(57)【要約】【課題】大型化に伴って電極本数が増えても、タッチ位置の検出処理を高速に行うことができるようにする。【解決手段】受信電極の出力信号を処理して検出データを出力する受信信号処理部２６ａ、２６ｂと、この受信信号処理部から出力される検出データをラインごとに別々に蓄積する奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１および偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２と、これらの出力を交互に選択する第１のセレクタ５３とを有し、奇数ライン用ＦＩＦＯ部および偶数ライン用ＦＩＦＯ部の一方が検出データの書込みを行っている間に他方が読出しを行うようにする。【選択図】図５
2011258143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、
前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、
前記送信電極に印加された駆動信号に応答した受信電極の出力信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、
前記受信部から出力される検出データに基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部および前記受信部の動作を制御するシステム制御部と、を備え、
前記受信部は、前記受信電極の出力信号を処理して検出データを出力する受信信号処理部と、この受信信号処理部から出力される検出データをラインごとに別々に蓄積する２つのライン別データ蓄積部と、この２つのライン別データ蓄積部の出力を交互に選択する第１のセレクタとを有し、２つの前記ライン別データ蓄積部の一方が検出データの書込みを行っている間に他方が読出しを行うようにしたことを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記受信信号処理部は、前記受信電極の出力信号を所定本数ごとに並行して処理する少なくとも第１および第２の２つの受信信号処理部で構成され、
前記ライン別データ蓄積部は、前記第１の受信信号処理部から出力される検出データを一時的に蓄積する第１のＦＩＦＯメモリと、前記第２の受信信号処理部から出力される検出データを一時的に蓄積する第２のＦＩＦＯメモリと、前記第１のＦＩＦＯメモリと前記第２のＦＩＦＯメモリとの間に直列に接続されて、書込み時には前記第１の受信信号処理部の出力を選択し、読出し時には前記第２のＦＩＦＯメモリの出力を選択する第２のセレクタとを有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】
前記受信部は、前記受信電極の出力信号を所定本数ごとに並行して処理する複数の受信ユニットで構成され、
この受信ユニットの各々は、前記受信信号処理部と、当該受信ユニット同士で互いに直列に接続可能に設けられた第１のデータ転送路と、前記システム制御部から出力される制御信号に基づいて、前記受信信号処理部から出力される検出データの前記第１のデータ転送路上への送出を制御するユニット制御部と、を有することを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記受信ユニットはさらに、前記受信信号処理部から出力される検出データを検出データバスに導く第２のデータ転送路と、この第２のデータ転送路上に設けられて、検出データの前記第１のデータ転送路上への送出を断続する第１のスイッチ手段と、を有することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記受信ユニットはさらに、前記第１のデータ転送路上における前記第２のデータ転送路の合流点の上流側に設けられて、上流側の前記受信ユニットから出力される検出データの下流側への転送を断続する第２のスイッチ手段を有することを特徴とする請求項３若しくは請求項４に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記ユニット制御部は、前記受信ユニットに保持されたユニット識別情報と、前記システム制御部から出力されるユニット選択信号とを比較して、自装置が選択されたことを検知すると、検出データを前記第１のデータ転送路上へ送出させることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極が格子状に配置されて、タッチ操作に応じた静電容量の変化に伴う電極の出力信号の変化に基づいてタッチ位置を検出する静電容量方式のタッチパネル装置、特に送信電極に印加した駆動信号に応答して受信電極に流れる充放電電流信号を受信してタッチ位置を検出する相互容量方式のタッチパネル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル装置は、パソコンや携帯情報端末の分野で広く普及しているが、このタッチパネル装置を、大画面の表示装置と組み合わせることで、多人数を対象にしたプレゼンテーションや講義で利用される、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いることができる。
【０００３】
また、タッチパネル装置には、タッチ位置を検出する原理が異なる種々の方式があるが、例えば静電容量方式のように、指等の指示物によるタッチ操作に応じた静電容量の変化を検出するために多数の電極をパネル内に配設した構成のものでは、タッチ位置を求めるためのデータ量が、電極の本数が多くなるのに応じて増大する。特にタッチパネル装置をインタラクティブホワイトボードとして用いた場合、タッチパネル装置の大型化に伴って電極の本数が増えるため、タッチ位置を求めるためのデータ量が大幅に増大する。
【０００４】
このようなデータ量の増大は、タッチ位置の検出に要する処理時間を増大させて、指等の指示物によるタッチ操作にタッチ位置の検出処理を追従させることができないといった不具合を招くことから、タッチ位置の検出処理を高速に行うことができる構成が望まれる。このような高速化の要望に関連して、従来、タッチ位置を大まかに検出した後に、その周辺領域を対象にしてタッチ位置を詳細に求める技術など、種々の技術が知られている（特許文献１〜特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８４９０４号公報
【特許文献２】特開２００６−１２７１０１号公報
【特許文献３】特開２００９−２８９２３５号公報
【特許文献４】特開２０１０−３９８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の技術では、電極を１本ずつ選択してその出力信号を処理するスキャン動作に要する時間を短縮したり、タッチ位置の演算処理を行う制御部の演算負担を軽減することはできても、データ転送に要する時間を短縮することはできない。特に相互容量方式、すなわち送信電極に印加された駆動信号に応答した受信電極の出力信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する方式では、タッチパネル装置の大型化に伴って、電極交点の数が飛躍的に増加して、データ量も膨大なものとなるため、データ転送に要する時間が増大し、これがタッチ位置の検出処理の速度を大きく低下させる原因となる。
【０００７】
また、電極が配設された領域を複数のブロックに分割して、電極を１本ずつ選択してその出力信号を処理するスキャン動作を受信ユニットで並行して実行させることで、タッチ位置の検出処理を高速化することができるが、タッチパネル装置の大型化に伴って、受信ユニットの数が増えると、タッチ位置の演算処理を行う制御部と受信ユニットとを結ぶデータ伝送路の全長も長くなるため、データ転送に時間を要し、このデータ転送がボトルネックとなって、タッチ位置の検出処理を十分に高速化することができないといった課題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、大型化に伴って電極本数が増えても、タッチ位置の検出処理を高速に行うことができるように構成されたタッチパネル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のタッチパネル装置は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記送信電極に印加された駆動信号に応答した受信電極の出力信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、前記受信部から出力される検出データに基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部および前記受信部の動作を制御するシステム制御部と、を備え、前記受信部は、前記受信電極の出力信号を処理して検出データを出力する受信信号処理部と、この受信信号処理部から出力される検出データをラインごとに別々に蓄積する２つのライン別データ蓄積部と、この２つのライン別データ蓄積部の出力を交互に選択する第１のセレクタとを有し、２つの前記ライン別データ蓄積部の一方が検出データの書込みを行っている間に他方が読出しを行うようにした構成とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、送信電極に対して駆動信号を印加しながら受信電極から出力される信号を処理するスキャン動作が行われる時間を利用して、検出データのシステム制御部への転送を行うことができるため、検出データの転送のためにスキャン動作が待たされることがなく、タッチ位置検出の処理速度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が適用されるタッチパネルシステムを示す全体構成図
【図２】タッチパネル装置の概略構成図
【図３】受信信号処理部の概略構成図
【図４】送信電極に対するパルス信号の印加状況と、受信電極ごとに設けられたスイッチング素子の動作状況とを示す図
【図５】受信ユニットのデータ転送部の概略構成を示す図
【図６】受信ユニットにおける検出データの転送状況を示す図
【図７】受信ユニットの動作状況を示すタイミング図
【図８】データ蓄積部における検出データの書込みおよび読出しの状況を示す図
【図９】受信ユニットにおける検出データの蓄積および転送の状況を示すタイミング図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上記課題を解決するためになされた第１の発明は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に配置されたパネル本体と、前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記送信電極に印加された駆動信号に応答した受信電極の出力信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、前記受信部から出力される検出データに基づいてタッチ位置を検出すると共に前記送信部および前記受信部の動作を制御するシステム制御部と、を備え、前記受信部は、前記受信電極の出力信号を処理して検出データを出力する受信信号処理部と、この受信信号処理部から出力される検出データをラインごとに別々に蓄積する２つのライン別データ蓄積部と、この２つのライン別データ蓄積部の出力を交互に選択する第１のセレクタとを有し、２つの前記ライン別データ蓄積部の一方が検出データの書込みを行っている間に他方が読出しを行うようにした構成とする。
【００１３】
これによると、送信電極に対して駆動信号を印加しながら受信電極から出力される信号を処理するスキャン動作が行われる時間を利用して、検出データのシステム制御部への転送を行うことができるため、検出データの転送のためにスキャン動作が待たされることがなく、タッチ位置検出の処理速度を高めることができる。
【００１４】
ここで、ラインとは、１本の送信電極に相当するものであり、１本の送信電極に対して駆動信号を印加する間に受信信号処理部から出力される１ライン分の検出データがライン別データ蓄積部に蓄積される。
【００１５】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記受信信号処理部は、前記受信電極の出力信号を所定本数ごとに並行して処理する少なくとも第１および第２の２つの受信信号処理部で構成され、前記ライン別データ蓄積部は、前記第１の受信信号処理部から出力される検出データを一時的に蓄積する第１のＦＩＦＯメモリと、前記第２の受信信号処理部から出力される検出データを一時的に蓄積する第２のＦＩＦＯメモリと、前記第１のＦＩＦＯメモリと前記第２のＦＩＦＯメモリとの間に直列に接続されて、書込み時には前記第１の受信信号処理部の出力を選択し、読出し時には前記第２のＦＩＦＯメモリの出力を選択する第２のセレクタとを有する構成とする。
【００１６】
これによると、読出し時に、第１のＦＩＦＯメモリと第２のＦＩＦＯメモリとが一体となって１つのＦＩＦＯメモリとして動作する。このため、第２のセレクタは、読出しおよび書込みの切り換え時のみ動作させればよく、制御が容易になる。
【００１７】
また、第３の発明は、前記第１若しくは第２の発明において、前記受信部は、前記受信電極の出力信号を所定本数ごとに並行して処理する複数の受信ユニットで構成され、この受信ユニットの各々は、前記受信信号処理部と、当該受信ユニット同士で互いに直列に接続可能に設けられた第１のデータ転送路と、前記システム制御部から出力される制御信号に基づいて、前記受信信号処理部から出力される検出データの前記第１のデータ転送路上への送出を制御するユニット制御部と、を有する構成とする。
【００１８】
これによると、受信ユニットの数を変更することで、電極本数の異なる複数の機種に対応することができる。特にインタラクティブホワイトボードとして用いられる場合、例えば５０インチから１００インチといったように寸法の大きく異なる機種があり、寸法に応じて電極本数も異なるが、本発明のように構成すると、複数の機種同士で受信ユニットを共用することができるため、製造コストを削減することができる。
【００１９】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記受信ユニットはさらに、前記受信信号処理部から出力される検出データを検出データバスに導く第２のデータ転送路と、この第２のデータ転送路上に設けられて、検出データの前記第１のデータ転送路上への送出を断続する第１のスイッチ手段と、を有する構成とする。
【００２０】
これによると、第１のスイッチ手段を接続状態に制御することで、受信ユニットで生成した検出データを第１のデータ転送路上に送出してシステム制御部に転送することができる。一方、上流側の受信ユニットから検出データを転送する際には、第１のスイッチ手段を遮断状態に制御することで、誤ってデータが第１のデータ転送路上に送出されることを防止することができる。
【００２１】
また、第５の発明は、前記第３若しくは第４の発明において、前記受信ユニットはさらに、前記第１のデータ転送路上における前記第２のデータ転送路の合流点の上流側に設けられて、上流側の前記受信ユニットから出力される検出データの下流側への転送を断続する第２のスイッチ手段を有する構成とする。
【００２２】
これによると、第２のスイッチ手段を遮断状態に制御することで、上流側の受信ユニットから誤ってデータが転送されることを防止することができる。一方、上流側の受信ユニットから検出データを転送する際には、第２のスイッチ手段を接続状態に制御することで、上流側の受信ユニットからの検出データの転送が許容される。第２のスイッチ手段は、第１のスイッチ手段と連動して動作させ、一方が接続状態のときには他方を遮断状態とすればよい。
【００２３】
また、第６の発明は、前記第３乃至第５の発明において、前記ユニット制御部は、前記受信ユニットに保持されたユニット識別情報と、前記システム制御部から出力されるユニット選択信号とを比較して、自装置が選択されたことを検知すると、検出データを前記第１のデータ転送路上へ送出させる構成とする。
【００２４】
これによると、システム制御部がユニット選択信号のみで受信ユニットからのデータ転送を制御することができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、本発明が適用されるタッチパネルシステムを示す全体構成図である。タッチパネル装置１は、互いに並走する複数の送信電極２と互いに並走する複数の受信電極３とが格子状に配置されたパネル本体４と、送信電極２に対して駆動信号（パルス信号）を印加する送信部５と、送信電極２に印加された駆動信号に応答した受信電極３の充放電電流信号を受信して、送信電極２と受信電極３とが交差する電極交点ごとのレベル信号を出力する受信部６と、この受信部６から出力されるレベル信号に基づいてタッチ位置を検出すると共に送信部５および受信部６の動作を制御するシステム制御部７とを備えている。
【００２７】
このタッチパネル装置１は、大画面の表示装置と組み合わせることで、プレゼンテーションや講義に用いることができるようにした、いわゆるインタラクティブホワイトボードとして用いられ、特にここでは、プロジェクタ装置と組み合わせて用いられ、タッチパネル装置１のタッチ面１０がプロジェクタ用のスクリーンとなる。
【００２８】
タッチパネル装置１から出力されるタッチ位置情報は、パソコンなどの外部機器８に入力され、外部機器８から出力される表示画面データに基づいてプロジェクタ装置９によりタッチパネル装置１のタッチ面１０上に投影表示される表示画面上に、タッチパネル装置１のタッチ面１０上でユーザが指示物（ユーザの指先およびスタイラスや指示棒等の導電体）で行ったタッチ操作に対応した画像が表示され、タッチパネル装置のタッチ面１０にマーカーで直接描画をするのと同様の感覚で所要の画像を表示させることができ、また表示画面に表示されたボタンなどを操作することができる。さらに、タッチ操作で描かれた画像を消去するイレーサを用いることもできる。
【００２９】
送信電極２および受信電極３は同一の配置ピッチ（例えば１０ｍｍ）で配置されており、その本数はパネル本体４のアスペクト比に応じて異なり、送信電極２が例えば１２０本、受信電極３が例えば１８６本配置される。
【００３０】
送信電極２と受信電極３とは、絶縁層（支持シート）を挟んで重なり合う態様で交差しており、この送信電極２と受信電極３とが交差する電極交点にはコンデンサが形成され、ユーザが指示物でタッチ操作を行うと、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に減少することで、タッチ操作の有無を検出することができる。
【００３１】
ここでは、相互容量方式が採用されており、送信電極２に駆動信号を印加すると、これに応答して受信電極３に充放電電流が流れ、このとき、ユーザのタッチ操作に応じて電極交点の静電容量が変化すると、受信電極３の充放電電流が変化し、この充放電電流の変化量を受信部６で電極交点ごとのレベル信号（ディジタル信号）に変換してシステム制御部７に出力し、システム制御部７では、電極交点ごとのレベル信号に基づいてタッチ位置が算出される。この相互容量方式では、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ（多点検出）が可能である。
【００３２】
システム制御部７は、受信部６から出力される電極交点ごとのレベル信号から所定の演算処理によってタッチ位置（タッチ領域の中心座標）を求める。このタッチ位置の演算では、Ｘ方向（送信電極２の延在方向）とＹ方向（受信電極３の延在方向）とでそれぞれ隣接する複数（例えば４×４）の電極交点ごとのレベル信号から所要の補間法（例えば重心法）を用いてタッチ位置を求める。これにより、送信電極２および受信電極３の配置ピッチ（１０ｍｍ）より高い分解能（例えば１ｍｍ以下）でタッチ位置を検出することができる。
【００３３】
また、システム制御部７では、タッチ面１０の全面に渡って電極交点ごとのレベル信号の受信が終了する１フレーム周期ごとにタッチ位置を求める処理が行われ、タッチ位置情報がフレーム単位で外部機器８に出力される。外部機器８では、時間的に連続する複数のフレームのタッチ位置情報に基づいて、各タッチ位置を時系列に連結する表示画面データを生成して、プロジェクタ装置９に出力する。なお、マルチタッチの場合には、複数の指示物によるタッチ位置を含むタッチ位置情報がフレーム単位で出力される。
【００３４】
図２は、タッチパネル装置１の概略構成図である。送信部５は、送信電極２を１本ずつ選択してパルス信号（駆動信号）を送信電極２に順次印加するものであり、パルス生成部１１と、電極選択部１２と、駆動部１３と、を備えている。パルス生成部１１は、所定のタイミングでパルスを生成する。電極選択部１２は、パルス生成部１１から出力されたパルスを水平同期信号に基づいて選択した送信電極２に印加する。駆動部１３は、選択された送信電極２をパルス駆動する。
【００３５】
受信電極３は、所定本数ごとにグループ分けされ、ここでは１８６本の受信電極３が２４本ごとにグループＡ〜Ｈの８つのグループにグループ分けされている。なお、受信電極３の７つのグループＡ〜Ｇは２４本とし、最後のグループＨは１８本としている。
【００３６】
受信部６は、複数の受信ユニット２１〜２４で構成されている。ここでは、受信ユニット２１〜２４が、受信電極３の２つのグループごとに設けられ、合計４つ設けられている。各受信ユニット２１〜２４では、受信電極３の出力信号が並行して処理される。この受信ユニット２１〜２４は、互いに共用することができるように同一の構成となっている。。
【００３７】
受信ユニット２１〜２４は、電極選択部２５と、受信信号処理部２６と、データ転送部２７と、ユニット制御部２８と、を備えている。電極選択部２５では、受信電極３ごとにスイッチング素子が接続されており、送信電極２の１本にパルス信号を印加する間に、受信電極３を１本ずつ選択して、受信電極３からの充放電電流信号を受信信号処理部２６に順次入力させる。電極選択部２５の各スイッチング素子はユニット制御部２８により個別にオン／オフ制御される。
【００３８】
電極選択部２５および受信信号処理部２６は、受信電極３のグループごとに設けられている。各電極選択部２５では、スイッチング素子の互いに対応するもの同士が並行してオン／オフ制御される。各グループではスイッチング素子が１つずつ順にオンとなるように制御され、残りのスイッチング素子はオフに制御されており、スイッチング素子をオンとすることで選択された１本の受信電極３の充放電電流信号が受信信号処理部２６に入力される。
【００３９】
図３は、受信信号処理部２６の概略構成図である。この受信信号処理部２６は、ＩＶ変換部３１と、バンドパスフィルタ３２と、絶対値検出部３３と、積分部３４と、サンプルホールド部３５と、ＡＤ変換部３６とを備えている。
【００４０】
ＩＶ変換部３１では、電極選択部２５を介して入力される受信電極３の充放電電流信号（アナログ信号）が電圧信号に変換される。バンドパスフィルタ３２では、ＩＶ変換部３１の出力信号に対して、送信電極２に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号を除去する処理が行われる。絶対値検出部（整流部）３３では、バンドパスフィルタ３２の出力信号に対して全波整流が行われる。積分部３４では、絶対値検出部３３の出力信号を時間軸方向に積分する処理が行われる。サンプルホールド部３５では、積分部３４の出力信号を所定のタイミングでサンプリングする処理が行われる。ＡＤ変換部３６では、サンプルホールド部３５の出力信号をＡＤ変換してレベル信号（ディジタル信号）をデータ転送部２７に出力する。
【００４１】
図４は、送信電極２に対するパルス信号の印加状況と、受信電極３ごとに設けられたスイッチング素子の動作状況とを示す図である。なおここでは、１２０本の送信電極２を端からＹ１、Ｙ２…Ｙ１２０として示しており、１８６本の受信電極３を端からＸ１、Ｘ２…Ｘ１８６として示しており、２４本単位で８つのグループＡ〜Ｈにグループ分けされている。
【００４２】
まず、１フレームの開始タイミングを規定する垂直同期信号（VSYNC）がシステム制御部７から送信部５に出力され（時刻Ｔ０）、その後、送信電極２の各々に駆動信号を印加するタイミングを規定する水平同期信号（HSYNC）がシステム制御部７から送信部５に出力され（時刻Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３…）、その水平同期信号（HSYNC）に応じて送信電極２に駆動信号が印加される。１本の送信電極２には、１本の受信電極３に対応する所定数（例えば１０）のパルスからなるパルス群が、１つのグループに属する受信電極３の数に対応して２４回繰り返し印加される。
【００４３】
また、水平同期信号（HSYNC）は、受信部６にも出力され、ここでは電極選択部２５のスイッチング素子（ＳＷ  Ａ１〜ＳＷ  Ａ２４、ＳＷ  Ｂ１〜ＳＷ  Ｂ２４…ＳＷ  Ｈ１〜ＳＷ  Ｈ１８）のオンオフ制御のタイミングを規定する機能を有し、受信部６では、水平同期信号（HSYNC）に応じて、受信電極３の各々に対応するスイッチング素子を順次オンとする。これにより、１本の受信電極３の選択期間、すなわち１本の受信電極３に対応するスイッチング素子をオンとした期間（例えばＴ１１〜Ｔ１２）に、所定数のパルスが１本の送信電極２に印加され、このパルスに応答して受信電極３から出力される信号が処理される。
【００４４】
このようにして、１つのグループに属する２４本の受信電極３の出力信号が電極選択部２５から受信信号処理部２６に順次入力され、各グループの互いに対応するもの同士が並行して処理される。
【００４５】
図５は、受信ユニット２１〜２４のデータ転送部２７の概略構成を示す図である。なおここでは、第１の受信ユニット２１を図示するが、他の第２〜第４の受信ユニット２２〜２４も、これと同一の構成を有している。
【００４６】
データ転送部２７は、データ蓄積部４１と、第１のトライステートバッファ（第１のスイッチ手段）４２と、第２のトライステートバッファ（第２のスイッチ手段）４３と、検出データバス（第１のデータ転送路）４４と、ＦＩＦＯリードバス（第２のデータ転送路）４５と、を有している。
【００４７】
検出データバス４４は、受信ユニット２１〜２４同士で互いに直列に接続可能に設けられ、各受信ユニット２１〜２４で生成した検出データを順に転送するものである。上流側の受信ユニット２２〜２４から出力された検出データが下流側の受信ユニット２１〜２３を通ってシステム制御部７に転送される。ＦＩＦＯリードバス４５は、データ蓄積部４１から出力される検出データを検出データバス４４に導くものである。
【００４８】
第１のトライステートバッファ４２は、ＦＩＦＯリードバス４５上に設けられて、検出データの検出データバス４４上への送出を断続するものである。この第１のトライステートバッファ４２を接続状態に制御することで、受信ユニット２１〜２４で生成した検出データを検出データバス４４上に送出してシステム制御部７に転送することができ、一方、第１のトライステートバッファ４２を遮断状態に制御することで、上流側の受信ユニット２２〜２４から検出データを転送する際に、下流側の受信ユニット２１〜２３からデータが検出データバス４４上に送出されることを防止することができる。
【００４９】
第２のトライステートバッファ４３は、検出データバス４４上におけるＦＩＦＯリードバス４５の合流点の上流側に設けられて、上流側の受信ユニット２２〜２４から転送される検出データの下流側への転送を断続するものである。この第２のトライステートバッファ４３を接続状態に制御することで、上流側の受信ユニット２２〜２４からの検出データの転送が許容され、一方、第２のトライステートバッファ４３を遮断状態に制御することで、上流側の受信ユニット２２〜２４からデータが転送されることを防止することができる。
【００５０】
第１のトライステートバッファ４２および第２のトライステートバッファ４３は、ユニット制御部２８により制御され、ユニット制御部２８から出力されるデータバス制御信号に基づいて、オン状態（接続状態）とオフ状態（ハイ・インピーダンス状態：遮断状態）との間で切り換え動作する。この第１のトライステートバッファ４２と第２のトライステートバッファ４３とは連動して動作し、一方が接続状態のときには他方を遮断状態となる。
【００５１】
ユニット制御部２８には、システム制御部７から、検出データの送出を指示するユニット選択信号（制御信号）が入力され、このユニット選択信号に基づいてデータバス制御信号が出力される。ユニット制御部２８は、受信ユニット２１に保持されたユニット識別情報と、システム制御部７から出力されるユニット選択信号とを比較して、自装置が選択されたことを検知すると、データ蓄積部４１に蓄積された検出データを検出データバス４４上へ送出させるようにデータバス制御信号を出力する。
【００５２】
すなわち、ユニット制御部２８は、システム制御部７からのユニット選択信号に基づいて、自装置が選択されたことを検知すると、第１のトライステートバッファ４２をオンとし、第２のトライステートバッファ４３をオフとするデータバス制御信号を出力する。これとは逆に、システム制御部７からのユニット選択信号に基づいて、自装置が選択されていないことを検知すると、第１のトライステートバッファ４２をオフとし、第２のトライステートバッファ４３をオンとするデータバス制御信号を出力する。
【００５３】
ここで、第１〜第４の受信ユニット２１〜２４のユニット識別情報はそれぞれ００，０１，１０，１１に設定されている。このユニット識別情報は、例えばディップスイッチにより設定保持され、ユニット識別信号としてユニット制御部２８に入力される。
【００５４】
図６は、受信ユニット２１〜２４における検出データの転送状況を示す図である。図７は、受信ユニット２１〜２４の動作状況を示すタイミング図である。
【００５５】
図７に示すように、システム制御部７から第１〜第４の受信ユニット２１〜２４にユニット選択信号（ＤＯＥＮ信号）が出力され、第１〜第４の各受信ユニット２１〜２４では、ユニット制御部２８にてユニット識別情報（００，０１，１０，１１）と照合されて、自装置が選択されたか否かを判別する。ユニット選択信号（ＤＯＥＮ信号）は所定のタイミングで順に変化し、第１〜第４の各受信ユニット２１〜２４が順に選択状態となる。
【００５６】
図６（Ａ）は、第１の受信ユニット２１が選択された状況を示している。この場合、第１の受信ユニット２１における第１のトライステートバッファ４２がオン（接続状態）となり、データ蓄積部４１の検出データが検出データバス４４を通ってシステム制御部７に転送される。一方、第２のトライステートバッファ４３はオフ（Ｈｉ−Ｚ状態：遮断状態）となっており、上流側の第２〜第４の受信ユニット２２〜２４からデータがシステム制御部７に転送されることを防止することができる。
【００５７】
図６（Ｂ）は、第２の受信ユニット２２が選択された状況を示している。この場合、第２の受信ユニット２２における第１のトライステートバッファ４２がオン（接続状態）となり、データ蓄積部４１の検出データが検出データバス４４を通ってシステム制御部７に転送される。一方、第２の受信ユニット２２における第２のトライステートバッファ４３はオフ（Ｈｉ−Ｚ状態：遮断状態）となっており、上流側の第３、第４の受信ユニット２３、２４からデータがシステム制御部７に転送されることを防止することができる。
【００５８】
また、この場合、下流側の第１の受信ユニット２１は非選択状態で、第２のトライステートバッファ４３がオン（接続状態）となっており、第２の受信ユニット２２からの検出データの転送を阻害せず、また第１のトライステートバッファ４２がオフ（Ｈｉ−Ｚ状態：遮断状態）となっており、第１の受信ユニット２１からデータが検出データバス４４上に送出されることを防止することができる。
【００５９】
このように受信ユニット２１〜２４では、データ蓄積部４１の検出データの検出データバス４４上へ送出してシステム制御部７に転送するデータ転送が、第１のトライステートバッファ４２および第２のトライステートバッファ４３のオンオフ動作で制御され、この第１のトライステートバッファ４２および第２のトライステートバッファ４３のオンオフ動作は、システム制御部７から出力されるユニット選択信号に基づいてユニット制御部２８が制御することから、システム制御部７は、受信ユニット２１〜２４に対してユニット選択信号を出力するだけでシステム全体のデータ転送を制御することができる。
【００６０】
なお、システム制御部７からユニット制御部２８には、受信ユニット２１とシステム制御部７との間で検出データの入出力のタイミングを同期させるリード制御信号（ＲＤ信号）が出力され（図７参照）、このリード制御信号に基づいて、ユニット制御部２８では検出データを検出データバス４４に送出し、システム制御部７では検出データバス４４上の検出データを取り込む。
【００６１】
受信ユニット２１のユニット制御部２８は、１グループに属する２４本の受信電極３の受信信号を検知した後、割込み信号（ＩＮＴ）をシステム制御部７に出力する（図４参照）。システム制御部７のＣＰＵ７１は、割込み信号（ＩＮＴ）を検出するとリード状態となり、受信ユニット２１から出力される検出データを順次取り込んでメモリ（ＲＡＭ）に書き込む。
【００６２】
ここで、ユニット選択信号（ＤＯＥＮ信号）は、選択状態とする受信ユニット２１〜２４を特定するアクセス信号として機能するが、ここでは、通常のＣＰＵ７１のアドレス信号（Ａｘｘ）を使用せずに、水平同期信号に基づいてユニット選択信号を生成する。これにより、ＣＰＵ７１のアドレス信号を用いる場合よりも早いタイミングで受信ユニット２１を選択状態として、早い段階で検出データバス４４上に、受信ユニット２１〜２４の検出データが出力されるようにしている。
【００６３】
従来は、ＣＰＵ７１からチップセレクト信号とリード制御信号を出力して受信ユニット２１のＦＩＦＯからデータを取り出す手順となるが、ここでは、リード制御信号が継続して出力される一方で、ユニット選択信号（ＤＯＥＮ信号）が切り替わることで、選択された受信ユニット２１〜２４において第１のトライステートバッファ４２がオン（接続状態）となって検出データが検出データバス４４に送出される。
【００６４】
ユニット選択信号（ＤＯＥＮ信号）は、受信ユニット２１〜２４の１つで検出データを順次出力するリード期間中は、一定の状態（アクティブ）に維持され、この間、第１のトライステートバッファ４２が常時オン（接続状態）となっており、リード制御信号（ＲＤ信号）の立ち上がりエッジごとに（図７参照）、次にリードする検出データが前もって、システム制御部７のトライステートバッファ７２の手前まで到達している。このため、システム制御部７からのデータ転送命令に応じて受信ユニット２１〜２４がデータ転送を開始する構成に比較して、データ転送を高速化することができる。
【００６５】
次に、受信ユニット２１〜２４のデータ蓄積部４１について説明する。図５に示したように、データ蓄積部４１は、奇数ライン用ＦＩＦＯ部（ライン別データ蓄積部）５１と、偶数ライン用ＦＩＦＯ部（ライン別データ蓄積部）５２と、第１のセレクタ５３と、を有している。
【００６６】
奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１および偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２は、受信信号処理部２６ａ、２６ｂから出力される検出データをラインごとに別々に蓄積するものであり、奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１は、奇数ラインの送信電極２に駆動信号を印加する間に受信信号処理部２６ａ、２６ｂから出力される１ライン分の検出データを一時的に蓄積し、偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２は、偶数ラインの送信電極２に駆動信号を印加する間に受信信号処理部２６ａ、２６ｂから出力される１ライン分の検出データを一時的に蓄積する。
【００６７】
第１のセレクタ５３は、奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１および偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２の出力バス６６、６７を交互に選択し、奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１および偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２の一方が検出データの書込みを行っている間に他方が読出しを行うようにしている。
【００６８】
第１のセレクタ５３は、ユニット制御部２８により制御され、ユニット制御部２８から出力される奇／偶ＦＩＦＯ選択信号に基づいて切り換え動作する。ユニット制御部２８には、システム制御部７から、送信電極２の各々に駆動信号を印加するタイミングを規定する水平同期信号が入力され、この水平同期信号に基づいて奇／偶ＦＩＦＯ選択信号が出力される。これにより、システム制御部７は、水平同期信号で第１のセレクタ５３を制御することができる。
【００６９】
奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１は、第１のＦＩＦＯメモリ５４と、第２のＦＩＦＯメモリ５５と、第２のセレクタ５６と、を有している。偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２も、奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１と同様に、第１のＦＩＦＯメモリ５７と、第２のＦＩＦＯメモリ５８と、第２のセレクタ５９と、を有している。
【００７０】
第１のＦＩＦＯメモリ５４、５７は、第１の受信信号処理部２６ａから出力される検出データを一時的に蓄積する。第２のＦＩＦＯメモリ５５、５８は、第２の受信信号処理部２６ｂから出力される検出データを一時的に蓄積する。第２のセレクタ５６、５９はそれぞれ、第１のＦＩＦＯメモリ５４、５７と第２のＦＩＦＯメモリ５５、５８との間に直列に接続されて、書込み時には第１の受信信号処理部２６ａの出力バス６１を選択し、読出し時には第２のＦＩＦＯメモリ５８の出力バス６３、６４を選択する。
【００７１】
受信電極３ごとの検出データは１バイトのデータ長を有し、第１のＦＩＦＯメモリ５４、５７および第２のＦＩＦＯメモリ５５、５８は、１つのグループに属する２４本の受信電極３の検出データが一度に蓄積されるように、計２４バイトの記憶容量を備えている。
【００７２】
第２のセレクタ５６、５９は、ユニット制御部２８により制御され、ユニット制御部２８から出力されるライト／リードモード選択信号に基づいて切り換え動作する。ユニット制御部２８では、システム制御部７から入力される水平同期信号に基づいてライト／リードモード選択信号が出力される。これにより、システム制御部７は、水平同期信号で第２のセレクタ５６、５９を制御することができる。
【００７３】
図８は、受信ユニット２１のデータ蓄積部４１における検出データの書込みおよび読出しの状況を示す図である。図９は、受信ユニット２１における検出データの蓄積および転送の状況を示すタイミング図である。
【００７４】
データ蓄積部４１では、第１のセレクタ５３と第２のセレクタ５６、５９とを連動して切り換え動作させることにより、図８（Ａ）に示す第１の状態と図８（Ｂ）に示す第２の状態とが交互に繰り返される。
【００７５】
図８（Ａ）に示す第１の状態では、奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１において検出データの書込みが行われ、偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２において検出データの読出しが行われ、第１のセレクタ５３において偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２の出力バス６７が選択される。
【００７６】
この第１の状態では、書込み状態にある奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１において、第２のセレクタ５６が、第１の受信信号処理部２６ａの出力バス６１を選択し、第１の受信信号処理部２６ａからの検出データが第１のＦＩＦＯ５４に書き込まれる。一方、第２の受信信号処理部２６ｂの検出データは出力バス６２を通って第２のＦＩＦＯ５５に書き込まれる。また、読出し状態にある偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２においては、第２のセレクタ５９が、第２のＦＩＦＯ５８の出力バス６４を選択し、第２のＦＩＦＯ５８に蓄積された検出データが第１のＦＩＦＯ５７を介して第１のセレクタ５３に送られる。
【００７７】
図８（Ｂ）に示す第２の状態では、奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１において検出データの読出しが行われ、偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２において検出データの書込みが行われ、第１のセレクタ５３において奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１の出力バス６６が選択される。
【００７８】
この第２の状態では、読出し状態にある奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１において、第２のセレクタ５６が、第２のＦＩＦＯ５５の出力バス６３を選択し、第２のＦＩＦＯ５５に蓄積された検出データが第１のＦＩＦＯ５４を介して第１のセレクタ５３に送られる。また、書込み状態にある偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２においては、第２のセレクタ５９が、第１の受信信号処理部２６ａの出力バス６１を選択し、第１の受信信号処理部２６ａからの検出データが第１のＦＩＦＯ５７に書き込まれる。一方、第２の受信信号処理部２６ｂの検出データは出力バス６２を通って第２のＦＩＦＯ５８に書き込まれる。
【００７９】
このように受信ユニット２１〜２４のデータ蓄積部４１では、ラインごとの検出データの書込みおよび読出しの動作が、第１のセレクタ５３および第２のセレクタ５６、５９の切り換え動作で制御され、この第１のセレクタ５３および第２のセレクタ５６、５９の切り換え動作は、システム制御部７から出力される水平同期信号に基づいてユニット制御部２８が制御することから、システム制御部７は、受信ユニット２１〜２４に対して水平同期信号を出力するだけで受信ユニット２１〜２４内のデータ転送を制御することができる。
【００８０】
また、読出し時には、奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１において、第１のＦＩＦＯメモリ５４と第２のＦＩＦＯメモリ５５とが一体となって２倍の容量を有する１つのＦＩＦＯとして動作し、同様に偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２において、第１のＦＩＦＯメモリ５７と第２のＦＩＦＯメモリ５８とが一体となって２倍の容量を有する１つのＦＩＦＯとして動作する。このため、第２のセレクタ５６、５９を、書込みおよび読出しの切り換え時のみ動作させればよく、制御が容易になる。
【００８１】
前記のように受信ユニット２１〜２４のデータ蓄積部４１では、奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１および偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２の一方が検出データの書込みを行っている間に他方が読出しを行うようにしているが、この検出データの書込みおよび読出しは、ラインごとに行われ、このとき読み出された検出データはそのままシステム制御部７に転送される。
【００８２】
すなわち、図９に示すように、送信電極２に対して駆動信号を印加しながら受信電極３から出力される信号を処理するスキャン動作が、奇数ラインと偶数ラインとで交互に繰り返され、このとき、１ラインのスキャン動作で得られた検出データが、駆動信号を印加する送信電極２が奇数ラインか偶数ラインかに応じて、奇数ライン用ＦＩＦＯ部５１および偶数ライン用ＦＩＦＯ部５２のいずれか一方に一時的に蓄積され、次のラインのスキャン動作の間に以前に蓄積した検出データがシステム制御部７に転送され、このような蓄積と転送とが１ラインごとに交互に繰り返される。
【００８３】
また、ラインごとの検出データの転送は、受信ユニット２１〜２４ごとに時分割して行われ、システム制御部７から入力されるユニット選択信号（ＤＯＥＮ信号）に基づいて受信ユニット２１〜２４が順に選択状態となり、これに応じて第１のトライステートバッファ４２および第２のトライステートバッファ４３が切り換えられて、受信ユニット２１〜２４から順にラインごとの検出データがシステム制御部７に転送される。
【００８４】
以上のようにラインごとのスキャン動作が実行される時間を利用して検出データのシステム制御部７への転送を行うため、検出データの転送のためにスキャン動作が待たされることがなく、タッチ位置検出の処理速度を高めることができる。
【００８５】
また、システム制御部７は、基本的な制御信号、すなわち同期信号、ユニット選択信号およびリード制御信号のみで受信ユニット２１のデータ転送動作を制御することができ、ＤＭＡコントローラなどのデータ転送専用の制御手段を受信ユニット２１に設ける必要がないため、製造コストを削減することができる。
【００８６】
なお、前記の例では、１つの受信ユニット２１〜２４に受信信号処理部およびＦＩＦＯメモリを２系統を設けて、１つの受信ユニット２１〜２４で受信電極３の２つのグループの処理を行うようにしたが、１つの受信ユニット２１〜２４に受信信号処理部およびＦＩＦＯメモリを３系統以上設けて、１つの受信ユニットで受信電極３の３つ以上のグループの処理を行うようにすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明にかかるタッチパネル装置は、大型化に伴って電極本数が増えても、タッチ位置の検出処理を高速に行うことができる効果を有し、静電容量方式のタッチパネル装置、特に相互容量方式のタッチパネル装置などとして有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１  タッチパネル装置
２  送信電極
３  受信電極
４  パネル本体
５  送信部
６  受信部
７  システム制御部
２１〜２４  受信ユニット
２５  電極選択部
２６  受信信号処理部、２６ａ  第１の受信信号処理部、２６ｂ  第２の受信信号処理部
２７  データ転送部
２８  ユニット制御部
４１  データ蓄積部
４２  第１のトライステートバッファ
４３  第２のトライステートバッファ
４４  検出データバス（第１のデータ転送路）４５  ＦＩＦＯリードバス（第２のデータ転送路）
５１  奇数ライン用ＦＩＦＯ部（ライン別データ蓄積部）
５２  偶数ライン用ＦＩＦＯ部（ライン別データ蓄積部）
５３  第１のセレクタ
５４、５７  第１のＦＩＦＯメモリ
５５、５８  第２のＦＩＦＯメモリ
５６、５９  第２のセレクタ
【図１】
2011258143.tif 000003
【図２】
2011258143.tif 000004
【図３】
2011258143.tif 000005
【図４】
2011258143.tif 000006
【図５】
2011258143.tif 000007
【図６】
2011258143.tif 000008
【図７】
2011258143.tif 000009
【図８】
2011258143.tif 000010
【図９】
2011258143.tif 000011