JP6924997B1 - タッチパネル装置およびタッチパネル装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズフィルタによる処理負荷を低減することができるタッチパネル装置を提供する。【解決手段】タッチパネル装置１００は、相互容量方式によるタッチパネル１と、複数の第１電極２からタッチ座標に対応する特定の少なくとも１つの第１電極２を抽出する抽出部６と、複数の第２電極３からタッチ座標に対応する特定の少なくとも１つの第２電極３を抽出し、抽出された第１電極２と抽出された第２電極３との交点に対応する測定値に対して第１ノイズフィルタをかけ、タッチ座標を特定する座標特定部７とを備える。【選択図】図１

Description

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

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

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

従来技術として、上記ノイズに対抗する処理を備える相互容量方式のタッチパネルが知られている。例えば、特許文献１には、電磁ノイズを受けた人体の手、指等のパネルへのタッチに起因して生じるファントムノイズ（外来ノイズ）の影響を除去することができる静電容量分布検出方法が開示されている。

特許第５５３９２６９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、静電容量分布検出の前に受信電極から得られるシグナルの全体に対してノイズフィルタを適用する必要がある。そのため、強いノイズがある場合、受信電極から得られるシグナルの全体に対して強いノイズフィルタを適用しなければならず、タッチパネル装置の性能が大きく低下するという問題がある。

本発明の一態様は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、ノイズフィルタによる処理負荷を低減することができるタッチパネル装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るタッチパネル装置は、複数の第１電極と前記複数の第１電極に交差する複数の第２電極とを備え、複数の第１電極と複数の第２電極との交点に複数の静電容量結合を形成する、相互容量方式によるタッチパネルと、前記複数の第２電極に対して駆動電圧を印加する第２電極駆動部と、前記複数の第１電極からの出力を測定する第１電極測定部と、前記第２電極駆動部が前記駆動電圧を印加したときに前記第１電極測定部で得られる前記第１電極ごとの測定値に基づいて、前記複数の第１電極からタッチ座標に対応する特定の少なくとも１つの第１電極を抽出する抽出部と、前記複数の第１電極に対して駆動電圧を印加する第１電極駆動部と、前記複数の第２電極からの出力を測定する第２電極測定部と、前記第１電極駆動部が前記特定の第１電極に対して前記駆動電圧を印加したときに第２電極測定部で得られる前記第２電極ごとの測定値に基づいて、前記複数の第２電極からタッチ座標に対応する特定の少なくとも１つの第２電極を抽出し、抽出された前記特定の少なくとも１つの第１電極と抽出された前記特定の少なくとも１つの第２電極との交点に対応する測定値に対して第１ノイズフィルタをかけ、タッチ座標を特定する座標特定部とを備える。

上記の構成によれば、タッチパネル装置は、第１電極と第２電極との双方向から静電容量結合に対応した出力を測定することができる。指等を介して侵入するノイズによる影響は、タッチ座標近傍の受信電極に沿って現れる。そのため、タッチパネル装置は、第１電極と第２電極との出力の測定値に基づいて、第１ノイズフィルタを適用するべき領域の出力を抽出し、抽出された出力に対してノイズフィルタを適用することができる。したがって、タッチパネル装置は、ノイズフィルタによる処理負荷を低減することができる。これにより、例えば受信電極の出力に重畳するノイズが強い場合においても、短時間でタッチ座標を特定することができる。

また、前記抽出部は、前記第２電極駆動部が前記駆動電圧を印加したときに前記第１電極測定部で得られる前記第１電極ごとの測定値に対して第１ノイズフィルタをかけず、前記座標特定部は、前記第１電極駆動部が前記特定の第１電極に対して前記駆動電圧を印加したときに第２電極測定部で得られる複数の測定値のうち、抽出された前記特定の少なくとも１つの第１電極と抽出された前記特定の少なくとも１つの第２電極との交点に対応しない一部の測定値に対しては第１ノイズフィルタをかけない構成であってもよい。

上記の構成によれば、タッチパネル装置は、タッチパネル上の複数の静電容量結合に対応する測定値のうち、抽出された測定値以外の測定値に対して第１ノイズフィルタを適用せず、抽出された測定値に対して第１ノイズフィルタを適用する。そのため、タッチパネル装置は、ノイズフィルタによる処理負荷を低減することができる。

また、前記抽出部は、前記複数の第１電極ごとに、前記複数の第２電極に対応する複数の測定値のうち、所定の範囲外の測定値の個数が、所定の閾値を超過したか否かを判定し、前記抽出部は、所定の範囲外の測定値の個数が、所定の閾値を超過していると判定した、特定の少なくとも１つの第１電極を抽出する構成であってもよい。

上記の構成によれば、抽出部は、第１電極の出力の測定値に基づいて、複数の第１電極から出力にノイズが重畳している第１電極を抽出することが出来る。

また、前記抽出部は、前記複数の第１電極ごとに、前記複数の第２電極に対応する複数の測定値の絶対値の合計が、所定の閾値を超過したか否かを判定し、前記抽出部は、前記複数の第２電極に対応する複数の測定値の絶対値の合計が、所定の閾値を超過していると判定した、特定の少なくとも１つの第１電極を抽出する構成であってもよい。

上記の構成によれば、抽出部は、第１電極の出力の測定値に基づいて、複数の第１電極から出力にノイズが重畳している第１電極を抽出することが出来る。また、抽出部は、液体付着領域についても検出することができる。

また、前記抽出部は、前記複数の第１電極ごとに、前記複数の第２電極に対応する複数の測定値の合計が、所定の範囲外であるか否かを判定し、前記抽出部は、前記複数の第２電極に対応する複数の測定値の合計が、所定の範囲外であると判定した、特定の少なくとも１つの第１電極を抽出する構成であってもよい。

上記の構成によれば、抽出部は、第１電極の出力の測定値に基づいて、複数の第１電極から出力にノイズが重畳している第１電極を抽出することが出来る。また、抽出部は、液体付着領域の影響を除外することができる。

また、前記第２電極駆動部は、前記複数の第２電極に対して同時に前記駆動電圧を印加する構成であってもよい。

上記の構成によれば、第２電極に対して順に駆動電圧を印加する場合に比べて、タッチパネル装置の処理時間を短くすることができる。

また、前記第１電極駆動部は、前記抽出部によって抽出された前記特定の少なくとも１つの第１電極に対して前記駆動電圧を印加し、前記特定の少なくとも１つの第１電極以外の第１電極に対しては前記駆動電圧を印加しない構成であってもよい。

上記の構成によれば、特定の少なくとも１つの第１電極以外の第１電極２に対しても駆動電圧を印加する場合に比べて、タッチパネル装置の処理時間を短くすることができる。

また、前記抽出部は、前記第２電極駆動部が前記駆動電圧を印加したときに前記第１電極測定部で得られる前記第１電極ごとの測定値に対してノイズの強弱の判定を行い、ノイズが強いと判定した場合は、抽出された前記特定の少なくとも１つの第１電極と抽出された前記特定の少なくとも１つの第２電極との交点に対応する測定値に対して第１ノイズフィルタをかけ、タッチ座標を特定し、ノイズが弱いと判定した場合は、前記複数の第１電極と前記複数の第２電極との交点に対応する測定値に対して第２ノイズフィルタをかけ、タッチ座標を特定する構成であってもよい。

上記の構成によれば、タッチパネル装置は、ノイズが強い場合には、抽出された測定値に対して第１ノイズフィルタを適用している。そのため、タッチパネル装置は、ノイズが強い場合においても、短時間でタッチ座標を特定することができる。また、タッチパネル装置は、ノイズが強くない場合には、タッチパネル上の複数の静電容量結合に対応する測定値に対して第２ノイズフィルタを適用している。そのため、タッチパネル装置は、第２ノイズフィルタを第１ノイズフィルタより弱いノイズフィルタとすることができる。それゆえノイズフィルタ処理の負荷を低減し、性能（単位時間当たりのタッチ座標検出回数）を向上させることができる。また、タッチパネル装置は、ノイズが強くない場合には、第２電極の出力の測定および測定値の抽出を行う必要がないので、タッチパネル装置の処理時間を短くすることができる。

本発明の一態様に係るタッチパネル装置の制御方法は、前記複数の第２電極に対して駆動電圧を印加する第２電極駆動ステップと、前記複数の第１電極からの出力を測定する第１電極測定ステップと、前記駆動電圧を印加したときに前記第１電極測定ステップで得られる前記第１電極ごとの測定値に基づいて、前記複数の第１電極からタッチ座標に対応する特定の少なくとも１つの第１電極を抽出する抽出ステップと、前記複数の第１電極に対して駆動電圧を印加する第１電極駆動ステップと、前記複数の第２電極からの出力を測定する第２電極測定ステップと前記特定の第１電極に対して前記駆動電圧を印加したときに第２電極測定ステップで得られる前記第２電極ごとの測定値に基づいて、前記複数の第２電極からタッチ座標に対応する特定の少なくとも１つの第２電極を抽出し、抽出された前記特定の少なくとも１つの第１電極と抽出された前記特定の少なくとも１つの第２電極との交点に対応する測定値に対して第１ノイズフィルタをかけ、タッチ座標を特定する座標特定ステップとを含む。

本発明の一態様によれば、ノイズフィルタによる処理負荷を低減することができる。

本発明の実施形態１および２に係るタッチパネル装置の構成を示すブロック図である。 上記実施形態に係るタッチパネルの模式的な断面、および駆動電圧と受信電流との関係を示す図である。 上記実施形態に係るフロントカバーを指でタッチしたときのタッチパネルの模式的な断面、および駆動電圧と受信電流との関係を示す図である。 第２電極に駆動電圧を印加した場合に、タッチパネルにおいて出力（測定値）にノイズが重畳した領域を示す図である。 第１電極に駆動電圧を印加した場合に、タッチパネルにおいて出力（測定値）にノイズが重畳した領域を示す図である。 タッチパネルにおいて領域Ａ１と領域Ａ２とを重ねて示す図である。 本発明の実施形態１に係るタッチパネル装置の動作例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２に係るタッチパネル装置の動作例を示すフローチャートである。

〔実施形態１〕
（構成例）
図１は、本実施形態に係るタッチパネル装置１００の構成を示すブロック図である。タッチパネル装置１００は、タッチパネル１と、第１電極入出力部４と、第２電極入出力部５と、抽出部６と、座標特定部７と、制御部８とを備える。

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

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

第１電極２は、第１電極２−１から第１電極２−ｎで付番されるｎ本の電極で構成される。第２電極３は、第２電極３−１から第２電極３−ｍで付番されるｍ本の電極で構成される。よって、ｎ本の第１電極２とｍ本の第２電極３との交差領域には、ｎ×ｍ個の静電容量結合が形成される。第１電極２および第２電極３は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜で形成される。

第１電極入出力部４は、第１電極駆動部４ａと、第１電極測定部４ｂとを備える。第２電極入出力部５は、第２電極駆動部５ａと、第２電極測定部５ｂとを備える。タッチパネル装置１００は、第２電極入出力部５が駆動電圧を印加し、第２電極３が送信電極として動作する第１駆動モードと、第１電極入出力部４が駆動電圧を印加し、第１電極２が送信電極として動作する第２駆動モードとして動作し得る。つまり、第２電極駆動部５ａは、第１駆動モードを開始する旨の信号を取得したとき、複数の第２電極３に対して駆動電圧を印加する。また、第１電極駆動部４ａは、第２駆動モードを開始する旨の信号を取得したとき、複数の第１電極２に対して駆動電圧を印加する。第１駆動モードと第２駆動モードとの切り替えは、例えば電気回路の接続状態の切り替えによって行われてもよい。駆動部が印加する駆動電圧は、例えばパルス電圧である。

第１駆動モードにおいて、第１電極測定部４ｂは、第２電極駆動部５ａの駆動電圧によって生じる複数の第１電極２からの出力を測定する。第１電極測定部４ｂは、測定値を抽出部６に出力する。第２駆動モードにおいて、第２電極測定部５ｂは、第１電極駆動部４ａの駆動電圧によって生じる複数の第２電極３からの出力を測定する。第２電極測定部５ｂは、測定値を座標特定部７に出力する。第２電極測定部５ｂは、複数の第２電極３からの出力の測定値として、例えば電流または電圧を測定する。

抽出部６は、第１駆動モードにおいて第１電極入出力部４で得られる第１電極２ごとの測定値に基づいて、複数の第１電極２から特定の少なくとも１つの第１電極２を抽出する。抽出部６は、抽出された第１電極２を示す情報を座標特定部７に出力する。

座標特定部７は、領域抽出部７ａとノイズフィルタ部７ｂと座標計算部７ｃとを備える。領域抽出部７ａは、抽出された第１電極２を示す情報を抽出部６から取得する。領域抽出部７ａは、第２電極入出力部５で得られる第２電極３ごとの測定値に基づいて、複数の第２電極３から特定の少なくとも１つの第２電極３を抽出する。これにより、領域抽出部７ａは、抽出部６で抽出された第１電極２と、領域抽出部７ａで抽出された第２電極３との交点（静電容量結合）を、タッチ座標に対応する領域として抽出することができる。ノイズフィルタ部７ｂは、上記交点に対応する測定値に対してノイズフィルタを適用する第１ノイズフィルタを有する。座標計算部７ｃは、ノイズフィルタ処理された測定値から、タッチ座標を特定する。

制御部８は、第１電極入出力部４と、第２電極入出力部５と、抽出部６と、座標特定部７との動作を制御する。

なお、タッチパネル１は、第１電極２と第２電極３とを備えるセンサとして実装され得る。第１電極入出力部４と、第２電極入出力部５と、抽出部６と、座標特定部７とは、コントローラとして、電気回路によって実装され得る。センサとコントローラとは、例えば、フレキシブルケーブルによって互いに接続される。

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

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

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

特にノイズが強い場合に、タッチパネル装置は、強いノイズフィルタを適用する必要がある。しかしながら、例えば全ての受信電極の出力に対して強いノイズフィルタを適用すると、タッチパネル装置の性能は大きく低下してしまう。本実施形態に係るタッチパネル装置１００は、複数の受信電極の出力からノイズフィルタを適用するべき出力を抽出し、抽出された出力に対してノイズフィルタを適用する。そのため、ノイズフィルタによる処理負荷を低減することができる。それゆえ、タッチパネル装置１００は、受信電極の出力に重畳するノイズが強い場合においても、短時間でノイズフィルタを適用し、タッチ座標を特定することができる。

図４は、第２電極３に駆動電圧を印加した場合に、タッチパネル１において出力（測定値）にノイズが重畳した領域を示す図である。外来ノイズＢは、タッチしたものから注入されるノイズであるので、第２電極３（送信電極）に駆動電圧を印加したとき、タッチ座標近傍の第１電極２（受信電極）の出力に、外来ノイズＢは重畳する。そのため、少なくとも外来ノイズが重畳している第１電極２に対応する領域Ａ１内に、タッチ座標は存在する。タッチパネル装置１００は、第２電極３に駆動電圧を印加したとき、出力にノイズが重畳している第１電極２を、タッチ座標に対応する第１電極２として抽出する。

図５は、第１電極２に駆動電圧を印加した場合に、タッチパネル１において出力（測定値）にノイズが重畳した領域を示す図である。外来ノイズＢは、タッチしたものから注入されるノイズであるので、第１電極２（送信電極）を印加したとき、タッチ座標近傍の第２電極３（受信電極）の出力に、外来ノイズＢは重畳する。そのため、少なくとも外来ノイズが重畳している第２電極３に対応する領域Ａ２内に、タッチ座標は存在する。タッチパネル装置１００は、第１電極２に駆動電圧を印加したとき、出力にノイズが重畳している第２電極３を、タッチ座標に対応する第２電極３として抽出する。

図６は、タッチパネル１において領域Ａ１と領域Ａ２とを重ねて示す図である。領域Ａ１内および領域Ａ２内に、タッチ座標は存在するので、少なくとも領域Ａ１と領域Ａ２とが交差する領域Ａ３内に、タッチ座標は存在する。タッチパネル装置１００は、例えば領域Ａ３内の静電容量結合に対応する測定値に対してノイズフィルタを適用する。このように、第２電極３への印加および第１電極２への印加（双方向の駆動電圧の印加）を行うことで、タッチ座標に対応する領域を限定することができる。

なお、ここで考慮するノイズは、いずれも外来ノイズであって、タッチパネル装置の内部で生じるノイズは外来ノイズに比べて小さいため無視し得る。

図７は、本発明の一実施形態におけるタッチパネル装置１００の動作を示すフローチャートである。図７を参照して、タッチパネル装置１００が抽出された測定値に対して第１ノイズフィルタを適用する場合の動作例を説明する。

制御部８は、記憶されている全ての測定値をゼロにする（初期化する）旨の信号を抽出部６と、座標特定部７とに出力する。同様に、制御部８は、全ての判定を初期化する旨の信号を抽出部６と、座標特定部７の領域抽出部７ａとに出力する。

次に、制御部８は、第１駆動モードを開始する旨の信号を第２電極駆動部５ａに出力する。第２電極駆動部５ａは、第１駆動モードを開始する旨の信号を取得したとき、複数の第２電極３に対して駆動電圧を印加する（Ｓ１）。第１電極測定部４ｂは、第２電極駆動部５ａの駆動電圧によって生じる複数の第１電極２からの出力を測定する（Ｓ２）。第１電極測定部４ｂは、第１電極２ごとの測定値を抽出部６に出力する。抽出部６は、複数の第１電極２ごとの測定値を第１電極測定部４ｂから取得し、記憶する。

なお、第１駆動モードにおいて、第２電極駆動部５ａは、第２電極３−１、第２電極３−２、・・・第２電極３−ｍに対して順に駆動電圧を印加してもよい。ここで、第２電極駆動部５ａが、例えば第２電極３−１に対して駆動電圧を印加したとき、第１電極測定部４ｂは、第２電極３−１と、ｎ本の第１電極２とが交差するｎ個の静電容量結合に対応するｎ個の測定値を測定する。また、第２電極３−２、・・・第２電極３−ｍに対して駆動電圧を印加したときも同様に、それぞれｎ個の静電容量結合に対応するｎ個の測定値を測定する。したがって、第２電極駆動部５ａがｍ個の第２電極３に対して順に駆動電圧を印加したとき、抽出部６は、ｎ×ｍ個の静電容量結合に対応するｎ×ｍ個の測定値を記憶することとなる。

次に、抽出部６は、複数の第１電極２ごとの測定値に対して、例えば後述の判定方法１〜３によってノイズが重畳しているか否かを判定する。抽出部６は、ノイズが重畳していると判定した測定値に対応する第１電極２を、タッチ座標に対応する第１電極２として抽出する（Ｓ３）。抽出部６は、抽出部６によって抽出された第１電極２を示す情報を座標特定部７の領域抽出部７ａに出力する。

（判定方法１）
抽出部６は、複数の第１電極２ごとに、複数の（ｍ本の）第２電極３に対応する複数の（ｍ個の）測定値のうち、所定の範囲外の測定値の個数が、所定の閾値を超過したか否かを判定する。抽出部６は、所定の範囲外の測定値の個数が、所定の閾値を超過していると判定した、特定の少なくとも１つの第１電極２を、タッチ座標に対応する第１電極２として抽出する。所定の範囲は、例えば、測定値が＋Ｓ１から−Ｓ１の範囲であってよい。所定の閾値としては、例えばゼロであってもよい。すなわち、抽出部６は、ｍ個の測定値のうち、少なくとも１つの測定値が所定の範囲外であった場合にノイズが重畳していると判定してよい。

（判定方法２）
抽出部６は、複数の第１電極２ごとに、複数の（ｍ本の）第２電極３に対応する複数の（ｍ個の）測定値の絶対値の合計が、所定の閾値を超過したか否かを判定する。抽出部６は、複数の第２電極３に対応する複数の測定値の絶対値の合計が、所定の閾値を超過していると判定した、特定の少なくとも１つの第１電極２を、タッチ座標に対応する第１電極２として抽出する。

また、タッチパネル上に液体が付着していた場合、仮に測定値の合計をとると、液体の付着によって生じている測定値の変化分が相殺される。一方、判定方法２における判定方法では、測定値の絶対値の合計をとるため、座標特定部７は、液体付着領域についても特定できる。

（判定方法３）
抽出部６は、複数の第１電極２ごとに、複数の（ｍ本の）第２電極３に対応する複数の（ｍ個の）測定値の合計が、所定の範囲外であるか否かを判定する。所定の範囲は、例えば、測定値が＋Ｓ２から−Ｓ２の範囲であってよい。抽出部６は、複数の第２電極３に対応する複数の測定値の合計が、所定の範囲外であると判定した、特定の少なくとも１つの第１電極２を、タッチ座標に対応する第１電極２として抽出する。

抽出部６が、判定方法３によってノイズが重畳しているか否かを判定するとき、第２電極駆動部５ａは、第１駆動モードにおいて、第２電極３−１、第２電極３−２、・・・第２電極３−ｍに対して同時に駆動電圧を印加してもよい。ここで、第１電極測定部４ｂが測定する、例えば第１電極２−１からの出力は、ｍ本の第２電極３と、第１電極２−１とが交差するｍ個の静電容量結合によって生じる出力の合計となる。したがって、抽出部６は、第２電極駆動部５ａがｍ個の第２電極３に対して同時に駆動電圧を印加したとき、ｎ本の第１電極２に対応するｎ個の測定値を記憶することとなる。上記構成により、第２電極３に対して順に駆動電圧を印加する場合に比べて、タッチパネル装置１００の処理時間を短くすることができる。

次に、制御部８は、第２駆動モードを開始する旨の信号を第１電極駆動部４ａに出力する。第１電極駆動部４ａは、第２駆動モードを開始する旨の信号を取得したとき、複数の第１電極２に対して駆動電圧を印加する（Ｓ４）。第２電極測定部５ｂは、第１電極駆動部４ａの駆動電圧によって生じる複数の第２電極３からの出力を測定する（Ｓ５）。第２電極測定部５ｂは、第２電極３ごとの測定値を座標特定部７に出力する。座標特定部７は、複数の第２電極３ごとの測定値を第２電極測定部５ｂから取得し、記憶する。なお、第２駆動モードにおいても第１駆動モードと同様に、第１電極駆動部４ａは、第１電極２−１、第１電極２−２、・・・第１電極２−ｎに対して順に駆動電圧を印加してもよい。

次に、領域抽出部７ａは、抽出部６によって抽出された第１電極２を示す情報を抽出部６から取得する。領域抽出部７ａは、複数の第２電極３ごとの測定値に対して、抽出部６によって抽出された第１電極２に対応する測定値に基づいて、ノイズが重畳しているか否かを判定する。領域抽出部７ａは、ノイズが重畳していると判定した測定値に対応する第２電極３を、タッチ座標に対応する第２電極３として抽出する（Ｓ６）。領域抽出部７ａは、抽出部６によって抽出された第１電極２と、領域抽出部７ａによって抽出された第２電極３との交点を、タッチ座標に対応する領域（例えばタッチ座標を含む領域Ａ３）として抽出することができる。領域抽出部７ａは、抽出された交点に関する情報をノイズフィルタ部７ｂに出力する。

なお、領域抽出部７ａによる判定方法も、抽出部６における前述の判定方法１〜３と同様であってもよい。また、領域抽出部７ａによる判定方法が前述の判定方法３と同様である場合、第２駆動モードにおいて、第１電極駆動部４ａは、第１電極２−１、第１電極２−２、・・・第１電極２−ｎに対して同時に駆動電圧を印加してもよい。この場合、第１駆動モードにおいて第２電極駆動部５ａは、第２電極３−１、第２電極３−２、・・・第２電極３−ｍに対して個別に駆動電圧を印加する。

次に、ノイズフィルタ部７ｂは、領域抽出部７ａによって抽出された複数の交点（領域Ａ３に含まれる交点）に対応する複数の測定値に対して第１ノイズフィルタを適用する（Ｓ７）。ノイズフィルタ部７ｂは、第１ノイズフィルタを適用した複数の測定値を座標計算部７ｃに出力する。座標計算部７ｃは、フィルタ処理された（ノイズが除去された）複数の測定値から、タッチ座標を特定する（Ｓ８）。例えば、座標計算部７ｃは、領域Ａ３に含まれる交点のうち、受信電極に流れる電流、もしくは受信電極の電位の変化が所定の閾値以下であるような交点をタッチ座標として特定する。

図４〜６は、抽出部６および領域抽出部７ａが第１ノイズフィルタを適用する測定値を抽出する動作例を模式的に示している。ここで、第１電極２−ｐと第２電極３−ｑとの交差領域に形成される静電容量結合を、静電容量結合（ｐ、ｑ）とする。ただし、ｐおよびｑは、１≦ｐ≦ｎおよび１≦ｑ≦ｍを満たす任意の整数である。また、第１駆動モードにおいて、静電容量結合（ｐ、ｑ）によって生じる出力の測定値を第１測定値（ｐ、ｑ）とする。同様に、第２駆動モードにおいて、静電容量結合（ｐ、ｑ）によって生じる出力の測定値を第２測定値（ｐ、ｑ）とする。

まず、抽出部６は、ｍ本の第２電極３を順に印加することで第１電極２−ｐから出力される複数の測定値に基づき、第１電極２−ｐからの出力にノイズが重畳しているか否かを判定する。ここで、出力される複数の測定値は、第１測定値（ｐ、１）、第１測定値（ｐ、２）、・・・第１測定値（ｐ、ｍ）である。例えば、抽出部６は、第１電極２−ｉ１から第１電極２−ｉ２までの第１電極２からの出力にノイズが重畳していると判定した場合、第１電極２−ｉ１から第１電極２−ｉ２までの第１電極２を、タッチ座標に対応する第１電極２として抽出する。すなわち、抽出部６は、タッチパネル１から第１電極２−ｉ１と第１電極２−ｉ２とで囲まれた領域Ａ１を抽出する。

次に、領域抽出部７ａは、第１電極２−ｉ１から第１電極２−ｉ２までの第１電極２を順に印加することで第２電極３−ｑから出力される複数の測定値に基づき、第２電極３−ｑからの出力にノイズが重畳しているか否かを判定する。ここで、出力される複数の測定値は、第２測定値（ｉ１、ｑ）から第２測定値（ｉ２、ｑ）までである。例えば、領域抽出部７ａは、第２電極３−ｊ１から第２電極３−ｊ２までの第２電極３からの出力にノイズが重畳していると判定した場合、第２電極３−ｊ１から第２電極３−ｊ２までの第２電極３を、タッチ座標に対応する第２電極３として抽出する。すなわち、領域抽出部７ａは、タッチパネル１から第２電極３−ｊ１と第２電極３−ｊ２とで囲まれた領域Ａ２を抽出する。

次に、領域抽出部７ａは、第１電極２−ｉ１から第１電極２−ｉ２までの第１電極２と、第２電極３−ｊ１から第２電極３−ｊ２までの第２電極３との交点を抽出する。すなわち、領域抽出部７ａは、領域Ａ１と、領域Ａ２とが交差する領域Ａ３を、タッチ領域に対応する領域として抽出する。なお、領域抽出部７ａは、領域Ａ３を含む領域を、タッチ領域に対応する領域として抽出してもよい。ノイズフィルタ部７ｂは、タッチ領域（例えば領域Ａ３）に対応する測定値に対して第１ノイズフィルタを適用する。すなわち、ノイズフィルタ部７ｂは、第１電極２−ｉ１から第１電極２−ｉ２までの第１電極２と、第２電極３−ｊ１から第２電極３−ｊ２までの第２電極３との交点に対応する複数の測定値に対して第１ノイズフィルタを適用する。

第１ノイズフィルタを適用することで、領域Ａ３に含まれる交点に対応する、ノイズが除去された複数の測定値が得られる。座標計算部７ｃは、ノイズが除去された複数の測定値を用いて、領域Ａ３に含まれる交点のうち、タッチ座標に対応する交点を特定する。

なお、本実施形態において、タッチパネル装置１００は、第２電極駆動部５ａが駆動電圧を印加したときに第１電極測定部４ｂで得られる第１電極２ごとの測定値に対して第１ノイズフィルタを適用しない。また、タッチパネル装置１００は、第１電極駆動部４ａが特定の少なくとも１つの第１電極２に対して駆動電圧を印加したときに第２電極測定部５ｂで得られる複数の測定値のうち、抽出された特定の少なくとも１つの第１電極と抽出された特定の少なくとも１つの第２電極との交点に対応しない一部の測定値（例えば領域Ａ３以外の領域に対応する測定値）に対しては第１ノイズフィルタを適用しない。つまり、タッチパネル装置１００は、タッチパネル１上の複数の静電容量結合に対応する測定値（ｎ×ｍ個の静電容量結合に対応するｎ×ｍ個の測定値）のうち、抽出された測定値以外の測定値に対して第１ノイズフィルタを適用せず、抽出された測定値に対して第１ノイズフィルタを適用している。上記構成により、タッチパネル装置１００は、ノイズフィルタによる処理負荷を低減し、強いノイズに対抗した強いノイズフィルタを適切な範囲に短時間で適用することができる。

（変形例１）
第２駆動モードにおいて、第１電極駆動部４ａは、抽出部６によって抽出された特定の少なくとも１つの第１電極２に対して駆動電圧を印加し、特定の少なくとも１つの第１電極２以外の第１電極２に対しては駆動電圧を印加しなくてもよい。上記構成により、特定の少なくとも１つの第１電極２以外の第１電極２に対しても駆動電圧を印加する場合に比べて、タッチパネル装置１００の処理時間を短くすることができる。

タッチパネルは、典型的には横長である。つまり、相互容量方式のタッチパネルにおいて、横電極の本数の方が縦電極の本数より少ない。また、タッチパネル装置は、典型的には横電極を送信電極、縦電極を受信電極として動作させる。駆動電圧を印加させる電極（送信電極）をより本数の少ない横電極とすることで、タッチパネル装置の処理時間を短くすることができる。

タッチパネル装置１００は、例えば変形例１の場合では、第１駆動モードにおいてはｍ本の第２電極３に対して駆動電圧を印加している一方、第２駆動モードにおいては一部の第１電極２に対して駆動電圧を印加している。そのため、タッチパネル装置１００は、駆動電圧を印加する動作を少なくするために、第２電極３をより本数の少ない横電極とすることが好ましい。上記構成により、タッチパネル装置１００の処理時間を短くすることができる。

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

（構成例）
ノイズフィルタ部７ｂは、複数の第１電極２と複数の第２電極３との交点に対応するｎ×ｍ個の測定値に対してノイズフィルタを適用する第２ノイズフィルタを有する。

（動作例）
図８は、本発明の実施形態２におけるタッチパネル装置１００の動作を示すフローチャートである。図８を参照して、タッチパネル装置１００が第２ノイズフィルタによってノイズの強弱を判定する場合の動作例を説明する。

Ｓ１およびＳ２は実施形態１と同様である。なお、第２電極駆動部５ａは、第２電極３−１、第２電極３−２、・・・第２電極３−ｍに対して順に駆動電圧を印加するのが好ましい。つまり、抽出部６は、ｎ×ｍ個の静電容量結合に対応するｎ×ｍ個の測定値を記憶する。

次に、抽出部６は、ノイズが強いか否かを判定する（Ｓ１０）。具体的には、抽出部６は、ｎ×ｍ個の静電容量結合に対応するｎ×ｍ個の測定値のうち、所定の範囲外の測定値の個数が、所定の閾値を超過した場合に、ノイズが強いと判定してもよい。所定の範囲は、例えば、測定値が＋Ｓ３から−Ｓ３の範囲であってよい。抽出部６が、ノイズが強いと判定した場合（Ｓ１０でＹＥＳ）、Ｓ３へ進む。抽出部６が、ノイズが強くないと判定した場合（Ｓ１０でＮＯ）、Ｓ１１へ進む。Ｓ３〜Ｓ８は実施形態１と同様である。

抽出部６が、ノイズが強くないと判定した場合（Ｓ１０でＮＯ）、抽出部６は、ｎ×ｍ個の静電容量結合に対応するｎ×ｍ個の測定値を座標特定部７に出力する。ノイズフィルタ部７ｂは、ｎ×ｍ個の静電容量結合に対応するｎ×ｍ個の測定値を抽出部６から取得し、ｎ×ｍ個の測定値に対して第２ノイズフィルタを適用する（Ｓ１１）。座標計算部７ｃは、フィルタ処理されたｎ×ｍ個の測定値から、タッチ座標を特定する（Ｓ１２）。この場合、第２駆動モードによる測定を省略することができる。

受信電極の出力に重畳するノイズが強い場合に、タッチパネル装置は、強いノイズフィルタを適用する必要がある。しかしながら、例えばタッチパネル全体の信号（ｎ×ｍ個の測定値）に対して強いノイズフィルタを適用すると、タッチパネル装置の性能は大きく低下してしまう。タッチパネル装置１００は、ノイズが強い場合には、抽出された測定値に対して第１ノイズフィルタを適用している。そのため、タッチパネル装置１００は、ノイズが強い場合においても、短時間でタッチ座標を特定することができる。また、タッチパネル装置１００は、ノイズが強くない場合には、タッチパネル上の複数の静電容量結合に対応する測定値（ｎ×ｍ個の測定値）に対して第２ノイズフィルタを適用している。そのため、タッチパネル装置１００は、第２ノイズフィルタを第１ノイズフィルタより弱いノイズフィルタとすることができる。それゆえノイズフィルタ処理の負荷を低減し、性能（単位時間当たりのタッチ座標検出回数）を向上させることができる。また、タッチパネル装置１００は、ノイズが強くない場合には、第２電極３の出力の測定および測定値の抽出を行う必要がないので、タッチパネル装置１００の処理時間を短くすることができる。

（変形例２）
タッチパネル装置１００は、Ｓ１およびＳ２の動作を省略してもよい。ここで、タッチパネル装置１００は、Ｓ１０において過去のデータを参照してノイズが強いか否かを判定する。例えば、抽出部６は、過去の測定値に関して、複数の第１電極２ごとの、複数の（ｍ本の）第２電極３に対応する複数の（ｍ個の）測定値の分散を算出する。複数の第１電極２ごとの分散のうち所定の第１閾値を超過した個数が、所定の第２閾値を超過した場合に、抽出部６は、ノイズが強いと判定する。抽出部６は、例えば直近５回分の測定値の分散を平均したものを使用してもよい。

抽出部６が、ノイズが強いと判定した場合（Ｓ１０でＹＥＳ）、Ｓ１へ進む。抽出部６が、ノイズが強くないと判定した場合（Ｓ１０でＮＯ）、Ｓ４およびＳ５を経てＳ１１へ進む。

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

１ タッチパネル
２ 第１電極
３ 第２電極
４ 第１電極入出力部
４ａ 第１電極駆動部
４ｂ 第１電極測定部
５ 第２電極入出力部
５ａ 第２電極駆動部
５ｂ 第２電極測定部
６ 抽出部
７ 座標特定部
７ａ 領域抽出部
７ｂ ノイズフィルタ部
７ｃ 座標計算部
８ 制御部
１１ 基板
１２ 絶縁層
１３ フロントカバー
１００ タッチパネル装置

Claims (8)

1. 複数の第１電極と前記複数の第１電極に交差する複数の第２電極とを備え、複数の第１電極と複数の第２電極との交点に複数の静電容量結合を形成する、相互容量方式によるタッチパネルと、
   前記複数の第２電極に対して駆動電圧を印加する第２電極駆動部と、
   前記複数の第１電極からの出力を測定する第１電極測定部と、
   前記第２電極駆動部が前記駆動電圧を印加したときに前記第１電極測定部で得られる前記第１電極ごとの測定値に基づいて、前記複数の第１電極からタッチ座標に対応する特定の少なくとも１つの第１電極を抽出する抽出部と、
   前記複数の第１電極に対して駆動電圧を印加する第１電極駆動部と、
   前記複数の第２電極からの出力を測定する第２電極測定部と、
   前記第１電極駆動部が前記特定の第１電極に対して前記駆動電圧を印加したときに第２電極測定部で得られる前記第２電極ごとの測定値に基づいて、前記複数の第２電極からタッチ座標に対応する特定の少なくとも１つの第２電極を抽出し、抽出された前記特定の少なくとも１つの第１電極と抽出された前記特定の少なくとも１つの第２電極との交点に対応する測定値に対して第１ノイズフィルタをかけ、タッチ座標を特定する座標特定部とを備えるタッチパネル装置。
2. 前記抽出部は、前記第２電極駆動部が前記駆動電圧を印加したときに前記第１電極測定部で得られる前記第１電極ごとの測定値に対して前記第１ノイズフィルタをかけず、
   前記座標特定部は、前記第１電極駆動部が前記特定の第１電極に対して前記駆動電圧を印加したときに第２電極測定部で得られる複数の測定値のうち、抽出された前記特定の少なくとも１つの第１電極と抽出された前記特定の少なくとも１つの第２電極との交点に対応しない一部の測定値に対しては前記第１ノイズフィルタをかけないことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
3. 前記抽出部は、前記複数の第１電極ごとに、前記複数の第２電極に対応する複数の測定値のうち、所定の範囲外の測定値の個数が、所定の閾値を超過したか否かを判定し、
   前記抽出部は、所定の範囲外の測定値の個数が、所定の閾値を超過していると判定した、特定の少なくとも１つの第１電極を抽出することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
4. 前記抽出部は、前記複数の第１電極ごとに、前記複数の第２電極に対応する複数の測定値の絶対値の合計が、所定の閾値を超過したか否かを判定し、
   前記抽出部は、前記複数の第２電極に対応する複数の測定値の絶対値の合計が、所定の閾値を超過していると判定した、特定の少なくとも１つの第１電極を抽出することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
5. 前記抽出部は、前記複数の第１電極ごとに、前記複数の第２電極に対応する複数の測定値の合計が、所定の範囲外である否かを判定し、
   前記抽出部は、前記複数の第２電極に対応する複数の測定値の合計が、所定の範囲外であると判定した、特定の少なくとも１つの第１電極を抽出することを特徴とする請求項１または２に記載のタッチパネル装置。
6. 前記第２電極駆動部は、前記複数の第２電極に対して同時に前記駆動電圧を印加することを特徴とする請求項５に記載のタッチパネル装置。
7. 前記第１電極駆動部は、前記抽出部によって抽出された前記特定の少なくとも１つの第１電極に対して前記駆動電圧を印加し、前記特定の少なくとも１つの第１電極以外の第１電極に対しては前記駆動電圧を印加しないことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のタッチパネル装置。
8. 複数の第１電極と前記複数の第１電極に交差する複数の第２電極とを備え、複数の第１電極と複数の第２電極との交点に複数の静電容量結合を形成する、相互容量方式によるタッチパネルを備えるタッチパネル装置の制御方法であって、
   前記複数の第２電極に対して駆動電圧を印加する第２電極駆動ステップと、
   前記複数の第１電極からの出力を測定する第１電極測定ステップと、
   前記駆動電圧を印加したときに前記第１電極測定ステップで得られる前記第１電極ごとの測定値に基づいて、前記複数の第１電極からタッチ座標に対応する特定の少なくとも１つの第１電極を抽出する抽出ステップと、
   前記複数の第１電極に対して駆動電圧を印加する第１電極駆動ステップと、
   前記複数の第２電極からの出力を測定する第２電極測定ステップと
   前記特定の第１電極に対して前記駆動電圧を印加したときに第２電極測定ステップで得られる前記第２電極ごとの測定値に基づいて、前記複数の第２電極からタッチ座標に対応する特定の少なくとも１つの第２電極を抽出し、抽出された前記特定の少なくとも１つの第１電極と抽出された前記特定の少なくとも１つの第２電極との交点に対応する測定値に対して第１ノイズフィルタをかけ、タッチ座標を特定する座標特定ステップとを含むことを特徴とするタッチパネル装置の制御方法。

Images