JP5886478B2 - タッチパネルシステム - Google Patents

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Description

本発明は、タッチパネルと、タッチパネルコントローラと、タッチペンと、を備えたタッチパネルシステムに関する。
近年、電子機器への入力手段としてタッチパネルは欠かせない存在となっている。テレビ、モニターおよびホワイトボードなどの比較的大型の機器からスマートフォン、タブレット端末などの比較的小型の機器に到るまで、タッチパネルは入力手段として、一般的に用いられるようになっている。
そして、タッチ位置に関する情報のみでなく、付加的な情報(例えば、ボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの情報)を与えることができる専用タッチペンを備え、指のみでなく、専用のタッチペンでの入力を行うことができ、より精度高く、より多様な入力を実現できるタッチパネルシステムも多数提案されている。
例えば、特許文献1には、複数の電子ペンや指によるタッチ操作が同時に行われる状態でも、各々のタッチ位置を正確に検出できるタッチパネルシステムについて開示されている。
日本国公開特許公報「特開2012−22543号」公報(2012年2月2日公開)
しかしながら、専用タッチペンを備え、静電容量の変化を検出することによって指などのタッチ位置を検出するタッチパネルシステムにおいて、指によるタッチの検出と専用タッチペンによる信号の検出とを同じ仕組みで同時に検出できるようにするためには、専用タッチペンとタッチパネルを駆動するタッチパネルコントローラとの駆動タイミングは同期化される必要がある。
しかしながら、このような同期化を実現するためには、比較的大きな消費電力が費やされてしまうという問題がある。
本発明の目的は、ペンとタッチパネルを駆動するタッチパネルコントローラとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを提供することである。
本発明のタッチパネルシステムは、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た静電容量を有するタッチパネルと、タッチパネルコントローラと、ペンと、を備え、上記静電容量の変化からタッチ位置を検出するタッチパネルシステムであって、上記タッチパネルコントローラは、複数の上記第1信号線の各々および/または複数の上記第2信号線の各々に、上記ペンと上記タッチパネルコントローラとを同期させるための第1の同期信号を出力し、上記第1信号線および上記第2信号線の一方の各々に、上記第1の同期信号の後に駆動信号を出力し、上記駆動信号に合わせて上記第1信号線および上記第2信号線の他方の各々から、上記タッチ位置を検出する検出信号を読み出すとともに、上記タッチ位置を検出する検出信号に基づいて、上記駆動信号が出力される期間に、上記ペンと上記タッチパネルとの間の距離を算出し、上記距離が所定値未満である場合には、上記タッチパネルコントローラは、上記第1の同期信号を出力する際の駆動電力よりその駆動電力が小さい第2の同期信号を、上記駆動信号が出力される期間の後に上記第1信号線および/または上記第2信号線に、出力することを特徴としている。
上記構成によれば、上記タッチパネルコントローラにおいて検出された上記ペンと上記タッチパネルとの間の距離が所定値未満である場合には、上記タッチパネルコントローラは、上記第1の同期信号を出力する際の駆動電力よりその駆動電力が小さい第2の同期信号を、上記駆動信号が出力される期間の後に上記第1信号線および/または上記第2信号線に、出力するようになっている。
したがって、ペンとタッチパネルコントローラとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現できる。
本発明の一態様によれば、ペンとタッチパネルを駆動するタッチパネルコントローラとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現できる。
実施の形態1のタッチパネルシステムの概略構成を示すブロック図である。 実施の形態1のタッチパネルシステムにおいて、ドライブラインD〜Dにタッチパネルコントローラから出力される信号波形と、ペンが駆動するドライブラインDn+1に相当する信号波形との一例を示す図である。 実施の形態1のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルの概略的な回路構成を示す図である。 実施の形態1のタッチパネルシステムに備えられたスタイラスペンの概略構成を示す図である。 実施の形態1のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラで検出されたタッチ反応の大きさと、スタイラスペン内部で検出されている同期波形の振幅の大きさとの対応関係を示す図である。 実施の形態1のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラの概略構成を示す図である。 実施の形態1のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラにおいて、信号出力の間引きが行われる場合と行われない場合とを説明するための図である。 実施の形態1のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラの制御部において、間引き信号が出力された場合であって、ドライブラインD〜D中、どの程度のドライブラインを間引けばよいかを説明するための図である。 実施の形態2のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラの概略構成を示す図である。 (a)は、ドライブラインD〜D全体に同期信号を出力する場合を示しており、(b)は、ドライブラインD〜D中、タッチ座標と隣接する領域のドライブラインにのみ同期信号を出力させた場合を示す図である。 実施の形態3のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラの概略構成を示す図である。 (a)は、ドライブラインD〜D全体に、立ち上がった時の電圧値が比較的に高い同期信号を出力する場合を示しており、(b)は、ドライブラインD〜D全体に、立ち上がった時の電圧値が比較的に低い同期信号を出力する場合を示す図である。 実施の形態4のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラの概略構成を示す図である。 (a)は、ドライブラインD〜D全体に、通常の期間の間、同期信号が出力された場合を示しており、(b)は、ドライブラインD〜D全体に、通常より短い期間、同期信号が出力された場合を示している。 実施の形態5のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルとスタイラスペンとを示す図である。 (a)は、タッチパネルに備えられたドライブラインD〜Dがドライブラインとして用いられるタイミングを示しており、(b)は、タッチパネルに備えられたセンスラインS がドライブラインとして用いられるタイミングを示している。 実施の形態5のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラの概略構成を示す図である。 ドライブラインD〜DまたはドライブラインD’〜D’にタッチパネルコントローラから出力される信号と、スタイラスペンが駆動する、ドライブラインDn+1もしくはD’k+1に相当する出力波形の一例を示す図である。 ドライブラインDn−2〜Dn-7もしくはドライブラインD’n−2〜D’n-7の6本にのみ同期信号が出力される場合を示す図である。
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などはあくまで一実施形態に過ぎず、これらによってこの発明の範囲が限定解釈されるべきではない。
本発明の実施の形態を図1〜図19に基づいて説明すれば以下のとおりである。
〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図1〜図8に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
(タッチパネルシステムの構成)
図1は、本実施の形態のタッチパネルシステム1の概略構成を示すブロック図である。
図示されているように、タッチパネルシステム1は、タッチパネル2と、スタイラスペン(タッチペン)3と、タッチパネル2およびスタイラスペン3を駆動するタッチパネルコントローラ4とを備えている。
タッチパネル2には、図示していないが、図中の左右方向に延びるドライブラインD〜Dが複数個(n個)平行に設けられており、図中の上下方向に延びるセンスラインS〜Sが複数個(m個)平行に設けられている。そして、上記各々のドライブラインD〜Dと上記各々のセンスラインS〜Sとが交差する箇所には、静電容量(未図示)が設けられている。なお、上記m、nは同じであってもよいし異なっていてもよい。
そして、タッチパネルコントローラ4から各々のドライブラインD〜Dには、同期期間中に同期信号(第1の同期信号)が同時に出力され、この同期信号をスタイラスペン3で検出し、スタイラスペン3とタッチパネルコントローラ4とが同期化されるようになっている。
それから、タッチパネルコントローラ4は、タッチおよびペン入力検出期間中に、各々のドライブラインD〜Dを駆動させるとともに、各々のセンスラインS〜Sを介して、タッチによる上記静電容量の変化を検出するようになっている。
なお、本実施の形態においては、タッチパネルコントローラ4がドライブラインDn+1を駆動するのと同じ波形で、スタイラスペン3のペン先を駆動させ、タッチパネル2のタッチ面上の静電容量を変化させ、各々のセンスラインS〜Sを介して、上記静電容量の変化を検出し、ユーザによるスタイラスペン3に設けられたボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの付加的な情報をタッチパネルコントローラ4が検出するようになっている。また、センサーに接続されているドライブライン以外に用いる波形であれば、ペン先駆動用の波形はDn+2など、必ずしもDn+1でなくともよい。例えば、ドライブラインD〜Dn+1でセンサーを駆動する場合にはDに相当する波形でペン先を駆動しても良いし、Dn+2以降の波形でペン先を駆動してもよい。
そして、詳しくは後述するが、タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離は、タッチパネルコントローラ4によって、タッチによる上記静電容量の変化から算出することができる。
図2は、ドライブラインD〜Dにタッチパネルコントローラ4から出力される信号波形と、スタイラスペン3のペン先を駆動する信号波形Dn+1と、を示す図である。
図示されているように、タッチパネルコントローラ4からドライブラインD〜Dには同期期間中には、同一の同期信号(第1の同期信号)が出力され、一方、タッチおよびペン入力検出期間中には、ドライブラインD〜Dに順次、駆動信号が出力されるようになっている。すなわち、タッチおよびペン入力検出期間中には、ドライブラインDn-1の駆動信号がHighからLowとなるタイミングに、次のドライブラインDの駆動信号がLowからHighとなるようになっている。
図示されている、Dn+1というタイミングにおいては、スタイラスペン3のペン先を駆動させ、タッチパネル2のタッチ面上の静電容量を変化させ、各々のセンスラインS〜Sを介して、上記静電容量の変化を検出し、ユーザによるスタイラスペン3に設けられたボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの付加的な情報をタッチパネルコントローラ4が検出するようになっている。
なお、本実施の形態においては、図示されているように、ドライブラインD〜Dの駆動、およびDn+1に相当する信号波形を用いたペン先の駆動について、逐次駆動する場合について説明するが、符号列として、M系列信号やアダマール符号列などを用いて、ドライブラインD〜Dの駆動、およびDn+1に相当する信号波形を用いたペン先の駆動について、並列駆動させてもよく、並列駆動を用いた場合には、符号列の相関演算を行い求められた相関値から検出対象物の位置を検出してもよく、符号列の復元演算を行い求められた復元値から検出対象物の位置を検出してもよい。
ドライブラインD〜Dの駆動、およびDn+1に相当する信号波形を用いたペン先の駆動について、並列駆動させた場合には、センシング回数(積分回数)を増やすことができるので、S/N比を向上させ、精度高く位置検出を行うタッチパネルを実現できる。
(タッチパネルの構成)
図3は、タッチパネルシステム1に備えられたタッチパネル2の概略的な回路構成を示す図である。
図示されているように、図中の左右方向に延びるドライブラインD〜Dが複数個(n個)平行に設けられており、ドライブラインD〜Dと交差するように、図中の上下方向に延びるセンスラインS〜Sが複数個(m個)平行に設けられている。そして、上記各々のドライブラインD〜Dと上記各々のセンスラインS〜Sとが交差する箇所には、静電容量C00〜Cnmが設けられている。なお、上記m、nは同じであってもよいし異なっていてもよい。
そして、スタイラスペン3は、タッチパネル2のタッチ面に近づくことにより、タッチパネルコントローラ4から各々のドライブラインD〜Dに出力された同期信号を検出し、タッチパネルコントローラ4と同期化される。
それから、タッチパネルコントローラ4は、図2に示すタッチおよびペン入力検出期間中に、各々のドライブラインD〜Dを駆動させるとともに、各々のセンスラインS〜Sを介して、タッチによる上記静電容量の変化を検出し、タッチ位置および/または、タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離を算出する。
なお、本実施の形態においては、ドライブラインDn+1に相当する波形でスタイラスペン3のペン先を駆動させ、タッチパネル2のタッチ面上の静電容量を変化させ、各々のセンスラインS〜Sを介して、上記静電容量の変化を検出し、ユーザによるスタイラスペン3に設けられたボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの付加的な情報をタッチパネルコントローラ4が検出するようになっている。
(スタイラスペンの構成及び筆圧センサ機能)
本実施の形態のスタイラスペン3は、例えば、筆圧を検知するための筆圧センサを有しており、この筆圧センサからの筆圧信号は、タッチパネルコントローラ4と同期を取りながら出力されるようになっている。ただし、スタイラスペン3は、必ずしもこれに限らず、筆圧を検知するための筆圧センサを有していなくてもよい。
図4は、スタイラスペン3の構成を示す断面図である。
スタイラスペン3は、図4に示すように、使用者が手で握るために略円筒状に形成された導電性の把持部5aを有するユーザが手で握るペン本体5を有し、ペン本体5の先端には、タッチ操作時にタッチパネル2に押し当てられるペン先部6が設けられている。
ペン先部6は、ペン先カバー6aと、ペン先軸6bと、ペン先カバー6aを軸方向に進出移動自在に保持する絶縁体6c・6cと、ペン先軸6bの奥側に設けられた筆圧センサ6dとを有している。
ペン先カバー6aは絶縁性材料からなっていると共に、ペン先軸6bは導電性の材料、例えば金属又は導電性合成樹脂材からなっている。
また、筆圧センサ6dは、例えば、半導体ピエゾ抵抗圧力センサからなっており、図示しないダイヤフラムの表面に半導体ひずみゲージが形成されている。したがって、タッチ操作時にペン先部6のペン先カバー6aをタッチパネル2に押し当てると、ペン先カバー6aを介してペン先軸6bが押し込まれて、筆圧センサ6dのダイヤフラムの表面を押圧し、これにより、ダイヤフラムが変形して発生するピエゾ抵抗効果による電気抵抗の変化を電気信号に変換する。これにより、スタイラスペン3における筆圧を検出できるようになっている。さらに、筆圧検出の原理については、必ずしもこれに限らず、他の検出原理を採用することが可能である。
なお、ペン本体5の内部には、接続スイッチ7と、制御回路8と、動作切替スイッチ9a・9bと、センス回路10と、同期信号検出回路11と、タイミング調整回路12と、ドライブ回路13とが設けられている。さらに、接続スイッチ7は、省略することも可能である。接続スイッチ7を省略する場合には、制御回路8の出力はペン先軸6bに接続される。
接続スイッチ7は、電界効果トランジスタ(FET:Field effect transistor)等からなる電子スイッチであり、制御回路8にてオン・オフ制御される。ここで、接続スイッチ7がオフの場合、ペン先カバー6aはペン本体5の把持部5aと電気的に遮断されている。このとき、ペン先部6の成分容量は極めて小さいため、ペン先カバー6aをタッチパネル2に近接させても、タッチパネルシステム1はスタイラスペン3の近接・当接を認識することはない。
一方、接続スイッチ7がオンになると、ペン先カバー6aは、ペン先軸6bを介してペン本体5の把持部5aと電気的に接続され、人体は把持部5aを介してペン先カバー6aと導通する。これにより、人体は比較的大きな静電容量を有するため、スタイラスペン3がタッチパネル2に近接・接触すると、タッチパネル2の前述した各静電容量C00〜Cnnに蓄積された電荷が変化して、タッチパネルシステム1はスタイラスペン3のタッチ状態を検出することができる。
また、スタイラスペン3には、例えば、プッシュ式の第1操作スイッチ14aと第2操作スイッチ14bとが設けられており、第1操作スイッチ14aおよび第2操作スイッチ14bを押下操作することによって、第1操作スイッチ14aおよび第2操作スイッチ14bに割り当てられた機能を、制御回路8を介して実行させる。第1操作スイッチ14aに割り当てられた機能としては、例えば消しゴム機能を挙げることができ、この消しゴム機能のオン・オフを第1操作スイッチ14aにて行うことが可能である。また、第2操作スイッチ14bに割り当てられた機能としては、例えばマウスの右クリック機能を挙げることができ、このマウスの右クリック機能のオン・オフを第2操作スイッチ14bにて行うことが可能である。
さらに、消しゴム機能及びマウスの右クリック機能は一例であり、消しゴム機能及びマウスの右クリック機能に限らない。また、さらに他の操作スイッチを設けて他の機能を付加することも可能である。
なお、スタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ位置は、スタイラスペン3の接続スイッチ7をオンした状態でスタイラスペン3をタッチパネル2にタッチすることによって、検出される。
本実施の形態では、スタイラスペン3におけるペン先部6の駆動を、タッチパネルコントローラ4にて検出するために、ドライブラインDn+1などに相当する波形でスタイラスペン3のペン先を駆動し、タッチパネル2のタッチ面上の静電容量を変化させ、各々のセンスラインS〜Sを介して、上記静電容量の変化を検出し、ユーザによるスタイラスペン3に設けられたボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの付加的な情報をタッチパネルコントローラ4が検出するようになっている。
(タッチパネルコントローラとスタイラスペンとの同期の基本動作)
ところで、本実施の形態のスタイラスペン3は、無線にてタッチパネルコントローラ4と信号の送受信を行っている。したがって、タッチパネルコントローラ4におけるドライブラインD〜Dの駆動のタイミングに合うように仮想のドライブラインDn+1を駆動するのと同じパターンでペン先6を駆動する。そこで、スタイラスペン3では、ドライブ回路13を設けてタッチパネルコントローラ4のドライバと同様に駆動を行うようにしている。
タッチパネルコントローラ4におけるドライブラインD〜Dの駆動は、タイミングジェネレータ17(図6)にて生成される駆動タイミングに基づいている。このため、スタイラスペン3においても、タッチパネルコントローラ4が駆動するタイミングに同期をとって動作させなければならない。そこで、本実施の形態のスタイラスペン3では、センス回路10、同期信号検出回路11及びタイミング調整回路12を設けることにより、スタイラスペン3にてタッチパネルコントローラ4が駆動する専用同期信号を検出して、該タッチパネルコントローラ4の専用同期信号のタイミングとスタイラスペン3においてタイミング調整回路12にて発生するペン同期信号のタイミングとを一致させるようにしている。
スタイラスペン3は、センス回路10及び同期信号検出回路11にて、タッチパネルコントローラ4のタイミングジェネレータ17(図6)にて発生した専用同期信号を検出する。
なお、スタイラスペン3の駆動動作は、動作切替スイッチ9aをオンにし、かつ動作切替スイッチ9bをオフにしてセンス回路10及び同期信号検出回路11によりタッチパネルコントローラ4からの同期信号を検出するための同期信号検出期間と、準備期間と、動作切替スイッチ9aをオフにし、かつ動作切替スイッチ9bをオンにしてドライブ回路13によりペン先部6を駆動する駆動モード期間との3期間の繰り返しによって構成されている。
上記同期信号検出期間は、同期波形を表すビットパターンを検出するための待ち期間であり、ペン先部6のドライブを切り、ペン先信号波形から同期信号パターンを検出する期間である。
上記準備期間は、同期信号パターン検出後に、タッチパネルコントローラ4とタイミングを合わせてペン先を駆動し始めるための準備期間であり、ドライブ開始のタイミングをとる付加情報を解釈する期間である。
上記駆動モード期間は、ドライブ回路13によりペン先部6を駆動する期間であり、タッチパネルコントローラ4の駆動タイミングに合うよう、駆動波形のエッジを微調整しながら、ペン先部6を駆動する期間である。このときには、タッチパネルコントローラ4の駆動タイミングに合わせてスタイラスペン3のドライブ回路13が駆動される。
図5は、スタイラスペン3で検出される同期信号の大きさと、タッチパネルコントローラ4で検出されるスタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさと、の対応関係を示す図である。
図5(a)は、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが比較的大きく離れている場合を示す図であり、このような場合においては、スタイラスペン3では同期信号の波形がほぼ検出されない。そして、タッチパネルコントローラ4で検出されるスタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさも、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが比較的大きく離れているので、タッチ反応無しと判定される。
図5(b)は、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが比較的近くにある場合を示す図であり、このような場合においては、スタイラスペン3では小さな同期信号の波形が検出される。そして、タッチパネルコントローラ4で検出されるスタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさは、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが比較的近くにあるので、タッチ反応小と判定される。
図5(c)は、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが接触している場合を示す図であり、このような場合においては、スタイラスペン3ではでは大きな同期信号の波形が検出される。そして、タッチパネルコントローラ4で検出されるスタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさは、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが接触しているので、タッチ反応大と判定される。
なお、タッチパネルコントローラ4で検出されるスタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさ、すなわち、タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離は、図2に示すタッチおよびペン入力検出期間中に、各々のドライブラインD〜Dを駆動させるとともに、各々のセンスラインS〜Sを介して、タッチによる上記静電容量の変化を検出し、算出される。
図6は、タッチパネルシステム1に備えられたタッチパネルコントローラ4の概略構成を示す図である。
図示されているように、タッチパネルコントローラ4には、ドライブライン駆動回路15と、センスアンプ16と、タイミングジェネレータ17と、制御部18と、AD変換器19と、処理部20と、が備えられている。
ドライブライン駆動回路15は、タイミングジェネレータ17で生成されたクロック信号CLに基づいて生成された同期信号と、駆動信号とを、各々のドライブラインD〜Dに出力させる回路である。
センスアンプ16は、タイミングジェネレータ17で生成されたクロック信号CLと、上記駆動信号とに基づいて各々のセンスラインS〜Sを介して、容量データを取得し、AD変換器19に送る回路である。
タイミングジェネレータ17においては、クロック信号CLと、上記クロック信号CLに基づいて同期信号と、が生成され、ドライブライン駆動回路15、センスアンプ16および制御部18などに送られる。
なお、AD変換器19においては、上記容量データをデジタルデータに変換後、処理部20に送るようになっている。
そして、処理部20においては、上記容量データから、タッチ位置に関する情報、スタイラスペン3のタッチパネル2へのタッチ反応の大きさ、すなわち、タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離に変換可能な情報およびユーザによるスタイラスペン3に設けられたボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの付加的な情報が検出される。
それから、制御部18においては、タッチ反応の大きさデータ(タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離の情報)に基づいて、間引き信号をドライブライン駆動回路15に出力するかを決める。すなわち、タッチ反応の大きさデータが所定値以上であれば、間引き信号を出力し、タッチ反応の大きさデータが所定値未満であれば、間引かずに出力するようになっている。
したがって、タッチ反応の大きさデータが所定値以上、すなわち、タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離が所定値より近い場合には、ドライブライン駆動回路15から間引きされた新たな同期信号(第2の同期信号)が出力されることとなる。
また、処理部20においては、タッチ位置に関する容量データ、タッチ反応の大きさデータおよび付加的な情報に基づいて、判断された入力操作に対応する処理がなされる。
図7は、タッチパネルシステム1に備えられたタッチパネルコントローラ4の制御部において、同期信号出力の間引きが行われる場合と行われない場合とを説明するための図である。
図7(a)は、制御部18において、間引きをせずに出力する場合であって、このような場合においては、各々のドライブラインD〜D全てに、同期信号が出力され、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが接触している場合においては、スタイラスペン3では大きな同期信号の波形が検出される。
一方、図7(b)は、制御部18において、間引き信号が出力された場合であって、このような場合においては、予め決められた所定のドライブラインのみに同期信号が出力される。本実施の形態においては、ドライブラインD〜D中、偶数行のドライブラインにのみ同期信号が出力されるようになっている。このため、タッチパネル2のタッチ面とスタイラスペン3とが接触している場合においても、スタイラスペン3で検出される同期信号の波形は、比較的小さくなる。しかしながら、このような比較的小さな同期信号の波形であっても所定の基準値を超えているため、スタイラスペン3のセンス回路10及び同期信号検出回路11にて、検出できる。
なお、本実施の形態においては、ドライブラインD〜D中、偶数行のドライブラインにのみ同期信号が出力されるようになっているが、これに限定されることはなく、奇数行のドライブラインにのみ同期信号が出力されてもよく、さらには、タッチパネル2のタッチ面上の位置に関係なく、スタイラスペン3が所定強度以上の同期信号を検出できるのであれば、I本中J本を間引く(I>J)、というように任意の比率でドライブラインを間引いてもよい。
図8は、制御部18において、間引き信号が出力された場合であって、ドライブラインD〜D中、どの程度のドライブラインを間引けばよいかを説明するための図である。
図8(a)は、タッチパネルコントローラ4で、タッチおよびペン入力検出期間中に、各々のドライブラインD〜Dを駆動させるとともに、各々のセンスラインS〜Sを介して、タッチによる上記静電容量の変化に基づいて検出されるタッチ反応の大きさデータと、ホバーの高さ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)との関係を示す図である。
タッチパネルコントローラ4で検出されるタッチ反応の大きさデータと、ホバーの高さ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)とは、図示されているように、関連付けられている。
図8(b)は、スタイラスペン3のペン先で受信した同期信号の振幅とホバーの高さ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)との関係を示す図であり、ドライブラインD〜D中、同期信号が出力される本数が減ると、同期信号が検出できるホバーの高さが低くなる傾向を見せる。
以下、図8(b)に基づいて、ドライブラインD〜D中、どの程度のドライブラインを間引けばよいかを説明する。
先ず、スタイラスペン3の接近を検出したい範囲(ホバー検出範囲)Aと、タッチ操作で使用する範囲Bと、を決める。
そして、安定して同期検出可能な同期信号振幅の範囲Cをタッチパネルシステム1の特性から求める。
それから、図中のスタイラスペン3の接近を検出したい範囲(ホバー検出範囲)Aおよび安定して同期検出可能な同期信号振幅の範囲Cと、タッチ操作で使用する範囲Bおよび安定して同期検出可能な同期信号振幅の範囲Cとから、同期信号を出力する対象であるドライブラインD〜D中、どの程度のドライブラインを間引けるかを決めることができる。
すなわち、図中の範囲Aおよび範囲Cとから、間引ける最小の本数を決定することができ、図中の範囲Bおよび範囲Cとから、間引ける最大の本数を決定することができる。
タッチパネルコントローラ4に備えられた制御部18においては、ホバーの高さ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)に関するデータであるタッチ反応の大きさデータから、間引く本数を決め、間引き信号をドライブライン駆動回路15に出力する(図6参照)。
ホバーの高さ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)がタッチ操作で使用する範囲B内であれば、P本中Q本のドライブラインのみを駆動させる間引き信号をドライブライン駆動回路15に出力する。
一方、ホバーの高さ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)がタッチ操作で使用する範囲B以上、スタイラスペン3の接近を検出したい範囲(ホバー検出範囲)A未満であれば、I本中J本のドライブラインのみを駆動させる間引き信号をドライブライン駆動回路15に出力する。
そして、ホバーの高さ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)がスタイラスペン3の接近を検出したい範囲(ホバー検出範囲)A以上であれば、全部のドライブラインを駆動させる間引き信号をドライブライン駆動回路15に出力する。
このような構成を用いることにより、スタイラスペン3とタッチパネルコントローラ4とを安定的に同期化させながら、スタイラスペン3とタッチパネル2を駆動するタッチパネルコントローラ4との駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステム1を実現することができる。
なお、図8(b)における、IとJ、PとQは、何れも、本実施の形態においては、ドライブラインD〜Dに関する値であるため、I≦n、J≦nおよびI>J、P>Qであり、信号の強さの関係により、P/Q>I/Jとなる。
なお、ホバーの高さ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)に応じて、同期信号を出力するドライブラインの本数をI本中J本からP本中Q本の間になるように任意に変える構成は、関数またはルックアップテーブルを用いて実現することができる。
〔実施の形態2〕
次に、図9および図10に基づいて、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態のタッチパネルシステムのタッチパネルコントローラ4aにおいては、処理部20からのタッチ反応の大きさと座標データに基づいて、ドライブラインD〜D中、どの領域のドライブラインを間引くかを決定する制御部18aを備えている点において、上記の実施の形態1とは異なる。その他の構成については実施の形態1において説明したとおりである。説明の便宜上、上記の実施の形態1の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図9は、本実施の形態のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラ4aの概略構成を示す図である。
図示されているように、タッチパネルコントローラ4aに備えられた制御部18aは、処理部20から、タッチによる静電容量の変化から検出したタッチ反応の大きさデータ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)を受け取る。
そして、そのタッチ反応の大きさがタッチ座標を検出できる程度であれば、処理部20からタッチ座標データも受け取り、ドライブラインD〜D中、このタッチ座標データと隣接する領域のドライブラインにのみ同期信号を出力させる間引き信号をドライブライン駆動回路15に出力する。
図10(a)は、ドライブラインD〜D全体に同期信号を出力する場合を示しており、図10(b)は、ドライブラインD〜D中、タッチ座標と隣接する領域のドライブラインにのみ同期信号を出力させた場合を示す図である。
なお、以下で、ドライブラインD〜D中、タッチ座標を中心に何本程度のドライブラインに同期信号を出力すればよいかについて詳しく説明する。
先ず、タッチパネルシステムの仕様に基づいて、スタイラスペン3の移動に関して、どの程度の速度までタッチ位置の移動に対応すべきかを決定する。
それから、同期期間の周期と、上記速度をもとに、次の同期期間までにドライブラインD〜D何本分スタイラスペン3が動く可能性があるかを算出しておく。
具体的に例を挙げて説明すると、同期期間が1msec、タッチおよびペン入力検出期間が9msec(図2参照)、スタイラスペン3の移動速度を1000mm/sec(タッチパネルシステムの仕様に基づく対応すべきスタイラスペン3の最大移動速度)、ドライブラインD〜Dのピッチを5mmとすると、スタイラスペン3の最初に検出されたタッチ座標から、10msec後に検出される次回のタッチ座標は、ドライブラインD〜Dの2本分だけ移動する可能性があることとなる。
したがって、図10(b)に図示されているように、スタイラスペン3の最初に検出されたタッチ座標がドライブラインDm-1とドライブラインDとの間である場合、ドライブラインDm-3〜ドライブラインDm+2までの6本にのみ同期信号を出力させればよい。
このような構成を用いることにより、スタイラスペン3とタッチパネルコントローラ4aとを安定的に同期化させながら、スタイラスペン3とタッチパネル2を駆動するタッチパネルコントローラ4aとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現することができる。
なお、本実施の形態の構成は、タッチ座標を検出できる程度にスタイラスペン3がタッチパネル2のタッチ面上に近づいた場合に用いることができるので、上述した実施の形態1と組み合わせることもでき、同期信号を出力するドライブラインの本数を複数段階で変える構成において、同期信号を出力するドライブラインの本数が最少の段階として用いることもできる。
〔実施の形態3〕
次に、図11および図12に基づいて、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態のタッチパネルシステムのタッチパネルコントローラ4bにおいては、同期信号の電圧を調整する制御部18bを備えている点において、上記の実施の形態1および2とは異なる。その他の構成については実施の形態1および2において説明したとおりである。説明の便宜上、上記の実施の形態1および2の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図11は、本実施の形態のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラ4bの概略構成を示す図である。
図示されているように、タッチパネルコントローラ4bに備えられた制御部18bは、処理部20からタッチによる静電容量の変化から検出したタッチ反応の大きさデータ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)を受け取り、そのタッチ反応の大きさに応じて同期信号の電圧を調整するための電圧調整信号をドライブライン駆動回路15に出力する。
図12(a)は、ドライブラインD〜D全体に、立ち上がった時の電圧値が比較的に高い同期信号を出力する場合を示しており、図12(b)は、ドライブラインD〜D全体に、立ち上がった時の電圧値が比較的に低い同期信号を出力する場合を示す図である。
図示されているように、図12(b)の場合においては、スタイラスペン3で検知される同期信号の波形の大きさは、図12(a)の場合と比較して、小さくなるが、所定の基準値は超えている。
以上のように、スタイラスペン3とタッチパネルコントローラ4bとが安定的に同期化できる範囲内で、同期信号の電圧値を下げ、立ち上がった時(High時)の電圧値が比較的に低い同期信号を出力することにより、スタイラスペン3とタッチパネルコントローラ4bとを安定的に同期化させながら、スタイラスペン3とタッチパネル2を駆動するタッチパネルコントローラ4bとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現することができる。
なお、本実施の形態の構成は、上述した実施の形態1および2と組み合わせて用いることもでき、さらに、実施の形態1の図8(b)におけるドライブラインの駆動本数を同期信号の電圧値の大きさとし、新たにスタイラスペン3のペン先で受信した同期信号の振幅とホバーの高さ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)との関係を求め、タッチ反応の大きさデータ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)に応じて、同期信号の電圧値を下げる段階を複数段階にしてもよい。
〔実施の形態4〕
次に、図13および図14に基づいて、本発明の実施の形態4について説明する。本実施の形態のタッチパネルシステムのタッチパネルコントローラ4cにおいては、同期信号の駆動パターン選択信号を出力する制御部18cを備えている点において、上記の実施の形態1〜3とは異なる。その他の構成については実施の形態1〜3において説明したとおりである。説明の便宜上、上記の実施の形態1〜3の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図13は、本実施の形態のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラ4cの概略構成を示す図である。
図示されているように、タッチパネルコントローラ4cに備えられた制御部18cは、処理部20からタッチによる静電容量の変化から検出したタッチ反応の大きさデータ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)を受け取り、そのタッチ反応の大きさに応じて、同期信号の駆動パターンを選択する同期信号の駆動パターン選択信号をドライブライン駆動回路15に出力する。
具体的には、タッチ反応の大きさが所定値以上である場合には、同期信号の出力期間がより短くなる同期信号の駆動パターンを選択する。
図14(a)は、ドライブラインD〜D全体に、通常の期間の間、同期信号が出力された場合を示しており、図14(b)は、ドライブラインD〜D全体に、通常より短い期間、同期信号が出力された場合を示している。
図示されているように、図14(b)の場合においては、スタイラスペン3で検知される同期信号の波形の大きさは、図14(a)の場合と比較して、小さくなるが、所定の基準値は超えている。
したがって、スタイラスペン3とタッチパネルコントローラ4bとが安定的に同期化できる範囲内で、通常より短い期間、同期信号が出力される同期信号の駆動パターンを選択することにより、スタイラスペン3とタッチパネルコントローラ4cとを安定的に同期化させながら、スタイラスペン3とタッチパネル2を駆動するタッチパネルコントローラ4cとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現することができる。
なお、本実施の形態の構成は、上述した実施の形態1〜3と組み合わせて用いることもでき、さらに、実施の形態1の図8(b)におけるドライブラインの駆動本数を同期信号の出力期間とし、新たにスタイラスペン3のペン先で受信した同期信号の振幅とホバーの高さ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)との関係を求め、タッチ反応の大きさデータ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)に応じて、同期信号の出力期間を短くする段階を複数段階にしてもよい。
なお、上述したように、同期信号の出力期間がより短くなる同期信号の駆動パターンが選択され、同期期間が短くなった場合には、タッチ検出動作開始までを待ち時間と設定してもよく、特に待たずに、直ぐにタッチ検出動作が開始されるように設定してもよい。
タッチ検出動作開始までを待ち時間と設定した場合には、電力削減の効果を得ることができ、特に待たずに、直ぐにタッチ検出動作が開始されるように設定した場合には、タッチ検出動作の周期を短くする効果、すなわち、より頻繁にタッチ座標を得ることができる効果を得ることができる。
なお、同期信号の波形としてはM系列による波形を使用する場合には、例えば、元の波形の長さが2−1ビット分のM系列データに基づくものであった場合、それより短いパターンは、2N−1−1、2N−2−1・・・のようなビット数のデータに基づく波形となる。
〔実施の形態5〕
次に、図15〜図19に基づいて、本発明の実施の形態5について説明する。本実施の形態のタッチパネルシステムにおいては、ドライブラインD〜DとセンスラインS〜Sとが一定周期で入れ替わりながらタッチ位置を検出する構成となっている点において、上記の実施の形態1〜4とは異なる。その他の構成については実施の形態1〜4において説明したとおりである。説明の便宜上、上記の実施の形態1〜4の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図15は、本実施の形態のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネル2とスタイラスペン3とを示す図である。
図示されているように、タッチパネル2に備えられたドライブラインD〜DとセンスラインS〜Sとは、一定周期で入れ替わり、ドライブラインD〜DはセンスラインS‘〜S‘となり、センスラインS〜SはドライブラインD‘〜D‘となる。なお、上記k、nは同じであってもよいし異なっていてもよい。
図16(a)は、タッチパネル2に備えられたドライブラインD〜Dがドライブラインとして用いられるタイミングを示しており、図16(b)は、タッチパネル2に備えられたセンスラインS〜Sがドライブラインとして用いられるタイミングを示している。
そして、本実施の形態においては、スタイラスペン3は、タッチパネル2のタッチ面に近づくことにより、タッチパネルコントローラ21から各々のドライブラインD〜Dまたは、ドライブラインD‘〜D‘に出力された同期信号をスタイラスペン3が検出し、タッチパネルコントローラ21とスタイラスペン3とが同期化される。
それから、タッチパネルコントローラ21は、タッチおよびペン入力検出期間中に、各々のドライブラインD〜D(D‘〜D‘)を駆動させるとともに、各々のセンスラインS〜S(S‘〜S‘)を介して、タッチによる上記静電容量の変化を検出するようになっている。
なお、本実施の形態においては、ドライブラインDn+1もしくはD’k+1などに相当する波形でスタイラスペン3のペン先を駆動し、タッチパネル2のタッチ面上の静電容量を変化させ、各々のセンスラインS〜S(S‘〜S‘)を介して、上記静電容量の変化を検出し、ユーザによるスタイラスペン3に設けられたボタンが押されているかどうかの状態や筆圧などの付加的な情報をタッチパネルコントローラが検出するようになっている。
そして、タッチパネル2とスタイラスペン3との間の距離は、タッチパネルコントローラ21によって、タッチによる上記静電容量の変化から算出することができる。
図17は、本実施の形態のタッチパネルシステムに備えられたタッチパネルコントローラ21の概略構成を示す図である。
図示されているように、タッチパネルコントローラ21には、AD変換器19と、処理部20と、マルチプレクサ22と、ドライブライン駆動回路23と、センスアンプ24と、タイミングジェネレータ25と、制御部26とが備えられている。
マルチプレクサ22は、一定周期で、ドライブライン駆動回路23に接続される対象ラインをドライブラインD〜D(D‘〜D‘)からドライブラインD‘〜D‘(D〜D)に入れ替えると同時に、センスアンプ24に接続される対象ラインをセンスラインS〜S(S‘〜S‘)からセンスラインS‘〜S‘(S〜S)に入れ替える。
すなわち、マルチプレクサ22は、複数の入力と複数の出力との接続を互いに切り替える接続切替回路である。
図18は、ドライブラインD〜DとドライブラインD‘〜D‘とにタッチパネルコントローラ21から出力される信号の一例を示す図である。
図示されているように、ドライブラインD〜D(センスラインS‘〜S‘)とドライブラインD‘〜D‘(センスラインS〜S)とには、タッチおよびペン入力検出期間とセンシング期間とが所定周期で交互に存在する信号が出力される。
そして、図18においては、タッチおよびペン入力検出期間の直ぐ後(センシング期間の直ぐ前)の同期期間にも同期波形が検出されるが、これは本実施の形態においては、ドライブライン駆動回路23から同期信号が出力される際には、マルチプレクサ22を用いて、ドライブラインD〜DおよびドライブラインD‘〜D‘の全てに同期信号が出力されるようになっているからである。
なお、必ずドライブラインD〜DおよびドライブラインD‘〜D‘の全てに同期信号が出力されるようにする必要はなく、ドライブラインD〜DとドライブラインD‘〜D‘とに交互に同期信号が出力されるようにしてもよい。
図17に図示されているように、タッチパネルコントローラ21に備えられた制御部26は、処理部20からタッチ反応の大きさデータ(スタイラスペン3とタッチパネル2との距離)を受け取り、そのタッチ反応の大きさがタッチ座標を検出できる程度であれば、処理部20からタッチ座標データも受け取る。
それから、制御部26は、ドライブラインD〜DおよびドライブラインD‘〜D‘中、このタッチ座標と隣接する領域のドライブラインにのみ同期信号を出力させる間引き信号をドライブライン駆動回路23に出力する。
なお、以下で、ドライブラインD〜DおよびドライブラインD‘〜D‘中、タッチ座標を中心に何本程度のドライブラインに同期信号を出力すればよいかについて詳しく説明する。
先ず、タッチパネルシステムの仕様に基づいて、スタイラスペン3の移動に関して、どの程度の速度までタッチ位置の移動に対応すべきかを決定する。
それから、同期期間の周期と、上記速度をもとに、次の同期期間までにドライブライン何本分スタイラスペン3が動く可能性があるかを算出しておく。
具体的に例を挙げて説明すると、同期期間が1msec、タッチおよびペン入力検出期間が9msec、スタイラスペン3の移動速度を1000mm/sec(タッチパネルシステムの仕様に基づく対応すべきスタイラスペン3の最大移動速度)、ドライブラインD〜DおよびドライブラインD‘〜D‘のピッチを5mmとすると、ドライブラインD〜DおよびセンスラインS〜Sを用いて、スタイラスペン3の最初に検出されたタッチ座標から、ドライブラインD‘〜D‘およびセンスラインS‘〜S‘を用いて、10msec後に検出される次回のタッチ座標は、ドライブラインD〜DおよびドライブラインD‘〜D‘の2本分だけ移動する可能性があることとなる。
したがって、図19に図示されているように、ドライブラインD〜DおよびセンスラインS〜Sを用いて、スタイラスペン3の最初に検出されたタッチ座標が、ドライブラインDn−3とDn-4との間と、センスラインSk−3とSk-4との間である場合、ドライブラインDn−2〜Dn-7までの6本と、ドライブラインDk−2‘〜Dk-7‘までの6本とにのみ同期信号を出力させればよい。
なお、ドライブラインD〜DとドライブラインD‘〜D‘とに交互に同期信号が出力されるようにしている場合には、タッチ座標検出後に同期信号が出力される方のドライブラインDn−2〜Dn-7または、ドライブラインDk−2‘〜Dk-7‘にのみ同期信号を出力させればよい。
このような構成を用いることにより、スタイラスペン3とタッチパネルコントローラ21とを安定的に同期化させながら、スタイラスペン3とタッチパネル2を駆動するタッチパネルコントローラ21との駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現することができる。
なお、本実施の形態は、ドライブラインD〜DとセンスラインS〜Sとが一定周期で入れ替わりながらタッチ位置を検出する構成に、上述した実施の形態2の構成を組み合わせた場合について説明しているが、ドライブラインD〜DとセンスラインS〜Sとが一定周期で入れ替わりながらタッチ位置を検出する構成に、上述した実施の形態1、3および4を組み合わせることもできるのは勿論である。
〔まとめ〕
本発明の態様1におけるタッチパネルシステムは、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た静電容量を有するタッチパネルと、タッチパネルコントローラと、ペンと、を備え、上記静電容量の変化からタッチ位置を検出するタッチパネルシステムであって、上記タッチパネルコントローラは、複数の上記第1信号線の各々および/または複数の上記第2信号線の各々に、上記ペンと上記タッチパネルコントローラとを同期させるための第1の同期信号を出力し、上記第1信号線および上記第2信号線の一方の各々に、上記第1の同期信号の後に駆動信号を出力し、上記駆動信号に合わせて上記第1信号線および上記第2信号線の他方の各々から、上記タッチ位置を検出する検出信号を読み出すとともに、上記タッチ位置を検出する検出信号に基づいて、上記駆動信号が出力される期間に、上記ペンと上記タッチパネルとの間の距離を算出し、上記距離が所定値未満である場合には、上記タッチパネルコントローラは、上記第1の同期信号を出力する際の駆動電力よりその駆動電力が小さい第2の同期信号を、上記駆動信号が出力される期間の後に上記第1信号線および/または上記第2信号線に、出力する構成である。
上記構成によれば、上記タッチパネルコントローラにおいて検出された上記ペンと上記タッチパネルとの間の距離が所定値未満である場合には、上記タッチパネルコントローラは、上記第1の同期信号を出力する際の駆動電力よりその駆動電力が小さい第2の同期信号を、上記駆動信号が出力される期間の後に上記第1信号線および/または上記第2信号線に、出力するようになっている。
したがって、ペンとタッチパネルコントローラとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現できる。
本発明の態様2におけるタッチパネルシステムにおいては、上記タッチパネルコントローラは、上記第2の同期信号を出力する際には、上記第2の同期信号を上記ペンで検出できるように、上記第1信号線の各々および/または複数の上記第2信号線の各々中、選択された一部の信号線にのみ上記第2の同期信号を出力する構成であってもよい。
上記構成によれば、上記第2の同期信号は、上記第2の同期信号を上記ペンで検出できるように、上記第1信号線の各々および/または複数の上記第2信号線の各々中、選択された一部の信号線にのみ出力されるので、ペンとタッチパネルコントローラとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現できる。
本発明の態様3におけるタッチパネルシステムにおいては、上記タッチパネルコントローラは、上記第2の同期信号を出力する際には、上記第1信号線の各々および/または上記第2信号線の各々中、上記タッチ位置に隣接する上記第1信号線および/または上記第2信号線にのみ上記第2の同期信号を出力する構成であってもよい。
上記構成によれば、上記第2の同期信号は、上記第1信号線の各々および/または上記第2信号線の各々中、上記タッチ位置に隣接する上記第1信号線および/または上記第2信号線にのみ出力されるので、ペンとタッチパネルコントローラとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現できる。
本発明の態様4におけるタッチパネルシステムにおいては、上記第2の同期信号の立ち上がり時の電圧値は、上記第1の同期信号の立ち上がり時の電圧値より小さいことが好ましい。
上記構成によれば、上記第2の同期信号の立ち上がり時の電圧値は、上記第1の同期信号の立ち上がり時の電圧値より小さいので、ペンとタッチパネルコントローラとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現できる。
本発明の態様5におけるタッチパネルシステムにおいては、上記第2の同期信号の出力期間は、上記第1の同期信号の出力期間より短いことが好ましい。
上記構成によれば、上記第2の同期信号の出力期間は、上記第1の同期信号の出力期間より短いので、同期期間が短くなる。
同期期間が短くなった場合には、タッチ検出動作開始までを待ち時間と設定してもよく、特に待たずに、直ぐにタッチ検出動作が開始されるように設定してもよい。
タッチ検出動作開始までを待ち時間と設定した場合には、電力削減の効果を得ることができ、特に待たずに、直ぐにタッチ検出動作が開始されるように設定した場合には、タッチ検出動作の周期を短くする効果、すなわち、より頻繁にタッチ座標を得ることができる効果を得ることができる。
本発明の態様6におけるタッチパネルシステムにおいては、上記ペンと上記タッチパネルとの間の距離に関する上記所定値は、安定して同期化が可能な上記同期信号の振幅の範囲と、上記ペンの接近を検出したい上記ペンと上記タッチパネルとの間の距離範囲または、タッチ操作で使用する上記ペンと上記タッチパネルとの間の距離範囲とから求められてもよい。
上記構成によれば、上記ペンと上記タッチパネルコントローラとを安定的に同期化させながら、上記ペンと上記タッチパネルを駆動するタッチパネルコントローラとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現できる。
本発明の態様7におけるタッチパネルシステムにおいては、上記タッチ位置に隣接する上記第1信号線および/または上記第2信号線は、上記第2の同期信号が出力されるまでに上記ペンが移動する量によって決まることが好ましい。
上記構成によれば、上記ペンと上記タッチパネルコントローラとを安定的に同期化させながら、上記ペンと上記タッチパネルを駆動するタッチパネルコントローラとの駆動タイミングを同期化する際に費やされる消費電力を抑制でき、低消費電力で駆動できるタッチパネルシステムを実現できる。
尚、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。
本発明は、タッチパネルと、タッチパネルコントローラと、タッチペンと、を備えたタッチパネルシステムに好適に用いることができる。
1 タッチパネルシステム
2 タッチパネル
3 スタイラスペン(ペン)
4 タッチパネルコントローラ
4a タッチパネルコントローラ
4b タッチパネルコントローラ
4c タッチパネルコントローラ
5 ペン本体
5a 把持部
6 ペン先部
6a ペン先カバー
6b ペン先軸
6c 絶縁体
6d 筆圧センサ
7 接続スイッチ
8 制御回路
9a 動作切替スイッチ
9b 動作切替スイッチ
10 センス回路
11 同期信号検出回路
12 タイミング調整回路
13 ドライブ回路
14a 第1操作スイッチ
14b 第2操作スイッチ
15 ドライブライン駆動回路
16 センスアンプ
17 タイミングジェネレータ
18 制御部
18a 制御部
18b 制御部
18c 制御部
19 AD変換器
20 処理部
21 タッチパネルコントローラ
22 マルチプレクサ
23 ドライブライン駆動回路
24 センスアンプ
25 タイミングジェネレータ
26 制御部
nm 静電容量
ドライブライン(第1信号線または第2信号線)
センスライン(第1信号線または第2信号線)
センスライン(第1信号線または第2信号線)

Claims (5)

  1. 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た静電容量を有するタッチパネルと、タッチパネルコントローラと、ペンと、を備え、上記静電容量の変化からタッチ位置を検出するタッチパネルシステムであって、
    上記タッチパネルコントローラは、複数の上記第1信号線の各々および/または複数の上記第2信号線の各々に、上記ペンと上記タッチパネルコントローラとを同期させるための第1の同期信号を出力し、上記第1信号線および上記第2信号線の一方の各々に、上記第1の同期信号の後に駆動信号を出力し、上記駆動信号に合わせて上記第1信号線および上記第2信号線の他方の各々から、上記タッチ位置を検出する検出信号を読み出すとともに、
    上記タッチ位置を検出する検出信号に基づいて、上記駆動信号が出力される期間に、上記ペンと上記タッチパネルとの間の距離を算出し、
    上記距離が所定値未満である場合には、上記タッチパネルコントローラは、上記第1の同期信号を出力する際の駆動電力よりその駆動電力が小さい第2の同期信号を、上記駆動信号が出力される期間の後に上記第1信号線および/または上記第2信号線に、出力することを特徴とするタッチパネルシステム。
  2. 上記タッチパネルコントローラは、上記第2の同期信号を出力する際には、上記第2の同期信号を上記ペンで検出できるように、上記第1信号線の各々および/または上記第2信号線の各々中、選択された一部の信号線にのみ上記第2の同期信号を出力することを特徴とする請求項1に記載のタッチパネルシステム。
  3. 上記タッチパネルコントローラは、上記第2の同期信号を出力する際には、上記第1信号線の各々および/または上記第2信号線の各々中、上記タッチ位置に隣接する上記第1信号線および/または上記第2信号線にのみ上記第2の同期信号を出力することを特徴とする請求項1に記載のタッチパネルシステム。
  4. 上記第2の同期信号の立ち上がり時の電圧値は、上記第1の同期信号の立ち上がり時の電圧値より小さいことを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載のタッチパネルシステム。
  5. 上記第2の同期信号の出力期間は、上記第1の同期信号の出力期間より短いことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載のタッチパネルシステム。
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