JP6285832B2 - タッチパネル入力装置及びその入力検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、タッチパネル入力装置及びその入力検出方法に関し、より詳しくは、タッチパネルの信号対雑音比を向上させることができるタッチパネル入力装置及びその入力検出方法に関する。

一般的に、電子通信技術の発展を通じて多様な電子機器が作られている。このような機器は、次第に使用者の操作の利便性とデザインの優秀さを強調する傾向にあるが、このような傾向に伴って強調されるのは、キーボード或いはキーパッドで代表される入力装置の多辺化である。

入力装置は、キーボード或いはキーパッド等の入力装置を通じたデータ処理過程から発展し、入力装置と出力装置が１つにくくられて使用可能なタッチパネル（Ｔｏｕｃｈ Ｐａｎｅｌ）の形態にまで発展した。タッチパネルは、他の入力機器なしにディスプレイ装置の画面をタッチすることにより入力が可能な入力装置を通称するものを意味する。

タッチパネルは、交差したマトリックス形態に配列された行配線と列配線によって形成された複数のノードキャパシタに格納されたキャパシタンスを感知して、タッチ入力の有無を感知する。しかし、タッチパネルは、ディスプレイ装置で発生したノイズ等の影響によりノードキャパシタのキャパシタンスが変化することによって、誤動作をする恐れがある。

本発明の実施形態の目的は、同時に多数の駆動信号電極を駆動するが、信号対雑音比（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を向上させることができるタッチパネル入力装置及びその入力検出方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１側面は、複数のノードキャパシタを含み、各ノードキャパシタは、複数の駆動信号電極のうちの１つの駆動信号電極と複数の感知信号電極のうちの１つの感知信号電極とによって形成されるタッチパネル、駆動信号を印加して複数の駆動信号電極のうちの少なくとも２つの駆動信号電極を同時に駆動することができる駆動信号供給部、及び複数の感知信号電極を通じて前記複数のノードキャパシタのキャパシタンスに対する情報を含む感知信号を受信する感知信号部を含み、前記駆動信号は、同時に駆動する前記少なくとも２つの駆動信号電極のうちの少なくとも１つの駆動信号電極に印加され、少なくとも他の１つの駆動信号電極には印加されない複数の時間区間を含むように制御され、前記駆動信号供給部は、前記複数の時間区間のうち一区間における前記駆動信号が印加される駆動信号電極と前記駆動信号が印加されない駆動信号電極との組み合わせが、残りの区間における前記駆動信号が印加される駆動信号電極と駆動信号が印加されない駆動信号電極との組み合わせと異なるようにするが、前記駆動信号電極に同時に印加される駆動信号のうちの少なくとも１つの駆動信号は、他の駆動信号と位相差があるタッチパネル入力装置を提供することである。

付加的には、駆動信号が印加される駆動信号電極と駆動信号が印加されない駆動信号電極との組み合わせは、ＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｂｉｔ ｓｔｒｅａｍ）コードを通じて生成され、位相差がある駆動信号は、前記ＰＲＢＳコードに−１を乗算したコードに対応するタッチパネル入力装置を提供することである。

付加的には、位相差は１８０度であるタッチパネル入力装置を提供することである。
付加的には、感知信号部は増幅部をさらに含み、増幅部は、印加された駆動信号が伝達される複数のノードキャパシタのキャパシタンスを合算するタッチパネル入力装置を提供することである。

付加的には、感知信号部は、増幅部と連結して増幅部から伝達される信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器をさらに含むタッチパネル入力装置を提供することである。

付加的には、制御部をさらに含み、制御部は、駆動信号供給部の出力と感知信号部の感知とを制御するタッチパネル入力装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の第２側面は、複数のノードキャパシタを含み、各ノードキャパシタは、複数の駆動信号電極のうちの１つの駆動信号電極と複数の感知信号電極のうちの１つの感知信号電極とによって形成されるタッチパネルにおいて、ノードキャパシタのキャパシタンスを感知してタッチ地点を感知するタッチ入力検出方法であって、駆動信号を印加して複数の駆動信号電極を駆動するが、第１区間において前記複数の駆動信号電極のうちの少なくとも２つの駆動信号電極に前記駆動信号が印加され、少なくとも１つの駆動信号電極には前記駆動信号が印加されないようにし、前記少なくとも２つの駆動信号電極に印加される駆動信号のうちの１つの駆動信号は、他の駆動信号と位相差があるように駆動する段階、第２区間において前記複数の駆動信号電極のうち前記第１区間において同時に駆動信号が印加された駆動信号電極のうちの少なくとも１つの駆動信号電極は駆動信号が印加されず、前記第１区間において前記駆動信号が印加されない少なくとも１つの駆動信号電極を含む少なくとも２つの駆動信号電極に駆動信号が印加されるようにするが、前記少なくとも２つの駆動信号電極に印加される駆動信号のうちの１つの駆動信号は、他の駆動信号と位相差があるように駆動する段階、第１区間において合算されたノードキャパシタのキャパシタンスに対する情報を含む第１感知信号と第２区間において合算されたノードキャパシタのキャパシタンスに対する情報を含む第２感知信号とを感知する段階、及び第１感知信号と第２感知信号を比較してノードキャパシタの各キャパシタンスを把握する段階を含むタッチ入力検出方法を提供することである。

付加的に、駆動信号が印加される駆動信号電極と前記駆動信号が印加されない駆動信号電極の組み合わせはＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｂｉｔ ｓｔｒｅａｍ）コードに対応するが、前記位相差がある駆動信号は、前記ＰＲＢＳコードに−１を乗算したコードに対応するタッチ入力検出方法を提供することである。

本発明の実施形態によるタッチパネル入力装置及びその入力検出方法によると、複数の駆動信号電極に同時に複数の駆動信号を供給するようにすることで、タッチパネル入力装置の信号対雑音比を向上させることができる。

本発明によるタッチパネル入力装置の一実施形態を示す構造図である。 ＰＲＢＳコードの一実施形態を示す図面である。 図２に示されているＰＲＢＳコードの逆行列を示す図面である。 駆動信号供給部において駆動信号を生成するコードを表わす行列を示す図面である。 図３ａに示された行列に対応する駆動信号の波形を示すタイミング図である。 図１に示されたノードキャパシタ、駆動信号供給部、及び感知信号部の連結関係を示す回路図である。 図１に示されたタッチパネル入力装置において、入力を検出する方法を示すフローチャートである。

後述する本発明に対する詳細な説明は、本発明を実施することができる特定の実施形態を例示として図示する添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施するのに十分なように詳しく説明する。本発明の多様な実施形態は互いに異なるが、相互に排他的である必要はないことが理解されなければならない。例えば、ここに記載されている特定形状、構造及び特性は、一実施形態に関連して本発明の精神及び範囲を外れないながらも、他の実施形態で具現することができる。また、それぞれの開示された実施形態内の個別の構成要素の位置又は配置は、本発明の精神及び範囲を外れないながらも変更できることが理解されなければならない。したがって、後述する詳細な説明は、限定的な意味として取ろうとするのではなく、本発明の範囲は、適切に説明されるならば、その請求項が主張するのと均等なすべての範囲と共に添付された請求項によってのみ限定される。図面において類似の参照符号は様々な側面にわたって同一もしくは類似の機能を指し示す。

以下、添付される図面を参照して本発明の実施形態によるタッチパネル入力装置及びそのタッチパネル入力検出方法を説明する。

図１は、本発明によるタッチパネル入力装置の一実施形態を示す構造図である。
図１を参照すると、タッチパネル入力装置１０００は、複数のノードキャパシタ１０１を含むタッチパネル１００、駆動信号供給部２００、及び感知信号部３００を含む。ここで、各ノードキャパシタ１０１は、複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎのうちの１つの駆動信号電極と複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎのうちの１つの感知信号電極とによって形成される。駆動信号供給部２００は、駆動信号を印加して複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎのうちの少なくとも２つの駆動信号電極を同時に駆動することができる。感知信号部３００は、複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎを通じて複数のノードキャパシタ１０１のキャパシタンスに対する情報を含む感知信号を受信することができる。

タッチパネル１００は、複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎと複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎとを含み、ディスプレイ部の上部又は内部に配置されてもよい。しかし、タッチパネル１００の位置はここに限定される訳ではない。タッチパネル１００が形成されるディスプレイ部は、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＯＬＥＤ）等を例として挙げることができる。しかし、これに限定される訳ではない。

以下の説明及び添付される図面では、タッチパネル１００の複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎと複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎとが直交アレイを構成することが示されているが、本発明はこれに限定されず、複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎと複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎとが、対角線、同心円、及び三次元ランダム配列等をはじめとする任意の数の次元及びこの応用配列を有するようにできる。また、複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎと複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎとは、透明伝導性物質（例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、又は、ＡＴＯ（Ａｎｔｉｍｏｎｙ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ））等で形成されてもよい。しかし、これに限定されず、複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎと複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎは、他の透明物質又は銅等の不透明伝導性物質で形成されてもよい。そして、複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎと複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎとの数が同一であるとなっているが、これに限定される訳ではなく、タッチパネル１００の形によって変わってもよい。

タッチパネル１００において複数のノードキャパシタ１０１は、複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎと複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎとによって生成されてもよい。ここで、複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎと複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎとをそれぞれ線で表示したが、実際には電極パターンとして具現され得る。また、複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎと複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎとの幅は互いに異なっていてもよい。

駆動信号供給部２００は、複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎに駆動信号を印加することができる。複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎに駆動信号が印加されると、ノードキャパシタ１０１の一端に駆動信号が印加され得る。駆動信号供給部２００において生成される駆動信号を印加して、各区間で複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎのうちの少なくとも２つの駆動信号電極を同時に駆動するが、駆動信号は同時に駆動する少なくとも２つの駆動信号電極のうちの少なくとも１つの駆動信号電極に印加され、少なくとも１つの駆動信号電極には印加されない複数の時間区間を含んで制御されてもよい。この時、１つの区間において駆動する駆動信号電極と駆動しない駆動信号電極との組み合わせは、少なくとも他の１つの区間において駆動信号が駆動する駆動信号電極と駆動信号が駆動しない駆動信号電極との組み合わせと異なるように設定されてもよい。ここで、１つの区間を第１区間と称して、他の１つの区間を第２区間と称することができる。一実施形態において、駆動信号が印加される駆動信号電極と駆動信号が印加されない駆動信号電極との組み合わせは、ＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｂｉｔ ｓｔｒｅａｍ）コードに対応できるようにすることが可能である。

ここで、「同時」というのは、完全に同一の時点に駆動信号が少なくとも２つの駆動信号電極に印加されることだけを意味するのではなく、ある程度時間差を有して印加されることも含み得る。そして、駆動信号が供給されるというのは、パルスが発生して駆動信号電極に伝達されることを意味してもよく、パルスは、ハイ状態であってもよく、ロー状態であってもよい。

また、駆動信号供給部２００から印加される駆動信号において、同時に印加される駆動信号のうちの少なくとも１つの駆動信号は、他の駆動信号と位相差があってもよい。そして、位相差は１８０度であってもよい。

感知信号部３００は、それぞれの感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎを通じて伝達される複数のノードキャパシタ１０１のキャパシタンスの大きさを感知する。この時、感知信号部３００は、第１区間で感知するノードキャパシタ１０１のキャパシタンスを合算し、第２区間で感知するノードキャパシタのキャパシタンスを合算した後、各区間で合算されたキャパシタンスを用いて各ノードキャパシタ１０１のキャパシタンスを把握することができる。

一実施形態において、第１区間と第２区間とを含む各区間において、ノードキャパシタ１０１に伝達される駆動信号は位相差がある駆動信号を含むため、感知信号部３００で生成する第１区間又は第２区間で合算されるノードキャパシタ１０１のキャパシタンスの和は、位相差がない駆動信号を通じて生成されたノードキャパシタ１０１のキャパシタンスの和と比較すると、小さな値を有することになり得る。

一実施形態において、タッチパネル入力装置１０００は、制御部４００をさらに含んでもよい。制御部４００は、駆動信号供給部２００と感知信号部３００とを制御して駆動信号供給部２００から駆動信号を出力するようにし、感知信号部３００においてノードキャパシタ１０１のキャパシタンスを複数の感知信号電極ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎを通じて感知できるようにする。

図２ａは、図１に示された駆動信号供給部に伝達されるコードの一実施形態を示す図面であり、図２ｂは、図２ａに示されているコードの逆行列を示す図面である。

図２ｂに示されている行列は、４ビットのＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｂｉｔ ｓｔｒｅａｍ）コード（ｃｏｄｅ）を用いて生成され、１５×１５の大きさを有するようになっているが、これに限定される訳ではなく、５ビットのＰＲＢＳコードを用いれば３１×３１の大きさを有する行列を求めることができる。また、３ビットのＰＲＢＳコードを用いれば７×７の大きさを有する行列を求めることができる。７×７の行列を用いれば７つの駆動信号電極を通じて同時に印加される駆動信号の組み合わせを形成することができ、１５×１５の行列を用いれば１５個の駆動信号電極を通じて同時に印加される駆動信号の組み合わせを形成することができる。そして、３１×３１の行列を用いれば３１個の駆動信号電極を通じて同時に印加される駆動信号の組み合わせを形成することができる。ここでは説明の便宜のために１５×１５の大きさを有する行列について説明する。

図２ａ及び図２ｂを参照すると、４ビットのＰＲＢＳコードを用いれば１５×１５の大きさの行列を生成することができ、図２ｂに示されているものと同じようになる。そして、図２ｂに示されている１５×１５の大きさの行列において−１を０に置き換えれば図２ａに示されているような１５×１５の大きさを有する行列を得ることができ、これは図２ｂに示されている行列と逆行列の関係になる。そして、図２ａと図２ｂとの行列は、下記の数１のように表示することができる。

ここで、Ｍは、図２ｂに示されている行列を意味し、Ｍ^-1は、Ｍの逆行列である図２ａに示されている行列を意味する。

そして、１５個の駆動信号電極を通じて１５個の駆動信号を図２ａに示されている行列に対応して入力すれば（「１」は駆動する信号を意味し、「０」は駆動しない信号又は駆動する信号がないことを意味する）、下記の数２のような感知信号を獲得することができる。

ここで、ＶＲＸ１（Ｔ１）ないしＶＲＸ１（Ｔ１５）は、第１区間ないし第１５区間において第１感知信号電極を通じて伝達される感知信号の電圧を意味し、Ｃ１１ないしＣ１５１は、第１感知信号電極と連結されているノードキャパシタのキャパシタンスを意味することができる。

図２ａに示されている行列を見ると、１５×１５の行列のうちの１つの行は、駆動信号が駆動する区間に対応することができ、各列は、１つの駆動信号電極にそれぞれ対応することができる。そして、行列において「０」は駆動しないことを意味し、「１」は駆動することを意味する。したがって、マトリックスＭの各列には８つの駆動する駆動信号電極と７つの駆動しない駆動信号電極とが表示される。

図２ａにおいて、一番上にある一番目の行を第１区間と、一番目の行の下ある二番目の行を第２区間と仮定して説明する。まず、第１区間を見ると、左から右方向に（１、１、１、０、１、０、１、１、０、０、１、０、０、０、１）と提示されており、第１駆動信号電極ＴＸ１ないし第３駆動信号電極ＴＸ３、第５駆動信号電極ＴＸ５、第７駆動信号電極ＴＸ７、第８駆動信号電極ＴＸ８、第１１駆動信号電極ＴＸ１１、及び第１５駆動信号電極ＴＸ１５が駆動し、第４駆動信号電極ＴＸ４、第６駆動信号電極ＴＸ６、第９駆動信号電極ＴＸ９、第１０駆動信号電極ＴＸ１０、及び第１２駆動信号電極ＴＸ１２ないし第１４駆動信号電極ＴＸ１４が駆動しない。そして、第２区間を見ると、左から右方向に（１、１、０、１、０、１、１、０、０、１、０、０、０、１、１）と提示されており、第１駆動信号電極ＴＸ１、第２駆動信号電極ＴＸ２、第４駆動信号電極ＴＸ４、第６駆動信号電極ＴＸ６、第７駆動信号電極ＴＸ７、第１０駆動信号電極ＴＸ１０、第１４駆動信号電極ＴＸ１４、及び第１５駆動信号電極ＴＸ１５が駆動し、第３駆動信号電極ＴＸ３、第５駆動信号電極ＴＸ５、第８駆動信号電極ＴＸ８、第９駆動信号電極ＴＸ９、及び第１１駆動信号電極ＴＸ１１ないし第１３駆動信号電極ＴＸ１３が駆動しない。したがって、第１区間で駆動する駆動信号電極のうち第２区間で駆動しない駆動信号電極があり、第１区間で駆動する駆動信号電極のうち第２区間で駆動する駆動信号電極がある。すなわち、マトリックスＭの各列毎に駆動信号供給部２００から複数の駆動信号電極に駆動信号を印加するが、第１区間で同時に複数の駆動信号電極のうちの少なくとも２つの駆動信号電極に駆動信号が印加され、少なくとも１つの駆動信号電極には駆動信号が印加されないようにする。そして、第２区間において、複数の駆動信号電極のうち第１区間で同時に駆動信号が印加された駆動信号電極のうちの少なくとも１つの駆動信号電極には駆動信号が印加されず、第１区間で駆動信号が印加されなかった少なくとも１つの駆動信号電極には駆動信号が印加されるようにする。したがって、第１区間で駆動する駆動信号電極と駆動しない駆動信号の電極との組み合わせは、第２区間で駆動する駆動信号電極と駆動しない駆動信号電極との組み合わせと異なっていてもよい。

そして、図２ｂと逆行列の関係にある図２ａに示されたマトリックスＭを用いれば、下記の数３を獲得することができ、これを用いて各ノードキャパシタ（Ｃ１１ないしＣ１５１）のキャパシタンスに対する情報を獲得することができる。

したがって、１５個の駆動信号電極にＰＲＢＳコードを用いて形成された行列のような駆動信号を同時に印加することができ、これを用いてノードキャパシタのキャパシタンスに対する情報を獲得することができて、より早くタッチ情報を獲得することができる。特に、ＰＲＢＳコードを用いる場合、７×７、３１×３１の行列を用いることができるため、同時に駆動信号が印加される駆動信号電極の数を調節することができ、タッチパネルの大きさに応じて多様に適用することができる。ここで、図２ａ及び２ｂに示された４ビットのＰＲＢＳを用いたマトリックスは一例に過ぎず、他の形態でも表わすことができるが、４ビットのＰＲＢＳを用いたマトリックスは、第１区間で駆動する駆動信号電極のうち第２区間で駆動しない駆動信号電極があり、第１区間で駆動する駆動信号電極のうち第２区間で駆動する駆動信号電極があることを満たす。

ここで、同一区間で駆動する駆動信号電極と駆動しない駆動信号電極との組み合わせは、ＰＲＢＳによって形成されると開示されているが、これに限定される訳ではない。

図３ａは、駆動信号供給部において駆動信号を生成するコードを表わす行列を示す図面であり、図３ｂは、図３ａに示された行列に対応する駆動信号の波形を示すタイミング図である。

駆動信号供給部２００は、コードの伝達を受けて同時に伝達される第１駆動信号ｔｘ１ないし第１５駆動信号ｔｘ１５を生成する。第１駆動信号ｔｘ１ないし第１５駆動信号ｔｘ１５は、図３ａに示されている行列に対応して生成される。図３ａに示されている行列のうち第１駆動信号ないし第８駆動信号のコードに対応する部分は図２ａの行列と同一に生成し、第９駆動信号ないし第１５駆動信号のコードに対応する部分は図２ａの行列に−１を乗算して生成することができる。コードの符号が−１が乗算されることによって（−）になれば、位相が１８０度変わるので、第９駆動信号ないし第１５駆動信号は符号が（＋）である第１駆動信号ないし第８駆動信号との位相差が１８０度になるようになる。

図３ａ及び図３ｂを参照すると、第１駆動信号ｔｘ１ないし第８駆動信号ｔｘ８は、１の値を有する場合に半周期の間ハイパルスにより１の値を有し、残りの半周期の間０の値を有してもよい。第１駆動信号ｔｘ１のコードが（１、１、１、０、１、０、１、１、０、０、１、０、０、０、１）であれば、第１駆動信号ｔｘ１は第１区間Ｔ１ないし第３区間Ｔ３、第５区間Ｔ５、第７区間Ｔ７、第８区間Ｔ８、第１１区間Ｔ１１、及び第１５区間Ｔ１５で駆動してハイパルスが反復して発生し、第４区間Ｔ４、第６区間Ｔ６、第９区間Ｔ９、第１０区間Ｔ１０、及び第１２区間Ｔ１２ないし第１４区間Ｔ１４で駆動しない。第２駆動信号ｔｘ２のコードが（１、１、０、１、０、１、１、０、０、１、０、０、０、１、１）であれば、第１区間Ｔ１、第２区間Ｔ２、第４区間Ｔ４、第６区間Ｔ６、第７区間Ｔ７、第１０区間Ｔ１０、第１４区間Ｔ１４、及び第１５区間Ｔ１５で駆動してハイパルスが反復して発生し、第３区間Ｔ３、第５区間Ｔ５、第８区間Ｔ８、第９区間Ｔ９、及び第１１区間Ｔ１１ないし第１３区間Ｔ１３で駆動しない。第３駆動信号ｔｘ３のコードが（１、０、１、０、１、１、０、０、１、０、０、０、１、１、１）であれば、第１区間Ｔ１、第３区間Ｔ３、第５区間Ｔ５、第６区間Ｔ６、第９区間Ｔ９、及び第１３区間Ｔ１３ないし第１５区間Ｔ１５で駆動してハイパルスが反復して発生し、第２区間Ｔ２、第４区間Ｔ４、第７区間Ｔ７、第８区間Ｔ８、及び第１０区間Ｔ１０ないし第１２区間Ｔ１２で駆動しない。上記のように、図３ａに示されている行列に対応して第４駆動信号ｔｘ４ないし第８駆動信号ｔｘ８が発生する。

そして、第９駆動信号ｔｘ９ないし第１５駆動信号ｔｘ１５のコードは、図２ａに示されている行列に−１が乗算されたものと同じであってもよい。第９駆動信号ｔｘ９ないし第１５駆動信号ｔｘ１５が−１の値を有する場合に半周期の間０の値を有し、残りの半周期の間ハイパルスによって１の値を有してもよい。したがって、第９駆動信号ｔｘ９のコードが（０、０、−１、０、０、０、−１、−１、−１、−１、０、−１、０、−１、−１）であれば、第３区間Ｔ３、第７区間Ｔ７ないし第１０区間Ｔ１０、第１２区間Ｔ１２、第１４区間Ｔ１４、及び第１５区間Ｔ１５で駆動してハイパルスが反復して発生し、第１区間Ｔ１、第２区間Ｔ２、第４区間Ｔ４ないし第６区間Ｔ６、及び第１１区間Ｔ１１で駆動しない。第１０駆動信号ｔｘ１０のコードが（０、−１、０、０、０、−１、−１、−１、−１、０、−１、０、−１、−１、０）であれば、第２区間Ｔ２、第６区間Ｔ６ないし第９区間Ｔ９、第１１区間Ｔ１１、第１３区間Ｔ１３、及び第１４区間Ｔ１４で駆動してハイパルスが反復して発生し、第１区間Ｔ１、第３区間Ｔ３ないし第５区間Ｔ５、第１０区間Ｔ１０、第１２区間Ｔ１２、及び第１５区間Ｔ１５で駆動しない。第１１駆動信号ｔｘ１１のコードが（−１、０、０、０、−１、−１、−１、−１、０、−１、０、−１、−１、０、−１）であれば、第１区間Ｔ１、第５区間Ｔ５ないし第８区間Ｔ８、第１０区間Ｔ１０、第１２区間Ｔ１２、第１３区間Ｔ１３、及び第１５区間Ｔ１５で駆動してハイパルスが反復して発生し、第２区間Ｔ２ないし第４区間Ｔ４、第９区間Ｔ９、第１１区間Ｔ１１、第１２区間Ｔ１２、及び第１４区間Ｔ１４で駆動しない。上記のような式で、図３ａに示されている行列に対応して第１２駆動信号ｔｘ１２ないし第１５駆動信号ｔｘ１５が発生する。

そして、第１区間Ｔ１において同時に駆動信号電極に伝達される駆動信号のコードは（１、１、１、０、１、０、１、１、０、０、−１、０、０、０、−１）になり、第２区間Ｔ２において同時に駆動信号電極に伝達される駆動信号のコードは（１、１、０、１、０、１、１、０、０、−１、０、０、０、−１、−１）になり、第３区間Ｔ３において同時に伝達される駆動信号のコードは（１、０、１、０、１、１、０、０、−１、０、０、０、−１、−１、−１）になってもよい。このような式で反復して第１５区間において同時に伝達される駆動信号のコードは（１、１、１、１、０、１、０、１、−１、０、０、−１、０、０、０、）になる。すなわち、同一の区間内において各駆動信号電極に伝達される駆動信号は、（＋）符号を有する駆動信号と（−）符号を有する駆動信号とをすべて含んでいてもよい。

ここで、駆動信号は球形波で示されているが、これに限定される訳ではなく、正弦波、三角波等も含んでいてもよい。

図４は、図１に示されたノードキャパシタ、駆動信号供給部、及び感知信号部の連結関係を示す回路図である。

図４を参照すると、駆動信号供給部２００は、複数の駆動回路２１１、２１２、２１３、２１４、・・・、２１ｎを含み、複数の駆動回路２１１、２１２、２１３、２１４、・・・、２１ｎは、それぞれ、複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ３、ＴＸ４、・・・、ＴＸｎに連結して駆動信号を伝達することができる。感知信号部３００は、複数の感知回路を含んで感知回路毎にノードキャパシタＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１、・・・、Ｃｎ１のキャパシタンスを感知することができる。また、感知信号部３００は、制御部４００に連結されてノードキャパシタＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１、・・・、Ｃｎ１のキャパシタンスに対応する信号を伝達することにより、制御部４００においてタッチ位置に対応する情報を把握するようにできる。ここでは、第１感知信号電極ＲＸ１を通じて伝達されるノードキャパシタＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１、・・・、Ｃｎ１のキャパシタンスを感知することを説明するので、複数感知回路のうち第１感知回路３１１のみが図示されているが、これに限定される訳ではない。第１ノードキャパシタＣ１１は、一端が第１駆動信号電極ＴＸ１を通じて第１駆動回路２１１と連結し、他端が第１感知信号電極ＲＸ１を通じて第１感知回路３１１と連結する。そして、第２ノードキャパシタＣ２１は、一端が第２駆動信号電極ＴＸ２を通じて第２駆動回路２１２と連結し、他端が第１感知信号電極ＲＸ１を通じて第１感知回路３１１と連結する。そして、第３ノードキャパシタＣ３１は、一端が第３駆動信号電極ＴＸ３を通じて第３駆動回路２１３と連結し、他端が第１感知信号電極ＲＸ１を通じて第１感知回路３１１と連結する。そして、第４ノードキャパシタＣ４１は、一端が第４駆動信号電極ＴＸ４を通じて第４駆動回路２１４と連結し、他端が第１感知信号電極ＲＸ１を通じて第１感知回路３１１と連結する。そして、このような式で続けて連結し、第ｎノードキャパシタＣｎ１は、一端が第ｎ駆動信号電極ＴＸｎを通じて第ｎ駆動回路２１ｎと連結し、他端が第１感知信号電極ＲＸ１を通じて第１感知回路３１１と連結する。

また、第１感知回路３１１は、第１感知信号電極ＲＸ１を通じて複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ３、ＴＸ４、・・・、ＴＸｎと第１感知信号電極ＲＸ１とによって生成されたノードキャパシタＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１、・・・、Ｃｎ１のキャパシタンスを合算し、合算された結果をデジタル信号に変換して制御部４００に伝達することができる。制御部４００は、デジタル信号に変換された合算された結果を用いて複数の駆動信号電極ＴＸ１、ＴＸ２、ＴＸ３、ＴＸ４、・・・、ＴＸｎと第１感知信号電極ＲＸ１とによって形成されたノードキャパシタＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１、・・・、Ｃｎ１のキャパシタンスを把握し、タッチ位置に対する情報を生成することができる。第１感知回路３１１は、ノードキャパシタＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１、・・・、Ｃｎ１のキャパシタンスを合算するため、増幅部３１１ａをさらに含むことができ、増幅部３１１ａによって合算された結果をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器３１１ｂをさらに含んでいてもよい。増幅部３１１ａは、ＯＰアンプ３１２と、ＯＰアンプ３１２の負（−）入力端と出力端との間に配置されるキャパシタＣｆと、キャパシタＣｆに並列に連結されるリセットスイッチＲｓｔとを含んでいてもよい。ＯＰアンプ３１２の負（−）入力端は、第１感知信号電極ＲＸ１と連結してノードキャパシタＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１、・・・、Ｃｎ１から伝達されるキャパシタンスに対する信号の伝達を受ける。

感知信号部３００は、増幅部３１１ａを用いて感知信号電極を通じて伝達されるノードキャパシタＣ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ４１、・・・、Ｃｎ１のキャパシタンスを合算することができる。この時、駆動信号を図２ａに示されているコードに対応して生成すれば、同時に印加される駆動信号の位相が同一であってもよい。駆動信号の位相が同一であれば、ノードキャパシタのキャパシタンスは同一の符号を有して合算されるため、ノードキャパシタのキャパシタンスの和は、ノードキャパシタのキャパシタンスの絶対値の和と同じであってもよい。したがって、ノードキャパシタのキャパシタンスの和が非常に大きい値を持つようになる。

そして、感知信号部３００から出力される信号は、下記の数４のように表現されてもよい。

ここで、Ｖｏｕｔは増幅部３１１ａからＡ／Ｄ変換器３１１ｂに出力される信号の電圧を表わし、Ｃ１１、Ｃ２１、・・・、Ｃｎ１はノードキャパシタのキャパシタンスを意味し、Ｃｆは増幅部３１１ａにおいてノードキャパシタのキャパシタンスを合算するキャパシタを意味することができる。上記の数４を見ると、増幅部３１１ａからＡ／Ｄ変換器３１１ｂに出力される信号の電圧は、ノードキャパシタのキャパシタンスの和に比例し、増幅部３１１ａのキャパシタＣｆのキャパシタンスに反比例する。したがって、同時に駆動する駆動信号電極の数が多いほど増幅部３１１ａからＡ／Ｄ変換器３１１ｂに出力される信号の電圧は非常に大きくなってもよい。したがって、増幅部３１１ａに使用されるキャパシタＣｆのキャパシタンスが大きいことを用いて増幅部３１１ａからＡ／Ｄ変換器３１１ｂに出力される信号の電圧を低めることができる。しかし、キャパシタＣｆのキャパシタンスが大きくなるようにするためには、キャパシタＣｆの大きさが大きくならなければならず、キャパシタＣｆの大きさが大きくなれば感知信号部３００の大きさが大きくなる問題点があり得る。したがって、キャパシタＣｆの大きさを大きくせず、増幅部３１１ａからＡ／Ｄ変換器３１１ｂに出力される信号の電圧を低めることができる方案が必要である。

しかし、駆動信号を図３ａに示されているコードに対応して生成すると、同時に印加される駆動信号のうち位相が同一でない駆動信号が含まれることがある。駆動信号のうち位相が同一でない駆動信号が含まれていれば、ノードキャパシタのキャパシタンスは他の符号を有して合算されるため、ノードキャパシタのキャパシタンスの和はノードキャパシタのキャパシタンスの絶対値の和より小さくなり得る。したがって、増幅部３１１ａのキャパシタＣｆの大きさを大きくしなくても増幅部３１１ａからＡ／Ｄ変換器３１１ｂに出力される信号の電圧を低めることができる。

図５は、図１に示されたタッチパネル入力装置において、入力を検出する方法を示すフローチャートである。

図５を参照すると、複数のノードキャパシタを含み、各ノードキャパシタは複数の駆動信号電極のうち、１つの駆動信号電極と複数の感知信号電極のうちの１つの感知信号電極とによって形成されるタッチパネルにおいて、ノードキャパシタのキャパシタンスを感知してタッチ地点を感知するタッチ入力検出方法は、複数の駆動信号電極に駆動信号を印加するが、第１区間において同時に複数の駆動信号電極のうちの少なくとも２つの駆動信号電極に駆動信号が印加され、少なくとも１つの駆動信号電極には駆動信号が印加されないようにし、少なくとも２つの駆動信号電極に印加される駆動信号のうちの１つの駆動信号は、他の駆動信号と位相差があるように制御できる（Ｓ５００）。この時、位相差は１８０度であってもよい。そして、第２区間において、複数の駆動信号電極のうち第１区間において同時に駆動信号が印加された駆動信号電極のうちの少なくとも１つの駆動信号電極は駆動信号が印加されず、第１区間において駆動信号が印加されなかった少なくとも１つの駆動信号電極を含む少なくとも２つの駆動信号電極に駆動信号が印加されるようにするが、少なくとも２つの駆動信号電極に印加される駆動信号のうちの１つの駆動信号は他の駆動信号と位相差があるように制御できる（Ｓ５１０）。この時、位相差は１８０度であってもよい。そして、第１区間において合算されたノードキャパシタのキャパシタンスに対する情報を含む第１感知信号と第２区間において合算されたノードキャパシタのキャパシタンスに対する情報を含む第２感知信号とを感知するようにできる（Ｓ５２０）。そして、第１感知信号と第２感知信号とを比較してノードキャパシタの各キャパシタンスを把握することができる（Ｓ５３０）。

一実施形態において、駆動信号が印加される駆動信号電極と駆動信号が印加されない駆動信号電極との組み合わせは、ＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｂｉｔ ｓｔｒｅａｍ）コードに対応するが、上記位相差がある駆動信号はＰＲＢＳコードに−１を乗算したコードに対応するようにできる。

以上において、本発明の実施形態に説明された特徴、構造、効果等は、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ずしも１つの実施形態にのみ限定される訳ではない。さらに、各実施形態において例示された特徴、構造、効果等は、実施形態が属する分野における通常の知識を持つ者によって、他の実施形態についても組み合わせ又は変形されて実施可能である。したがって、このような組み合わせと変形に関係した内容は、本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

また、以上において実施形態を中心に説明したが、これは単に例示であって、本発明を限定する訳ではなく、本発明が属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性を外れない範囲で、以上において例示されない様々な変形と応用が可能であることが分かるはずである。例えば、実施形態に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができる。そして、このような変形と応用に係る相違点は、添付の特許請求の範囲において規定する本発明の技術的範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

１０００ タッチパネル入力装置
１０１ ノードキャパシタ
１００ タッチパネル
２００ 駆動信号供給部
３００ 感知信号部
ＴＸ１、ＴＸ２、・・・、ＴＸｎ−１、ＴＸｎ 駆動信号電極
ＲＸ１、ＲＸ２、・・・、ＲＸｎ−１、ＲＸｎ 感知信号電極

Claims (7)

1. 複数のノードキャパシタを含み、各ノードキャパシタは、複数の駆動信号電極のうちの１つの駆動信号電極と複数の感知信号電極のうちの１つの感知信号電極とによって形成されるタッチパネルと、
   駆動信号を印加して前記複数の駆動信号電極のうちの少なくとも２つの駆動信号電極を同時に駆動することができる駆動信号供給部と、
   前記複数の感知信号電極を通じて前記複数のノードキャパシタのキャパシタンスに対する情報を含む感知信号を受信する感知信号部と、
   を含み、
   前記駆動信号は、同時に駆動する前記少なくとも２つの駆動信号電極のうちの少なくとも１つの駆動信号電極に印加され、少なくとも他の１つの駆動信号電極には印加されない複数の時間区間を含むように制御され、前記駆動信号供給部は、前記複数の時間区間のうち一区間における前記駆動信号が印加される駆動信号電極と前記駆動信号が印加されない駆動信号電極との組み合わせが、残りの区間における前記駆動信号が印加される駆動信号電極と駆動信号が印加されない駆動信号電極との組み合わせと異なるようにするが、前記駆動信号電極に同時に印加される駆動信号のうちの少なくとも１つの駆動信号は、他の駆動信号と位相差があり、
   前記感知信号部は増幅部をさらに含み、前記増幅部は、前記印加された駆動信号が伝達される複数のノードキャパシタのキャパシタンスを合算する、タッチパネル入力装置。
2. 前記駆動信号が印加される駆動信号電極と前記駆動信号が印加されない駆動信号電極との組み合わせは、ＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｂｉｔ ｓｔｒｅａｍ）コードを通じて生成され、前記位相差がある駆動信号は、前記ＰＲＢＳコードに−１を乗算したコードに対応する、請求項１に記載のタッチパネル入力装置。
3. 前記位相差は１８０度である、請求項１又は２に記載のタッチパネル入力装置。
4. 前記感知信号部は、前記増幅部と連結して前記増幅部から伝達される信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器をさらに含む、請求項１に記載のタッチパネル入力装置。
5. 制御部をさらに含み、前記制御部は、前記駆動信号供給部の出力と前記感知信号部の感知とを制御する、請求項１に記載のタッチパネル入力装置。
6. 複数のノードキャパシタを含み、各ノードキャパシタは、複数の駆動信号電極のうちの１つの駆動信号電極と複数の感知信号電極のうちの１つの感知信号電極とによって形成されるタッチパネルにおいて、前記ノードキャパシタのキャパシタンスを感知してタッチ地点を感知するタッチ入力検出方法であって、
   駆動信号を印加して複数の駆動信号電極を駆動するが、第１区間において前記複数の駆動信号電極のうちの少なくとも２つの駆動信号電極に前記駆動信号が印加され、少なくとも１つの駆動信号電極には前記駆動信号が印加されないようにし、前記少なくとも２つの駆動信号電極に印加される駆動信号のうちの１つの駆動信号は、他の駆動信号と位相差があるように駆動する段階と、
   第２区間において、前記複数の駆動信号電極のうち前記第１区間において同時に駆動信号が印加された駆動信号電極のうちの少なくとも１つの駆動信号電極は駆動信号が印加されず、前記第１区間において前記駆動信号が印加されない少なくとも１つの駆動信号電極を含む少なくとも２つの駆動信号電極に駆動信号が印加されないようにするが、前記少なくとも２つの駆動信号電極に印加される駆動信号のうちの１つの駆動信号は、他の駆動信号と位相差があるように駆動する段階と、
   前記第１区間において合算された前記ノードキャパシタのキャパシタンスに対する情報を含む第１感知信号と前記第２区間において合算された前記ノードキャパシタのキャパシタンスに対する情報を含む第２感知信号とを感知する段階と、
   前記第１感知信号と前記第２感知信号とを比較して前記ノードキャパシタの各キャパシタンスを把握する段階を含む、タッチ入力検出方法。
7. 前記駆動信号が印加される駆動信号電極と前記駆動信号が印加されない駆動信号電極との組み合わせはＰＲＢＳ（Ｐｓｅｕｄｏ−ｒａｎｄｏｍ ｂｉｔ ｓｔｒｅａｍ）コードに対応するが、前記位相差がある駆動信号は、前記ＰＲＢＳコードに−１を乗算したコードに対応する、請求項６に記載のタッチ入力検出方法。

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