(57)【要約】【課題】電波障害等に起因するノイズの影響下にあっても誤判定を防止することができるタッチセンサ装置を提供する。【解決手段】タッチセンサ装置１は、タッチ操作の有無を判定するコントローラ２と、静電容量ＩＣ３と、複数のタッチ電極５０からなるタッチ電極群５と、タッチ操作がなされない位置に配置されるダミー電極６と、を備えて構成されている。コントローラ２は、ダミー電極６に対してタッチ操作有りと判定したとき、これを誤判定として、この周期の判定結果を全て破棄するので、ノイズの影響下にあっても正確にタッチ操作の有無を判定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチ装置を介して前記スイッチ装置を含む所定の電子回路に接続され、タッチ操作がなされる少なくとも１つの電極を有する電極群と、
前記スイッチ装置を介して前記所定の電子回路に接続され、前記電極群に対して所定の距離離れて配置されるダミー電極と、
所定の周期に基づいて前記電極又は前記ダミー電極を選択し、選択された前記電極又は前記ダミー電極を前記スイッチ装置を介して前記所定の電子回路に接続し、前記所定の電子回路を伝播する高周波信号に基づいて所定のしきい値と比較して前記タッチ操作の有無を判定し、前記ダミー電極が前記所定の電子回路に接続され、前記高周波信号が前記所定のしきい値を超えていたとき、その周期の判定結果を全て破棄する判定部と、
を備えたタッチセンサ装置。
【請求項２】
前記所定の距離は、前記電極群の近傍であり、かつ、前記電極群に対する前記タッチ操作によって前記ダミー電極が前記タッチ操作無しと判定される距離である請求項１に記載のタッチセンサ装置。
【請求項３】
前記電極群及び前記ダミー電極は、同一基板上に設けられる請求項１に記載のタッチセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルに近接して設けられたタッチパネルと、このタッチパネルの制御回路と、を備えたタッチパネル付き液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このタッチパネル付き液晶表示装置は、さらに、タッチパネルのスイッチ電極形成面にスイッチ電極とは電気的に独立するダミー電極と、タッチパネルの制御回路にスイッチ電極から取り出される信号とダミー電極から取り出される信号とを入力してそれらの差信号をタッチパネルの出力信号として出力する差動増幅器と、を備えて構成されている。
【０００４】
このタッチパネル付き液晶表示装置によると、液晶表示パネルとタッチパネルが近接して配置されるので、液晶表示パネルに供給される交流化信号に基づいて発生するノイズが、タッチパネルのスイッチ電極とダミー電極に均等に作用する。
【０００５】
従って、このタッチパネル付き液晶表示装置は、タッチパネルが押圧されたときは、スイッチ電極には、スイッチオン信号とノイズとの重畳信号が、またダミー電極には、スイッチ電極に重畳されたと同一波形のノイズのみが伝播するので、差動増幅器によってこれらの差信号を取り出すことによってノイズが重畳されないスイッチオン信号を検出することができる。
【特許文献１】特開平５−６１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のタッチパネル付き液晶表示装置は、交流化信号の供給に伴い、タッチパネルのスイッチ電極とダミー電極に均等に作用するノイズについて有効であるが、均等に作用しないノイズに対しては、有効とは言えなかった。
【０００７】
従って本発明の目的は、電波障害等に起因するノイズの影響下にあっても誤判定を防止することができるタッチセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明は上記目的を達成するため、スイッチ装置を介して前記スイッチ装置を含む所定の電子回路に接続され、タッチ操作がなされる少なくとも１つの電極を有する電極群と、前記スイッチ装置を介して前記所定の電子回路に接続され、前記電極群に対して所定の距離離れて配置されるダミー電極と、所定の周期に基づいて前記電極又は前記ダミー電極を選択し、選択された前記電極又は前記ダミー電極を前記スイッチ装置を介して前記所定の電子回路に接続し、前記所定の電子回路を伝播する高周波信号に基づいて第１のしきい値と比較して前記タッチ操作の有無を判定し、前記ダミー電極が前記所定の電子回路に接続され、前記高周波信号が第２のしきい値を超えていたとき、その周期の判定結果を全て破棄する判定部と、を備えたタッチセンサ装置を提供する。
【０００９】
（２）本発明は上記目的を達成するため、前記所定の距離は、前記電極群の近傍であり、かつ、前記電極群に対する前記タッチ操作によって前記ダミー電極が前記タッチ操作無しと判定される距離である前記（１）に記載のタッチセンサ装置を提供する。
【００１０】
（３）本発明は上記目的を達成するため、前記電極群及び前記ダミー電極は、同一基板上に設けられる前記（２）に記載のタッチセンサ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
このような発明によれば、電波障害等に起因するノイズの影響下にあっても誤判定を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明のタッチセンサ装置の実施の形態を図面を参考にして詳細に説明する。
【００１３】
[実施の形態]
（タッチセンサ装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態に係るタッチセンサ装置のブロック図である。タッチセンサ装置１は、図１に示すように、判定部としてのコントローラ２と、静電容量ＩＣ（所定の電子回路；Integrated Circuit）３と、複数のタッチ電極５０からなるタッチ電極群（電極群）５と、ダミー電極６と、を備えて概略構成されている。なお、以下に示すタッチ操作とは、タッチ電極群５に対して操作者の手指が接触する動作のことを示している。
【００１４】
コントローラ２は、静電容量ＩＣ３から出力される出力信号に基づいてタッチ電極５０へのタッチ操作の有無を判定するものである。
【００１５】
静電容量ＩＣ３は、所定の周期に基づいてマルチプレクサ（スイッチ装置）３１を制御する電極制御部３０と、所定の周期に基づいて複数のタッチ電極５０、及びダミー電極６の接続の切り替えを順番に行うマルチプレクサ３１と、一例として、１００ｋＨｚの高周波信号（電圧Ｖ）を出力する発振部３２と、発振部３２から出力された高周波信号を増幅するオペアンプ３３と、オペアンプ３３によって増幅された高周波信号を調整する負荷抵抗３４と、タッチ操作がなされていないとき、負荷抵抗３４から出力された高周波信号を増幅し、タッチ操作がなされたとき、タッチ操作がなされたタッチ電極５０と操作者の手指によって発生する静電容量に基づいて減衰した高周波信号を増幅するオペアンプ３５と、所定の周波数のみを通過させ、ノイズを除去するＢＰＦ（Band-pass filter）３６と、高周波信号を整流するダイオードからなる整流部３７と、整流された整流信号をＤＣ信号にするＬＰＦ（Low-pass filter）３８と、所定のしきい値を有し、入力されたＤＣ信号としきい値を比較し、タッチ操作有り又はタッチ操作無しを示す信号をコントローラ２に出力信号として出力するコンパレータ３９と、を備えて概略構成されている。
【００１６】
コンパレータ３９の正端子側は、負電極がグランド４１に接続された基準電圧４０に接続され、比較基準となるしきい値を形成している。なお、コンパレータ３９は、オペアンプであっても良く、オペアンプを使用した場合は、入力されたＤＣ信号を増幅してコントローラ２に出力信号として出力する。コントローラ２は、出力された出力信号をしきい値（所定のしきい値）と比較し、タッチ操作の有無を判定する。
【００１７】
またコンパレータ３９は、タッチ操作有りのとき、操作者の手指と該当する電極との静電容量の発生に基づいて高周波信号の振幅が小さくなることから、プラス出力を行うものとし、タッチ操作無しのとき、高周波信号の振幅は、基準の振幅から変化しないことから、マイナス出力を行うものとする。コントローラ２は、このプラス出力が入力されたとき、マルチプレクサ３１によって接続されたタッチ電極５０、又はダミー電極６に対してタッチ操作有りと判定し、マイナス出力が入力されたとき、マルチプレクサ３１によって接続されたタッチ電極５０、又はダミー電極６に対してタッチ操作無しと判定する。
【００１８】
図２は、本発明の実施の形態に係るタッチ電極群とダミー電極の配置に関する概略図である。タッチ電極群５は、図２に示すように、複数のタッチ電極５０から構成され、タッチ電極５０は、一例として、正方形状を有し、銅等の導電性金属によって基板１００に形成され、その表面は、保護膜によって保護されている。
【００１９】
基板１００は、絶縁性部材から形成され、一例として、静電容量ＩＣ３、タッチ電極群５及びダミー電極６が設けられ、基板１００に形成された図示しない配線パターンとそれぞれが電気的に接続されており、静電容量ＩＣ３の出力信号は、外部に接続されたコントローラ２に出力されるように構成されている。
【００２０】
ダミー電極６は、一例として、タッチ電極５０と同じ大きさの正方形状を有し、タッチ電極５０と同じ導電性金属によって基板１００に形成され、その表面は、保護膜によって保護されている。
【００２１】
また、ダミー電極６は、タッチ電極群５の近傍であり、かつ、タッチ電極群５に対するタッチ操作によって操作者の手指と静電容量結合を行わない所定の距離、言い換えるなら、タッチ操作に影響されない程度に離れた距離に配置されている。
【００２２】
ダミー電極６がタッチ電極５０、すなわちタッチ電極群５の近傍に配置される理由は、ダミー電極６が、タッチ電極群５の近傍に配置されることで、タッチ電極群５に作用する電波障害（ＥＭＩ；Electro Magnetic Interference）等に起因するノイズが、ほぼ同条件でダミー電極６にも作用するからである。
【００２３】
ダミー電極６は、タッチ電極群５の近傍に配置されるため、タッチ電極群５に作用する電波障害等のノイズがダミー電極６にも作用する。コントローラ２は、タッチ操作がなされていない周期のとき、電波障害等のノイズによってダミー電極６をタッチ操作有りと判定した場合、この判定結果を誤判定であるとし、この周期にタッチ操作有りと判定されたタッチ電極５０の判定結果も誤りである可能性があるので、全ての判定結果を破棄する。
【００２４】
（動作）
以下に、本実施の形態におけるタッチセンサ装置に関する動作を各図を参照して詳細に説明する。
【００２５】
コントローラ２は、電極制御部３０を介してマルチプレクサ３１を制御して、タッチ電極５０及びダミー電極６を順番に接続の切り替えを行う。
【００２６】
操作者によってタッチ電極群５のタッチ電極５０の何れに対してもタッチ操作がなされていないとき、発振部３２から出力された高周波信号（Ｖ）は、オペアンプ３３、負荷抵抗３４、オペアンプ３５、ＢＰＦ３６、整流部３７及びＬＰＦ３８を介してコンパレータ３９にＤＣ信号として入力する。
【００２７】
コンパレータ３９は、ＤＣ信号としきい値とを比較し、タッチ操作無しであることからマイナス出力をコントローラ２に出力する。
【００２８】
コントローラ２は、コンパレータ３９からマイナス出力を入力すると、タッチ操作無しと判定し、次の動作に移行する。
【００２９】
続いて、コントローラ２は、電極制御部３０を介してマルチプレクサ３１を制御し、次のタッチ電極５０、又はダミー電極６に接続を切り替える。
【００３０】
例えば、タッチ操作されたタッチ電極５０に接続が切り替えられたとき、発振部３２から出力された高周波信号（Ｖ）は、オペアンプ３３を介して負荷抵抗３４から出力する高周波信号が、操作者の手指とタッチ操作されたタッチ電極５０との間に発生する静電容量によって減衰し、振幅が小さく変化した高周波信号が、オペアンプ３５、ＢＰＦ３６、整流部３７及びＬＰＦ３８を介してコンパレータ３９にＤＣ信号として入力する。
【００３１】
コンパレータ３９は、ＤＣ信号としきい値とを比較し、タッチ操作有りであることからプラス出力をコントローラ２に出力する。
【００３２】
コントローラ２は、コンパレータ３９からプラス出力を入力すると、タッチ操作有りと判定し、次の動作に移行する。
【００３３】
ここで例えば、ダミー電極６に接続が切り替えられ、電波障害等のノイズによってダミー電極６に静電容量が発生していたとき、発振部３２から出力された高周波信号（Ｖ）は、オペアンプ３３を介して負荷抵抗３４から出力する高周波信号が、ダミー電極６に発生した静電容量によって減衰し、振幅が小さく変化した高周波信号が、オペアンプ３５、ＢＰＦ３６、整流部３７及びＬＰＦ３８を介してコンパレータ３９にＤＣ信号として入力する。
【００３４】
コンパレータ３９は、ＤＣ信号としきい値とを比較し、タッチ操作有りであることからプラス出力をコントローラ２に出力する。
【００３５】
コントローラ２は、コンパレータ３９からプラス出力を入力すると、タッチ操作有りと判定する。しかし、コントローラ２は、タッチ操作有りと判定した電極が、ダミー電極６であることから、この判定結果は誤判定であると判断し、この周期の判定結果を全て破棄し、次の電極の走査を開始する。
【００３６】
これは、タッチ操作有りと判定されたダミー電極６が含まれる周期の判定結果は、誤判定が含まれる可能性が高く信頼性に欠けるという理由からである。
【００３７】
（効果）
（１）上記した実施の形態におけるタッチセンサ装置１によれば、電波障害等のノイズによってタッチ操作の有無の判定に誤判定が生じても、ダミー電極６に対するタッチ操作の判定を監視することによって、正確にタッチ操作の有無を判定することができる。
【００３８】
（２）上記した実施の形態におけるタッチセンサ装置１によれば、ダミー電極６は、タッチ電極群５の近傍に配置されるので、タッチ電極群５が影響を受ける電波障害等のノイズと同等のノイズの影響を受け、ダミー電極６に対するタッチ操作有りと判定されることはないにもかかわらず、タッチ操作有りと判定されたとき、その判定を含む周期の全ての判定を破棄するので、誤判定を防止することができ、信頼性を向上させることができる。
【００３９】
（３）上記した実施の形態におけるタッチセンサ装置１によれば、ダミー電極６はタッチ電極５０と同等の構成で良いので、簡単な構造によってタッチ操作の判定精度を向上させることができ、さらに、コストを抑制することができる。
【００４０】
（他の実施の形態について）
（１）上記した実施の形態におけるタッチ電極群５は、ダミー電極６と同じ基板１００に設けられたが、これに限定されず、タッチ電極群５をタッチパッドとして、基板１００とは離れた位置に配置されても良い。そのとき、基板１００は、タッチパッドの近傍に設けられるのが望ましい。
【００４１】
（２）上記した実施の形態におけるタッチ電極５０及びダミー電極６は、同じ大きさ及び形状を有して構成されていたが、これに限定されず、矩形状や三角形状等であっても良く、また、タッチ電極５０及びダミー電極６の大きさは、異なっていても良い。
【００４２】
（３）上記した実施の形態におけるタッチ電極５０の数は、図２に示す４行４列に限定されず、用途に応じて自由に変更可能であり、また、ダミー電極６の数も１つに限定されない。
【００４３】
（４）上記した実施の形態における静電容量ＩＣ３は、上記に示す構成を有していたが、これに限定されず、例えば、コンパレータ３９をオペアンプとして入力されたＤＣ信号を増幅してコントローラ２に出力するように構成し、コントローラ２に入力したＤＣ信号に基づいてタッチ操作の有無を判定する構成としても良い。
【００４４】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態に係るタッチセンサ装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るタッチ電極群とダミー電極の配置に関する概略図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…タッチセンサ装置
２…コントローラ
３…静電容量ＩＣ
５…タッチ電極群
６…ダミー電極
３０…電極制御部
３１…マルチプレクサ
３２…発振部
３３…オペアンプ
３４…負荷抵抗
３５…オペアンプ
３６…ＢＰＦ
３７…整流部
３８…ＬＰＦ
３９…コンパレータ
４０…基準電圧
４１…グランド
５０…タッチ電極
１００…基板
【図１】
2010020674.tif 000003
【図２】
2010020674.tif 000004