WO2013129304A1 - タッチパネル装置、情報処理装置、タッチ検出方法及び記憶媒体 - Google Patents

タッチパネル装置、情報処理装置、タッチ検出方法及び記憶媒体 Download PDF

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WO2013129304A1
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scanning
frequency
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area
voltage
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PCT/JP2013/054739
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敬太郎 杉本
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Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社
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    • G06F3/0446Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a touch panel device, an information processing device, a touch detection method, and a storage medium.
  • the capacitance detection type touch panel device disclosed in Patent Document 1 shifts to a sleep mode when a human finger does not touch the touch panel for a long time.
  • the period during which the scanning voltage is applied is lengthened to reduce power consumption.
  • a touch panel device includes: A touch panel having first and second electrodes facing each other, the touch surface being divided into a plurality of areas; A scanning unit for applying a scanning voltage to the first electrode; Based on the change in the voltage of the second electrode, the position where the touch surface in the area is touched is detected and output, and if the position is not detected for a predetermined time or longer in the area, The scanning unit is controlled so that a scanning voltage is applied to the first electrode at a first frequency, and when the position is detected in the area, the first electrode is applied to the first electrode in the area.
  • a control unit that controls the scanning unit such that a scanning voltage is applied at a second frequency higher than the frequency; Is provided.
  • An information processing apparatus provides: Provided with the above touch panel device as an input device, It is characterized by that.
  • a touch detection method includes: A touch voltage is applied to the touch panel to determine the position where the touch surface has been touched, and a touch on any one of a plurality of areas formed by dividing the touch surface is not detected for a predetermined time or more. If a touch is not detected for a predetermined time or longer, a scan voltage is applied to the area at the first frequency, and when a touch to any of the areas is detected, the area where the touch is detected is scanned. A voltage is applied at a second frequency higher than the first frequency, and a frequency at which a scanning voltage is applied is switched for each of the areas dividing the touch surface.
  • the touch panel is divided into a plurality of areas, and the first frequency and the second frequency are switched for each area. Therefore, compared with the case where the entire touch panel is set to the second frequency after the touch panel is touched, Electric power can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a capacitive touch panel device according to Embodiment 1 of the present invention. It is a schematic sectional drawing of the AA line of FIG. It is a schematic plan view of the X electrode for position detection. It is a schematic plan view of the Y electrode for position detection. It is a block diagram of a touch panel device. It is a chart for demonstrating the timing of the scanning voltage application to X electrode. It is a chart for demonstrating the timing of the scanning voltage application to X electrode. It is a chart for demonstrating the timing of the scanning voltage application to X electrode. It is a chart for demonstrating the timing of the scanning voltage application to X electrode. It is a chart for demonstrating the timing of the scanning voltage application to X electrode. It is a chart for demonstrating the timing of the scanning voltage application to X electrode. It is a chart for demonstrating the timing of the scanning voltage application to X electrode.
  • the touch panel device 10 is used as an input device in information processing apparatuses such as portable small electronic devices such as smartphones, bank ATMs, ticket vending machines, POS, game machines, tablet PCs, and notebook PCs.
  • the touch panel 12 is touched with a pointing device such as a human finger or a touch pen.
  • the touch panel device 10 outputs a touch position where the touch panel 12 is touched to a control unit of the information processing apparatus.
  • the touch panel device 10 includes a touch panel 12, a first controller 14, and a second controller 16.
  • the X electrodes X1 to X4 extend in the Y-axis direction (second direction), and in order from the terminal Xa side, are one approximately triangular electrode portion c, three approximately rhombus electrode portions b, and one A substantially triangular electrode portion a. Adjacent electrode portions a, b, and c are coupled by a coupling portion d.
  • the X electrodes 5 to X8 extend in the Y-axis direction, and in order from the terminal Xa side, one substantially triangular electrode part a, three substantially rhombus electrode parts b, and one substantially triangular electrode part c. Adjacent electrode portions a, b, and c are coupled by a coupling portion d.
  • the X electrodes X1 to X8 are electrically insulated from each other.
  • Y electrodes Y1 to Y4 for touch position discrimination are arranged in the Y-axis direction on the same X-axis and Y-axis orthogonal coordinates as in FIG. 3A.
  • Each of the Y electrodes Y1 to Y4 has a terminal Ya at one end on the + X side.
  • the Y electrodes Y1 to Y4 extend in the X-axis direction, and in order from the terminal Ya side, one substantially triangular electrode part e, seven substantially rhombic electrode parts f, and one substantially triangular electrode part g. Adjacent electrode portions e, f, and g are coupled by a coupling portion h.
  • the Y electrodes Y1 to Y4 are electrically insulated from each other.
  • the X electrodes X1 to X8 and the Y electrodes Y1 to Y4 for touch position discrimination are arranged as shown in FIG. That is, the longitudinal direction of the X electrodes X1 to X8 and the longitudinal direction of the Y electrodes Y1 to Y4 are orthogonal to each other so that the coupling portions d of the X electrodes X1 to X8 and the couplings h of the Y electrodes Y1 to Y4 overlap.
  • the X electrodes X1 to X8 and the Y electrodes Y1 to Y4 are arranged.
  • the X electrodes X1 to X4 are located in the area 12a, and the X electrodes X5 to X8 are located in the area 12b.
  • the first controller 14 is connected to each of the X electrodes X1 to X4 via a terminal Xa, and is connected to each of the Y electrodes Y1 to Y4 via a terminal Ya.
  • the first controller 14 is in charge of the area 12a and controls it.
  • the second controller 16 is connected to the X electrodes X5 to X8 via the terminal Xa, and is connected to the Y electrodes Y1 to Y4 via the terminal Ya.
  • the second controller 16 takes charge of the area 12b and controls it.
  • the controllers 14 and 16 are provided for each of the areas 12a and 12b.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the touch panel device 10 shown in FIG.
  • the touch panel device 10 functionally includes a touch panel 12, a first controller 14, and a second controller 16.
  • the first controller 14 includes a scanning unit 141 and a control unit 142.
  • the scanning unit 141 sequentially applies a scanning voltage to the X electrodes X1 to X4 for touch position determination. Specifically, the scanning unit 141 sequentially applies scanning voltages to the X electrodes X1 to X4 in synchronization with the rising edge of the clock signal having the low scanning frequency f0 (first frequency) or the high scanning frequency f1 (second frequency). To do. That is, the scanning unit 141 synchronizes with the rising edge of the clock signal having the low scanning frequency f0 or the high scanning frequency f1, and the X electrode X1, X electrode X2, X electrode X3, X electrode X4, X electrode X1, X electrode X2,. .
  • the scanning unit 141 outputs the scanning information Sx1 to the control unit 142.
  • the scanning information Sx1 is information indicating which X electrodes X1 to X4 are currently applied with the scanning voltage.
  • the scanning information Sx1 is information indicating “none” when no scanning voltage is applied to any of the X electrodes X1 to X4.
  • the control unit 142 detects changes in the voltages of the Y electrodes Y1 to Y4 that occur when the touch panel 12 is touched. When a voltage change occurs in any of the Y electrodes Y1 to Y4, the control unit 142 determines the touch position (X, Y) based on the scanning information Sx1 and the change in the voltages of the Y electrodes Y1 to Y4. Specifically, the control unit 142 determines the intersection of the X electrode, to which the scanning voltage is applied when a voltage change occurs in any of the Y electrodes Y1 to Y4, and the Y electrode, in which the voltage change has occurred, at the touch position. It is determined as (X, Y).
  • the control unit 142 determines the touch position (X, Y)
  • the control unit 142 outputs a frequency increase instruction signal Sc11 for switching the frequency from the low scanning frequency f0 to the high scanning frequency f1 to the scanning unit 141.
  • the high scanning frequency f1 is twice the frequency of the low scanning frequency f0.
  • the control unit 142 outputs a frequency decrease instruction signal Sc12 for switching the frequency from the high scanning frequency f1 to the low scanning frequency f0.
  • the scanning unit 141 switches the frequency at which the scanning voltage is applied to the X electrodes X1 to X4 in the area 12a to the low scanning frequency f0 or the high scanning frequency f1 in accordance with the frequency increase instruction signal Sc11 or the frequency decrease instruction signal Sc12.
  • the second controller 16 includes a scanning unit 161 and a control unit 162.
  • the scanning unit 161 sequentially applies scanning voltages to the X electrodes X5 to X8 for touch position determination. Specifically, the scanning unit 161 sequentially applies scanning voltages to the X electrodes X5 to X8 in synchronization with the rising edge of the clock signal having the low scanning frequency f0 or the high scanning frequency f1. That is, the scanning unit 161 synchronizes with the rising edge of the clock signal having the low scanning frequency f0 or the high scanning frequency f1, and the X electrode X5, X electrode X6, X electrode X7, X electrode X8, X electrode X5, X electrode X6. . .
  • a pulse voltage is sequentially applied as a scanning voltage.
  • the scanning unit 161 outputs the scanning information Sx2 to the control unit 162.
  • the scan information Sx2 is information indicating which X electrodes X5 to X8 are currently applied with the scan voltage.
  • the scan information Sx2 is information indicating “none” when no scan voltage is applied to any of the X electrodes X5 to X8.
  • the control unit 162 detects changes in the voltages of the Y electrodes Y1 to Y4 that occur when the touch panel 12 is touched. When a voltage change occurs in any of the Y electrodes Y1 to Y4, the control unit 162 determines the touch position (X, Y) based on the scanning information Sx2 and the change in the voltages of the Y electrodes Y1 to Y4. Specifically, the intersection of the X electrode to which the scanning voltage is applied when a voltage change occurs in any of the Y electrodes Y1 to Y4 and the Y electrode in which the voltage change occurs is the touch position (X, Y). Is determined. The control unit 162 outputs the touch position (X, Y) to the information processing device 31.
  • the control unit 162 When the scanning information Sx2 indicates “None” in which the scanning voltage is not applied to any of the X electrodes X5 to X8, the control unit 162 does not determine the touch position (X, Y) and does not output it. . The control unit 162 determines and outputs the touch position (X, Y) in the area 12b in charge.
  • scanning is performed for each slot (slot 1 to slot 12 in FIG. 5A), which is defined in order as shown in FIG. Change the controller to which the voltage is applied.
  • the first controller 14 applies scanning voltage in odd-numbered slots
  • the second controller 16 applies scanning voltage in even-numbered slots.
  • the timing at which the scanning voltage is applied to the X electrodes X1 to X4 and the timing at which the scanning voltage is applied to the X electrodes X5 to X8 by applying the scanning voltage to each of the controllers 14 and 16 are different from each other. Different.
  • 5C to 5F show the X electrodes X1 to X8 to which the first controller 14 and the second controller 16 apply the scanning voltage.
  • the first controller 14 sequentially places the X electrode X1, the X electrode X2, the X electrode X3 in the first, third, fifth, seventh, ninth, eleventh,.
  • a scanning voltage is applied to the X electrode X4, the X electrode X1, the X electrode X2,.
  • the second controller 16 places the X electrode X5, the X electrode X6, and the X electrode X7 in the second, fourth, sixth, eighth, tenth, twelfth,.
  • the scanning voltage is applied to the X electrode X8, the X electrode X5, the X electrode X6,.
  • the second controller 16 is a space in which the scanning voltage is not applied every other slot among the slots (second, fourth, sixth, eighth, tenth, and twelfth). Slots (fourth, eighth, and twelfth) are provided, and the frequency at which the scanning voltage is applied is halved. That is, the second controller 16 applies a scanning voltage at a high scanning frequency f1 in the pattern of FIG. 5C, and applies a scanning voltage at a low scanning frequency f0 that is 1/2 of the high scanning frequency f1 in the pattern of FIG. 5D. Yes.
  • the first controller 14 applies scanning voltages to the X electrode X1, the X electrode X2, and the X electrode X3 in order to the first, fifth, and ninth slots, respectively.
  • the third, seventh, and eleventh slots that are “vacant” no scanning voltage is applied to any of the X electrodes 1 to X8.
  • the first controller 14 applies the scanning voltage in the first, third, fifth, seventh, ninth, and eleventh slots.
  • the first controller 14 is a space in which the scanning voltage is not applied every other slot among the slots (first, third, fifth, seventh, ninth, eleventh).
  • the first controller 14 applies a scanning voltage at a high scanning frequency f1 in the pattern of FIG. 5C, and applies a scanning voltage at a low scanning frequency f0 that is 1 ⁇ 2 of the high scanning frequency f1 in the pattern of FIG. 5E. Yes.
  • the second controller 16 sequentially places the X electrode X5, the X electrode X6, the X electrode X7, in the second, fourth, sixth, eighth, tenth, and twelfth slots, respectively.
  • a scanning voltage is applied to the X electrode X8, the X electrode X5, and the X electrode X6.
  • the first controller 14 applies scanning voltages to the X electrode X1, the X electrode X2, and the X electrode X3 in order in the first, fifth, and ninth slots, respectively.
  • the third, seventh, and eleventh time slots that are “vacant” no scanning voltage is applied to any of the X electrodes 1 to X8.
  • the first controller 14 sets the scan voltage every other slot among the first, third, fifth, seventh, ninth, and eleventh slots. Empty slots (third, seventh, and eleventh) that are not applied are provided, and the frequency at which the scanning voltage is applied is halved compared to the patterns of FIGS. 5C and 5D.
  • the first controller 14 applies the scanning voltage at the high scanning frequency f1 in the patterns of FIGS. 5C and 5D, and at the low scanning frequency f0 that is 1/2 of the high scanning frequency f1 in the patterns of FIGS. 5E and 5F. A scanning voltage is applied.
  • the second controller 16 applies scanning voltages to the X electrode X5, the X electrode X6, and the X electrode X7 in order in the second, sixth, and tenth slots, respectively.
  • the fourth, eighth, and twelfth slots that are “vacant” no scanning voltage is applied to any of the X electrodes 1 to X8.
  • the second controller 16 sets the scan voltage every other slot among the second, fourth, sixth, eighth, tenth and twelfth slots.
  • the second controller 16 applies the scanning voltage at the high scanning frequency f1 in the patterns of FIGS. 5C and 5E, and at the low scanning frequency f0 that is 1/2 of the high scanning frequency f1 in the patterns of FIGS. 5D and 5F. A scanning voltage is applied.
  • the scanning unit 141 and the scanning unit 161 in FIG. 4 apply a scanning voltage to the X electrodes 1 to X8 in any pattern of FIGS. 5C to 5F.
  • the scanning unit 141 applies the scanning voltage at the low scanning frequency f0 illustrated in FIG. 5E or 5F to the high level illustrated in FIG. 5C or 5D.
  • the state is switched to a state in which the scanning voltage is applied at the scanning frequency f1. That is, the low power consumption state is switched to the fast response state.
  • the frequency decrease instruction signal Sc12 is input from the control unit 142
  • the scanning unit 141 starts from the state where the scanning voltage is applied at the high scanning frequency f1 illustrated in FIG. 5C or 5D, and the low scanning illustrated in FIG. 5E or 5F.
  • the state is switched to a state in which the scanning voltage is applied at the frequency f0. That is, the high-speed response state is switched to the low power consumption state.
  • the scanning unit 161 applies the scanning voltage at the low scanning frequency f0 illustrated in FIG. 5D or 5F to the high scanning frequency illustrated in FIG. 5C or 5E.
  • the state is switched to a state in which the scanning voltage is applied at f1. That is, the low power consumption state is switched to the fast response state.
  • the scanning unit 161 applies the scanning voltage at the high scanning frequency f1 illustrated in FIG. 5C or 5E to the low scanning frequency illustrated in FIG. 5D or 5F.
  • the state is switched to a state in which the scanning voltage is applied at f0. That is, the high-speed response state is switched to the low power consumption state.
  • the scanning unit 141 outputs, to the control unit 142, scanning information Sx1 indicating which X electrode X1 to X4 is currently applied with the scanning voltage at the first timing of each slot (first to twelfth).
  • the scan information Sx1 is information indicating “None” when the scan voltage is not applied to any of the X electrodes X1 to X4 as in the third slot of FIG. 5E.
  • the scanning unit 161 also outputs to the control unit 162 scanning information Sx2 indicating which X electrode X5 to X8 is currently applied with the scanning voltage at the first timing of each slot (first to twelfth).
  • the scan information Sx2 is information indicating “None” when the scan voltage is not applied to any of the X electrodes X5 to X8 as in the fourth slot of FIG. 5D.
  • the scanning unit 141 of the first controller 14 operates in a low power consumption state, and sequentially applies a scanning voltage to the X electrodes X1 to X4 at a low scanning frequency f0.
  • the scanning unit 161 of the second controller 16 sequentially applies a scanning voltage to the X electrodes X5 to X8 at the low scanning frequency f0. That is, the scanning voltage is applied to the X electrodes X1 to X8 in the pattern of FIG. 5F. As a result, as shown in FIG.
  • both the first and second areas 12a and 12b and the first and second controllers 14 and 16 are in a state of operating in a low power consumption state.
  • FIG. 6 shows a state in which voltage application is performed at a low scanning frequency f0 by indicating each electrode and the controller by dotted lines.
  • the user's finger or touch pen touches the area 12 a on the left side of the boundary 18.
  • the intersection position of the X electrode X2 and the Y electrode Y3 is touched.
  • the voltage of the Y electrode Y3 existing at the touch position changes at the timing when the scanning voltage is applied to the X electrode X2 existing at the touch position.
  • Both the control unit 142 of the first controller 14 and the control unit 162 of the second controller 16 detect a change in the voltage of the Y electrode Y3.
  • the control unit 142 that has detected a change in the voltage of the Y electrode Y3 refers to the scanning information Sx1 from the scanning unit 141.
  • the control unit 142 recognizes that the scanning voltage is being applied to the X electrode X2 based on the scanning information Sx1. And the control part 142 discriminate
  • the control unit 142 outputs the determined touch position (X, Y) to the information processing device 31. Further, the control unit 142 outputs a frequency increase instruction signal Sc11 that instructs the scanning unit 141 to increase the scanning frequency from the low scanning frequency f0 to the high scanning frequency f1.
  • the control unit 162 of the second controller 16 determines the touch position (X, Y) based on the scanning information Sx2 and the Y electrode that has detected the change in the voltage, and the scanning unit. 161 outputs a frequency increase instruction signal Sc21.
  • the scanning unit 161 switches the scanning frequency from the low scanning frequency f0 to the high scanning frequency f1.
  • the scanning unit 161 applies the scanning voltage to the X electrodes X5 to X8 at the high scanning frequency f1 until the frequency reduction instruction signal Sc22 is input.
  • the scanning unit 141 of the first controller 14 and the scanning unit 161 of the second controller 16 are touched.
  • Changes to the pattern shown in FIG. 5C that is, a state in which a scanning voltage is applied to the X electrodes X1 to X8 at a high scanning frequency f1. That is, as shown in FIG. 8, the area 12a, the first controller 14, the area 12b, and the second controller 16 are changed to a state of operating at the high scanning frequency f1.
  • the X electrodes X1 to X8 and the first controller 14 and the second controller 16 are indicated by solid lines to indicate the high scanning frequency states of the areas 12a and 12b.
  • the control unit 142 of the first controller 14 measures the time since the previous touch, and outputs a frequency decrease instruction signal Sc12 to the scanning unit 141 if no touch is detected for a predetermined time.
  • the scanning unit 141 switches the scanning frequency from the high scanning frequency f1 to the low scanning frequency f0.
  • the scanning unit 141 applies the scanning voltage to the X electrodes X1 to X4 at the low scanning frequency f0 until the frequency increase instruction signal Sc11 is input.
  • the first controller 14 The scanning unit 141 and the scanning unit 161 of the second controller 16 apply the pattern shown in FIG. 5E, that is, apply a scanning voltage to the X electrodes X1 to X4 at a low scanning frequency f0, and apply a high scanning frequency to the X electrodes X5 to X8.
  • the state changes to a state in which the scanning voltage is applied at f1. That is, as shown in FIG. 9, the area 12a and the first controller 14 operate at a low scanning frequency f0, and the area 12b and the second controller 16 operate at a high scanning frequency f1.
  • step S50 If any of the flags is 1 and a change in the voltage of the Y electrode is detected (step S50: YES), the flag is reset to 0, and then the scanning information Sx1 is referred to (step S60). If it is determined that a voltage is applied to any of the X electrodes X1 to X4 based on the scanning information Sx1 (step S70: YES), the touch position is determined as a touch to the area 12a is detected. (Step S80). Specifically, the intersection of the Y electrode whose flag is 1 and the X electrode indicated by the scanning information Sx1 is determined as the touch position (X, Y). Then, the determined touch position (X, Y) is output to the information processing device 31 (step S90).
  • step S110 the timer is turned on and time measurement is started (step S110). However, if the timer is already ON, the timer is reset to 0 and time measurement is started.
  • step S70 if it is determined that no voltage is applied to any of the X electrodes X1 to X4 based on the scanning information Sx1 (step S70: NO), it is assumed that the touch to the area 12a is not detected, and the process of step S10 is performed. Return to processing. That is, when the scanning information Sx1 is information indicating “none”, the process returns to step S10 without performing any special processing. Thereby, when the scanning information Sx1 is information indicating “none”, the touch position is not output from the control unit 142, and the frequency increase instruction signal Sc11 is not output.
  • step S10 if the timer is ON (step S10: YES), it is determined whether or not the timer has exceeded a predetermined time (step S20). If the predetermined time has not elapsed (step S20: NO), the process proceeds to step S50, and a change in the voltage of the Y electrode is detected. If the predetermined time has passed (step S20: YES), it means that the predetermined time or more has passed since the previous touch of the area 12a, so the frequency reduction instruction signal Sc12 is output to the scanning unit 141 (step). S30). Then, the timer is turned off (step S40).
  • the frequency reduction instruction signal Sc12 is output to the scanning unit 141. Thereby, the area 12a is changed to a low scanning frequency state (low power consumption state).
  • the processing of the control unit 142 ends when the touch panel device 10 is turned off.
  • the processing of the control unit 162 of the second controller 16 is the same as the processing of the control unit 142 of the first controller 14 shown in FIG.
  • the frequency decrease instruction signal Sc12 is the frequency decrease instruction signal Sc22
  • the scanning unit 141 is the scanning unit 161
  • the scanning information Sx1 is the scanning information Sx2
  • X4 is read as X electrodes X5 to X8, frequency increase instruction signal Sc11 is read as frequency increase instruction signal Sc21, and area 12a is read as area 12b.
  • the touch panel 12 is divided into a plurality of areas 12a and 12b, and the controllers 14 and 16 are provided for each of the areas 12a and 12b. Since the scanning units 141 and 161 and the control units 142 and 162 of each controller 14 and 16 scan and control only the area in charge, the controller 14 and 16 can be made smaller than a device that scans and controls the entire touch panel 12. it can. Further, the control units 142 and 162 perform control processing independently of each other. That is, since the control units 142 and 162 perform the touch position determination and the scanning frequency switching, it is possible to increase the degree of freedom of arrangement of the control units 142 and 162 without considering the connection between the control units. .
  • the scanning frequency is switched for each of the areas 12a and 12b that divide the touch panel 12.
  • the touch position detection in the areas 12a and 12b is performed at the low scanning frequency f0 as shown in FIG. To do.
  • any of the areas 12a and 12b is touched, as shown in FIGS. 7 and 9, only the touched area has a high scanning frequency f1 so that the touched area has a high response speed. Secure.
  • the scanning frequency of the area where the touch has not been detected for a predetermined time or more is set to the low scanning frequency f0, thereby suppressing power consumption. .
  • the scanning frequency of the whole touch panel 12 is made the high scanning frequency f1 after the touch panel 12 is touched, power consumption can be reduced.
  • the touch panel 12 is divided into a small area 12a1, a small area 12b1, a small area 12a2, and a small area 12b2 from the left side.
  • a boundary between the small area 12b1 and the small area 12a2 is defined as a boundary 18.
  • the area 12a is composed of a small area 12a1 and a small area 12a2.
  • the area 12b is composed of a small area 12b1 and a small area 12b2.
  • the X electrode X4 of the touch panel device 10 of FIG. 1 is disposed at the position of the X electrode X5, and the X electrode X5 is disposed at the position of the X electrode X4.
  • at least one of the X electrodes X1 to X4 of the area 12a is disposed between two X electrodes of the X electrodes X5 to X8 of the other adjacent area 12b.
  • at least one of the X electrodes X5 to X8 in the area 12b is disposed between two X electrodes in the X electrodes X1 to X4 in the area 12a.
  • the first controller 14 determines the touch position.
  • the second controller 16 determines the touch position.
  • the second controller 16 changes the voltage application to the X electrode X5 in the small area 12b1 and the X electrodes X6 to X8 in the small area 12b2 from the low scanning frequency f0 to the high scanning frequency f1.
  • the first controller 14 maintains the voltage application to the X electrodes X1 to X3 of the small area 12a1 and the X electrode X4 of the small area 12a2 at the high scanning frequency f1 unless the predetermined time has elapsed.
  • the predetermined time is a reference time for determining that the user does not operate the area 12a for the time being.
  • the predetermined time is longer than at least the time when the finger moves on the touch panel 12 for the purpose of operation. Therefore, the area 12a (small area 12a1 + small area 12a2) is maintained in a high-speed response state.
  • the 1st, 2nd controllers 14 and 16 can detect the movement (trajectory) of a finger finely in time.
  • the first controller 14 determines the touch position. Since the small area 12a2 is maintained in a high-speed response state, it is possible to reduce the time delay of the position determination operation when the finger moves across the boundary 18.
  • the first controller 14 maintains the voltage application to the X electrodes X1 to X3 in the small area 12a1 and the X electrode X4 in the small area 12a2 at the high scanning frequency f1.
  • the second controller 16 maintains the voltage application to the X electrode X5 of the small area 12b1 and the X electrodes X6 to X8 of the small area 12b2 at the high scanning frequency f1 unless the predetermined time has elapsed.
  • the predetermined time is a reference time for determining that the user does not operate the area 12b for the time being.
  • the predetermined time is longer than at least the time when the finger moves on the touch panel 12 for the purpose of operation. Therefore, the area 12b (small area 12b1 + small area 12b2) is maintained in a high-speed response state.
  • the second controller 16 determines the touch position.
  • the second controller 16 continues the detection of the movement (trajectory) of the finger while maintaining the voltage application to the X electrodes X5 to X8 at the high scanning frequency f1.
  • the first controller 14 changes the voltage application to the X electrodes X1 to X4 from the high scanning frequency f1 to the low scanning frequency f0 after a predetermined time has elapsed since the previous touch, thereby reducing power consumption.
  • the touch panel 12 is divided into a small area 12a1, a small area 12b1, a small area 12a2, and a small area 12b2 in order from the left side, and the small area 12b1 and the small area 12a2 are divided.
  • the boundary 18 is defined as the boundary 18, the area 12a is configured by the small area 12a1 and the small area 12a2, and the area 12b is configured by the small area 12b1 and the small area 12b2.
  • both the scanning frequencies of the first and second controllers 14 and 16 can be increased. Thereby, a response delay when the finger moves from the left side of the touch panel 12 to the right side can be reduced.
  • the touch panel 12 is divided into two areas 12a and 12b.
  • the touch panel 12 may be divided into three or more N areas.
  • N controllers for controlling the corresponding areas may be provided.
  • the area 12a and the area 12b were made into the substantially same shape and the same size, you may divide the touch panel 12 into several areas with a mutually different shape and a different size.
  • the areas 12a and 12b may be configured as a set of three or more small areas.
  • the shape of the small area is not limited to a rectangle, and various shapes such as a circle, an ellipse, and a polygon can be set.
  • the high scanning frequency f1 and the low scanning frequency f0 are the same between the plurality of areas 12a and 12b, but the high scanning frequency f1 or the low scanning frequency f0 may be different from each other.
  • the high scanning frequency f1 of the first controller 14 may be larger than the high scanning frequency f1 of the second controller.
  • the low scanning frequency f0 of the first controller 14 may be larger than the low scanning frequency f0 of the second controller.
  • the high scanning frequency f1 of the first controller 14 is set to the second controller 16's.
  • the low scanning frequency f0 of the first controller 14 is preferably set to be higher than the high scanning frequency f1 and higher than the low scanning frequency f0 of the second controller.
  • the high scanning frequency f1 of the first controller 14 is set to the second level.
  • the low scanning frequency f0 of the first controller 14 may be set to be smaller than the high scanning frequency f1 of the controller and smaller than the low scanning frequency f0 of the second controller. In this way, high-speed response is emphasized in the area 12a where the touch frequency is relatively large, and low power consumption is emphasized in the area 12b where the touch frequency is relatively small. Power consumption can be achieved efficiently and simultaneously.
  • the high scanning frequency f1 and the low scanning frequency f0 are relatively large as the frequency with which the area is touched is relatively large and relatively as the frequency with which the area is touched is relatively small. It may be set small.
  • the touch panel 12 When the touch panel 12 is divided into the areas 12a and 12b, considering whether the touch frequency is large or small, the small areas that are relatively touched are collected and set as one area 12a. It is also possible to collect small areas with relatively low frequency and set them in another area 12b. Then, the high scanning frequency f1 of the first controller 14 that controls the area 12a may be larger than the high scanning frequency f1 of the second controller that controls the area 12b. Further, the low scanning frequency f0 of the first controller 14 that controls the area 12a may be larger than the low scanning frequency f0 of the second controller that controls the area 12b. If the touch panel 12 is divided into a plurality of areas according to the frequency of touching and the scanning frequency is set for each controller according to the frequency of touching, high-speed response and low power consumption can be realized simultaneously and efficiently. .
  • the touch panel 12 When the touch panel 12 is divided into areas, small areas that are frequently touched continuously may be collected to form one area.
  • the scanning frequency of the touched area is changed to the high scanning frequency f1
  • the small areas that are frequently touched continuously are collected as one area, the area that has been changed to the high scanning frequency f1. Is likely to be touched continuously. If it does so, possibility that it can respond to a touch at high speed will become high. Further, since the other areas are maintained at the low scanning frequency f0, the power consumption is further reduced.
  • a time slot is provided as shown in FIG. 5A, and as shown in FIG. Assigned to each of the controllers 14 and 16, the scanning voltage was applied in a time-sharing manner.
  • the present invention is not limited to this, and the timing for applying the scanning voltage, the method for avoiding the collision, and the like are arbitrary and can be freely changed. Further, the scanning frequencies f0, f1, etc. are merely examples, and can be arbitrarily set.
  • the predetermined time in the above embodiment is a reference time for determining that the user of the touch panel device 10 does not operate the area 12a or the area 12b for the time being.
  • the predetermined time can be arbitrarily set, and is, for example, a time between 1 minute and 10 minutes.
  • the predetermined time may be set to a user's favorite time.
  • the predetermined time of the area 12a and the predetermined time of the area 12b may be the same or different.
  • control units 142 and 162 determine which X electrodes X1 to X8 are currently applied based on the scanning information Sx1 and Sx2 from the scanning units 141 and 161.
  • the present invention is not limited to this. Absent.
  • the control units 142 and 162 assign the slots, the number of seconds in each slot, the order in which the voltages are applied to the X electrodes X1 to X8, whether or not the frequency increase instruction signals Sc11 and Sc21 are output, and the frequency decrease. Based on whether or not the instruction signals Sc12 and Sc22 are output, etc., it may be determined to which X electrodes X1 to X8 the voltage is currently applied.
  • touch panel 12 may be physically combined with two or more touch panels.
  • the Y electrode is shared by the plurality of areas 12a and 12b, but the Y electrode may be provided for each area.
  • the shapes of the X electrodes X1 to X8 and the Y electrodes Y1 to Y4 are examples and are arbitrary.
  • the shape of the X electrodes X1 to X8 and the Y electrodes Y1 to Y4 may be a stripe shape or a shape in which the rhombus portion is replaced with a circle or an ellipse.
  • Each electrode is arranged on the same surface side of the transparent substrate 20, but as shown in FIG. 16, the X electrodes X1 to X8 are arranged on the upper surface of the transparent substrate 20, and the Y electrodes Y1 to Y4 are arranged on the lower surface thereof. It may also be arranged in reverse.
  • the protective layer 21 may be disposed on the lower surfaces of the Y electrodes Y1 to Y4 as in the illustrated example.
  • the insulating layer 22 may not be provided as in the illustrated example.
  • the X electrodes X1 to X8 and the Y electrodes Y1 to Y4 are insulated from each other by providing the insulating layer 22, but by covering each electrode with an insulating material, the X electrodes X1 to X8 and Y
  • the electrodes Y1 to Y4 may be insulated from each other. If each electrode is covered with an insulating material, there is no need to provide an insulating layer, and the X electrode X1 to X8 and the Y electrode Y1 to Y4 are connected to each Y electrode Y1 to It can arrange
  • the X electrodes X1 to X8 and the Y electrodes Y1 to Y4 can be arranged on the same plane from the electrode portions a to c (FIG. 3A) and e to g (FIG. 3B) other than the coupling portions d and h.
  • the touch panel 12 can be made thin.
  • wiring that connects the first controller 14 and the second controller 16 to each other is provided, and wiring from the terminal Ya is connected to the wiring.
  • the voltage change of the Y electrodes Y1 to Y4 is input to the first controller 14 and the second controller 16, but the present invention is not limited to this.
  • the voltage change of the Y electrodes Y1 to Y4 may be separately input to the control unit 142 and the control unit 162 by directly connecting the wiring from the terminal Ya to the control unit 142 and the control unit 162, respectively. . In this way, the independence between the control unit 142 and the control unit 162 is increased, and the degree of freedom of arrangement of the control units 142 and 162 is further increased.
  • the terminals Xa of the X electrodes X1 to X4 and the terminals Xa of the X electrodes X5 to X8 are arranged on different surfaces of the touch panel 12, You may make it arrange
  • the arrangement of the terminals Xa can also be set as appropriate.
  • the touch panel device 10 is described as an example of a projected capacitive touch panel, but may be a surface capacitive touch panel or an inner capacitive touch panel.
  • the touch panel device 10 includes a so-called touch pad, a touch sensor, and the like, and these are also included in the touch panel device of the present invention.
  • the touch panel device 10 outputs the touch position to the information processing device 31.
  • the information processing device 31 is, for example, a portable small electronic device such as a smartphone, a bank ATM, a ticket vending machine, a POS, a game machine, a tablet PC, or a notebook PC. These information processing devices 31 may determine and control the next operation based on the input touch position.
  • the first and second controllers 14 and 16 are provided for each of the areas 12a and 12b. However, as shown in FIG. It is good also as what controls. Even in one controller 146, the scanning frequencies f0 and f1 of the areas 12a and 12b are switched for each area.
  • the controller 146 includes a control unit 146a and a scanning unit 146b.
  • the scanning unit 146b sequentially applies a scanning voltage to the X electrodes X1 to X8 at a low scanning frequency f0 or a high scanning frequency f1 for touch position determination. Further, the scanning unit 146b outputs the scanning information Sx to the control unit 146a.
  • the scanning information Sx is information indicating which X electrodes X1 to X8 are currently applied with the scanning voltage.
  • the control unit 146a determines the touch position (X, Y) based on the scanning information Sx and the change in the voltages of the Y electrodes Y1 to Y4. Specifically, the intersection of the X electrode to which the scanning voltage is applied when a voltage change occurs in any of the Y electrodes Y1 to Y4 and the Y electrode in which the voltage change occurs is the touch position (X, Y). Is determined. The control unit 146a outputs the determined touch position (X, Y) to the information processing device 31.
  • the control unit 146a performs low scanning to apply the scanning voltage to the areas 12a and 12b for which the touch has not been detected for the predetermined time or longer.
  • Frequency decrease instruction signals Sc12 and Sc22 performed at the frequency f0 are output to the scanning unit 146b.
  • the control unit 146a detects a touch on any of the areas 12a and 12b, the frequency increase instruction signals Sc11 and Sc21 for applying the scanning voltage to the areas 12a and 12b where the touch is detected at the high scanning frequency f1. Is output to the scanning unit 146b.
  • the scanning unit 146b switches the frequency at which the scanning voltage is applied for each of the areas 12a and 12b according to the frequency decrease instruction signals Sc12 and Sc22 and the frequency increase instruction signals Sc11 and Sc21 output from the control unit 146a.
  • a touch panel having first and second electrodes facing each other, the touch surface being divided into a plurality of areas;
  • a scanning unit for applying a scanning voltage to the first electrode; Based on the change in the voltage of the second electrode, the position where the touch surface in the area is touched is detected and output, and if the position is not detected for a predetermined time or longer in the area, The scanning unit is controlled so that a scanning voltage is applied to the first electrode at a first frequency, and when the position is detected in the area, the first electrode is applied to the first electrode in the area.
  • a control unit that controls the scanning unit such that a scanning voltage is applied at a second frequency higher than the frequency;
  • a touch panel device comprising:
  • a touch voltage is applied to the touch panel to determine the position where the touch surface has been touched, and a touch on any one of a plurality of areas formed by dividing the touch surface is not detected for a predetermined time or more. If a touch is not detected for a predetermined time or longer, a scan voltage is applied to the area at the first frequency, and when a touch to any of the areas is detected, the area where the touch is detected is scanned. Applying a voltage at a second frequency higher than the first frequency, and switching a frequency at which a scanning voltage is applied for each of the areas dividing the touch surface; The touch detection method characterized by the above-mentioned.
  • the present invention is suitable for a touch panel device that can reduce power consumption even when the touch panel is touched, an information processing device, a touch detection method, and a recording medium on which a program is recorded.

Abstract

 タッチパネル装置(10)は、対向する第1電極(X1)~(X8)及び第2電極(Y1)~(Y4)を有し、タッチ面が複数のエリアに区分されたタッチパネル(12)と、前記第1電極(X1)~(X8)に走査電圧を印加する走査部(141)(161)と、前記第2電極(Y1)~(Y4)の電圧の変化に基づいて、前記エリア内の前記タッチ面がタッチされた位置を検出して出力し、前記エリア内で前記位置が所定時間以上検出されない場合は、該エリア内の前記第1電極(X1)~(X8)に第1周波数で走査電圧が印加されるように、前記走査部(141)(161)を制御し、前記エリア内で前記位置が検出された場合は、該エリア内の前記第1電極(X1)~(X8)に前記第1周波数よりも高い第2周波数で走査電圧が印加されるように、前記走査部(141)(161)を制御する制御部(142)(162)とを備える。

Description

タッチパネル装置、情報処理装置、タッチ検出方法及び記憶媒体
 本発明は、タッチパネル装置、情報処理装置、タッチ検出方法及び記憶媒体に関する。
 静電容量検知方式のタッチパネル装置が携帯電話やコンピュータ等の画面に使用されている。かかるタッチパネル装置のタッチパネルのサイズを大型化したり、タッチパネル装置を高機能化したりすることによって、タッチパネル装置の消費電力が増加している。
 タッチパネル装置の消費電力の増加に対処するため、特許文献1に開示されている静電容量検知方式のタッチパネル装置は、長時間タッチパネルに人の指が触れなかった場合、スリープモードに移行し、タッチパネルに走査電圧を印加する周期を長くして消費電力を低減する。
 また、タッチパネルの大型化に伴って、タッチパネル装置に使用される半導体素子等の部品も大型化する傾向にあり、部品配置の制約が大きくなっている。
特開2009-252235号公報
 本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、消費電力を削減しつつ、部品配置の自由度を保つことを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の第1の観点に係るタッチパネル装置は、
 対向する第1電極及び第2電極を有し、タッチ面が複数のエリアに区分されたタッチパネルと、
 前記第1電極に走査電圧を印加する走査部と、
 前記第2電極の電圧の変化に基づいて、前記エリア内の前記タッチ面がタッチされた位置を検出して出力し、前記エリア内で前記位置が所定時間以上検出されない場合は、該エリア内の前記第1電極に第1周波数で走査電圧が印加されるように、前記走査部を制御し、前記エリア内で前記位置が検出された場合は、該エリア内の前記第1電極に前記第1周波数よりも高い第2周波数で走査電圧が印加されるように、前記走査部を制御する制御部と、
 を備える。
 本発明の第2の観点に係る情報処理装置は、
 上述のタッチパネル装置を入力装置として備える、
 ことを特徴とする。
 本発明の第3の観点に係るタッチ検出方法は、
 タッチ面がタッチされた位置の判別のためにタッチパネルに走査電圧を印加し、前記タッチ面を区分して形成される複数のエリアのうちのいずれかのエリアへのタッチが所定時間以上検出されなかった場合は、タッチが所定時間以上検出されなかった前記エリアへの走査電圧の印加を第1周波数で行い、いずれかの前記エリアへのタッチを検出すると、タッチが検出された前記エリアへの走査電圧の印加を前記第1周波数よりも高い第2周波数で行い、前記タッチ面を区分する前記エリア毎に、走査電圧を印加する周波数を切り替える。
 本発明の第4の観点に係るプログラムを記録した記録媒体は、
 タッチ面を区分して形成される複数のエリアのうちのいずれかのエリアへのタッチが所定時間以上検出されなかった場合は、タッチが所定時間以上検出されなかった前記エリアへの走査電圧の印加を第1周波数で行う指示を、タッチパネルにタッチ位置判別のために走査電圧を印加する走査部に出力する処理と、
 前記複数のエリアのいずれかのエリアへのタッチを検出すると、タッチが検出された前記エリアへの走査電圧の印加を前記第1周波数よりも高い第2周波数で行う指示を前記走査部に出力する処理と、
 をプロセッサに実行させるプログラムを記録している。
 本発明によれば、タッチパネルを複数のエリアに区分し、エリアごとに第1周波数と第2周波数を切り替えるので、タッチパネルがタッチされた後にタッチパネル全体を第2周波数にする場合と比較して、消費電力を低減することができる。
本発明の実施形態1に係る静電容量タッチパネル装置の概略平面図である。 図1のA-A線の概略断面図である。 位置検出用のX電極の概略平面図である。 位置検出用のY電極の概略平面図である。 タッチパネル装置のブロック図である。 X電極への走査電圧印加のタイミングを説明するためのチャートである。 X電極への走査電圧印加のタイミングを説明するためのチャートである。 X電極への走査電圧印加のタイミングを説明するためのチャートである。 X電極への走査電圧印加のタイミングを説明するためのチャートである。 X電極への走査電圧印加のタイミングを説明するためのチャートである。 X電極への走査電圧印加のタイミングを説明するためのチャートである。 タッチパネル装置の使用状態と動作を示す図である。 タッチパネル装置の使用状態と動作を示す図である。 タッチパネル装置の使用状態と動作を示す図である。 タッチパネル装置の使用状態と動作を示す図である。 制御部の処理を示すフローチャートである。 実施の形態2に係るタッチパネル装置の概略構成図である。 図11に示すタッチパネル装置の使用状態と動作を示す図である。 図11に示すタッチパネル装置の使用状態と動作を示す図である。 図11に示すタッチパネル装置の使用状態と動作を示す図である。 図11に示すタッチパネル装置の使用状態と動作を示す図である。 タッチパネル装置の断面構成の変形例を示す概略断面図である。 変形例に係るタッチパネル装置の構成図である。
 以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係るタッチパネル装置を、投影型静電容量方式のタッチパネル装置を例に説明する。
(実施の形態1)
 以下、実施の形態1に係るタッチパネル装置10の構成について説明する。
 タッチパネル装置10は、スマートフォン等の携帯小型電子装置、銀行のATM、切符自動販売機、POS、ゲーム機、タブレットPC、ノートPC等の情報処理装置において入力装置として使用される。タッチパネル12は、人の指又はタッチペン等のポインティングデバイスでタッチされるものである。タッチパネル装置10は、タッチパネル12がタッチされた位置であるタッチ位置を情報処理装置の制御部等に出力する。タッチパネル装置10は、図1に示すように、タッチパネル12と、第1のコントローラ14、第2のコントローラ16とから構成される。
 図2は、図1のA-A線の概略断面図である。タッチパネル12は、図2に示すように、透明基板20と、透明基板20の上面に配置された複数のY電極Y1~Y4(第2電極)と、Y電極Y1~Y4の上に配置された絶縁層22と、絶縁層22の上面に配置された複数のX電極(第1電極)X1~X8と、X電極X1~X8の上に配置された保護層24とが積層され、構成されている。保護層24は人の指等で物理的にタッチされるタッチ面となる。タッチパネル12は、表示装置30の表示画面上に配置される。
 タッチパネル12は、表示装置30に表示される画像が視認可能なように、ほぼ透明に構成される。透明基板20は、ガラス等の透明絶縁体で構成される。X電極X1~X8とY電極Y1~Y4は、例えばITO(Indium Tin Oxide)又はATO(Antimony Tin Oxide)からなる透明導電膜で構成される。絶縁層22は、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムで構成される。保護層24は、例えばSiO(二酸化珪素)フィルムで構成される。
 絶縁層22は、X電極X1~X8とY電極Y1~Y4とを絶縁する。絶縁層22は、X電極X1~X8とY電極Y1~Y4との間の誘電体として機能する。
 図3Aに示すように、X軸とY軸の直交座標上において、タッチ位置判別用のX電極X1~X8は、X軸方向(第1の方向)に配列されている。X電極X1~X8は、それぞれ、一端に端子Xaを有する。X電極X1~X4の端子Xaは、-Y側に設けられ、X電極X5~X8の端子Xaは、+Y側に設けられている。X電極X1~X4は、Y軸方向(第2の方向)に延び、端子Xa側から順に、1個のほぼ三角形状の電極部c、3個のほぼ菱形の電極部bと、1個のほぼ三角形状の電極部aとを含む。互いに隣接する電極部a,b,cは結合部dによって結合されている。X電極5~X8は、Y軸方向に延び、端子Xa側から順に、1個のほぼ三角形状の電極部a、3個のほぼ菱形の電極部bと、1個のほぼ三角形状の電極部cとを含む。互いに隣接する電極部a,b,cは結合部dによって結合されている。X電極X1~X8は、互いに対して電気的に絶縁されている。
 図3Bに示すように、図3Aと同一のX軸とY軸の直交座標上において、タッチ位置判別用のY電極Y1~Y4は、Y軸方向に配列されている。Y電極Y1~Y4は、それぞれ、+X側の一端に端子Yaを有する。Y電極Y1~Y4は、X軸方向に延び、端子Ya側から順に、1個のほぼ三角形状の電極部e、7個のほぼ菱形の電極部fと、1個のほぼ三角形状の電極部gとを含む。互いに隣接する電極部e,f,gは結合部hによって結合されている。Y電極Y1~Y4は、互いに対して電気的に絶縁されている。
 そして、タッチ位置判別用のX電極X1~X8とY電極Y1~Y4とは、図1に示すように配置されている。つまり、X電極X1~X8の長手方向とY電極Y1~Y4の長手方向とが直交し、X電極X1~X8の各結合部dとY電極Y1~Y4の各結合hとが重なるように、X電極X1~X8とY電極Y1~Y4とは配置されている。
 X電極X1~X8に走査電圧を印加すると、走査電圧を印加されているX電極と、グランドにプルダウンされているY電極との間に電界が発生する。電界が発生している箇所に指やタッチペンを近づけると、X電極X1~X8とY電極Y1~Y4間の電界は減少する。この電界の減少によって、電極間の電荷が減少し、電極間の電圧が変化する。その結果、タッチ位置に延在しているY電極Y1~Y4の電圧が変化する。
 図1に示すタッチパネル12のタッチ面は、境界18の左側のエリア12aと、境界18の右側のエリア12bに区分されている。X電極X1~X4はエリア12aに位置し、X電極X5~X8はエリア12bに位置している。
 第1のコントローラ14は、各X電極X1~X4に、端子Xaを介して接続され、また、各Y電極Y1~Y4に、端子Yaを介して接続されている。第1のコントローラ14は、エリア12aを担当し、これを制御する。
 第2のコントローラ16は、各X電極X5~X8に、端子Xaを介して接続され、また、各Y電極Y1~Y4に、端子Yaを介して接続されている。第2のコントローラ16は、エリア12bを担当し、これを制御する。このように、コントローラ14,16は、エリア12a,12b毎に備えられる。
 図4は、図1に示すタッチパネル装置10の機能ブロック図である。タッチパネル装置10は、機能的には、タッチパネル12と、第1のコントローラ14と、第2のコントローラ16とを備える。
 第1のコントローラ14は、走査部141と、制御部142とを備える。走査部141は、X電極X1~X4にタッチ位置判別のために走査電圧を順次印加する。具体的には、走査部141は、低走査周波数f0(第1周波数)又は高走査周波数f1(第2周波数)のクロック信号の立ち上がりに同期して、X電極X1~X4に走査電圧を順次印加する。即ち、走査部141は、低走査周波数f0又は高走査周波数f1のクロック信号の立ち上がりに同期して、X電極X1、X電極X2,X電極X3,X電極X4、X電極X1、X電極X2...に、パルス電圧を走査電圧として順次印加する。また、走査部141は、制御部142に、走査情報Sx1を出力する。走査情報Sx1は、現在どのX電極X1~X4に走査電圧を印加しているかを示す情報である。走査情報Sx1は、どのX電極X1~X4にも走査電圧を印加していない場合は、「なし」を示す情報となる。
 制御部142は、タッチパネル12がタッチされると起きるY電極Y1~Y4の電圧の変化を検出する。制御部142は、Y電極Y1~Y4のいずれかに電圧変化が生じたときに、走査情報Sx1と、Y電極Y1~Y4の電圧の変化に基づいてタッチ位置(X,Y)を判別する。具体的には、制御部142は、Y電極Y1~Y4のいずれかに電圧変化が生じたときに走査電圧を印加しているX電極と、電圧変化が生じたY電極との交点をタッチ位置(X,Y)と判別する。制御部142は、タッチ位置(X,Y)を情報処理装置31に出力する。制御部142は、走査情報Sx1が、どのX電極X1~X4にも走査電圧を印加していない「なし」を示している場合は、タッチ位置(X,Y)を判別せず、出力もしない。制御部142は、担当するエリア12a内のタッチ位置(X,Y)を判別して出力する。
 また、制御部142は、タッチ位置(X,Y)を判別したときは、走査部141に、周波数を低走査周波数f0から高走査周波数のf1に切り替える周波数増大指示信号Sc11を出力する。高走査周波数f1は低走査周波数f0の2倍の周波数である。更に、制御部142は、所定時間以上、エリア12aへのタッチを検出できないときは、走査部141に、周波数を高走査周波数f1から低走査周波数f0に切り替える周波数減少指示信号Sc12を出力する。
 走査部141は、周波数増大指示信号Sc11又は周波数減少指示信号Sc12に従い、エリア12a内のX電極X1~X4に走査電圧を印加する周波数を低走査周波数f0又は高走査周波数f1に切り替える。
 第2のコントローラ16は、走査部161と、制御部162とを備える。走査部161は、X電極X5~X8にタッチ位置判別のために走査電圧を順次印加する。具体的には、走査部161は、低走査周波数f0又は高走査周波数f1のクロック信号の立ち上がりに同期して、X電極X5~X8に走査電圧を順次印加する。即ち、走査部161は、低走査周波数f0又は高走査周波数f1のクロック信号の立ち上がりに同期して、X電極X5、X電極X6,X電極X7,X電極X8、X電極X5、X電極X6...に、パルス電圧を走査電圧として順次印加する。また、走査部161は、制御部162に、走査情報Sx2を出力する。走査情報Sx2は、現在どのX電極X5~X8に走査電圧を印加しているかを示す情報である。走査情報Sx2は、どのX電極X5~X8にも走査電圧を印加していない場合は、「なし」を示す情報となる。
 制御部162は、タッチパネル12がタッチされると起きるY電極Y1~Y4の電圧の変化を検出する。制御部162は、Y電極Y1~Y4のいずれかに電圧変化が生じたときに、走査情報Sx2と、Y電極Y1~Y4の電圧の変化に基づいてタッチ位置(X,Y)を判別する。具体的には、Y電極Y1~Y4のいずれかに電圧変化が生じたときに走査電圧を印加しているX電極と、電圧変化が生じたY電極との交点をタッチ位置(X,Y)と判別する。制御部162は、タッチ位置(X,Y)を情報処理装置31に出力する。制御部162は、走査情報Sx2が、どのX電極X5~X8にも走査電圧を印加していない「なし」を示している場合は、タッチ位置(X,Y)を判別せず、出力もしない。制御部162は、担当するエリア12b内のタッチ位置(X,Y)を判別して出力する。
 また、制御部162がタッチ位置(X,Y)を判別したときは、走査部161に、周波数を低走査周波数f0から高走査周波数f1に切り替える周波数増大指示信号Sc21を出力する。更に、制御部162は、所定時間以上、エリア12bへのタッチを検出できないときは、走査部161に、周波数を高走査周波数f1から低走査周波数f0に切り替える周波数減少指示信号Sc22を出力する。
 走査部161は、周波数増大指示信号Sc21又は周波数減少指示信号Sc22に従い、エリア12b内のX電極X5~X8に走査電圧を印加する周波数を低走査周波数f0又は高走査周波数f1に切り替える。
 図5Aのように連続して順番に規定される、長さが例えばミリ秒程度のスロット(図5Aでは、第1スロット~第12スロット)について、図5Bに示すように、スロットごとに、走査電圧を印加するコントローラを変更する。ここでは、第1のコントローラ14は、奇数番目のスロットで走査電圧の印加を行い、第2のコントローラ16は、偶数番目のスロットで走査電圧の印加を行う。コントローラ14,16各々が、異なるスロットで走査電圧の印加を行うことにより、X電極X1~X4に走査電圧が印加されるタイミングと、X電極X5~X8に走査電圧が印加されるタイミングは、互いに異なる。
 図5C~図5Fのパターン図は、第1のコントローラ14と第2のコントローラ16とが、どのX電極X1~X8に走査電圧を印加しているかを示す。例えば図5Cのパターンでは、第1のコントローラ14は、第1、第3、第5、第7,第9、第11…のスロットに、それぞれ順にX電極X1、X電極X2、X電極X3、X電極X4、X電極X1、X電極X2…に走査電圧を印加している。また、図5Cのパターンでは、第2のコントローラ16は、第2、第4、第6、第8、第10、第12…のスロットに、それぞれ順にX電極X5、X電極X6、X電極X7、X電極X8、X電極X5、X電極X6…に走査電圧を印加している。
 図5Dのパターンでは、第1のコントローラ14は、第1、第3、第5、第7,第9、第11のスロットに、それぞれ順にX電極X1、X電極X2、X電極X3、X電極X4、X電極X1、X電極X2に走査電圧を印加している。
 また、図5Dのパターンでは、第2のコントローラ16は、第2、第6、第10のスロットに、それぞれ順にX電極X5、X電極X6、X電極X7に走査電圧を印加している。「空き」である第4、第8、第12のスロットには、いずれのX電極X1~X8にも走査電圧を印加していない。図5Cのパターンと図5Dのパターンを比較すると、図5Cのパターンでは、第2のコントローラ16は第2、第4、第6、第8、第10、第12スロットで走査電圧を印加するのに対し、図5Dのパターンでは、第2のコントローラ16は、スロット(第2、第4、第6、第8、第10、第12)のうち、1つのスロットおきに走査電圧を印加しない空きのスロット(第4、第8、第12)を設け、走査電圧を印加する周波数を半分にしている。つまり、第2のコントローラ16は、図5Cのパターンでは高走査周波数f1で走査電圧を印加し、図5Dのパターンでは高走査周波数f1の1/2の低走査周波数f0で走査電圧を印加している。
 図5Eのパターンでは、第1のコントローラ14は、第1、第5、第9のスロットに、それぞれ順にX電極X1、X電極X2、X電極X3に走査電圧を印加する。「空き」である第3、第7、第11のスロットには、いずれのX電極1~X8にも走査電圧を印加していない。図5Cのパターンと図5Eのパターンを比較すると、図5Cのパターンでは、第1のコントローラ14は第1、第3、第5、第7,第9、第11スロットで走査電圧を印加するのに対し、図5Eのパターンでは、第1のコントローラ14は、スロット(第1、第3、第5、第7,第9、第11)のうち、1つのスロットおきに走査電圧を印加しない空きのスロット(第3、第7、第11)を設け、走査電圧を印加する周波数を半分にしている。つまり、第1のコントローラ14は、図5Cのパターンでは高走査周波数f1で走査電圧を印加し、図5Eのパターンでは高走査周波数f1の1/2の低走査周波数f0で走査電圧を印加している。
 また、図5Eのパターンでは、第2のコントローラ16は、第2、第4、第6、第8、第10、第12のスロットに、それぞれ順にX電極X5、X電極X6、X電極X7、X電極X8、X電極X5、X電極X6に走査電圧を印加している。
 図5Fのパターンでは、第1のコントローラ14は、第1、第5、第9のスロットに、それぞれ順にX電極X1、X電極X2、X電極X3に走査電圧を印加している。「空き」である第3、第7、第11のタイムスロットには、いずれのX電極1~X8にも走査電圧を印加していない。図5Fのパターンでは、図5Eのパターンと同様に、第1のコントローラ14は、第1、第3、第5、第7,第9、第11スロットのうち、1つのスロットおきに走査電圧を印加しない空きのスロット(第3、第7、第11)を設け、走査電圧を印加する周波数を図5Cや図5Dのパターンの場合の半分にしている。つまり、第1のコントローラ14は、図5Cや図5Dのパターンでは高走査周波数f1で走査電圧を印加し、図5Eや図5Fのパターンでは高走査周波数f1の1/2の低走査周波数f0で走査電圧を印加している。
 また、図5Fのパターンでは、第2のコントローラ16は、第2、第6、第10のスロットに、それぞれ順にX電極X5、X電極X6、X電極X7に走査電圧を印加している。「空き」である第4、第8、第12のスロットには、いずれのX電極1~X8にも走査電圧を印加していない。図5Fのパターンでは、図5Dのパターンと同様に、第2のコントローラ16は、第2、第4、第6、第8、第10、第12スロットのうち、1つのスロットおきに走査電圧を印加しない空きのスロット(第4、第8、第12)を設け、走査電圧を印加する周波数を図5Cや図5Eのパターンの場合の半分にしている。つまり、第2のコントローラ16は、図5Cや図5Eのパターンでは高走査周波数f1で走査電圧を印加し、図5Dや図5Fのパターンでは高走査周波数f1の1/2の低走査周波数f0で走査電圧を印加している。
 図4の走査部141と走査部161は、図5Cから図5FのいずれかのパターンでX電極1~X8に走査電圧を印加する。例えば、制御部142から周波数増大指示信号Sc11を入力した場合、走査部141は、図5E又は図5Fに示す低走査周波数f0で走査電圧を印加している状態から図5C又は図5Dに示す高走査周波数f1で走査電圧を印加する状態に切り替える。即ち、低消費電力状態から高速応答状態に切り替える。制御部142から周波数減少指示信号Sc12を入力した場合は、走査部141は、図5C又は図5Dに示す高走査周波数f1で走査電圧を印加している状態から図5E又は図5Fに示す低走査周波数f0で走査電圧を印加する状態に切り替える。即ち、高速応答状態から低消費電力状態に切り替える。
 制御部162から周波数増大指示信号Sc21を入力した場合、走査部161は、図5D又は図5Fに示す低走査周波数f0で走査電圧を印加している状態から図5C又は図5Eに示す高走査周波数f1で走査電圧を印加する状態に切り替える。即ち、低消費電力状態から高速応答状態に切り替える。制御部162から周波数減少指示信号Sc22を入力した場合、走査部161は、図5C又は図5Eに示す高走査周波数f1で走査電圧を印加している状態から図5D又は図5Fに示す低走査周波数f0で走査電圧を印加する状態に切り替える。即ち、高速応答状態から低消費電力状態に切り替える。
 走査部141は、各スロット(第1~第12)の最初のタイミングで、現在どのX電極X1~X4に走査電圧を印加しているかを示す走査情報Sx1を制御部142に出力する。走査情報Sx1は、図5Eの第3のスロットのように、どのX電極X1~X4にも走査電圧を印加していない空き時間の場合は、「なし」を示す情報となる。走査部161も、各スロット(第1~第12)の最初のタイミングで、現在どのX電極X5~X8に走査電圧を印加しているかを示す走査情報Sx2を制御部162に出力する。走査情報Sx2は、図5Dの第4のスロットのように、どのX電極X5~X8にも走査電圧を印加していない空き時間の場合は、「なし」を示す情報となる。
 次に、図6~図9を参照して、上記構成のタッチパネル装置10の動作を説明する。
 タッチパネル装置10を起動後、第1のコントローラ14の走査部141は、低消費電力状態で動作し、X電極X1~X4に、走査電圧を、低走査周波数f0で順次印加する。同様に、第2のコントローラ16の走査部161は、X電極X5~X8に、走査電圧を、低走査周波数f0で順次印加する。即ち、図5Fのパターンで、X電極X1~X8に走査電圧を印加する。これにより、図6に示すように、第1と第2のエリア12a及び12b,第1と第2のコントローラ14,16のいずれも、低消費電力状態で動作する状態となる。なお、図6では、各電極、及びコントローラを点線で示すことによって電圧印加を低走査周波数f0で行っている状態が示されている。
 次に、使用者の指又はタッチペンが境界18より左側のエリア12aをタッチしたとする。ここでは、X電極X2とY電極Y3の交差位置をタッチしたと仮定する。すると、タッチ位置に存在するX電極X2に走査電圧が印加されているタイミングで、タッチ位置に存在するY電極Y3の電圧が変化する。
 第1のコントローラ14の制御部142と第2のコントローラ16の制御部162とは、共にY電極Y3の電圧の変化を検出する。
 Y電極Y3の電圧の変化を検出した制御部142は、走査部141からの走査情報Sx1を参照する。制御部142は、走査情報Sx1に基づいて、X電極X2に走査電圧を印加中であると認識する。そして、制御部142は、走査電圧を印加しているX電極X2と電圧の変化を検出したY電極Y3との交点がタッチされたと判別する。
 制御部142は、判別したタッチ位置(X,Y)を情報処理装置31に出力する。更に、制御部142は、走査部141に、走査周波数を低走査周波数f0から高走査周波数f1に増大させることを指示する周波数増大指示信号Sc11を出力する。
 周波数増大指示信号Sc11を入力すると、走査部141は、走査周波数を低走査周波数f0から高走査周波数f1に切り替える。そして、走査部141は、周波数減少指示信号Sc12を入力するまで、高走査周波数f1でX電極X1~X4に走査電圧を印加する。
 一方、Y電極Y3の電圧の変化を検出した第2のコントローラ16の制御部162は、走査部161からの走査情報Sx2を参照する。制御部162は、走査情報Sx2に基づいて、Y電極Y3の電圧の変化を検出した際には、いずれのX電極X5~X8にも走査電圧を印加していないと認識する。何れのX電極X5~X8にも走査電圧を印加していないと認識した場合、制御部162は、特段の処理を行わない。つまり、制御部162は、タッチ位置(X,Y)を出力せず、周波数増大指示信号Sc21も出力しない。このため、走査部161は、走査周波数を低走査周波数f0から高走査周波数f1に切り替えず、低走査周波数f0のままでX電極X5~X8に走査電圧を印加する。
 従って、使用者の指又はタッチペンが境界18より左側のエリア12aをタッチすると、第1のコントローラ14の走査部141と第2のコントローラ16の走査部161とは、図5Dに示すパターン、即ち、X電極X1~X4を高走査周波数f1で走査し、X電極X5~X8を低走査周波数f0で走査する状態に変化する。つまり、図7に示すように、タッチパネル12のエリア12aと第1のコントローラ14とが高走査周波数f1で動作し、タッチパネル12のエリア12bと第2のコントローラ16とが低走査周波数f0で動作する状態に変化する。
 なお、図7では、X電極X1~X4及び第1のコントローラ14を実線で示すことによってエリア12aの高走査周波数(電圧印加の周期が短い)状態が示され、X電極X5~X8及び第2のコントローラ16を点線で示すことによってエリア12bの低走査周波数(電圧印加の周期が長い)状態が示されている。高走査周波数状態は、高速応答状態でもある。また、低走査周波数状態は、低消費電力状態でもある。
 続いて、使用者の指が境界18より右側のエリア12bをタッチしたとする。すると、Y電極の電圧の変化を検出した第2のコントローラ16の制御部162が、走査情報Sx2と電圧の変化を検出したY電極に基づいてタッチ位置(X,Y)を判別し、走査部161に周波数増大指示信号Sc21を出力する。周波数増大指示信号Sc21を入力すると、走査部161は、走査周波数を低走査周波数f0から高走査周波数f1に切り替える。そして、走査部161は、周波数減少指示信号Sc22を入力するまで、高走査周波数f1でX電極X5~X8に走査電圧を印加する。
 一方、Y電極の電圧の変化を検出した第1のコントローラ14の制御部142は、走査情報Sx1に基づいて、Y電極の電圧の変化を検出した際には、何れのX電極X1~X4にも走査電圧を印加していないと認識する。何れのX電極X1~X4にも走査電圧を印加していないと認識した場合、制御部142は、特段の処理を行わない。つまり、制御部142は、タッチ位置(X,Y)を出力せず、周波数増大指示信号Sc11も出力しない。ところで、現在、走査部141は、高走査周波数f1でX電極X1~X4に走査電圧を印加している。走査部141は、周波数増大指示信号Sc21が出力されなくても、周波数減少指示信号Sc12を入力するまでは、高走査周波数f1でX電極X1~X4に走査電圧を印加し続けている。
 従って、使用者の指又はタッチペンが境界18より左側のエリア12aをタッチした後に、続いて右側のエリア12bをタッチすると、第1のコントローラ14の走査部141と第2のコントローラ16の走査部161とは、図5Cに示すパターン、即ち、X電極X1~X8に高走査周波数f1で走査電圧を印加する状態に変化する。つまり、図8に示すように、エリア12aと第1のコントローラ14とエリア12bと第2のコントローラ16とが高走査周波数f1で動作する状態に変化する。なお、図8では、X電極X1~X8及び第1のコントローラ14と第2のコントローラ16とを実線で示すことによって、エリア12aとエリア12bの高走査周波数状態が示されている。
 続いて、エリア12aが所定時間以上タッチされなかったとする。第1のコントローラ14の制御部142は、前回タッチされてからの時間を計測し、所定時間以上タッチが検出されなければ、周波数減少指示信号Sc12を走査部141に出力する。
 周波数減少指示信号Sc12を入力すると、走査部141は、走査周波数を高走査周波数f1から低走査周波数f0に切り替える。そして、走査部141は、周波数増大指示信号Sc11を入力するまで、低走査周波数f0でX電極X1~X4に走査電圧を印加する。
 従って、使用者の指又はタッチペンが境界18より左側のエリア12aをタッチした後に、続いて右側のエリア12bをタッチし、更にエリア12aが所定時間以上タッチされなかったとすると、第1のコントローラ14の走査部141と第2のコントローラ16の走査部161とは、図5Eに示すパターン、即ち、X電極X1~X4に低走査周波数f0で走査電圧を印加し、X電極X5~X8に高走査周波数f1で走査電圧を印加する状態に変化する。つまり、図9に示すように、エリア12aと第1コントローラ14とが低走査周波数f0で動作し、エリア12bと第2のコントローラ16とが高走査周波数f1で動作する状態に変化する。
 なお、図9では、X電極X1~X4及び第1のコントローラ14を点線で示すことによってエリア12aの低走査周波数状態が示され、X電極X5~X8及び第2のコントローラ16を実線で示すことによってエリア12bの高走査周波数状態が示されている。
 図10は、制御部142の処理を示すフローチャートである。図10のフローチャートは、タッチパネル装置10の電源投入後に開始される。まず、制御部142は、タイマがONであるか否か判定する(ステップS10)。タイマは、エリア12aが前回タッチされてからの経過時間を計測するものである。タイマは、電源投入時はOFFにされている。タイマがOFFである場合は(ステップS10:NO)、制御部142は、Y電極の電圧の変化を検出したか否か判定する(ステップS50)。Y電極Y1~Y4のいずれかの電圧に変化があれば、ハードウェアにより、フラグが0から1に変更されている。フラグは、Y電極毎に存在する。例えば、Y電極Y1の電圧に変化があれば、Y1用のフラグが0から1に変更される。ステップS50では、いずれかのフラグが1に変更されているか否か参照する。Y電極の電圧の変化が検出されなければ(ステップS50:NO)、ステップS10からステップS50までの処理が繰り返される。ステップS10からステップS50までの処理が繰り返されることにより、Y電極の電圧の変化が常に監視される。
 いずれかのフラグが1になっており、Y電極の電圧の変化を検出すると(ステップS50:YES)、フラグを0にリセットしてから、走査情報Sx1を参照する(ステップS60)。走査情報Sx1に基づき、X電極X1~X4のいずれかに電圧を印加していると判断される場合は(ステップS70:YES)、エリア12aへのタッチが検出されたものとして、タッチ位置を判別する(ステップS80)。具体的には、フラグが1になっていたY電極と、走査情報Sx1で示されるX電極の交点をタッチ位置(X,Y)と判別する。そして、判別したタッチ位置(X,Y)を情報処理装置31に出力する(ステップS90)。次に、周波数増大指示信号Sc11を走査部141に出力する(ステップS100)。ステップS50~ステップS100の処理により、タッチ位置(X,Y)が出力され、エリア12aが高走査周波数状態(高速応答状態)に変更される。
 そして、タイマをONにし、時間の計測を開始する(ステップS110)。ただし、タイマが既にONの場合は、タイマを0にリセットして時間の計測を開始する。
 一方、走査情報Sx1に基づき、X電極X1~X4のいずれにも電圧を印加していないと判断される場合は(ステップS70:NO)、エリア12aへのタッチが検出されないものとして、ステップS10の処理に戻る。つまり、走査情報Sx1が「なし」を示す情報である場合は、特段の処理を行わずにステップS10に戻る。これにより、走査情報Sx1が「なし」を示す情報である場合は、制御部142からはタッチ位置も出力されず、周波数増大指示信号Sc11も出力されない。
 ステップS10において、タイマがONである場合は(ステップS10:YES)、タイマが所定時間以上経過しているか否か判定する(ステップS20)。所定時間を経過していない場合は(ステップS20:NO)、ステップS50の処理に進み、Y電極の電圧の変化を検出する。所定時間を経過している場合は(ステップS20:YES)、前回、エリア12aがタッチされてから所定時間以上経過しているということなので、周波数減少指示信号Sc12を走査部141に出力する(ステップS30)。そして、タイマをOFFにする(ステップS40)。ステップS10~ステップS40とステップS110の処理により、前回エリア12aがタッチされてから所定時間以上エリア12aがタッチされない場合は、周波数減少指示信号Sc12が走査部141に出力される。これにより、エリア12aが低走査周波数状態(低消費電力状態)に変更される。制御部142の処理は、タッチパネル装置10の電源OFFと共に終了する。
 第2のコントローラ16の制御部162の処理は、第1のコントローラ14の制御部142の図10の処理と同一であるので、説明を省略する。ただし、制御部162の場合は、図10のフローチャートにおいて、周波数減少指示信号Sc12を周波数減少指示信号Sc22と、走査部141を走査部161と、走査情報Sx1を走査情報Sx2と、X電極X1~X4をX電極X5~X8と、周波数増大指示信号Sc11を周波数増大指示信号Sc21と、エリア12aをエリア12bと、それぞれ読み替える。
 以上説明したように、本実施の形態のタッチパネル装置10では、タッチパネル12を複数のエリア12a,12bに区分し、エリア12a,12b毎にコントローラ14,16を備える。各コントローラ14,16の走査部141,161や制御部142,162は、担当エリアのみの走査や制御を行うので、タッチパネル12全体を走査したり制御したりする装置に比べ、小型にすることができる。また、各制御部142,162は互いに独立して制御処理を行う。つまり、各制御部142,162でタッチ位置の判別や走査周波数の切り替えまで行うので、制御部同士の接続を考慮することなく、制御部142,162の配置の自由度を上げることが可能である。制御部142,162が小型であることによっても、制御部142,162の配置の自由度を上げることが可能である。また、タッチパネル装置10によれば、複数のエリア12a,12bのそれぞれに対して1つのコントローラ14,16を使用することで、少ないピン数の部品を使うことができ、そのための部品コストを抑えることができる。また、小さい部品を使うことによって、部品配置の自由度を上げることができる。 
 また、本実施の形態のタッチパネル装置10では、タッチパネル12を区分するエリア12a,12b毎に、走査周波数を切り替える。エリア12a,12bへのタッチが所定時間以上検出されない場合は、図6に示すように、エリア12a,12bでのタッチ位置検出を、低走査周波数f0で行って、消費電力を抑えつつタッチを待機する。そして、いずれかのエリア12a,12bがタッチされた場合は、図7、図9に示すように、タッチされたエリアのみ走査周波数を高走査周波数f1にすることでタッチされたエリアの高速応答性を確保する。いずれかのエリア12a,12bへのタッチが、所定時間以上検出されなかった場合は、タッチが所定時間以上検出されなかったエリアの走査周波数を、低走査周波数f0にすることで、消費電力を抑える。これにより、タッチパネル12がタッチされた後にタッチパネル12全体の走査周波数を高走査周波数f1にする場合と比較して、消費電力を低減することができる。
(実施形態2)
 実施の形態1において、例えば、始めにエリア12aをタッチした指が、境界18を横切って、エリア12bに移動したとする。エリア12bの走査周波数が低走査周波数f0の場合は、指の検出に時間がかかってしまう。
 以下、この問題を緩和し、指が境界18を横切って移動する際の位置判別動作の時間遅れを軽減することができる実施形態について説明する。
 まず、本実施形態2に係るタッチパネル装置10Aの構成について説明する。
 図11のタッチパネル装置10Aでは、タッチパネル12を左側から順に小エリア12a1と、小エリア12b1と、小エリア12a2と、小エリア12b2とに区分している。小エリア12b1と、小エリア12a2との境界を境界18とする。ここでは、エリア12aを小エリア12a1と小エリア12a2とで構成する。また、エリア12bを、小エリア12b1と小エリア12b2とで構成する。
 図11のタッチパネル装置10Aは、図1のタッチパネル装置10のX電極X4をX電極X5の位置に、また、X電極X5をX電極X4の位置に、それぞれ配置した構成を有する。図11の構成では、エリア12aのX電極X1~X4のうちの少なくとも1つは、隣接する他のエリア12bのX電極X5~X8のうちの2つのX電極の間に配置されている。また、エリア12bのX電極X5~X8のうちの少なくとも1つは、エリア12aのX電極X1~X4のうちの2つのX電極間に配置されている。
 次に、図12~図15を参照して、タッチパネル装置10Aの動作例を矢印方向に移動する使用者の指とともに説明する。
 まず、図12に示すように、使用者の指がX電極X3の位置にタッチすると、第1のコントローラ14は、そのタッチ位置を判別する。
 第1のコントローラ14は、小エリア12a1のX電極X1~X3、及び小エリア12a2のX電極X4への電圧の印加を低走査周波数f0から高走査周波数f1に変更して、指の移動(軌跡)を時間的に細かく検出する。このとき、第2のコントローラ16は、小エリア12b1のX電極X5、及び小エリア12b2のX電極X6~X8への電圧の印加を低走査周波数f0のままで行う。
 次いで、指がX電極X3から少し移動して、図13に示すように、X電極X5の位置をタッチすると、第2のコントローラ16が、タッチ位置を判別する。第2のコントローラ16は、小エリア12b1のX電極X5及び小エリア12b2のX電極X6~X8への電圧印加を、低走査周波数f0から高走査周波数f1へ変更する。
 一方、第1のコントローラ14は、所定時間以上経過していなければ、小エリア12a1のX電極X1~X3及び小エリア12a2のX電極X4への電圧印加を高走査周波数f1で維持している。所定時間は、利用者がエリア12aを当分操作しないと判断する基準となる時間である。所定時間は、少なくとも指が操作目的でタッチパネル12上を移動する時間よりは長い。よって、エリア12a(小エリア12a1+小エリア12a2)は高速応答状態で維持されている。これにより、第1、第2のコントローラ14、16は、指の移動(軌跡)を時間的に細かく検出することができる。
 次いで、指がX電極X5から少し移動して、図14に示すように、X電極X4の位置をタッチすると、第1のコントローラ14が、タッチ位置を判別する。小エリア12a2は、高速応答状態で維持されているので、指が境界18を横切って移動する際の位置判別動作の時間遅れを軽減することができる。第1のコントローラ14は、小エリア12a1のX電極X1~X3及び小エリア12a2のX電極X4への電圧印加を、高走査周波数f1で維持する。
 一方、第2のコントローラ16は、所定時間以上経過していなければ、小エリア12b1のX電極X5及び小エリア12b2のX電極X6~X8への電圧印加を高走査周波数f1で維持している。所定時間は、利用者がエリア12bを当分操作しないと判断する基準となる時間である。所定時間は、少なくとも指が操作目的でタッチパネル12上を移動する時間よりは長い。よって、エリア12b(小エリア12b1+小エリア12b2)は高速応答状態で維持されている。
 最後に、図15に示すように、指がX電極X5、X4を通過してX電極X6の位置にタッチすると、第2のコントローラ16はそのタッチ位置を判別する。第2のコントローラ16は、X電極X5~X8への高走査周波数f1での電圧印加を維持して指の移動(軌跡)の検出を続行する。一方、第1のコントローラ14は、前回タッチがあってから所定時間経過後、X電極X1~X4への電圧印加を高走査周波数f1から低走査周波数f0に変化させ、消費電力を低減する。
 本実施形態に係るタッチパネル装置10Aでは、タッチパネル12を、左側から順に小エリア12a1と、小エリア12b1と、小エリア12a2と、小エリア12b2とに区分し、小エリア12b1と、小エリア12a2との境界を境界18とし、エリア12aを小エリア12a1と小エリア12a2とで構成し、エリア12bを小エリア12b1と小エリア12b2とで構成することで、図13に示すように、境界18を横切る前に第1,第2のコントローラ14、16の走査周波数を共に高くすることができる。これにより、指がタッチパネル12の左側から右側に移動するときの応答遅れを低減することができる。
 なお、この発明は上記2つの実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。
 上記実施形態では、タッチパネル12を2個のエリア12a、12bに区分したが、3個以上のN個のエリアに区分するものとしても良い。この場合、それぞれ対応するエリアを制御するN個のコントローラを設けるものとしても良い。また、上記実施形態ではエリア12aとエリア12bとをほぼ同一の形状、同一のサイズとしたが、互いに異なる形状、異なるサイズの複数のエリアにタッチパネル12を区分しても良い。例えば、実施形態2において、エリア12a,12bを構成する小エリアは各々2つであるが、これに限らない。エリア12a,12bは、3以上の複数の小エリアの集合として構成されていても良い。また、小エリアの形状も長方形に限らず、円形、楕円形、多角形等様々に設定可能である。
 上記実施形態において、複数のエリア12a,12bの間で高走査周波数f1と低走査周波数f0とは互いに同一であるが、高走査周波数f1又は低走査周波数f0が互いに異なるようにしても良い。例えば、第1のコントローラ14の高走査周波数f1が第2のコントローラの高走査周波数f1より大きくても良い。また、第1のコントローラ14の低走査周波数f0が第2のコントローラの低走査周波数f0より大きくても良い。
 例えば、第1のコントローラ14が制御するエリア12aの方が第2のコントローラ16が制御するエリア12bよりタッチされる頻度が大きい場合、第1のコントローラ14の高走査周波数f1を第2のコントローラの高走査周波数f1より大きく、第1のコントローラ14の低走査周波数f0を第2のコントローラの低走査周波数f0より大きく設定すると良い。逆に、第1のコントローラ14が制御するエリア12aの方が第2のコントローラ16が制御するエリア12bよりタッチされる頻度が小さい場合は、第1のコントローラ14の高走査周波数f1を第2のコントローラの高走査周波数f1より小さく、第1のコントローラ14の低走査周波数f0を第2のコントローラの低走査周波数f0より小さく設定すると良い。このようにすれば、タッチされる頻度が比較的大きいエリア12aでは高速応答性を重視し、タッチされる頻度が比較的小さいエリア12bでは低消費電力を重視することになり、高速応答性と低消費電力を効率良く同時に実現可能となる。
 換言すると、高走査周波数f1と低走査周波数f0とは、各エリア12a,12bについて、エリアがタッチされる頻度が比較的大きいほど比較的大きく、エリアがタッチされる頻度が比較的小さいほど比較的小さく設定するものとしても良い。
 タッチパネル12をエリア12a,12bに区分する際に、タッチされる頻度が大きいか小さいかを考慮して、タッチされる頻度が比較的大きい小エリアを集めて一のエリア12aに設定し、タッチされる頻度が比較的小さい小エリアを集めて他のエリア12bに設定するものとしても良い。そして、エリア12aを制御する第1のコントローラ14の高走査周波数f1を、エリア12bを制御する第2のコントローラの高走査周波数f1より大きくしても良い。また、エリア12aを制御する第1のコントローラ14の低走査周波数f0を、エリア12bを制御する第2のコントローラの低走査周波数f0より大きくしても良い。タッチパネル12を、タッチされる頻度に応じて複数のエリアに区分し、タッチされる頻度に応じてコントローラ毎に走査周波数を設定すれば、高速応答性と低消費電力を効率良く同時に実現可能となる。
 タッチパネル12をエリアに区分する際、連続してタッチされる頻度が比較的大きい小エリアを集めて1エリアとするものとしても良い。上記実施形態では、タッチされたエリアの走査周波数を高走査周波数f1に変更するので、連続してタッチされる頻度の高い小エリアを集めて1エリアとすれば、高走査周波数f1に変更したエリアが連続してタッチされる可能性が高くなる。そのようにすれば、タッチに対して高速で応答できる可能性が高くなる。また、他のエリアは低走査周波数f0のまま維持されるので、消費電力も更に低くなる。
 上記実施の形態では、X電極X1~X4を走査するタイミングとX電極X5~X8を走査するタイミングを異ならせるために、図5Aに示すように、タイムスロットを設け、図5Bに示すように、各コントローラ14,16に割り当て、時分割で走査電圧を印加した。この発明は、これに限定されず、走査電圧を印加するタイミング、衝突を回避する手法などは任意であり、自由に変更可能である。また、走査周波数f0,f1等も例示にすぎず、任意に設定可能である。
 上記実施の形態における所定時間とは、タッチパネル装置10の利用者がエリア12a又はエリア12bを当分操作しないと判断する基準となる時間である。所定時間は任意に設定可能であり、例えば、1分~10分の間の時間である。所定時間は、利用者が好みの時間に設定するものとしても良い。エリア12aの所定時間とエリア12bの所定時間とは同一でも異なっていても良い。
 上記実施の形態では、制御部142,162は、走査部141,161からの走査情報Sx1,Sx2に基づいて、現在どのX電極X1~X8に電圧が印加されているか判断したが、これに限らない。例えば、制御部142,162は、スロットの割り当てと、スロットの各秒数と、X電極X1~X8に電圧を印加する順番と、周波数増大指示信号Sc11,Sc21を出力したか否かと、周波数減少指示信号Sc12,Sc22を出力したか否かと、等に基づいて、現在どのX電極X1~X8に電圧が印加されているか判断しても良い。
 上記実施の形態では、1つのタッチパネル12を複数のエリア12a,12bに区分する例を示したが、タッチパネル12は物理的には2以上のタッチパネルを結合したものであっても良い。
 上記実施の形態では、複数のエリア12a,12bでY電極を共通としたが、Y電極をエリア毎としても良い。X電極X1~X8、Y電極Y1~Y4の形状は例示であり、任意である。例えば、X電極X1~X8、Y電極Y1~Y4の形状は、ストライプ状でも、菱形部分が円形や楕円形に置換された形状などでも良い。
 各電極は、透明基板20の同一面側に配置されたが、図16に示すように、X電極X1~X8を透明基板20の上面に配置し、Y電極Y1~Y4をその下面に配置しても良く、またその逆に配置しても良い。この場合、図示の例のように、Y電極Y1~Y4の下面に保護層21を配置するものとしても良い。また、この場合、図示の例のように、絶縁層22がなくても良い。
 上記実施の形態においては、絶縁層22を設けることによってX電極X1~X8とY電極Y1~Y4とを互いに絶縁したが、各電極を絶縁性材料によって被覆することによりX電極X1~X8とY電極Y1~Y4とを互いに絶縁しても良い。各電極を絶縁性材料によって被覆すれば、絶縁層を設ける必要がなく、X電極X1~X8とY電極Y1~Y4とを、各X電極X1~X8の結合部dが、各Y電極Y1~Y4の対応する結合部h上に交差するように配置することができる。これにより、X電極X1~X8とY電極Y1~Y4とを各結合部d、h以外の電極部aからc(図3A)、eからg(図3B)を同一平面上に配置することでき、タッチパネル12を薄型にすることができる。
 本実施の形態のタッチパネル装置10では、図1で示したように、第1のコントローラ14と第2のコントローラ16とを互いに接続する配線を設け、端子Yaからの配線を、当該配線に接続することで、Y電極Y1~Y4の電圧変化を第1のコントローラ14と第2のコントローラ16に入力するものとしたが、これに限らない。端子Yaからの配線を、各々別個に直接制御部142と制御部162に接続することで、Y電極Y1~Y4の電圧変化を、制御部142と制御部162に別個に入力するものとしても良い。このようにすれば、制御部142と制御部162との間の独立性が高まり、各制御部142,162の配置の自由度がより高くなる。
 本実施の形態のタッチパネル装置10では、図1のように、X電極X1~X4の端子XaとX電極X5~X8の端子Xaとは、タッチパネル12の異なる面に配置されるようにしたが、同じ面に配置されるようにしても良い。各コントローラ14,16の配置に応じて、端子Xaの配置も適宜設定可能である。
 上記実施の形態においては、タッチパネル装置10が投影型静電容量方式タッチパネルである例で説明したが、表面型静電容量方式タッチパネル、又はインナー型静電容量タッチパネルであっても良い。また、タッチパネル装置10は、いわゆるタッチパッド、タッチセンサなどを包含するものであり、これらも本願発明のタッチパネル装置に含まれる。
 上記実施の形態において、タッチパネル装置10は、タッチ位置を情報処理装置31に出力した。情報処理装置31は、例えば、スマートフォン等の携帯小型電子装置、銀行のATM、切符自動販売機、POS、ゲーム機、タブレットPC、ノートPCである。これら情報処理装置31は、入力したタッチ位置に基づいて次の動作を決定し、制御を行うものとしても良い。
 第1のコントローラ14の制御部142と、第2のコントローラ16の制御部162とは、共に、プロセッサと、プロセッサが実行するプログラムを記憶したメモリとで構成するものとしても良い。制御部142のプロセッサが実行するプログラムは、図10のフローチャートの処理を実現させるものである。制御部162のプロセッサが実行するプログラムも、一部の書き換えは必要であるが、図10のフローチャートの処理を実現させるものである。制御部142におけるプログラムと制御部162におけるプログラムとは、ほとんど同じであるので、全く異なるプログラムを2つ作成する場合に比べ、開発工数や開発費用は少なくて良い。
 上記実施形態1,2のタッチパネル装置10では、第1,第2のコントローラ14,16をエリア12a,12b毎に備えるものとしたが、図17に示すように、1つのコントローラ146でタッチパネル12全体を制御するものとしても良い。1つのコントローラ146であっても、エリア12a,12bは、エリア毎に走査周波数f0,f1が切り替えられる。コントローラ146は、制御部146aと走査部146bを備える。
 走査部146bは、X電極X1~X8にタッチ位置判別のために低走査周波数f0又は高走査周波数f1で走査電圧を順次印加する。また、走査部146bは、制御部146aに、走査情報Sxを出力する。走査情報Sxは、現在どのX電極X1~X8に走査電圧を印加しているかを示す情報である。
 制御部146aは、Y電極Y1~Y4のいずれかに電圧変化が生じたときに、走査情報Sxと、Y電極Y1~Y4の電圧の変化に基づいてタッチ位置(X,Y)を判別する。具体的には、Y電極Y1~Y4のいずれかに電圧変化が生じたときに走査電圧を印加しているX電極と、電圧変化が生じたY電極との交点をタッチ位置(X,Y)と判別する。制御部146aは、判別したタッチ位置(X,Y)を情報処理装置31に出力する。
 また、制御部146aは、いずれかのエリア12a,12bへのタッチが所定時間以上検出されなかった場合は、タッチが所定時間以上検出されなかったエリア12a,12bへの走査電圧の印加を低走査周波数f0で行う周波数減少指示信号Sc12,Sc22を走査部146bに出力する。更に、制御部146aは、いずれかのエリア12a,12bへのタッチを検出すると、タッチが検出されたエリア12a,12bへの走査電圧の印加を高走査周波数f1で行う周波数増大指示信号Sc11,Sc21を走査部146bに出力する。
 走査部146bは、制御部146aから出力される周波数減少指示信号Sc12,Sc22及び周波数増大指示信号Sc11,Sc21に従い、エリア12a,12b毎に、走査電圧を印加する周波数を切り替える。
 このように、1つのコントローラ146でタッチパネル装置10Bを制御するためには、第1,第2のコントローラ14,16を半導体素子で構成し、1チップ化することで、1つのコントローラ146にするものとしても良い。
 なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
 上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
 (付記1)
 対向する第1電極及び第2電極を有し、タッチ面が複数のエリアに区分されたタッチパネルと、
 前記第1電極に走査電圧を印加する走査部と、
 前記第2電極の電圧の変化に基づいて、前記エリア内の前記タッチ面がタッチされた位置を検出して出力し、前記エリア内で前記位置が所定時間以上検出されない場合は、該エリア内の前記第1電極に第1周波数で走査電圧が印加されるように、前記走査部を制御し、前記エリア内で前記位置が検出された場合は、該エリア内の前記第1電極に前記第1周波数よりも高い第2周波数で走査電圧が印加されるように、前記走査部を制御する制御部と、
 を備えるタッチパネル装置。
(付記2)
 前記エリア間で、前記第1周波数又は前記第2周波数は互いに異なり、前記第1周波数又は前記第2周波数は、前記各エリアについて、該エリアがタッチされる頻度が比較的大きいほど比較的大きく、該エリアがタッチされる頻度が比較的小さいほど比較的小さく設定されている、
 ことを特徴とする付記1に記載のタッチパネル装置。
(付記3)
 前記エリアごとに備えられた複数の前記走査部は、前記第1電極に走査電圧を印加するタイミングが、互いに異なるように設定されている、
 ことを特徴とする付記1又は2に記載のタッチパネル装置。
(付記4)
 前記タッチ面は複数の小エリアに区分され、前記エリアは、複数の前記小エリアの集合として構成される、
 ことを特徴とする付記1乃至3の何れか1つに記載のタッチパネル装置。
(付記5)
 前記エリアには、タッチされる頻度が比較的大きい前記小エリアを集めて構成した前記エリア、又は、タッチされる頻度が比較的小さい前記小エリアを集めて構成した前記エリアが存在する、
 ことを特徴とする付記4に記載のタッチパネル装置。
(付記6)
 前記エリアには、連続してタッチされる頻度が基準より大きい前記小エリア同士を集めて構成した前記エリアが存在する、
 ことを特徴とする付記4に記載のタッチパネル装置。
(付記7)
 付記1乃至6のいずれか1つに記載のタッチパネル装置を入力装置として備える情報処理装置。
(付記8)
 タッチ面がタッチされた位置の判別のためにタッチパネルに走査電圧を印加し、前記タッチ面を区分して形成される複数のエリアのうちのいずれかのエリアへのタッチが所定時間以上検出されなかった場合は、タッチが所定時間以上検出されなかった前記エリアへの走査電圧の印加を第1周波数で行い、いずれかの前記エリアへのタッチを検出すると、タッチが検出された前記エリアへの走査電圧の印加を前記第1周波数よりも高い第2周波数で行い、前記タッチ面を区分する前記エリア毎に、走査電圧を印加する周波数を切り替える、
 ことを特徴とするタッチ検出方法。
(付記9)
 タッチ面を区分して形成される複数のエリアのうちのいずれかのエリアへのタッチが所定時間以上検出されなかった場合は、タッチが所定時間以上検出されなかった前記エリアへの走査電圧の印加を第1周波数で行う指示を、タッチパネルにタッチ位置判別のために走査電圧を印加する走査部に出力する処理と、
 前記複数のエリアのいずれかのエリアへのタッチを検出すると、タッチが検出された前記エリアへの走査電圧の印加を前記第1周波数よりも高い第2周波数で行う指示を前記走査部に出力する処理と、
 をプロセッサに実行させるプログラムを記録した記録媒体。
 本発明は、2012年3月2日に出願された日本国特許出願2012-47429号に基づく。本明細書中に日本国特許出願2012-47429号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
 本発明は、タッチパネルがタッチされた場合にも消費電力を低減可能なタッチパネル装置、情報処理装置、タッチ検出方法及びプログラムを記録した記録媒体に好適である。
10,10A,10B タッチパネル装置
12 タッチパネル
12a,12b エリア
12a1,12a2,12b1,12b2 小エリア
14 第1のコントローラ
16 第2のコントローラ
18 境界
20 透明基板
22 絶縁層
24 保護層
30 表示装置
31 情報処理装置
141,161,146b 走査部
142,162,146a 制御部
146 コントローラ
X1~X8 X電極
Y1~Y4 Y電極
Xa,Ya 端子
a,b,c,e,f,g 電極部
d,h 結合部
Sx1,Sx2,Sx 走査情報
Sc11,Sc21 周波数増大指示信号
Sc12,Sc22 周波数減少指示信号

Claims (9)

  1.  対向する第1電極及び第2電極を有し、タッチ面が複数のエリアに区分されたタッチパネルと、
     前記第1電極に走査電圧を印加する走査部と、
     前記第2電極の電圧の変化に基づいて、前記エリア内の前記タッチ面がタッチされた位置を検出して出力し、前記エリア内で前記位置が所定時間以上検出されない場合は、該エリア内の前記第1電極に第1周波数で走査電圧が印加されるように、前記走査部を制御し、前記エリア内で前記位置が検出された場合は、該エリア内の前記第1電極に前記第1周波数よりも高い第2周波数で走査電圧が印加されるように、前記走査部を制御する制御部と、
     を備えるタッチパネル装置。
  2.  前記エリア間で、前記第1周波数又は前記第2周波数は互いに異なり、前記第1周波数又は前記第2周波数は、前記各エリアについて、該エリアがタッチされる頻度が比較的大きいほど比較的大きく、該エリアがタッチされる頻度が比較的小さいほど比較的小さく設定されている、
     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.  前記エリアごとに備えられた複数の前記走査部は、前記第1電極に走査電圧を印加するタイミングが、互いに異なるように設定されている、
     ことを特徴とする請求項1又は2に記載のタッチパネル装置。
  4.  前記タッチ面は複数の小エリアに区分され、前記エリアは、複数の前記小エリアの集合として構成される、
     ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のタッチパネル装置。
  5.  前記エリアには、タッチされる頻度が比較的大きい前記小エリアを集めて構成した前記エリア、又は、タッチされる頻度が比較的小さい前記小エリアを集めて構成した前記エリアが存在する、
     ことを特徴とする請求項4に記載のタッチパネル装置。
  6.  前記エリアには、連続してタッチされる頻度が基準より大きい前記小エリア同士を集めて構成した前記エリアが存在する、
     ことを特徴とする請求項4に記載のタッチパネル装置。
  7.  請求項1乃至6のいずれか1項に記載のタッチパネル装置を入力装置として備える情報処理装置。
  8.  タッチ面がタッチされた位置の判別のためにタッチパネルに走査電圧を印加し、前記タッチ面を区分して形成される複数のエリアのうちのいずれかのエリアへのタッチが所定時間以上検出されなかった場合は、タッチが所定時間以上検出されなかった前記エリアへの走査電圧の印加を第1周波数で行い、いずれかの前記エリアへのタッチを検出すると、タッチが検出された前記エリアへの走査電圧の印加を前記第1周波数よりも高い第2周波数で行い、前記タッチ面を区分する前記エリア毎に、走査電圧を印加する周波数を切り替える、
     ことを特徴とするタッチ検出方法。
  9.  タッチ面を区分して形成される複数のエリアのうちのいずれかのエリアへのタッチが所定時間以上検出されなかった場合は、タッチが所定時間以上検出されなかった前記エリアへの走査電圧の印加を第1周波数で行う指示を、タッチパネルにタッチ位置判別のために走査電圧を印加する走査部に出力する処理と、
     前記複数のエリアのいずれかのエリアへのタッチを検出すると、タッチが検出された前記エリアへの走査電圧の印加を前記第1周波数よりも高い第2周波数で行う指示を前記走査部に出力する処理と、
     をプロセッサに実行させるプログラムを記録した記録媒体。
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