオフして、容量Ｃ１、容量Ｃ４のうちの少なくともいずれかがオペアンプ１２１ｂの帰還容量としてオペアンプ１２１ｂに接続されることになる。

図７のスイッチＳ１、Ｓ２および、図８のスイッチＳ４、Ｓ４´およびＳ６、Ｓ６´の各制御端子は、センササイズ切替部１１Ｂのサイズ切替制御部（図示せず）によりオンオフ制御されるようになっている。なお、サイズ切替制御部（図示せず）はホスト端末１０５内に設けてもよく、図７のスイッチＳ１、Ｓ２および、図８のスイッチＳ４、Ｓ４´およびＳ６、Ｓ６´は、ホスト端末１０５内サイズ切替制御部（図示せず）からの制御信号によりオンオフ制御されるようになっていてもよい。

上記制御は、センササイズを１／２にする場合は、スイッチＳ１のみをオンにし、さらに、オペアンプ１２１ｂのスイッチＳ４，Ｓ４´のみをオンにして、オペアンプ１２１ｂの両端に帰還容量として容量Ｃ１を接続する。

センササイズを２／２、つまり全ての電極サイズを使用する場合は、スイッチＳ１およびスイッチＳ２全てをオンにし、さらに、オペアンプ１２１ｂのスイッチＳ４、Ｓ４´およびスイッチＳ６、Ｓ６´全てをオンにして、オペアンプ１２１ｂの両端に帰還容量として容量Ｃ１および容量Ｃ４を接続する。

上記切替により、センササイズが１／２のときは帰還容量も１／２、センササイズが２／２のときは帰還容量も２／２とすることができて、センササイズに対応した大きさのオペアンプ１２１ｂの帰還容量にすることができる。このため、センササイズが小さいときはオペアンプ１２１ｂの負荷容量を小さくできるので、消費電力を低減することができるものである。

上記構成により、本実施形態２のタッチパネルシステム１Ｂの動作について、上記実施形態１のタッチパネルシステム１の場合と同様に、図５のフローチャートを用いて詳細に説明する。

図５に示すように、まず、ステップＳＴ１で、タッチセンサパネル１０Ｂにタッチ操作が行われているかどうかを検出する。即ち、ステップＳＴ１で、タッチ検出値がタッチ基準閾値を超えているか否かを判別する。ステップＳＴ１でタッチ検出値がタッチ基準閾値を超えるまで待ち、タッチ検出値がタッチ基準閾値を超えてタッチ操作が行われていると判別した場合（ステップＳＴ１でＹＥＳ）に、次のステップＳＴ２の処理に移行する。

次に、ステップＳＴ２で指示物体の大きさの判別が行われる。指示物体が指先かタッチペンかを判定する。タッチペンが装置本体に接続されていれば指示物体がタッチペンであるし、タッチペンが装置本体に接続されていなければ指示物体は指先であると判定することができる。

続いて、ステップＳＴ３で指示物体の大きさにより、サブセンス電極パターンの分割電極の使用数を切り替える。

上述したように、タッチセンサパネル１０Ｂへの接触または近接する指示物体が大きい場合、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の７５パーセントを上回る場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１Ｂにより、センスするサブセンス電極パターン１３ａを２単位中１単位を有効とし、また、タッチセンサパネル１０Ｂへの接触または近接する指示物体が小さい場合、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の７５パーセントを下回る場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１Ｂにより、センスするサブセンス電極パターン１３ａを２単位中２単位を有効としてセンシング処理が行われて、ステップＳＴ４のタッチ位置検出処理が行われる。

または、タッチセンサパネル１０Ｂへの接触または近接する指示物体が大きい場合、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の５０パーセントを超える場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１Ｂにより、センスするサブセンス電極パターン１３ａを２単位中１単位を有効とし、また、タッチセンサパネル１０Ｂへの接触または近接する指示物体が小さい場合、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の５０パーセントを下回る場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１Ｂにより、センスするサブセンス電極パターン１３ａを２単位中２単位を有効としてセンシング処理が行われて、ステップＳＴ４のタッチ位置検出処理が行われる。

即ち、センシング信号レベルが想定最大値の７５パーセント以上で、センスするサブセンス電極パターン１３ａを２単位中１単位を有効とし、センシング信号レベルが想定最大値の７５パーセント未満で、センスするサブセンス電極パターン１３ａを２単位中２単位を有効としてもよいし、センシング信号レベルが想定最大値の５０パーセント以上で、センスするサブセンス電極パターン１３ａを２単位中１単位を有効とし、センシング信号レベルが想定最大値の５０パーセント未満で、センスするサブセンス電極パターン１３ａを２単位中２単位を有効としてもよい。

以上により、本実施形態２によれば、所定領域へのタッチ操作により位置入力を行うタッチセンサパネル１０Ｂにおいて、一方向に配設された複数のドライブパターンＤＬと他方向に配設された複数のセンスパターンＳＬとが互いに交差をして、隣接する交差の間に配設された一方向のセンスパターンの電極（センス電極パターン）の電極サイズが大小二つの電極サイズ間で切替が行われる。

これによって、大の電極サイズが従来の電極サイズであるから、指先など指示物体が大きい場合には小の電極サイズに切り換えても検出精度に影響せず、電極サイズが小さくなって消費電力をより削減することができる。この場合、従来のように間引きスキャンを行っていないことからも、タッチ位置の検出精度を維持することができる。
（実施形態３）
上記実施形態２では、電極形状例としてセンス電極パターンの電極形状が３角形で、センス電極パターンが２分割されて切替可能な電極サイズが１／２の場合について説明したが、本実施形態３では、上記実施形態２の構成に加えて、タッチモードおよびホバーモードを有し、ホバーモード時に、分割された複数のサブセンスラインを分割前の電極サイズを越えて、同時にライン相互間の間隔を空けずに検知感度良く使用する場合について説明する。

図９は、本発明の実施形態３のタッチパネル１０Ｂ１におけるドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である、図９では、図６（ａ）および図６（ｂ）の電極形状と同じ２分割した平面視三角形状であるが、分割された複数のサブセンスラインを同時に使用する際に、ライン相互間の間隔を空けずに連続１／２ライン×３を１セットとした場合である。ここでは、センス電極パターンの連続１／２ライン×３の１セットだけを電極選択例として網目、斜線およびレンガ状模様で示している。

図９において、タッチモードおよびホバーモードを有し、近接位置入力操作用のホバーモード時に、分割された複数のサブセンスラインを同時にライン相互間の間隔を空けずに使用する電極接続例について、センス電極パターンが２分割されて切替可能な上記実施形態２の場合にモードをタッチモードからホバーモードに切替えて、分割された複数のセンスラインＳＬを連続１／２ライン×３を１セット（網目、斜線およびレンガ状模様）としてスイッチ手段で所定ライン数毎に同時に使用する。

本実施形態３では、指やタッチペンなどの指示体をタッチパネル１０Ｂ１に接触した場合にタッチ位置を検出する場合のタッチモードと、指示体をタッチパネル１０Ｂ１に非接触で近接した位置を検出する場合のホバーモードとにおいて、モードをタッチモードからホバーモードに切替えて処理を行ったり、モードをホバーモードからタッチモードに切替えて処理を行うことができる。即ち、タッチモードでは、上記実施形態２に記載の処理を行い、ホバーモードでは下記の処理を行う。

センスラインＳＬのセンス電極パターンの電極サイズが１／２の三角形状に左右２分割されており、透明電極による二次元キャパシタアレイにおいてセンス電極パターンを三角形状に２分割して、本実施形態３によるホバーモードにおける同時使用電極の１セットを網目、斜線およびレンガ状模様で１組のセットとして図９に示している。即ち、ホバーモード時は、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、レンガ状模様で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンとのセンスラインＳＬの３ライン（ａ，ｂ，ａ）を、スイッチ手段により接続して同時にセンス動作を使用可能とする。次の３ライン（ｂ，ａ，ｂ）はこの３ライン（ａ，ｂ，ａ）の右側にさらに隣接して配置され、更に次の３ライン（ａ，ｂ，ａ）はこの３ライン（ｂ，ａ，ｂ）の右側にさらに隣接して配置される。

このように、分割前のサイズを越えて、センスラインＳＬの隣接３ラインのセンス電極パターンを１セットとして接続して同時に使用することにより、より感度を要する場合の他、タッチパネル１０Ｂ１に接触せずに近接することによっても近接操作の位置を検出する場合の所謂ホバー的動作にも適用することができる。

一方、上記実施形態２では、例えば、図９で示すところの、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンとで構成される電極につき、その双方または、いずれかの１／２の電極サイズのセンス電極パターンを使用する場合について説明しているが、本実施形態３では、分割前のサイズを越えてラインを増やして、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、レンガ状模様で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンとのセンスラインＳＬの隣接３ラインづつ順次同時に使用して感度を上げることができる。

上記構成により、その動作を図１０を用いて説明する。

図１０は、図１の本実施形態３のタッチパネルシステム１Ｂの動作を説明するためのフローチャートである。

図１０に示すように、まず、ステップＳＴ１１でタッチパネル１０Ｂ１に指示体（指やタッチペン）によるタッチ操作または近接操作が行われているかどうかを検出する。即ち、ステップＳＴ１１でタッチ検出値または近接検出値がタッチ基準しきい値または近接基準しきい値を超えているか否かを判別する。また、ステップＳＴ１１でタッチ検出値または近接検出値がタッチ基準しきい値または近接基準しきい値を超えてタッチ操作または近接操作が行われていると判別した場合に、タッチ操作の場合には次のステップＳＴ１２に移行し、近接操作の場合には次のステップＳＴ１５の処理に移行する。

要するに、本実施形態３では、基準しきい値について、タッチモードのタッチ基準しきい値とホバーモードの近接基準しきい値の２つのしきい値を有しており、タッチモードのタッチ基準しきい値を超えた場合には、タッチモードに入り、次のステップＳＴ１２の処理に移行し、ホバーモードの近接基準しきい値を超えた場合には、ホバーモードに入り、次のステップＳＴ１５の処理に移行する。

ここで、タッチモードに入り、次のステップＳＴ１２の処理に移行した場合には、以降のステップＳＴ１２〜ＳＴ１４の処理は、上記実施形態２に記載の処理と同様であるため、その説明はここでは省略する。

ホバーモードに入り、次のステップＳＴ１５の処理に移行した場合について、タッチモードの場合と対比しながら詳細に説明する。

本実施形態３によるタッチモードの場合、次のステップＳＴ１２のタッチ物体（指示体）の大きさ判別処理により、タッチ物体（指示体）の大きさを判別するステップＳＴ１２が存在するが、本実施形態３によるホバーモードの場合、タッチ物体（指示体）の大きさにより処理が変化しないため、このステップが存在しない。また、本実施形態３によるタッチモードの場合、次のステップＳＴ１３のタッチ物体（指示体）の大きさにより、サブセンサ（サブライン）の使用数を切替するステップが存在するが、本実施形態３によるホバーモードの場合、タッチ物体（指示体）の大きさにより処理が変化しないため、このサブセンサ（サブライン）の使用数を切替するステップが存在しない。

したがって、本実施形態３によるタッチモードの場合に必要であるサブセンサの切替を目的とした回路は、本実施形態３によるホバーモードの場合には必要としない。即ち、図７で示されるセンササイズ切替部１１Ｂや、図８で示されるサブセンサの切替に応じて帰還容量を変更する増幅回路１２１Ｂのうち、帰還容量の変更に使用するスイッチＳ４、Ｓ４’、Ｓ６、Ｓ６’、容量Ｃ１、Ｃ４は必要とせず、オペアンプ１２１ｂのみでよいことになる。また、センスラインＳＬの接続につき、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、レンガ状模様で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンとの３ラインについてスイッチ手段により接続を行えばよい。

このため、ステップＳＴ１１により、タッチセンサパネル１０Ｂ１にホバーによる近接操作が行われたと判断された場合には、ステップＳＴ１５による近接位置検出処理が行われる。

以上により、本実施形態３において、上記実施形態２での電極接続例として、センス電極パターンが２分割されて切替可能な場合について、それとモードを切替えて、分割された複数のセンスラインを同時に使用して検知感度を上げることができる。
（実施形態４）
上記実施形態３では、上記実施形態２の構成に加えて、タッチモードおよびホバーモードを有し、ホバーモード時に、分割された複数のサブセンスラインを分割前の電極サイズを越えて、同時にライン相互間の間隔を空けずに検知感度良く使用する場合について説明したが、本実施形態４では、上記実施形態２の構成に加えて、タッチモードおよびホバーモードを有し、ホバーモード時に、分割された複数のサブセンスラインを分割前の電極サイズを越えて、同時にライン相互間の間隔を所定間隔だけ空けて検知感度良く使用する場合について説明する。

図１１は、本発明の実施形態４のタッチパネル１０Ｂ２におけるドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である。図１１では、図６（ａ）および図６（ｂ）の電極形状と同じ２分割した平面視三角形状であるが、分割された複数のサブセンスラインを同時に使用する際に、ライン相互間の間隔を所定間隔だけ空けて１／２ライン×３を１セットとした場合である。ここでは、センス電極パターンの１／２ライン×３の１セットだけを電極選択例として網目、斜線およびレンガ状模様で示している。

図１１に示すように、実施形態４におけるタッチパネル１０Ｂ２において、分割された複数のセンスラインＳＬは、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、レンガ状模様で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンとの３ラインをライン相互間の間隔を所定間隔（２サブライン間隔）だけ空けている。このように、センスラインＳＬの接続につき、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、レンガ状模様で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンとの３ラインの各位置に間をそれぞれ開けることによって、より広範囲に広がる容量変化を見やすくする効果を有する。

即ち、ホバーによる近接検出の場合に、より距離の離れた対象を検知しようとする場合には、容量変化は空間的に広範囲に広がるため、サブライン相互間の間隔を空けずに、即ちサブラインが隣接する上記実施形態３の場合には、サブラインの差で対象を検出する手法の際には容量変化を検出しづらいことがある。このため、サブライン相互間のサブライン間隔を所定間隔だけ空け、即ち、距離の離れたサブライン間の差を見ることにより、広範囲に広がる容量変化を見やすくする効果を有する。

また、上記効果に関して、大型のタッチセンサパネルへ適用した場合の一実施例を開示する目的で、図１２では、図１１の所定間隔（２サブライン）だけ空けた場合と同様に、分割された複数のセンスラインＳＬの複数のサブラインを分割前の電極サイズを越えて同時に高感度で使用する際に、サブライン相互間の間隔を所定間隔（１０サブライン）分だけ空けて、より距離の離れた対象を検知しようとするものである。図１２と図１１との相違点は、所定間隔のサブライン数であって、より距離の離れた対象を検知しやすいかどうかである。

図１２では、ドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬのライン数を増加の上、同時に使用するセンスラインＳＬのサブライン相互間の間隔を１０サブラインに間隔を広げたものである。センスラインＳＬの接続につき、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、レンガ状模様で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンとの３ライン（サブライン）の各位置に間をそれぞれ空けるように変えても、上記実施形態３の場合と同様に位置検出処理を実施可能である。

なお、図１１では、同時に使用するセンスラインＳＬのサブライン相互間の間隔を１０サブラインとしたが、これに限らず、例えば２０サブラインであってもよい。要するに、分割された複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを、同時に使用することに関して、複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを使用する際であって、ライン相互間の間隔を空けて使用する際に、ライン相互間の間隔を１〜２０ラインのいずれかとしてもよい。

ここで、上記実施形態３，４の更なる変形例についてさらに説明する。

図１３は、本発明の実施形態３の変形例におけるタッチパネル１０Ｂ３のドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である。図１３では、図６（ａ）および図６（ｂ）の電極形状と同じ２分割した平面視三角形状であるが、分割された複数のサブセンスラインを同時に使用する際に、ライン相互間の間隔を空けずに連続１／２ライン×６を１セットとした場合である。ここでは、センス電極パターンの連続１／２ライン×６の１セットだけを電極選択例として網目および斜線で示している。

図１３に示すように、タッチパネル１０Ｂ３は、上記実施形態３の場合と同様に、分割された複数のセンスラインＳＬを分割前の電極サイズを越えて同時にライン相互間の間隔を空けずに使用する。図９のタッチパネル１０Ｂ１と図１３のタッチパネル１０Ｂ３との相違点は、分割された電極のサブライン数が、図９では３ラインであるのに対して、図１３では、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンとの６ラインである。センスラインＳＬの接続につき、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンとの連続６ラインの位置に１セットとしてライン相互間の間隔を空けずに互いに接続するように変えても、上記実施形態３と同様に、近接位置検知処理が実施可能である。

なお、図１３との対比のために、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの３ラインと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの３ラインとを、所定間隔、ここでは２ライン分だけ分けて配置することもできる。これを図１４に示している。

図１４は、本発明の実施形態３、４の変形例におけるタッチパネル１０Ｂ４のドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である、図１４では、図６（ａ）および図６（ｂ）の電極形状と同じ２分割した平面視三角形状であるが、分割された複数のサブセンスラインを同時に使用する際に、ライン相互間の間隔を所定間隔だけ空けて１／２ライン×６を１セットとした場合である。ここでは、センス電極パターンの１／２ライン×６の１セットだけを電極選択例として網目および斜線で示している。

図１３のタッチパネル１０Ｂ３と図１４のタッチパネル１０Ｂ４との相違点は、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの３ラインと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの３ラインにつき、図１３では、各々間隔を空けずに連続して使用されているのに対して、図１４では、間隔（ここでは２ライン分の間隔）を空けて使用している。センスラインＳＬの接続につき、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンを３ラインと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの３ラインとの間に２ライン分だけ間隔を空けた位置に変えることにより、上記実施形態３，４の場合と同様に、近接位置検知処理がより範囲を広げた状態で実施可能である。

図１５は、本発明の実施形態３の変形例におけるタッチパネル１０Ｂ３のドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である。図１５では、図６（ａ）および図６（ｂ）の電極形状と同じ２分割した平面視三角形状であるが、分割された複数のサブセンスラインを同時に使用する際に、ライン相互間の間隔を空けずに連続１／２ライン×６を１セットとした場合である。ここでは、センス電極パターンの連続１／２ライン×６の１セットだけを電極選択例として網目および斜線、レンガ状模様で示している。

図１５に示すように、図１３で前述したタッチパネル１０Ｂ３と電極の模様が異なるだけで６ラインの位置は同様であるが、分割された電極のライン数の６ラインを、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、レンガ状模様で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの６ラインで示しており、センスラインＳＬの接続につき、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンと、レンガ状模様で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの６ラインの連続した位置とすることにより、上記実施形態３の場合（図１３）と同様に、近接位置検知処理がより感度を上げた状態で実施可能である。

これは次の図１６との対比のために説明したものであり、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの２ラインと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの２ラインと、レンガ状模様で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの２ラインとに分けて示したものである。これらの各間に所定の間隔を空けたものが次の図１６に示している。

図１６は、本発明の実施形態３、４の変形例におけるタッチパネル１０Ｂ５のドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例および電極選択例を示す一部平面図である。図１６では、図６（ａ）および図６（ｂ）の電極形状と同じ２分割した平面視三角形状であるが、分割された複数のサブセンスラインを同時に使用する際に、ライン相互間の間隔を所定間隔だけ空けて１／２ライン×６を１セットとした場合である。ここでは、センス電極パターンの１／２ライン×６の１セットだけを電極選択例として網目および斜線、レンガ状模様で示している。

図１５のタッチパネル１０Ｂ３と図１５のタッチパネル１０Ｂ５との相違点は、前述したが、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの２ラインと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの２ラインと、レンガ状模様で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの２ラインにつき、図１５では、各々間隔を空けずに使用されているのに対し、図１６では、各々間隔を空けて使用されていることである。センスラインＳＬの接続につき、網目で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの２ラインと、斜線で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの２ラインと、レンガ状模様で示される１／２の電極サイズのセンス電極パターンの２ラインの位置に各間に所定間隔を空けるように変えることにより、上記実施形態４と同様に、近接位置検知処理がより検知範囲を広げた状態で実施可能である。

なお、上記実施形態３，４では特に説明しなかったが、分割された複数のラインを分割前の電極サイズを越えて同時に使用する場合に、切替が可能な電極サイズは、２分割の全電極サイズに対しては、１／２、２／２、３／２、４／２、５／２、６／２、…、〔構成されたライン数×２〕／２となる。ここで、構成されたライン数とは、ラインが分割されなかった場合に有するラインの数のことであり、図９の場合であれば１．５ラインで、図１３の場合であれば３ラインとなる。上記実施形態１の４分割の場合や、後述する実施形態５の９分割の場合も同様であり、４分割の全電極サイズに対しては、１／４、２／４、３／４、４／４、５／４、６／４、…、〔構成されたライン数×４〕／４となり、９分割の全電極サイズに対しては、１／９、２／９、３／９、４／９、５／９、６／９、７／９、８／９、９／９、１０／９、１１／９、１２／９、…、〔構成されたライン数×９〕／９となる。このように、図１３〜図１６において、分割した複数のセンスラインＳＬを元の１ライン分以上、即ち、分割前の電極サイズを越えて、例えば１．５ライン分などを使用して高感度に位置検出することが可能となる。

なお、上記実施形態３、４では、上記実施形態２での電極接続例（電極選択例）として、センス電極パターンが２分割されて切替可能な場合について、それとモードを切替えて、分割された複数のセンスラインＳＬを分割前の電極サイズを越えて同時に使用する場合について記載したが、これに限らず、上記実施形態２での電極接続例として、センス電極パターンが２分割されて切替可能な場合について、それとモードを切替えることなく、分割された複数のサブセンスラインを同時に使用することのみを行うことも可能である。

なお、上記実施形態３、４では、センスラインＳＬをあらわに分割した場合について記載しているが、これに限らず、あらわに分割していない場合についても、上記実施形態３、４と同様に近接位置検出処理または高感度タッチ位置検出処理が実行可能である。
（実施形態５）
上記実施形態１では、電極形状例としてセンスパターンの形状が４角形（正方形）で、センスパターンが４分割されて切替可能な電極サイズが最小の１／４を含む場合について説明し、上記実施形態２では、電極形状例としてセンスパターンの形状が３角形（正方形）で、センスパターンが２分割されて切替可能な電極サイズが最小の１／２を含む場合について説明したが、本実施形態５では、電極形状例としてセンスパターン形状が４角形（正方形）で、センスパターンが９分割されて切替可能な電極サイズが最小の１／９を含む場合について説明する。

図１において、センササイズ切替部１１Ｃは、複数のセンスラインＳＬとタッチ位置検出部１２０Ｃとの間に設けられ、平面視正方形（またはひし形）のセンス電極パターンの電極サイズを少なくとも二つの大小の電極サイズ間で切り替える。

また、最小の電極サイズは、ここでは、センス電極パターンが９分割されているのであるから、大の電極サイズの１／９の電極サイズである。

センササイズ切替部１１Ｃは、タッチセンサパネル１０Ｃの表面に接触または近接する指示物体の大きさに応じて、少なくとも二つの大小の電極サイズ間で切り替えるように制御するサイズ切替制御部（図示せず）を有している。このサイズ切替制御部は、タッチセンサパネル１０Ｃの表面に接触または近接する指示物体の大きさが大きいほど、小さい電極サイズへの切替を行い、その表面に接触または近接する指示物体の大きさが小さいほど、大きい電極サイズへ切替を行う。さらに、図示しないサイズ切替制御部は、センササイズ切替部１１Ｃの切り替えに応じて増幅器である増幅回路１２１Ｃの帰還容量を切り替えるようになっている。

図１７（ａ）は、本発明の実施形態３におけるタッチパネル１０ＣにおけるドライブラインＤＬおよびセンスラインＳＬの電極形状例を示す一部平面図、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の単位電極形状の拡大図である。なお、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の符号を付して説明する。

図１７（ａ）および図１７（ｂ）において、センスラインＳＬのセンス電極パターンの電極サイズが１／９の４角形状の９個のサブセンス電極パターン１４ａに分割されており、透明電極による二次元キャパシタアレイ（Ｃａｐａｃｉｔｏｒ Ａｒｒａｙ）としてセンス電極パターンを９分割している。９個のサブセンス電極パターン１４ａから最大の電極サイズのセンス電極パターン１４が構成されている。

即ち、タッチセンサパネル１０Ｃにおいて、ここでは縦方向にセンスラインＳＬ、横方向にドライブラインＤＬが形成されている。センスラインＳＬのサブセンス電極パターンが、１単位の４角形形状の９つで構成されている。この使い分けは、タッチ操作する指示物体の大きさが、図１の場合と比べ大きい場合に使用する。

このように、本実施形態３においても、検知精度を保持しつつ、タッチセンサパネル１０Ｃの消費電力を削減することが可能となって、タッチセンサパネル１０Ｃを用いたタッチパネルシステム１Ｃおよびこれを用いた電子機器を提供することが可能となる。

本実施形態３のタッチパネルシステム１Ｃと図２１の従来のタッチパネルシステム１００との違いは、センス電極パターンの電極サイズを少なくとも二つの大小の電極サイズ間で切り替えるセンササイズ切替部１１Ｃと、この切り替えに応じて増幅器の帰還容量を変更する増幅回路１２１Ｃとを有した点にある。センササイズ切替部１１Ｃについて図１８を用いて詳細に説明し、増幅回路１２１Ｃについて図１９を用いて詳細に説明する。
（センササイズ切替部１１Ｃによる電極サイズの切替）
図１８は、図１７のセンササイズ切替部１１Ｃの構成例を示す回路図である。

図１８において、センスラインＳＬの１組（図１７の５本のサブセンスラインａ，ｂ，ｃ、ｅ，ｆ）に対応するセンササイズ切替部１１Ｃの構成を示しており、この１組がセンスラインＳＬの数と同じ数だけ備えている。

センササイズ切替部１１Ｃにおいて、５本のサブセンスラインa、ｂ，ｃ、ｅ，ｆに各スイッチＳ１〜Ｓ３、Ｓ７およびＳ８がそれぞれ設けられて、２本のサブセンスラインa、ｂ，ｃ、ｅ，ｆの少なくともいずれかが各スイッチＳ１〜Ｓ３、Ｓ７およびＳ８の少なくともいずれかを介して接続されるようになっている。
（増幅回路１２１Ｃの帰還容量の切替）
図１９は、図１の増幅回路１２１Ｃの第３構成例を示す回路図である。

図１９において、増幅回路１２１Ｃには、センササイズ切替部１１Ｃの共通スイッチ端子ｄに接続されるオペアンプ１２１ｃが備えられている。このオペアンプ１２１ｃは帰還容量が可変である。帰還容量Ｃ１〜Ｃ９は同じサイズの容量である。スイッチＳ４、Ｓ４’、Ｓ５、Ｓ５’、Ｓ６、Ｓ６´Ｓ９、Ｓ９’、Ｓ１０、Ｓ１０’により、帰還容量としてオペアンプ１２１ｃに接続される。スイッチＳ４、Ｓ４’が連動してオンオフし、スイッチＳ５、Ｓ５’が連動してオンオフし、スイッチＳ６、Ｓ６’が連動し、スイッチＳ９、Ｓ９’が連動してオンオフし、スイッチＳ１０、Ｓ１０’が連動してオンオフして、容量Ｃ１、容量Ｃ４、容量Ｃ２＋Ｃ３、容量Ｃ８＋Ｃ９、容量Ｃ５＋Ｃ６＋Ｃ７のうちの少なくともいずれかがオペアンプ１２１ｃの帰還容量としてオペアンプ１２１ｃの両端に接続されることになる。

図１８のスイッチＳ１〜Ｓ３、Ｓ７およびＳ８、図１９のスイッチＳ４、Ｓ４’、Ｓ５、Ｓ６’、Ｓ６、Ｓ６’、Ｓ９、Ｓ９’Ｓ１０、Ｓ１０’の各制御端子はホスト端末１０５からの制御信号によりオンオフ制御されるようになっている。

上記制御は、センスサイズを１／９にする場合は、スイッチＳ１のみをオンにし、さらに、オペアンプ１２１ｃのスイッチＳ４，Ｓ４’のみをオンにして、オペアンプ１２１ｃの両端に帰還容量として容量Ｃ１を接続する。

センスサイズを２／９にする場合は、スイッチＳ２のみをオンにし、さらに、オペアンプ１２１ｃのスイッチＳ５、Ｓ５’だけをオンにして、オペアンプ１２１ｃの両端に帰還容量として容量Ｃ２および容量Ｃ３の並列回路を接続する。

センスサイズを３／９にする場合は、スイッチＳ３のみをオンにし、さらに、オペアンプ１２１ｃのスイッチＳ９、Ｓ９’だけをオンにして、オペアンプ１２１ｃの両端に帰還容量として容量Ｃ５〜容量Ｃ７の並列回路を接続する。

センスサイズを４／９にする場合は、スイッチＳ２およびＳ７をオンにし、さらに、オペアンプ１２１ｃのスイッチＳ５、Ｓ５’およびスイッチＳ１０、Ｓ１０’をオンにして、オペアンプ１２１ｃの両端に帰還容量として容量Ｃ２およびＣ３、容量Ｃ８およびＣ９の並列回路を接続する。

センスサイズを５／９にする場合は、スイッチＳ２およびＳ３をオンにし、さらに、オペアンプ１２１ｃのスイッチＳ５、Ｓ５’およびＳ９、Ｓ９’をオンにして、オペアンプ１２１ｃの両端に帰還容量として容量Ｃ２およびＣ３と容量Ｃ５〜容量Ｃ７の並列回路を接続する。

センスサイズを６／９にする場合は、スイッチＳ１〜Ｓ３をオンにし、さらに、オペアンプ１２１ｃのスイッチＳ４、ＳＤ４’、Ｓ５、Ｓ５’およびＳ９、Ｓ９’をオンにして、オペアンプ１２１ｃの両端に帰還容量として容量Ｃ１〜Ｃ３および容量Ｃ５〜容量Ｃ７の並列回路を接続する。

センスサイズを７／９にする場合は、スイッチＳ１〜Ｓ３およびＳ８をオンにし、さらに、オペアンプ１２１ｃのスイッチＳ４、Ｓ４’〜Ｓ６、Ｓ６’およびＳ９、Ｓ９´をオンにして、オペアンプ１２１ｃの両端に帰還容量として容量Ｃ１〜Ｃ４および容量Ｃ５〜Ｃ７を接続する。

センスサイズを８／９にする場合は、スイッチＳ１〜Ｓ３およびＳ７をオンにし、さらに、オペアンプ１２１ｃのスイッチＳ４、Ｓ４’、Ｓ５、Ｓ５’、Ｓ９、Ｓ９’およびＳ１０、ＳＤ１０’をオンにして、オペアンプ１２１ｃの両端に帰還容量として容量Ｃ１〜Ｃ３および容量Ｃ５〜Ｃ９を接続する。

センスサイズを９／９にする場合は、スイッチＳ１〜Ｓ３、Ｓ７およびＳ８を全てオンにし、さらに、オペアンプ１２１ｃのスイッチＳ４、Ｓ４’〜Ｓ６、ＳＤ６’、Ｓ９、Ｓ９’およびＳ１０、Ｓ１０’をオンにして、オペアンプ１２１ｃの両端に帰還容量として容量Ｃ１〜Ｃ４および容量Ｃ５〜Ｃ９を接続する。

上記切替により、センスサイズが１／９のときは帰還容量も１／９、センスサイズが２／９のときは帰還容量も２／９、センスサイズが３／９のときは帰還容量も３／９とすることができて、電極サイズに対応した大きさのオペアンプ１２１ｃの帰還容量にすることができる。このため、センスサイズが小さいときはオペアンプ１２１ｃの負荷容量を小さくできるので、消費電力をいっそう低減することができるものである。

上記構成により、本実施形態３のタッチパネルシステム１Ｃの動作について、上記実施形態１のタッチパネルシステム１の場合と同様に、図５のフローチャートを用いて詳細に説明する。

図５は、図１の本実施形態３のタッチパネルシステム１Ｃの動作を説明するためのフローチャートである。

図５に示すように、まず、ステップＳＴ１で、タッチセンサパネル１０Ｃにタッチ操作が行われているかどうかを検出する。即ち、ステップＳＴ１で、タッチ検出値がタッチ基準閾値を超えているか否かを判別する。ステップＳＴ１でタッチ検出値がタッチ基準閾値を超えるまで待ち、タッチ検出値がタッチ基準閾値を超えてタッチ操作が行われていると判別した場合（ステップＳＴ１でＹＥＳ）に、次のステップＳＴ２の処理に移行する。

次に、ステップＳＴ２で指示物体の大きさの判別が行われる。

続いて、ステップＳＴ３で指示物体の大きさにより、サブセンサ電極パターンの分割電極の使用数を切り替える。

上述したように、タッチセンサパネル１０Ｃへの接触または近接する物体が大きい場合、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の７５パーセントを上回る場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１により、センスするサブセンスラインのサブセンス電極パターン１４ａを例えば９単位中１単位（これは任意に設定できる）を有効とし、また、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の５０パーセントを超え７５パーセントを下回る場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１により、センスするサブセンス電極パターン１４ａを例えば９単位中４単位（これは任意に設定できる）を有効とし、さらに、例えばセンシング信号レベルが想定最大値の５０パーセントを下回る場合には、センササイズの切替を行うセンササイズ切替部１１により、センスするサブセンス電極パターン１４ａを例えば９単位中６単位（これは任意に設定できる）を有効としてセンシング処理が行われて、ステップＳＴ４のタッチ位置検出処理が行われる。

以上により、本実施形態３によれば、所定領域へのタッチ操作により位置入力を行うタッチセンサパネル１０Ｃにおいて、一方向に配設された複数のドライブパターンＤＬと他方向に配設された複数のセンスパターンＳＬとが互いに交差をして、隣接する交差の間に配設された一方向のセンスパターンの電極（センス電極パターン）の電極サイズが少なくとも大小二つの電極サイズ間で切替が行われる。

これによって、大の電極サイズが従来の電極サイズであるから、指先など指示物体が大きい場合には小の電極サイズに切り換えても検出精度に影響せず、電極サイズが小さくなるため消費電力をより削減することができる。この場合、従来のように間引きスキャンを行っていないことからも、タッチ位置の検出精度を維持することができる。

なお、上記実施形態１〜３では、センスラインＳＬの電極が複数に分割されて複数のサブセンスラインを構成し、複数のサブセンスラインのうちの少なくともいずれかが切替または選択可能とされる場合について説明したが、これに限らず、ドライブラインＤＬの電極が、センスラインＳＬの電極と同様、複数に分割されて複数のサブセンスラインを構成し、複数のサブセンスラインのうちの少なくともいずれかが切替可能で選択可能とされていてもよい。

要するに、ドライブラインＤＬの電極とセンスラインＳＬの電極のうちの少なくともいずれかの電極が複数に分割されて複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを構成し、複数のサブドライブラインおよび複数のサブセンスラインのうちの少なくともいずれかが切替または選択可能とされていてもよい。よって、一方向に配設された複数のドライブラインと他方向に配設された複数のセンスラインとが互いに交差をして、隣接する交差の間に配設された一方向のドライブラインの電極と他方向のセンスラインの電極のうちの少なくともいずれかの電極サイズが少なくとも大小二つの電極サイズ間で切替が可能に構成されている。これによって、タッチ位置の検出精度を維持しつつ、消費電力をより小さくすることができる本発明の目的を達成することができる。

なお、上記実施形態１〜３において、ドライブ電極パターンおよびセンス電極パターンの各電極は透明電極で構成したが、さらに、この透明電極の材料はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ：インジウム・スズ酸化物)で構成する。また、ドライブ電極パターンおよびセンス電極パターンの各電極は金属メッシュで構成されていてもよい。

なお、上記実施形態１〜３では、ドライブラインＤＬの電極とセンスラインＳＬの電極のうちの少なくともいずれかの電極が、２分割、４分割または９分割に分割されて複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを構成し、複数のサブドライブラインおよび複数のサブセンスラインのうちの少なくともいずれかがスイッチ回路によって切替可能とされている場合について説明したが、これに限らず、ドライブラインＤＬの電極とセンスラインＳＬの電極のうちの少なくともいずれかの電極が複数に分割されて複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを構成し、複数のサブドライブラインおよび複数のサブセンスラインのうちの少なくともいずれかがスイッチ回路によって切替可能とされていてもよい。

なお、上記実施形態１〜３では、小の電極サイズは、最大の電極サイズの１／９以上８／９以下の電極サイズである。即ち、２分割の場合には小の電極サイズは１／２、４分割の場合には小の電極サイズは１／４、９分割の場合には小の電極サイズは１／９である。一方、大の電極サイズのうちの最大サイズは、互いに隣接する４つの交差内の最大電極領域の半分のサイズに相当し、最大電極サイズが従来の電極サイズであってこれが基準になってこれよりも小さい電極サイズに切り替えることにより消費電力が削減される。

なお、上記実施形態１〜３では、タッチセンサパネル１０，１０Ｂまたは１０Ｃを、電子機器としての表示装置の前面に設けている。この表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤディスプレイなどの種類を問わず、本発明への適用が可能である。この他の携帯電話装置などの電子機器に上記実施形態１〜３によるタッチパネルシステム１０，１０Ｂまたは１０Ｃを備えることも可能である。これを次の実施形態４に電子機器の事例として示している。

（実施形態６）
図２０は、本発明の実施形態６として、本発明の実施形態１〜５のタッチパネルシステム１、１Ｂ、１Ｂ１、１Ｂ２、１Ｂ３、１Ｂ４、１Ｂ５または１Ｃを用いた携帯電話装置などの電子機器の概略構成例を示すブロック図である。

図２０において、本実施形態３の電子機器９０は、コンピュータシステムで構成されており、上記実施形態１〜３のタッチパネルシステム１、１Ｂ、１Ｂ１、１Ｂ２、１Ｂ３、１Ｂ４、１Ｂ５または１Ｃと、各種入力指令を可能とするキーボードやマウスなどの操作キー９１と、各種入力指令に応じて表示画面上に、初期画面、選択画面および処理画面などの各種画像を表示可能とする表示部９２と、スピーカ９３と、マイクロフォン９４と、カメラ９５と、全体的な制御を行う制御部としてのＣＰＵ９６（中央演算処理装置）と、ＣＰＵ９６の起動時にワークメモリとして働く一時記憶手段としてのＲＡＭ９７と、ＣＰＵ９６を動作させるための制御プログラムおよびこれに用いる各種データなどが記録されたコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体（記憶手段）としてのＲＯＭ９８とを有している。

ここで、タッチパネルコントローラは、センササイズ切替部１１（または１１Ｂまたは１１Ｃと、ホスト端末１０５と、ドライブライン駆動部１１０と、タッチ位置検出部１２０Ａ（または１２０Ｂまたは１２０Ｃ）とを有している。

ＲＯＭ９８は、ハードディスク、光ディスク、磁気ディスクおよびＩＣメモリなどの可読記録媒体（記憶手段）で構成されている。この制御プログラムおよびこれに用いる各種データは、携帯自在な光ディスク、磁気ディスクおよびＩＣメモリなどからＲＯＭ９８にダウンロードされてもよいし、コンピュータのハードディスクであってもよいし、ハードディスクからＲＯＭ９８にダウンロードされてもよいし、無線または有線、インターネットなどを介してＲＯＭ９８にダウンロードされてもよい。

この電子機器９０としては、例えばカメラ付き携帯電話装置などの携帯電話装置および携帯端末装置などが考えられる。携帯端末装置としては、スマートフォン、タブレット、ＰＣモニタ、サイネージ、電子黒板、インフォメーションディスプレイなどがある。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜６を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜６に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜６の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、表示装置の表示画面に搭載される位置入力装置であるタッチセンサパネル、これを用いたタッチパネルシステム、これを用いた電子機器の分野において、一方向のドライブラインの電極と他方向のセンスラインの電極のうちの少なくともいずれかの電極サイズが少なくとも大小二つの電極サイズ間で切替が可能に構成されているため、タッチ位置の検出精度を維持しつつ、消費電力およびその関連デバイスをより小さくすることができる。

Claims (30)

1. 位置入力を所定領域へのタッチ操作により行うタッチセンサパネルにおいて、
   一方向に配設された複数のドライブラインと他方向に配設された複数のセンスラインとが互いに交差をして、隣接する該交差の間に配設された該一方向のドライブラインの電極と該他方向のセンスラインの電極のうちの少なくともいずれかの電極サイズが少なくとも大小二つの電極サイズ間で切替が可能に構成されているタッチセンサパネル。
2. 前記ドライブラインの電極と前記センスラインの電極のうちの少なくともいずれかの電極が複数に分割されて複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを構成し、複数のサブドライブラインおよび該複数のサブセンスラインのうちの少なくともいずれかが切替可能とされている請求項１に記載のタッチセンサパネル。
3. 前記分割された複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを、所定ライン数毎に同時に使用する請求項２に記載のタッチセンサパネル。
4. 前記分割された複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを同時に使用することに関して、前記複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを使用する際に、ライン相互間の間隔を空けずに使用する請求項３に記載のタッチセンサパネル。
5. 前記分割された複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを同時に使用することに関して、前記複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを使用する際に、ライン相互間の間隔を空けて使用する請求項３に記載のタッチセンサパネル。
6. 前記大の電極サイズの最大サイズは、互いに隣接する４つの交差内の最大電極領域の半分のサイズに相当する請求項２に記載のタッチセンサパネル。
7. 前記小の電極サイズは、該最大の電極サイズの１／９以上８／９以下の電極サイズである請求項６に記載のタッチセンサパネル。
8. 前記切替が可能な電極サイズは、４分割の全電極サイズに対して、１／４、２／４、３／４および４／４のうちの少なくとも二つの前記大小の電極サイズである請求項１に記載のタッチセンサパネル。
9. 前記切替が可能な電極サイズは、４分割の全電極サイズに対して、１／４、２／４および４／４の三つの電極サイズまたは、１／４および４／４の二つの電極サイズである請求項８に記載のタッチセンサパネル。
10. 前記切替が可能な電極サイズは、２分割の全電極サイズに対して、１／２と２／２の二つの前記大小の電極サイズである請求項１に記載のタッチセンサパネル。
11. 前記切替が可能な電極サイズは、９分割の全電極サイズに対して、１／９、２／９、３／９、４／９、５／９、６／９、７／９、８／９および９／９のうちの少なくとも二つの前記大小の電極サイズである請求項１に記載のタッチセンサパネル。
12. 前記切替が可能な電極サイズは、９分割の全電極サイズに対して、１／９、４／９および９／９の三つの電極サイズまたは、１／９および９／９の二つの電極サイズである請求項１１に記載のタッチセンサパネル。
13. 前記切替が可能な電極サイズは、２分割の全電極サイズに対して、１／２、２／２、３／２、４／２、５／２、６／２、…、〔構成されたライン数×２〕／２である請求項３に記載のタッチセンサパネル。
14. 前記切替が可能な電極サイズは、４分割の全電極サイズに対して、１／４、２／４、３／４、４／４、５／４、６／４、…、〔構成されたライン数×４〕／４である請求項３に記載のタッチセンサパネル。
15. 前記切替が可能な電極サイズは、９分割の全電極サイズに対して、１／９、２／９、３／９、４／９、５／９、６／９、７／９、８／９、９／９、１０／９、１１／９、１２／９、…、〔構成されたライン数×９〕／９である請求項３に記載のタッチセンサパネル。
16. 前記切替された電極の配置に関して、切替えられた分割電極について、分割電極相互間の間隔を空けずに使用する請求項１３〜１５に記載のタッチセンサパネル。
17. 前記切替された電極の配置に関して、切替えられた分割電極について、分割電極相互間の間隔を空けて使用する請求項１３〜１５に記載のタッチセンサパネル。
18. 前記分割された複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを、同時に使用することに関して、前記複数のサブドライブラインまたは／および複数のサブセンスラインを使用する際であって、ライン相互間の間隔を空けて使用する際に、ライン相互間の間隔を１〜２０ラインのうちのいずれかまたは複数ラインとする請求項３に記載のタッチセンサパネル。
19. 前記ドライブラインおよび前記センスラインの各電極形状は、三角形、正方形またはひし形である請求項１に記載のタッチセンサパネル。
20. 前記ドライブラインおよび前記センスラインの各電極は透明電極である請求項１〜１５、１８および１９のいずれかに記載のタッチセンサパネル。
21. 前記透明電極の材料はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ：インジウム・スズ酸化物)である請求項２０に記載のタッチセンサパネル。
22. 前記ドライブラインおよび前記センスラインの各電極は金属メッシュである請求項１〜１５、１８および１９のいずれかに記載のタッチセンサパネル。
23. 静電容量方式である請求項１に記載のタッチセンサパネル。
24. 請求項１〜１５、１８、１９および２３のいずれかに記載のタッチセンサパネルと、該タッチセンサパネルの複数のセンスラインからの静電容量の容量値を増幅器で増幅した後に該容量値を推定または検出してタッチ位置を検出するタッチ位置検出部とを有するタッチパネルシステム。
25. 前記複数のセンスラインと前記タッチ位置検出部との間に設けられ、前記センスラインの電極サイズを前記少なくとも二つの大小の電極サイズ間で切り替えるセンササイズ切替部を有する請求項２４に記載のタッチパネルシステム。
26. 前記センササイズ切替部は、前記タッチセンサパネルの表面に接触または近接する指示物体の大きさに応じて、前記少なくとも二つの大小の電極サイズ間で切り替えるように制御するサイズ切替制御部を有する請求項２５に記載のタッチパネルシステム。
27. 前記サイズ切替制御部は、前記タッチセンサパネルの表面に接触または近接する指示物体の大きさが大きいほど、より小さい電極サイズへの切替を行い、該表面に接触または近接する該指示物体の大きさが小さいほど、より大きい電極サイズへ切替を行う請求項２６に記載のタッチパネルシステム。
28. 前記サイズ切替制御部は、前記センササイズ切替部の切り替えに応じて前記増幅器の帰還容量を切り替える請求項２７に記載のタッチパネルシステム。
29. 請求項２４に記載のタッチパネルシステムを位置入力装置として表示装置の表示画面上に使用した電子機器。
30. 前記表示装置は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、または電界放出ディスプレイである請求項２９に記載の電子機器。