(57)【要約】【課題】  特別なハードウェア構造なしに、タッチパネル装置と表示装置間の寄生容量に起因する表示ノイズによるタッチの誤検出を抑制する。【解決手段】  タッチセンサパネル１の各センサの容量計測を行う第１および第２の容量測定手段と、その第１の容量測定手段２によって測定された第１の容量計測値から前記各センサが受けるノイズ値を算出するノイズ値算出手段３と、前記ノイズ値から前記第２の容量測定手段５の容量計測に関わるパラメータを決定するパラメータ決定手段４と、前記第２の容量測定手段５によって測定された第２の容量計測値から前記タッチセンサパネル１への指示体によるタッチの有無判定を行うタッチ判定手段６と、そのタッチ判定手段６のタッチ判定結果からタッチ座標を算出し、ホスト機器へ出力する座標情報出力手段７を備え、前記パラメータを前記第２の容量測定手段５の容量計測に適用する。【選択図】  図１
2020119232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサを備えたタッチセンサパネルと、
前記タッチセンサパネルに接続され、前記各センサの容量計測を行う第１および第２の容量測定手段と、
前記第１の容量測定手段によって測定された第１の容量計測値から前記各センサが受けるノイズ値を算出するノイズ値算出手段と、
前記ノイズ値から前記第２の容量測定手段の容量計測に関わる第１のパラメータを決定するパラメータ決定手段と、
前記第２の容量測定手段によって測定された第２の容量計測値から前記タッチセンサパネルへの指示体によるタッチの有無判定を行うタッチ判定手段と、
前記タッチ判定手段のタッチ判定結果からタッチ座標を算出する座標演算手段を備え、
前記第１のパラメータが前記第２の容量測定手段の容量計測に適用されることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記ノイズ値算出手段は、前記第１の容量測定値の時間的な変動による標準偏差に所定の係数を掛けて前記ノイズ値を算出す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。
【請求項３】
前記第２の容量測定手段おいて、前記各センサの容量計測に用いるプリアンプの利得は、前記第１のパラメータに応じて調整され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。
【請求項４】
前記パラメータ決定手段において、前記タッチ判定手段のタッチ判定処理に関係する第２のパラメータを決定し、
前記第２のパラメータは、前記タッチ判定手段において前記第２の容量計測値がタッチ有と判定する閾値を所定の期間超えた場合に、指示体のタッチ有りと判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記パラメータ決定手段において、前記座標演算手段のタッチ座標計算処理に用いる第３のパラメータを決定し、
前記第３のパラメータは、前記座標演算手段において指示体のタッチ座標の分離に用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
端センサと面内センサとから成る複数のセンサを有するタッチセンサパネルと、
前記端センサに接続され、前記端センサの容量計測を行う第１の容量測定手段と、
前記タッチセンサパネルの前記各センサに接続され、前記各センサの容量計測を行う第２の容量測定手段と、
前記第１の容量測定手段によって測定された第１の容量計測値から前記各センサが受けるノイズ値を算出するノイズ値算出手段と、
前記ノイズ値から前記第２の容量測定手段の容量計測に関わるパラメータを決定するパラメータ決定手段と、
前記第２の容量測定手段によって測定された第２の容量計測値から前記タッチセンサパネルへの指示体によるタッチの有無判定を行うタッチ判定手段と、
前記タッチ判定手段のタッチ判定結果からタッチ座標を算出する座標演算手段を備え、
前記パラメータ決定手段は、前記第２の容量測定手段によって前記端センサと前記面内センサとの差分を取った際に表示ノイズが最少となるように前記パラメータを決定することを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のタッチパネル装置、を備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電容量方式のタッチパネル装置、および静電容量方式のタッチパネル装置を備える液晶表示装置に関するものであり、タッチパネルを用いた情報処理装置に好適に使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル装置は、指等の指示体によりタッチが行われているか否かを判定し、指示体によりタッチが行われている位置を示すタッチ座標を計算するタッチ座標検出機能を有する。
【０００３】
タッチパネル装置は、液晶表示装置等の表示装置、表示装置を備える電子機器等の装置に搭載され、タッチパネル製品を構成する。タッチパネル装置は、情報処理装置における入力装置として使用され、キーボード、マウス等に代わる優れたユーザーインターフェースを提供する。このため、多くのタッチパネル製品が、市場を席巻しつつある。
【０００４】
タッチパネル装置のタッチ検出方式には、抵抗膜方式、静電容量方式等の様々な検出方式がある。静電容量方式には、投影型静電容量方式が含まれる。
【０００５】
投影型静電容量方式のタッチパネル装置は、センサ及び検出回路を備える。投影型静電容量方式のタッチパネル装置においては、誘電体からなる指等を指示体として用いることができる。また、センサへの接触だけでなくセンサへの接近をタッチとして検出することができる。投影型静電容量方式のタッチパネル装置を備える表示装置においては、表示装置の表示面に対して指示体によりタッチが行われた場合に、指示体とセンサとの間に形成される静電容量のわずかな変化が生じる。検出回路は、生じた静電容量のわずかな変化に基づいて、表示装置の表示面に対して指示体によりタッチが行われているか否かを判定し、指示体によりタッチが行われている位置を示すタッチ座標を計算する。投影型静電容量方式のタッチパネル装置を備える情報処理装置は、計算されたタッチ座標を入力情報として利用する。
【０００６】
表示装置は、表示面の外枠部分に金属フレームを設けることで、優れた耐振動性を有し、広い利用用途を有する表示装置を実現することができる。同じく、投影型静電容量方式のタッチパネル装置は、センサと指示体との間に数ｍｍの厚さを有するガラス板等からなる保護板が設けられ、タッチが手袋越しに行われた場合であっても、タッチを検出することができる。したがって、投影型静電容量方式のタッチパネル装置においては、優れた堅牢性を有し、長い寿命を有し、高い検出感度を有し、広い利用用途を有するタッチパネル装置を実現することができる。
【０００７】
一方、投影型静電容量方式のタッチパネル装置は、液晶表示装置などの表示装置に入力される画像信号の水平周波数とタッチパネル装置の静電容量検出における検出周波数が周波数干渉することで発生する表示装置によるノイズ（以下、「表示ノイズ」と称する）を受けることがある。検出回路がその表示ノイズを検出した際はタッチの有無にかかわらず検出値が変動して不安定な状態となり、タッチ操作として誤検出してしまう場合がある。
【０００８】
これを回避するために特許文献１では、表示装置表示面の裏面に表示ノイズのノイズ量を検出するノイズ検出用センサを静電容量検出センサとは別に設けており、静電容量検出センサで取得した表示ノイズを受けた容量検出値と表示ノイズのノイズ量を検出するノイズ検出用センサで取得した容量検出値の差分を取り、表示ノイズを除去する方法が開示されている。
【０００９】
また、特許文献２では各センサ線は長さが複数種類の配線で形成され、演算回路は最も長いセンサ線を含む2本のセンサ線を選択し、該当2本のセンサ線からの２つの出力に対して選択した２本のセンサ線の長さの比に応じたタイミングで２つの出力をサンプリングし、サンプリング値の差分演算を行うことで対策する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１―１８０４０１号公報
【特許文献２】特開２０１１−０１３７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１や特許文献２における投影型静電容量方式のタッチパネル装置は、表示装置あるいはタッチパネル装置のハードウェアに対して、特別な構造を設ける必要があった。必然的に、ソフトウェアの処理も特別な処理を必要としてしまう。特に、特許文献１の方法の場合、表示ノイズのノイズ量を測定するために表示装置側に対して特別なハードウェアを設けているため、表示装置とタッチパネル装置が一体型の構造であることが前提であり汎用性が低い。
【００１２】
また、表示装置に金属フレームを有するタッチパネル装置は、表示装置の金属フレームに近い「端センサ」と表示装置の金属フレームから遠い複数の「面内センサ」とでは、金属フレームとの寄生容量が異なる。寄生容量の大きさは面内センサに比べ、端センサの方が大きくなる。そのため、表示ノイズが印加された際に面内センサは寄生容量が小さい分、表示ノイズにつられ容量検出値が変動しやすいのに対し、端センサは金属フレームとの寄生容量が大きい分、容量検出値の変動が抑えられる。つまり、端センサと面内センサとでは表示ノイズの影響度合いが異なってしまう。
【００１３】
一方、表示装置に金属フレームを備えておらず、タッチパネル装置と表示装置を透明粘着材等で固定したタッチパネル装置を備えた表示装置の場合は、上記金属フレームに起因する寄生容量の差異は少ない。しかし、透明粘着材は、吸湿などにより材料が変質し、経時変化に伴って透明粘着材面内で比誘電率の分布が見られるようになる。この経時変化に起因する寄生容量の分布により、表示面内の端部近傍のセンサとその他のセンサ（例えば中央部）とでは表示ノイズの影響度合いが異なってしまう。
【００１４】
通常、表示ノイズ対策として、２つのセンサの差分容量を測定する差動容量測定方式が一般的に使用されている。この場合、面内センサ同士の容量検出値の変動に関しては、同じ割合で変動することが多いため、差分を取ると表示ノイズの影響を抑えた差分容量検出値を得ることができる。しかし、面内センサと端センサの境界では、容量検出値の変動の割合が異なるため差分を取っても表示ノイズの影響を抑えた差分容量値を得ることができずに端領域における誤検出の原因となってしまう。
【００１５】
検出回路には、指等の指示体からの小さい静電容量値を測定するため容量検出値や差分容量検出値等の出力値を増幅する利得機能が備わる。その利得機能には利得の大きさを変えるパラメータがある。表示ノイズの影響を抑えた差分容量検出値を得るためには、２本のセンサの容量検出値が同じ出力変動であることが理想である。しかし、一般的に容量検出値に適用する利得のパラメータ値は全センサ同じ値であり、端センサと面内センサの容量検出値の変動の割合の違いを保持して増幅するため、差動容量検出方式の利点が活かされない。
【００１６】
近年においては、表示装置も半円型などの特殊な形を有する異型パネルや立体的に曲がった構造を有する湾曲パネルなどタッチパネル装置の寄生容量がパネルの位置で異なるケースもあり、従来の技術では対策が難しくなっている。特許文献２の方法においても、表示装置との寄生容量が各センサにおいて異なる状況でセンサの長さを変えるのはセンサ設計や検出回路の演算を複雑にしてしまう。
【００１７】
本発明が解決しようとする課題は、上述したノイズ検出用センサ等の特別なハードウェア構造なしに、各センサの寄生容量を考慮して、表示装置からの表示ノイズによるタッチの誤検出を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係るタッチパネル装置は、複数のセンサを備えたタッチセンサパネルと、そのタッチセンサパネルに接続され、前記各センサの容量計測を行う第１および第２の容量測定手段と、その第１の容量測定手段によって測定された第１の容量計測値から前記各センサが受けるノイズ値を算出するノイズ値算出手段と、前記ノイズ値から前記第２の容量測定手段の容量計測に関わる第１のパラメータを決定するパラメータ決定手段と、前記第２の容量測定手段によって測定された第２の容量計測値から前記タッチセンサパネルへの指示体によるタッチの有無判定を行うタッチ判定手段と、そのタッチ判定手段のタッチ判定結果からタッチ座標を算出する座標演算手段を備え、前記第１のパラメータが前記第２の容量測定手段の容量計測に適用されることを特徴とする。
【００１９】
本発明の別の局面でのタッチパネル装置は、端センサと面内センサとから成る複数のセンサを有するタッチセンサパネルと、前記端センサに接続され、その端センサの容量計測を行う第１の容量測定手段と、前記タッチセンサパネルの前記各センサに接続され、前記各センサの容量計測を行う第２の容量測定手段と、前記第１の容量測定手段によって測定された第１の容量計測値から前記各センサが受けるノイズ値を算出するノイズ値算出手段と、前記ノイズ値から前記第２の容量測定手段の容量計測に関わるパラメータを決定するパラメータ決定手段と、前記第２の容量測定手段によって測定された第２の容量計測値から前記タッチセンサパネルへの指示体によるタッチの有無判定を行うタッチ判定手段と、そのタッチ判定手段のタッチ判定結果からタッチ座標を算出する座標演算手段を備え、前記パラメータ決定手段は、前記第２の容量測定手段によって前記端センサと前記面内センサとの差分を取った際に表示ノイズが最少となるように前記パラメータを決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、タッチパネル装置側に特別なハードウェア構造なしに、タッチパネルと表示装置間の寄生容量に起因する表示ノイズによるタッチの誤検出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１および２に係るタッチパネル装置の概略構成図である。
【図２】実施の形態１および２に係るタッチパネル装置及び表示装置の上面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ間の断面図である。
【図４】実施の形態１に係るタッチパネル装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１に係るタッチパネル装置のＸセンサ毎の静電容量値を示す図である。
【図６】実施の形態１に係るタッチパネル装置のＸセンサ毎の静電容量検出値の標準偏差を示す図である。
【図７】実施の形態１および２に係るノイズレベルと利得のパラメータの関係を示す図である。
【図８】従来のタッチパネル装置に表示ノイズを印加した際の差分容量検出値の標準偏差を示す図である。
【図９】実施の形態１に係るタッチパネル装置に表示ノイズを印加した際の差分容量検出値の標準偏差を示す図である。
【図１０】実施の形態１の変形例に係るタッチパネル装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態２に係るタッチパネル装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
実施の形態１．
本発明の実施の形態ついて以下に図面を参照して説明する。
【００２３】
なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化がなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。
【００２４】
また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。
【００２５】
図１は、この発明の実施の形態１に係るタッチパネル装置の概略構成図である。図１に示したように、タッチパネル装置は、複数のセンサから構成されるタッチセンサパネル１と、図中に破線で示したタッチ座標検出回路１０５から構成される。また符号２は前記タッチセンサパネル１と接続され、指等の指示体によるタッチや表示装置の画像信号による表示ノイズにより変動した容量検出値を測定する第１の容量測定手段で、静電容量値を電圧に変換する積分回路を有する。符号３は前記第１の容量測定手段２によって測定された容量検出値の時間的な変動による標準偏差に所定の係数を掛けたノイズレベル（ノイズ値）を算出するノイズレベル算出手段（ノイズ値算出手段）であり、ノイズレベルが大きい場合はノイズが大きいと判断し、小さい場合はノイズが小さいと判断する。符号４は前記ノイズレベル算出手段３により算出されたノイズレベルをもとに差分容量検出値を測定する際のプリアンプの利得のパラメータ値を決定するパラメータ決定手段である。
【００２６】
符号５は2本のセンサの差分容量を測定する第２の容量測定手段であり、前記第１の容量測定手段２と同様の積分回路を有し、加えて、その積分回路の出力電圧を増幅するプリアンプと、プリアンプの出力電圧と別センサで同様の回路により出力した出力電圧の差分を取る差動アンプを有する。符号６は前記第２の容量測定手段５が測定した差分容量検出値からある一定閾値を超える値はタッチがあるとみなし、超えない値はタッチがないと判定して、タッチの有無を判定するタッチ判定手段である。符号７はタッチ判定手段６によってタッチが有ると判定された場合にタッチ座標を演算してタッチ位置を特定し、ホスト機器へ出力する座標情報出力手段である。すなわちこの座標情報出力手段は、前記タッチ判定手段６のタッチ判定結果からタッチ座標を演算する手段と、その演算した座標情報を出力する情報出力手段の機能を有している。
【００２７】
図２は、この発明の実施の形態１におけるタッチパネル装置及び表示装置の上面図であり、液晶ディスプレイ(ＬＣＤ：Liquid Crystal Display)などを一体化した液晶表示装置を、タッチ面から見た図である。
【００２８】
まずタッチセンサパネル１の構成を図２を用いて詳細に説明する。図２において、符号１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄは垂直方向に伸び、水平方向に配列したＸセンサであり、符号１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄは水平方向に伸び、垂直方向に配列したＹセンサである。図２では、説明の簡素化のために、ＸセンサとＹセンサが共に４本の事例を示している。ＸセンサとＹセンサの本数としては、タッチセンサパネル１の外形の大きさに応じて２０〜５０本の事例が一般的である。
【００２９】
また、ＸセンサとＹセンサには端センサと面内センサがあり、本稿では符号１１１a、１１１ｄをＸセンサの端センサ、符号１１１ｂ、１１１ｃをＸセンサの面内センサ、符号１１２ａ、１１２ｄをＹセンサの端センサ、符号１１２ｂ、１１２ｃをＹセンサの面内センサとする。また上記ＸセンサおよびＹセンサはセンサガラス１００上に成膜されており、符号１０１はＸセンサとＹセンサの引き出し配線、符号１０２は前記Ｘセンサ配線とＹセンサ配線を電気的に絶縁する透明の絶縁層である。
【００３０】
さらに、図２における符号１０４はタッチパネルコントローラ基板、符号１０５は前記タッチパネルコントーラ基板１０４に搭載されたタッチ座標検出回路であり、主要な構成部品は静電容量検出ＩＣである。静電容量検出回ＩＣは、静電容量を計測するための励起信号発生回路や積分アンプ、サンプル＆ホールド回路を含むほか、前記第２の容量測定手段５の検出の際に容量検出値の差分を取る差動アンプ、差動アンプに入力される電圧レベルを調整するプリアンプ、Ａ／Ｄコンバータなどの静電容量を計測する回路メモリ・演算回路（図示せず）などで構成されている。
【００３１】
図３は、タッチパネル装置及び表示装置の断面図であり、上述の図２中に一点鎖線で示したＡ−Ａ間の断面図である。図３において、符号１０３はセンサ面を保護する保護ガラス、符号１０６は前記ＸセンサとＹセンサの引き出し配線１０１とタッチパネルコントローラ基板１０４を電気的に接続するフレキシブル回路基板(ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit)であり、これらで構成されたものがタッチパネル装置となる。
【００３２】
さらに符号１０７は液晶ディスプレイ等の表示パネル、符号１０８は面状光源であるバックライト、符号１０９はそれら覆って保護する金属フレームであり、この金属フレームが電気的に接地（ＧＮＤ）されている。これらで構成されたものが表示装置となる。
【００３３】
また、タッチパネル装置と表示装置は粘着剤１１０等で接着される。図３のような表示装置上にタッチパネル装置を貼り合わせた構造をアウトセルと呼ぶ。
【００３４】
次に、タッチパネル装置の動作を説明する。図４は、この発明におけるタッチパネル装置内のタッチ座標検出回路１０５の動作を示すフローチャートであり、タッチパネル装置は、この図の処理を一定周期で繰り返し行う。
【００３５】
最初のステップＳＡ１で、タッチセンサパネル１に発生する静電容量値の変動を計測するために第１の容量測定手段２で容量検出値を各センサで測定する。ここで、容量検出値を測定する目的は主に、タッチパネル装置がノイズの有無を判断する計測をするためである。また、タッチの有無を判断するために行う計測ではない。タッチの有無を判断する計測は後述する第２の容量測定手段５で行う。
【００３６】
第１の容量測定手段２は静電容量値を電圧に変換する積分回路を有し、その出力電圧をＡ／Ｄコンバータに入力することで容量検出値をデジタルデータで取得する。
【００３７】
次にステップＳＡ２で、ノイズレベル算出手段３が、ステップＳＡ１にて測定した容量検出値を基に各センサにおけるノイズレベルを算出する。具体的には容量検出値の時間的な変動に対して標準偏差を算出し、その標準偏差に対して所定の係数を掛けてノイズレベルを算出する。
【００３８】
例えば、図３のように、外枠に接地（ＧＮＤ）された金属フレームを有する表示装置上に設置されたタッチセンサパネル１の端センサは、金属フレームとの寄生容量が端センサ以外のその他複数の面内センサよりも大きくなる。
【００３９】
図５に示したように、本実施の形態にて採用したタッチセンサパネル１のＸセンサ毎の静電容量値は、総数４４本のＸセンサの内、センサ０とセンサ４３が端センサに該当する。このようなタッチパネル装置において、各センサに表示ノイズが印加し、上記図４のステップＳＡ２で述べたように各センサで静電容量検出値の時間的な変動に対して標準偏差を計測すると図６のようになる。表示装置の金属フレームとの寄生容量が大きい端センサ（センサ０とセンサ４３）は表示ノイズによる静電容量検出値の時間的な変動を抑えられているため標準偏差は小さくなる。端センサはそれ以外の複数の面内センサに比べ、標準偏差が小さいことからノイズレベルは小さい、すなわち表示ノイズが小さいと判断する。
【００４０】
次に図４のステップＳＡ３で、パラメータ決定手段４が、ステップＳＡ２にて算出したノイズレベルを元に利得のパラメータ値を各センサに対応して決定する。ここで決定した利得のパラメータ値は、後述する第２の容量測定手段５の差分容量検出値の測定に関係する。この利得のパラメータ値が第一のパラメータである。
【００４１】
図７はステップＳＡ２で算出した標準偏差に所定の係数を掛けて算出したノイズレベルと、その際に適用する利得のパラメータ値の関係を示す。その際の所定の係数は、本実施の形態１では係数＝１．０とする。ノイズレベルに対して、適用する利得のパラメータ値はこの図により求まり、必要に応じて標準偏差にかける係数を調整することで適切な利得のパラメータ値となるように調整を行う。
【００４２】
次に図４のステップＳＡ４にて、第２の容量測定手段５でタッチの差分容量検出値を測定する。第２の容量測定手段は、第１の容量測定手段が有する積分回路と、積分回路の出力電圧を増幅するプリアンプと、プリアンプの出力電圧と別センサで同様の回路より出力した出力電圧の差分を取る差動アンプを有する。ステップＳＡ３で決定した利得のパラメータ値をパラメータ決定手段４から入力して前記プリアンプに適用する。この利得パラメータが適用されたプリアンプによって出力電圧を別センサの出力電圧と同じレベルに統一することが可能で、統一された出力電圧同士を差動アンプに入力することで表示ノイズをキャンセルした差分容量検出値を得ることができる。
【００４３】
図８は本発明適用前の表示ノイズの影響を受けた差分容量検出値の標準偏差を示した図である。すなわち金属フレーム付き表示装置上にあるタッチパネル装置が表示ノイズの影響を受けた際の各センサ（Ｘセンサ）の容量検出値の標準偏差を示した図である。面内センサでは第２の容量測定手段５によって別センサとの差分を取ることで差分容量検出値の出力変動が抑えられているが、端センサでは面内センサとの表示ノイズの影響度合いの差により差分を取っても差分容量検出値の出力変動が抑えられていない。
【００４４】
図９は本発明適用後の表示ノイズの影響を受けた差分容量検出値の標準偏差を示した図である。すなわち接地された金属フレーム付き表示装置上にあるタッチパネル装置に表示ノイズを印加した際の差分容量検出値の標準偏差を示す図である。端センサと面内センサの表示ノイズの影響度合いの違いを、第２の容量測定手段のプリアンプの利得のパラメータ値を調整したことにより表示ノイズの影響を同レベルに抑え、差分を取った際に表示ノイズをキャンセルし、標準偏差を抑えている。
【００４５】
次に図４のステップＳＡ５で、タッチ判定手段６がステップＳＡ４にて測定したタッチの差分容量検出値を基に、各センサの容量検出値が所定のタッチの閾値を超えている場合は“タッチ有り”とし、超えていない場合は“タッチ無し”と判定する。タッチがある場合は次のステップへ進み、超えていない場合は“タッチ無し”として処理を終了しステップＳＡ１に戻る。
【００４６】
ステップＳＡ６で、ステップＳＡ５にてタッチ判定手段６が“タッチ有り”と判定した場合は、タッチ座標を演算して座標情報出力手段７がホスト機器へ出力する。これにより、金属フレームとの寄生容量の違いで表示ノイズの影響度合いが異なる表示装置においても表示ノイズによる誤検出を抑制する。
【００４７】
＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１においては、複数の各センサにおいて容量検出値の変動に基づいて、表示ノイズのノイズレベルを算出し、そのノイズレベルに応じて利得のパラメータ値を決定する。決定したパラメータは差動容量測定の際の差分値を取る前のプリアンプに適用する。これにより、各センサで寄生容量の大きさが異なり、表示ノイズの影響度合いが異なる場合においても、表示ノイズの影響度合いを同レベルにし、差分を取った際に表示ノイズをキャンセルし誤検出を防止する。すなわち、各センサで寄生容量が異なる表示面外枠に金属フレームを有する表示装置や、異形パネルの表示装置、湾曲パネルの表示装置などにおいて、表示ノイズによる誤検出を防止する。
【００４８】
これらの処理はソフトウェアによる処理で、特別なハードウェア構造を別途設ける必要がないため、汎用性が高いタッチパネル装置を実現する。
【００４９】
＜変形例１＞
図１０は、実施の形態１の変形例の動作を示すフローチャートであり、パラメータ決定手段４で決定するパラメータの種類を追加している。
【００５０】
具体的な動作は、ステップＳａ１はステップＳＡ１と同様で第１の容量測定手段で容量検出値を測定する。ステップＳａ２はステップＳＡ２と同様でノイズレベルを算出している。ステップＳａ３はステップＳＡ３と同様で第２の容量測定手段５に関係する利得パラメータを決定している。
【００５１】
まずステップＳａ４は、タッチ判定手段６内のタッチ判定処理に関係する時間パラメータを決定しており、例えば、ノイズレベルが高いと判定されたセンサに関しては、「タッチ判定閾値をある一定時間超え続けなければ“タッチ有り”と判定としない」時間に関するパラメータなどを決定する。この時間パラメータ値が第二のパラメータである。
【００５２】
次にステップＳａ５では、座標情報出力手段７内のタッチ座標計算処理に用いる距離パラメータを決定しており、例えば、ノイズレベルが高いと判定されたセンサに関しては、タッチ座標のブレ防止のため、「現在のタッチ位置を基準とし、ある一定距離以上離れた箇所に次の座標が検出されなければ座標を出力しない」距離に関するパラメータの適用などを決定する。すなわちこの距離パラメータは指示体のタッチ座標の分離に用いられる。この距離パラメータ値が第三のパラメータである。
【００５３】
以後は、ステップＳａ６はステップＳＡ４と同様で第２の容量測定手段でタッチの差分容量検出値を測定する。ステップＳａ７はステップＳＡ５と同様で、各センサでタッチ判定を行う。ステップＳａ８はステップＳＡ６と同様でタッチが有ると判定された場合にタッチ座標を演算してホスト機器に座標を出力する。
【００５４】
上述したように、本変形例１ではノイズレベルに応じて適用するパラメータの数を処理ごとで増やすことで表示ノイズ耐性の更なる向上を図ることができる。
【００５５】
＜変形例２＞
第２の容量測定手段５とタッチ判定手段６と座標情報出力手段７を基本処理として演算し、第１の容量測定手段２とノイズレベル算出手段３とパラメータ決定手段４の処理は１０サイクルに１回や１００サイクルに１回などある指定の頻度で処理を間欠にしてもよい。演算処理の回数を減らすことで応答性を改善する。
【００５６】
実施の形態２．
実施の形態２のタッチパネル装置は、図４のステップＳＡ２でノイズレベルを算出した処理に関して、面内センサではノイズレベルを算出せず、端センサでノイズレベルを算出する。また、ステップＳＡ３の利得のパラメータ値を決定する処理では、第２の容量測定手段によって端センサと面内センサ間の差分容量を測定する際に表示ノイズがキャンセルするように端センサの利得のパラメータ値を決定する。これにより、検出回路や演算処理を簡易化している点が実施の形態１と相違する。
【００５７】
以下では、説明の簡略化のため、上述の実施の形態１で例示したタッチパネル装置の動作フローＳＡ１〜ＳＡ７と異なる動作ステップを説明する。詳細を説明しないステップの動作については、上述の実施の形態１のタッチパネル装置において採用する動作ステップと同一である。
【００５８】
図１１は、実施の形態２のタッチパネル装置の動作を図示するフローチャートである。図１１において、ステップＳＢ１はステップＳＡ１と同様に第１の容量測定手段２により容量検出値を測定する。ステップＳＢ２は端センサの容量検出値の時間的な出力変動より標準偏差を算出し、その標準偏差にある係数を掛けてノイズレベルを算出する。
【００５９】
ステップＳＢ３は端センサと面内センサ間において、ステップＳＡ４と同様の第２の容量測定手段で出力電圧の差分を取った際に（差動容量測定方式）、表示ノイズがキャンセルするように端センサの利得のパラメータ値を決定する。すなわち、端センサと面内センサ間の出力電圧の差分が最少になるように、端センサの利得のパラメータ値を決定する。
【００６０】
これは面内センサと表示パネル間の静電容量は、その構造上の特徴からセンサ毎のバラつきが小さく、面内センサの利得のパラメータ値を各センサ毎に調整する必要はない。さらに静電容量（浮遊容量）は、シミュレーション等の予測技術を採用することにより、高い精度で推測することができ、この静電容量に基づいて全ての面内センサに共通の利得のパラメータ値を設定し、その結果、面内センサに接続されたプリアンプの利得は共通の一定の値に設定される（面内センサ用プリアンプのゲイン調整機能が不要となる。）。従って、端センサの利得のパラメータ値のみを調整して、端センサ用のプリアンプのゲインを調整することにより、端センサと面内センサ間の出力電圧に励起された表示ノイズが最少化される。
【００６１】
ステップＳＢ４は、ステップＳＡ４と同様で第２の容量測定手段でタッチの差分容量検出値を測定する（差動容量測定方式）。ステップＳＢ５は、ステップＳＡ５と同様で各センサで検出した差分容量検出値をもとにタッチ判定を実施する。ステップＳＢ６は、ステップＳＡ６と同様でタッチがある場合はタッチ座標を演算しホスト機器へ出力する。
【００６２】
＜実施の形態２の効果＞
本実施の形態２では、パラメータ決定手段４により調整されるパラメータは、端センサに対応したパラメータのみとなり、検出回路構成や演算処理の規模を軽減することができる。
【００６３】
＜変形例３＞
実施の形態１の変形例１と同様で、決定するパラメータ値は第２の容量測定手段による容量計測ステップＳＢ５に関係するパラメータだけでなく、タッチ判定ステップＳＢ５や座標情報出力ＳＢ６に関係するパラメータであってもよい。
【００６４】
＜変形例４＞
実施の形態１の変形例２と同様で、第１の容量測定手段による容量測定ステップＳＢ１から端センサのパラメータ値を決定ステップＳＢ３までの処理は毎サイクル行うのではなく、１０サイクルに１回や１００サイクルに１回など間欠にし、演算処理を簡易的にしてもよい。
【００６５】
＜変形例５＞
上述の実施の形態２のステップＳＢ３において、端センサと面内センサ間の出力電圧の差分が最少になるように、端センサの利得のパラメータ値を決定したが、その手法としてシミュレーション等の予測技術を採用して面内センサの静電容量を推測し、その静電容量に基づいて面内センサに接続されたプリアンプに共通の利得を設定したが、その他の手法として、面内センサの静電容量をサンプリング測定により推定する方法も考えられる。一例として、ステップＳＢ１において、端センサと共に面内センサのうち代表的なセンサ、例えば中央部のセンサを一つ選定してその静電容量を前記第１の容量測定手段２によって計測し、ステップＳＢ２で、測定された容量検出値の時間的な変動による標準偏差に所定の係数を掛けたノイズレベル（ノイズ値）をそれぞれ算出する。その後ステップＳＢ３で端センサと同様に中央部のセンサの利得のパラメータ値を決定し、このパラメータ値を全ての面内センサに適用する。
【００６６】
この変形例では、パラメータ決定手段４により調整されるパラメータは、端センサと中央部のセンサに対応したパラメータのみであるが、端センサと面内センサとの差分を取った際に表示ノイズが最少となるように両パラメータを決定することができる。その結果、検出回路構成や演算処理の規模を軽減することができる。また、面内センサの静電容量をサンプリングする対象センサとしては、中央部のセンサではなく、例えば端センサに隣接する面内センサであっても良いのは無論である。
【００６７】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。上述の実施の形態１および２では、タッチセンサパネルのＸセンサを取り上げて詳細な実施の形態を説明したは、Ｙセンサであっても同様に実施の形態１および２を実施できる。
【００６８】
さらに、上述の実施の形態１および２では、第１の容量測定手段と第２の容量測定手段とが異なる測定手段として例示したが、一つの計測手段を時分割で使用してもよい。すなわち当該計測手段を第１の容量測定手段として使用する第１の周期ではプリアンプの利得を各センサ毎に変える事はせず、一定の値として使用する。前記計測手段を第２の容量測定手段として使用する第２の周期では、上記パラメータに応じてプリアンプの利得が各センサ毎に適宜設定されるように構成してもよい。この計測手段の出力は、第１の周期においてはノイズレベル算出手段に接続され、第２の周期においてはノイズレベル算出手段に接続されタッチ判定手段に接続されるように時分割切換される。
【００６９】
また、上述の実施の形態１および２においては、表示部の一例として液晶表示装置（ＬＣＤ）を採用してその実施の形態を示したが、表示デバイスとして、有機ＥＬディスプレイ、ＭＥＭＳディスプレイ、マイクロＬＥＤディスプレイなどを採用しても同様の効果を得ることができる。
【００７０】
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００７１】
１  タッチセンサパネル
２  第１の容量測定手段
３  ノイズレベル算出手段
４  パラメータ決定手段
５  第２の容量測定手段
６  タッチ判定手段
７  座標情報出力手段
１０４  タッチパネルコントローラ基板
１０５  タッチ座標検出回路
１０７  表示パネル
１０９  金属フレーム
１１０  粘着剤
１１１、１１１a〜１１１ｄ  Ｘセンサ
１１２、１１２a〜１１２ｄ  Ｙセンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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