(57)【要約】【課題】複数のタッチパネルを制御可能なコントローラを提供する。【解決手段】コントローラ２００の第１ピンＰ１は、タッチパネル１１０＿１，１１０＿１の第１電極Ｘ１に接続され、第２ピンＰ２は、タッチパネル１１０＿１，１１０＿２の第２電極Ｘ２と接続される。第３ピンＰ３、第４ピンＰ４は、タッチパネル１１０＿１、１１０＿２の第３電極Ｙ１と接続される。コントローラ２００は、第１ピンＰ１と第２ピンＰ２の間に電位差を発生した状態で、第３ピンＰ３の電圧をセンスする第１状態と、第１ピンＰ１と第２ピンＰ２の間に電位差を発生した状態で、第４ピンＰ４の電圧をセンスする第２状態と、が選択可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のタッチパネルのコントローラであって、
第１端子と、
第２端子と、
第３端子と、
第４端子と、
第１状態および第２状態において、前記第１端子および前記第２端子の間に電位差を発生させる駆動回路と、
前記第１状態において前記第３端子の電圧をセンスし、前記第２状態において前記第４端子の電圧をセンスする検出回路と、
を備えることを特徴とするコントローラ。
【請求項２】
前記駆動回路は、第３状態において、前記第１端子および前記第２端子の一方に第１電圧を発生し、前記第３端子および前記第４端子に第２電圧を発生し、
前記検出回路は、前記第３状態において、前記第１端子および前記第２端子の他方の電位をセンスすることを特徴とする請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
前記駆動回路は、第４状態において、前記第１端子および前記第２端子の一方に第１電圧を発生し、前記第３端子に第２電圧を発生し、
前記検出回路は、前記第４状態において、前記第１端子および前記第２端子の他方の電位をセンスすることを特徴とする請求項１または２に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記駆動回路は、第５状態において、前記第１端子および前記第２端子の一方に第１電圧を発生し、前記第４端子に第２電圧を発生し、
前記検出回路は、前記第５状態において、前記第１端子および前記第２端子の他方の電位をセンスすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のコントローラ。
【請求項５】
複数のタッチパネルのコントローラであって、
第１端子と、
第２端子と、
第３端子と、
第６状態において、前記第１端子と前記第３端子の間に電位差を発生する駆動回路と、
前記第６状態において、前記第１端子と前記第３端子の間に流れる電流をセンスする検出回路と、
前記第６状態において前記検出回路がセンスした電流にもとづいて、タッチが発生したパネルを特定する信号処理部と、
を備えることを特徴とするコントローラ。
【請求項６】
前記駆動回路は、第７状態において、前記第１端子と前記第３端子の間に電位差を発生し、
前記検出回路は、前記第７状態において前記第２端子の電圧をセンスし、
前記信号処理部は、前記第７状態における前記第２端子の電圧にもとづいて、前記複数のタッチパネルのいずれかがタッチされたと判定することを特徴とする請求項５に記載のコントローラ。
【請求項７】
前記駆動回路は、第８状態において、前記第１端子および前記第２端子の間に電位差を発生させ、
前記検出回路は、前記第８状態において、前記第３端子の電圧をセンスすることを特徴とする請求項５または６に記載のコントローラ。
【請求項８】
ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のコントローラ。
【請求項９】
２枚のシートと、前記２枚のシートの一方から引き出される第１電極および第２電極と、前記２枚のシートの他方から引き出される第３電極と、を有する第１タッチパネルと、
２枚のシートと、前記２枚のシートの一方から引き出される第１電極および第２電極と、前記２枚のシートの他方から引き出される第３電極と、を有する第２タッチパネルと、
請求項１から８のいずれかに記載のコントローラと、
を備えることを特徴とするタッチ式入力装置。
【請求項１０】
２枚のシートと、前記２枚のシートの一方から引き出される第１電極および第２電極と、前記２枚のシートの他方から引き出される第３電極と、を有する第１タッチパネルと、
２枚のシートと、前記２枚のシートの一方から引き出される第１電極および第２電極と、前記２枚のシートの他方から引き出される第３電極と、を有する第２タッチパネルと、
前記第１タッチパネルの前記第１電極および前記第２タッチパネルの前記第１電極に接続される第１端子、前記第１タッチパネルの前記第２電極および前記第２タッチパネルの前記第２電極が接続される第２端子、前記第１タッチパネルの前記第３電極が接続される第３端子、前記第２タッチパネルの前記第３電極が接続される第４端子を有するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記第１端子と前記第２端子の間に電位差を発生した状態で、前記第３端子の電圧をセンスする第１状態と、前記第１端子と前記第２端子の間に電位差を発生した状態で、前記第４端子の電圧をセンスする第２状態と、が選択可能であることを特徴とするタッチ式入力装置。
【請求項１１】
前記コントローラは、第３状態において、前記第１端子および前記第２端子の一方に第１電圧を発生し、前記第３端子および前記第４端子に第２電圧を発生し、前記第１端子および前記第２端子の他方の電位をセンスすることを特徴とする請求項１０に記載のタッチ式入力装置。
【請求項１２】
前記コントローラは、第４状態において、前記第１端子および前記第２端子の一方に第１電圧を発生し、前記第３端子に第２電圧を発生し、前記第１端子および前記第２端子の他方の電位をセンスすることを特徴とする請求項１０または１１に記載のタッチ式入力装置。
【請求項１３】
前記コントローラは、第５状態において、前記第１端子および前記第２端子の一方に第１電圧を発生し、前記第４端子に第２電圧を発生し、前記第１端子および前記第２端子の他方の電位をセンスすることを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記載のタッチ式入力装置。
【請求項１４】
複数のタッチパネルであって、それぞれが２枚のシート、前記２枚のシートの一方から引き出される第１電極および第２電極、前記２枚のシートの他方から引き出される第３電極、を有する、複数のタッチパネルと、
前記複数のタッチパネルそれぞれの前記第１電極が接続される第１端子、前記複数のタッチパネルそれぞれの前記第２電極が接続される第２端子、前記複数のタッチパネルそれぞれの前記第３電極と異なるインピーダンスを有する複数の抵抗を介して接続される第３端子、を有するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、第６状態において、前記第１端子と前記第３端子の間に電位差を発生し、前記第１端子と前記第３端子の間に流れる電流をセンスし、センスした電流にもとづいてタッチが発生したタッチパネルを特定することを特徴とするタッチ式入力装置。
【請求項１５】
前記コントローラは、第７状態において、前記第１端子と前記第３端子の間に電位差を発生し、前記第７状態において前記第２端子の電圧をセンスし、センスした電圧にもとづいて、いずれかのタッチパネルへのタッチが発生したと判定することを特徴とする請求項１４に記載のタッチ式入力装置。
【請求項１６】
前記コントローラは、第８状態において、前記第１端子および前記第２端子の間に電位差を発生させ、前記第３端子の電圧をセンスし、センスした電圧にもとづいて、タッチされた座標を検出することを特徴とする請求項１４または１５に記載のタッチ式入力装置。
【請求項１７】
請求項９から１６のいずれかに記載のタッチ式入力装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抵抗膜方式タッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のスマートフォン、タブレットコンピュータ、車載電装機器のユーザインタフェースとして、タッチ式の入力装置が普及している。こうした入力装置として、抵抗膜式のタッチパネル（タッチセンサ）が知られている（特許文献１）。
【０００３】
図１は、抵抗膜式タッチパネルを模式的に示す図である。抵抗膜式タッチパネル（以下、単にタッチパネルという）１００は、第１抵抗膜１０２、第２抵抗膜１０４、Ｘ電極のペア１０６、Ｙ電極１０８を有する。説明のために、Ｘ軸とＹ軸を図示の方向にとる。第１抵抗膜１０２および第２抵抗膜１０４は、ギャップを隔てて対向して配置される。Ｘ電極のペア１０６は、第１抵抗膜１０２の対向するＹ方向に延びる２辺に沿って形成される。またＹ電極のペア１０８は、第２抵抗膜１０４の対向するＸ方向に延びる２辺に沿って形成される。Ｘ電極のペア１０６からは、配線（端子）ＸＰ，ＸＮが引き出され、Ｙ電極のペア１０８からは、配線ＹＰ，ＹＮが引き出される。
【０００４】
ユーザが任意の点（接触点）ＰＴで接触すると、その点ＰＴにおいて第１抵抗膜１０２と第２抵抗膜１０４が接触する。接触抵抗はＲＣで示される。Ｘ座標を検出する際には、Ｘ電極のペア１０６の間に定電圧（駆動電圧）ＶＤＲＶが印加され、接触点ＰＴには、定電圧ＶＤＲＶを抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ２で分圧した電位Ｖｘが発生する。
Ｖｘ＝ＶＤＲＶ×Ｒｘ１／（Ｒｘ１＋Ｒｘ２）
抵抗Ｒｘ１，Ｒｘ２はそれぞれＸ座標に応じた値を有する。配線ＹＰ，ＹＮをともにハイインピーダンスとしたとき、配線ＹＰ，ＹＮの電位は、第２抵抗膜１０４を介して接触点の電位Ｖｘが観察される。Ｙ座標を検出する際には、同様にしてＹ電極のペア１０８の間に定電圧ＶＤＲＶが印加され、第１抵抗膜１０２の電位Ｖｙが測定される。
Ｖｙ＝ＶＤＲＶ×Ｒｙ１／（Ｒｙ１＋Ｒｙ２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４８２３３号公報
【特許文献２】米国特許第８，３９０，５９６Ｂ２号明細書
【特許文献３】米国特許第８，８６０，６７３Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ひとつの電子機器に、複数のタッチパネルを搭載したい場合がある。この場合、複数のタッチパネルに加えて、複数のコントローラが必要となり、コストが高くなる。
【０００７】
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、複数のタッチパネルを制御可能なコントローラの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様は、複数のタッチパネルのコントローラに関する。コントローラは、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、第１状態および第２状態において、第１端子および第２端子の間に電位差を発生させる駆動回路と、第１状態において第３端子の電圧をセンスし、第２状態において第４端子の電圧をセンスする検出回路と、を備える。
【０００９】
本発明の別の態様もまた、複数のタッチパネルのコントローラである。コントローラは、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第６状態において、第１端子と第３端子の間に電位差を発生する駆動回路と、第６状態において、第１端子と第３端子の間に流れる電流をセンスする検出回路と、第６状態において検出回路がセンスした電流にもとづいて、タッチが発生したパネルを特定する信号処理部と、を備える。
【００１０】
本発明のさらに別の態様は、タッチ式入力装置である。タッチ式入力装置は、第１タッチパネル、第２タッチパネル、コントローラを備える。第１タッチパネル、第２タッチパネルはそれぞれ、２枚のシートと、２枚のシートの一方から引き出される第１電極および第２電極と、２枚のシートの他方から引き出される第３電極と、を有する。コントローラは、第１タッチパネルの第１電極および第２タッチパネルの第１電極に接続される第１端子、第１タッチパネルの第２電極および第２タッチパネルの第２電極が接続される第２端子、第１タッチパネルの第３電極が接続される第３端子、第２タッチパネルの第３電極が接続される第４端子を有する。コントローラは、第１端子と第２端子の間に電位差を発生した状態で、第３端子の電圧をセンスする第１状態と、第１端子と第２端子の間に電位差を発生した状態で、第４端子の電圧をセンスする第２状態と、が選択可能である。
【００１１】
本発明のさらに別の態様もまた、タッチ式入力装置である。タッチ式入力装置は、複数のタッチパネルと、コントローラと、を備える。複数のタッチパネルはそれぞれ、２枚のシート、２枚のシートの一方から引き出される第１電極および第２電極、２枚のシートの他方から引き出される第３電極、を有する。コントローラは、複数のタッチパネルそれぞれの第１電極が接続される第１端子、複数のタッチパネルそれぞれの第２電極が接続される第２端子、複数のタッチパネルそれぞれの第３電極と異なるインピーダンスを有する複数の抵抗を介して接続される第３端子、を有する。コントローラは、第６状態において、第１端子と第３端子の間に電位差を発生し、第１端子と第３端子の間に流れる電流をセンスし、センスした電流にもとづいてタッチが発生したタッチパネルを特定する。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、上述のタッチパネル入力装置を備える。
【００１３】
なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のある態様によれば、ひとつのコントローラで複数のパネルを制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】抵抗膜式タッチパネルを模式的に示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係るコントローラを備えるタッチ式入力装置のブロック図である。
【図３】図３（ａ）は、第１状態の等価回路図であり、図３（ｂ）は、第２状態の等価回路図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、第３状態〜第５状態の動作を説明する等価回路図である。
【図５】コントローラの動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】第１状態〜第５状態における第１ピン〜第４ピンの電気的状態を示す図である。
【図７】一実施例に係るコントローラの回路図である。
【図８】第２の実施の形態に係るコントローラを備えるタッチ式入力装置のブロック図である。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）は、第６状態および第７状態の等価回路図である。
【図１０】第８状態の等価回路図である。
【図１１】コントローラの動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】第６状態〜第８状態における第１ピン〜第４ピンの電気的状態を示す図である。
【図１３】一実施例に係るコントローラの回路図である。
【図１４】タッチ式入力装置を備える電子機器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施の形態の概要）
本明細書に開示される一実施の形態は、複数のタッチパネルのコントローラに関する。コントローラは、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第４端子と、第１状態および第２状態において、第１端子および第２端子の間に電位差を発生させる駆動回路と、第１状態において第３端子の電圧をセンスし、第２状態において第４端子の電圧をセンスする検出回路と、を備える。
【００１７】
制御対象である第１タッチパネル、第２タッチパネルはそれぞれ、２枚のシートと、前記２枚のシートの一方から引き出される第１電極および第２電極と、２枚のシートの他方から引き出される第３電極と、を有する。
【００１８】
使用に際して、コントローラの第１端子には、第１タッチパネルの第１電極および第２タッチパネルの第１電極が接続される。また第２端子には、第１タッチパネルの第２電極および第２タッチパネルの第２電極が接続される。第３端子には、第１タッチパネルの第３電極が接続される。第４端子には、第２タッチパネルの第３電極が接続される。
【００１９】
第１状態においては、第１タッチパネルのひとつの検出軸のタッチ座標を検出でき、第２状態においては、第２タッチパネルのひとつの検出軸のタッチ座標を検出できる。このコントローラとの組み合わせにより、複数のタッチパネルを、スライダなどの１軸の入力装置として利用することができる。
【００２０】
駆動回路は、第３状態において、第１端子および第２端子の一方に第１電圧を発生し、第３端子および第４端子に第２電圧を発生してもよい。検出回路は、第３状態において、第１端子および第２端子の他方の電位をセンスしてもよい。
これにより、第１タッチパネル、第２タッチパネルのいずれかに対するタッチ入力の発生を検出できる。
【００２１】
駆動回路は、第４状態において、第１端子および第２端子の一方に第１電圧を発生し、第３端子に第２電圧を発生してもよい。検出回路は、第４状態において、第１端子および第２端子の他方の電位をセンスしてもよい。
これにより、第１タッチパネルに対するタッチ入力の発生を検出できる。
【００２２】
駆動回路は、第５状態において、第１端子および第２端子の一方に第１電圧を発生し、第４端子に第２電圧を発生し、検出回路は、第５状態において、第１端子および第２端子の他方の電位をセンスしてもよい。
これにより、第２タッチパネルに対するタッチ入力の発生を検出できる。
【００２３】
本明細書に開示される一実施の形態は、複数のタッチパネルのコントローラに関する。このコントローラは、第１端子と、第２端子と、第３端子と、第６状態において、第１端子と第３端子の間に電位差を発生する駆動回路と、第６状態において、第１端子と第３端子の間に流れる電流をセンスする検出回路と、第６状態において検出回路がセンスした電流にもとづいて、タッチが発生したパネルを特定する信号処理部と、を備える。
【００２４】
複数のタッチパネルはそれぞれ、２枚のシート、２枚のシートの一方から引き出される第１電極および第２電極、２枚のシートの他方から引き出される第３電極、を有する。使用において、コントローラの第１端子は、複数のタッチパネルそれぞれの第１電極と接続される。第２端子には、複数のタッチパネルそれぞれの第２電極が接続される。第３端子は、複数のタッチパネルそれぞれの第３電極と異なるインピーダンスを有する複数の抵抗を介して接続される。
【００２５】
あるタッチパネルがタッチされると、そのタッチパネルおよび対応する抵抗を含む経路に電流が流れ、この電流が検出される。抵抗のインピーダンスを、各タッチパネルに流れる電流量のレンジがタッチパネルごとに異なるように定めることで、いずれのパネルがタッチされたかを判定できる。
【００２６】
駆動回路は、第７状態において、第１端子と第３端子の間に電位差を発生してもよい。検出回路は、第７状態において第２端子の電圧をセンスしてもよい。信号処理部は、第７状態における第２端子の電圧にもとづいて、複数のタッチパネルのいずれかがタッチされたと判定してもよい。
【００２７】
駆動回路は、第８状態において、第１端子および第２端子の間に電位差を発生させてもよい。検出回路は、第８状態において、第３端子の電圧をセンスしてもよい。
【００２８】
コントローラは、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。
「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗やキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。回路を１つのチップ上に集積化することにより、回路面積を削減することができるとともに、回路素子の特性を均一に保つことができる。
【００２９】
（実施の形態）
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００３０】
本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００３１】
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
【００３２】
（第１の実施の形態）
図２は、第１の実施の形態に係るコントローラ２００を備えるタッチ式入力装置１００のブロック図である。タッチ式入力装置１００は、第１のタッチパネル１１０＿１、第２のタッチパネル１１０＿２およびコントローラ２００を備える。
【００３３】
タッチパネル１１０は、四線式の抵抗膜方式のパネルである。四線式の構造については、図１を参照して説明した通りである。すなわちタッチパネル１１０は、２枚のシートと、２枚のシートの一方から引き出される第１電極Ｘ１および第２電極Ｘ２と、２枚のシートの他方から引き出される第３電極Ｙ１および第４電極Ｙ２を有する。第１電極Ｘ１と第２電極Ｘ２は、一方の抵抗シートの対向する２辺に設けられる。第３電極Ｙ１と第４電極Ｙ２は、他方の抵抗シートの対向する２辺に設けられる。第１電極Ｘ１と第２電極Ｘ２は第１方向（Ｘ方向）に離間しており、第３電極Ｙ１と第４電極Ｙ２は第２方向（Ｙ方向）に離間している。
【００３４】
コントローラ２００は、複数のタッチパネル１１０＿１，１１０＿２を制御し、タッチされたパネルおよび座標を判定する。コントローラ２００は、第１端子Ｐ１〜第４端子Ｐ４を有する。コントローラ２００は、ひとつの半導体チップに集積化されたＩＣ（Integrated Circuit）であってもよい。
【００３５】
第１端子Ｐ１は、第１タッチパネル１１０＿１の第１電極Ｘ１および第２タッチパネル１１０＿２の第１電極Ｘ１に接続される。第２端子Ｐ２は、第１タッチパネル１１０＿１の第２電極Ｘ２および第２タッチパネル１１０＿１の第２電極Ｘ２と接続される。第３端子Ｐ３は、第１タッチパネル１１０＿１の第３電極Ｙ１と接続される。第４端子Ｐ４は、第２タッチパネル１１０＿２の第３電極Ｙ１と接続される。
【００３６】
コントローラ２００は、第１状態φ１〜第５状態φ５が切りかえ可能となっている。第１状態φ１および第２状態φ２は、タッチ座標を検出するために使用される。第３状態φ３〜第５状態φ５は、第１状態φ１および第２状態φ２に先だって選択され、タッチの有無を判定し、あるいはタッチされたパネルを特定するために使用される。
【００３７】
第３状態φ３〜第５状態φ５を利用して、有効なタッチ入力が検出されると、第１状態φ１あるいは第２状態φ２を利用して、正確な座標が検出される。
【００３８】
以下、第１状態φ１〜第５状態φ５について説明する。
【００３９】
（第１状態φ１）
第１状態φ１において、コントローラ２００は、第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の間に電位差を発生した状態で、第３端子Ｐ３の電圧Ｖ３をセンスする。
【００４０】
（第２状態φ２）
コントローラ２００は、第２状態φ２において、第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の間に電位差を発生した状態で、第４端子Ｐ４の電圧Ｖ４をセンスする。
【００４１】
たとえばコントローラ２００は、第１状態φ１，第２状態φ２において、第１端子Ｐ１にハイ電圧（たとえば電源電圧ＶＤＤ）を、第２端子Ｐ２にロー電圧（たとえば接地電圧ＶＧＮＤ＝０Ｖ）を発生させる。
【００４２】
（第３状態φ３）
コントローラ２００は、第３状態φ３において、第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の一方に第１電圧（たとえばハイ電圧ＶＤＤ）を発生し、第３端子Ｐ３および第４端子Ｐ４に第２電圧（たとえばロー電圧ＶＧＮＤ）を発生する。コントローラ２００は、このときに第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の他方の電位をセンスする。
【００４３】
（第４状態φ４）
第４状態φ４では、コントローラ２００は、第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の一方に第１電圧（たとえばハイ電圧ＶＤＤ）を発生し、第３端子Ｐ３に第２電圧（たとえばロー電圧ＶＧＮＤ）を発生する。このとき第４端子Ｐ４はハイインピーダンス（オープン）ＨｉＺとする。コントローラ２００は、このときに第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の他方の電位をセンスする。
【００４４】
（第５状態φ５）
第５状態φ５では、コントローラ２００は、第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の一方に第１電圧（たとえはハイ電圧ＶＤＤ）を発生し、第４端子Ｐ４に第２電圧（たとえばロー電圧ＶＧＮＤ）を発生する。このとき第３端子Ｐ３はハイインピーダンス（オープン）とする。コントローラ２００は、このときに第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の他方の電位をセンスする。
【００４５】
以上がタッチ式入力装置１００の構成である。続いてその動作を説明する。
【００４６】
はじめに第１状態φ１および第２状態φ２について説明する。図３（ａ）は、第１状態φ１の等価回路図である。第１状態φ１において、第３端子Ｐ３の電圧Ｖ３がセンスされる。電圧Ｖ３は、
Ｖ３＝ＶＤＤ×Ｒｘ２／（Ｒｘ１＋Ｒｘ２）
となり、第１タッチパネル１１０＿１のタッチされたｘ座標を表す。
【００４７】
図３（ｂ）は、第２状態φ２の等価回路図である。第２状態φ２において、第４端子Ｐ４の電圧Ｖ４がセンスされる。電圧Ｖ４は、
Ｖ４＝ＶＤＤ×Ｒｘ２／（Ｒｘ１＋Ｒｘ２）
となり、第２タッチパネル１１０＿２のタッチされたｘ座標を表す。
【００４８】
図３（ａ）、（ｂ）から分かるように、第１状態φ１および第２状態φ２では、タッチの有無にかかわらず、第１端子Ｐ１から第２端子Ｐ２に至る電流経路が存在し、常にＶＤＤ／Ｒｘの電流が流れている。Ｒｘ＝Ｒ１＋Ｒ２でありパネルの抵抗値である。したがって常に第１状態φ１、第２状態φ２で動作させると、消費電力が増加してしまう。そこで、有効なタッチが検出された場合にのみ、第１状態φ１、第２状態φ２に遷移させることが好ましい。有効なタッチの検出は、より消費電力の小さい第３状態φ３〜第５状態φ５が利用される。
【００４９】
続いて第３状態φ３〜第５状態φ５の動作を説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は、第３状態φ３〜第５状態φ５の動作を説明する等価回路図である。
【００５０】
図４（ａ）は、第３状態φ３の等価回路図である。タッチパネル１１０＿１、１１０＿２のいずれにおいてもタッチが発生していないとき、第２端子Ｐ２の電位Ｖ２は、第１端子Ｐ１の電圧ＶＤＤと等しい。
【００５１】
反対に、タッチパネル１１０＿１、１１０＿２の少なくとも一方においてタッチが発生すると、上側のシートが接触抵抗を介して接地電位ＶＧＮＤと接触するため、第２端子Ｐ２には、第１端子Ｐ１の電圧ＶＤＤからドロップした電圧が発生する。
【００５２】
したがって第３状態φ３では、タッチパネル１１０＿１、１１０＿２の少なくとも一方においてタッチが生じたことを検出できる。なお、いずれのタッチパネルがタッチされたかまでは判別不能である。
【００５３】
図４（ｂ）は、第４状態φ４の等価回路図である。タッチパネル１１０＿１、１１０＿２のいずれにおいてもタッチが発生していないとき、第２端子Ｐ２の電位は、第１端子Ｐ１の電圧ＶＤＤと等しい。
【００５４】
第１タッチパネル１１０＿１においてタッチが発生すると、上側のシートが接触抵抗を介して接地電位ＶＧＮＤと接触するため、第２端子Ｐ２には、第１端子Ｐ１の電圧ＶＤＤからドロップした電圧が発生する。第２タッチパネル１１０＿２においてタッチが発生しても、第２端子Ｐ２の電位は変化しない。
【００５５】
したがって第４状態φ４においては、第１タッチパネル１１０＿１においてタッチが生じたことを検出できる。
【００５６】
図４（ｃ）は、第５状態φ５の等価回路図である。タッチパネル１１０＿１、１１０＿２のいずれにおいてもタッチが発生していないとき、第２端子Ｐ２の電位は、第１端子Ｐ１の電圧ＶＤＤと等しい。
【００５７】
第２タッチパネル１１０＿２においてタッチが発生すると、上側のシートが接触抵抗を介して接地電位ＶＧＮＤと接触するため、第２端子Ｐ２には、第１端子Ｐ１の電圧ＶＤＤからドロップした電圧が発生する。第１タッチパネル１１０＿１においてタッチが発生しても、第２端子Ｐ２の電位は変化しない。
【００５８】
したがって第５状態φ５においては、第２タッチパネル１１０＿２においてタッチが生じたことを検出できる。
【００５９】
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、第３状態φ３〜第５状態φ５では、タッチが発生しない状態では、第１端子Ｐ１から、第３端子Ｐ３や第４端子Ｐ４に至る電流経路が存在しないため、電流が実質的にゼロである。したがって消費電力が、第１状態φ１や第２状態φ２に比べて低減されている。
【００６０】
図５は、コントローラ２００の動作の一例を示すフローチャートである。はじめに第３状態φ３にセットされる（Ｓ１００）。少なくともひとつのパネルにおいてタッチが検出されるまで、第３状態φ３で待機する（Ｓ１０２のＮ）。少なくともひとつのパネルにおいてタッチが検出されると（Ｓ１０２のＹ）、第４状態φ４に移行し、第１タッチパネル１１０＿１へのタッチ入力が監視される（Ｓ１０４）。そして第１タッチパネル１１０＿１へのタッチ入力が検出されると（Ｓ１０６のＹ）、第１状態φ１に遷移する（Ｓ１０８）。第１状態φ１において第１タッチパネル１１０＿１への入力座標が検出される（Ｓ１０９）。
【００６１】
第４状態φ４において第１タッチパネル１１０＿１へのタッチ入力が検出されない場合（Ｓ１０６のＮ）、あるいは、第１状態φ１の後、第５状態φ５にセットされる（Ｓ１１０）。第５状態φ５において第２タッチパネル１１０＿２へのタッチ入力が検出されると（Ｓ１１２のＹ）、第２状態φ２にセットされる（Ｓ１１４）。第２状態φ２において第２タッチパネル１１０＿２への入力座標が検出される（Ｓ１１５）。第２タッチパネル１１０＿２へのタッチ入力が検出されないとき（Ｓ１１２のＮ）、第３状態φ３に戻る。
【００６２】
以上がタッチ式入力装置１００の動作である。コントローラ２００を利用することにより、２枚のタッチパネル１１０＿１，１１０＿２それぞれについて、座標を検出できる。
【００６３】
また、タッチが検出されるより前は、消費電力の小さい第３状態φ３〜第５状態φ５で動作させ、タッチが検出されたことを条件として、第１状態φ１や第２状態φ２で動作させることにより、システム全体の消費電力を低減できる。
【００６４】
図６は、第１状態φ１〜第５状態φ５における第１ピンＰ１〜第４ピンＰ４の電気的状態を示す図である。
【００６５】
続いてコントローラ２００の構成例を説明する。図７は、一実施例に係るコントローラ２００の回路図である。コントローラ２００は、第１端子Ｐ１〜第４端子Ｐ４と、駆動回路２１０と、検出回路２２０と、を備える。
【００６６】
駆動回路２１０は、第１状態φ１および第２状態φ２において、第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の間に電位差を発生させる。より詳しくは、第１端子Ｐ１にハイ電圧ＶＤＤ、第２端子Ｐ２にロー電圧ＶＧＮＤを発生する。
【００６７】
駆動回路２１０は、第３状態φ３〜第５状態φ５において、第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の一方（ここでは第１端子Ｐ１）にハイ電圧ＶＤＤを発生する。また、第３状態φ３では、第３端子Ｐ３および第４端子Ｐ４にロー電圧ＶＧＮＤを発生し、第４状態φ４では、第３端子Ｐ３のみにロー電圧ＶＧＮＤを発生し、第５状態φ５では、第４端子Ｐ４のみにロー電圧ＶＧＮＤを発生する。
【００６８】
図６から明らかなように、第１端子Ｐ１〜第４端子Ｐ４は以下の状態が切りかえ可能であればよい。駆動回路２１０の具体的な構成は特に限定されない。図７には、駆動回路２１０が最低限サポートすべき状態が示されている。
Ｐ１：  ＶＤＤ
Ｐ２：  ＶＧＮＤ，ＨｉＺ
Ｐ３：  ＶＧＮＤ、ＨｉＺ
Ｐ４：  ＶＧＮＤ、ＨｉＺ
【００６９】
検出回路２２０は、第１状態φ１において第３端子Ｐ３の電圧Ｖ３をセンスし、第２状態φ２において第４端子Ｐ４の電圧をセンスする。また検出回路２２０は、第３状態φ３〜第５状態φ５において、第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の他方（ここでは第２端子Ｐ２）の電位をセンスする。たとえば検出回路２２０は、セレクタ２２２とＡ／Ｄコンバータ２２４を含んでもよい。セレクタ２２２は、第２端子Ｐ２〜第４端子Ｐ４が選択可能である。Ａ／Ｄコンバータ２２４は、セレクタ２２２が選択した端子の電圧をデジタル値ＤＶに変換する。
【００７０】
信号処理部２３０は、第１状態φ１〜第５状態φ５の制御を行う。また検出回路２２０からのデジタル値ＤＶを処理して、タッチの有無の判定、タッチされたパネルの判定、タッチされた座標の判定などを行う。
【００７１】
以上がコントローラ２００の構成例である。続いて第１の実施の形態の変形例を説明する。
【００７２】
（変形例１．１）
コントローラ２００は、第３状態φ３〜第５状態φ５のうち、第３状態φ３のみをサポートしてもよい。そして第３状態φ３においてタッチが検出されると、第１状態φ１と第２状態φ２で順に動作させてもよい。
【００７３】
（変形例１．２）
コントローラ２００は、第３状態φ３〜第５状態φ５のうち、第４状態φ４と第５状態φ５のみをサポートしてもよい。そして第４状態φ４においてタッチが検出されると、第１状態φ１で動作し、第５状態φ５においてタッチが検出されると、第２状態φ２で動作するようにしてもよい。
【００７４】
（変形例１．３）
消費電力を問わないアプリケーションでは、コントローラ２００を、第３状態φ３〜第５状態φ５で動作させなくてもよい。すなわちタッチ入力の有無を問わずに、第１状態φ１と第２状態φ２で交互に動作させてもよい。
【００７５】
（変形例１．４）
第３状態φ３〜第５状態φ５におけるタッチの有無の判定のために、第２ピンＰ２の電圧を所定のしきい値と比較する電圧コンパレータを設けてもよい。
【００７６】
（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に係るコントローラ３００を備えるタッチ式入力装置１００のブロック図である。タッチ式入力装置１００は、複数のタッチパネル１１０＿１〜１１０＿Ｎおよびコントローラ３００を備える。タッチパネル１１０の個数Ｎは特に限定されない。
【００７７】
タッチパネル１１０は、四線式の抵抗膜方式のパネルである。四線式の構造については第１の実施の形態で説明した通りである。
【００７８】
コントローラ３００は、複数のタッチパネル１１０＿１〜１１０＿Ｎを制御し、タッチされたパネルおよび座標を判定する。コントローラ３００は、第１端子Ｐ１〜第３端子Ｐ３を有する。コントローラ３００は、ひとつの半導体チップに集積化されたＩＣ（Integrated Circuit）であってもよい。
【００７９】
コントローラ３００の第１端子Ｐ１には、複数のタッチパネル１１０それぞれの第１電極Ｘ１が接続される。また第２端子Ｐ２には、複数のタッチパネル１１０それぞれの第２電極Ｘ２が接続される。第３端子Ｐ３は、複数のタッチパネル１１０それぞれの第３電極Ｙ１と、異なるインピーダンスを有する複数の抵抗Ｒ１〜ＲＮを介して接続される。
【００８０】
コントローラ３００は、第６状態φ６〜第８状態φ８が切りかえ可能となっている。第８状態φ８は、タッチ座標を検出するために使用される。第６状態φ６，第７状態φ７は、第８状態φ８に先だって選択され、第７状態φ７ではタッチの有無が判定され、第６状態φ６ではタッチされたパネルが特定される。
【００８１】
第６状態φ６〜第７状態φ７を利用して、有効なタッチ入力の発生が検出され、またタッチされたパネルが特定されると、第８状態φ８を利用して、正確な座標が検出される。
【００８２】
以下、第６状態φ６〜第８状態φ８について説明する。
【００８３】
（第６状態φ６）
コントローラ３００は、第６状態φ６において、第１端子Ｐ１と第３端子Ｐ３の間に電位差を発生した状態で、第１端子Ｐ１と第３端子Ｐ３の間に流れる電流をセンスする。そしてセンスされた電流にもとづいて、複数のタッチパネル１１０のいずれがタッチされたかを判定する。
【００８４】
（第７状態φ７）
コントローラ３００は、第７状態φ７において、第１端子Ｐ１と第３端子Ｐ３の間に電位差を発生した状態で、第２端子Ｐ２の電位を監視し、第２端子Ｐ２の電位の変動にもとづいてタッチの発生を検出する。
【００８５】
（第８状態φ８）
コントローラ３００は、第８状態φ８において、第１端子Ｐ１および第２端子Ｐ２の間に電位差を発生した状態で、第３端子Ｐ３の電圧Ｖ４をセンスする。
【００８６】
以上がコントローラ３００の構成である。続いてその動作を説明する。
【００８７】
はじめに第６状態φ６、第７状態φ７について説明する。図９（ａ）、（ｂ）は、第６状態φ６および第７状態φ７の等価回路図である。
【００８８】
図９（ａ）を参照し、第６状態φ６について説明する。第６状態φ６において、第１端子Ｐ１と第３端子Ｐ３の間に流れる電流Ｉがセンスされる。ここでは第３端子Ｐ３に流れ込む電流Ｉがセンスされるものとする。抵抗Ｒ１〜ＲＮのインピーダンスは、パネルのインピーダンスや接触抵抗に対して十分に大きいものとする。
【００８９】
タッチパネル１１０＿１においてタッチが発生すると、電流Ｉは、Ｉ≒ＶＤＤ／Ｒ１となる。ｉ番目のタッチパネル１１０＿ｉにタッチが発生したときに流れる電流Ｉは、Ｉ≒ＶＤＤ／ＲＮとなる。上述のように、Ｒ１〜ＲＮは異なるインピーダンスを有するため、電流Ｉにもとづいて、いずれのパネルがタッチされたかを判定することができる。
【００９０】
図９（ｂ）を参照し、第７状態φ７について説明する。第７状態φ７において、第２端子Ｐ２に発生する電圧Ｖ２がセンスされる。第７状態φ７の動作は、第１の実施の形態における第３状態φ３（図４（ａ））と同様である。
【００９１】
タッチパネル１１０＿１〜１１０＿Ｎのいずれにおいてもタッチが発生していないとき、第２端子Ｐ２の電位Ｖ２は、第１端子Ｐ１の電圧ＶＤＤと等しい。
【００９２】
反対に、タッチパネル１１０＿１〜１１０＿Ｎのいずれか（１１０＿ｉとする）においてタッチが発生すると、上側のシートが接触抵抗およびタッチされたパネル１１０＿ｉに接続される抵抗Ｒｉを介して接地電位ＶＧＮＤと接触するため、第２端子Ｐ２には、第１端子Ｐ１の電圧ＶＤＤからドロップした電圧が発生する。
【００９３】
したがって、第７状態φ７では、タッチパネル１１０＿１〜１１０＿Ｎのいずれかにおいてタッチが生じたことを検出できる。
【００９４】
なお、タッチされたパネルに応じて第２端子Ｐ２の異なる電圧が発生するように、抵抗Ｒ１〜ＲＮのインピーダンスを設計してもよい。この場合、第６状態φ６ではなく、第７状態φ７において、タッチされたパネルの特定も可能となる。
【００９５】
図１０は、第８状態φ８の等価回路図である。任意のｊ番目のパネル１１０＿ｊにおいてタッチが発生しているとき、第３端子Ｐ３の電圧Ｖ３は、
Ｖ３＝ＶＤＤ×Ｒｘ２／（Ｒｘ１＋Ｒｘ２）
となり、抵抗Ｒ１〜ＲＮの影響を受けない。この電圧Ｖ３は、タッチされたタッチパネル１１０＿ｊのタッチされたｘ座標を表す。
【００９６】
図１１は、コントローラ３００の動作の一例を示すフローチャートである。はじめに第７状態φ７にセットされる（Ｓ２００）。少なくともひとつのパネルにおいてタッチが検出されるまで、第７状態φ７で待機する（Ｓ２０２のＮ）。少なくともひとつのパネルにおいてタッチが検出されると（Ｓ２０２のＹ）、第６状態φ６に移行する（Ｓ２０４）。第６状態φ６において、タッチされたパネルが特定される（Ｓ２０６）。続いて第８状態φ８に移行し（Ｓ２０８）、タッチされた座標が検出される（Ｓ２１０）。
【００９７】
以上が第２の実施の形態に係るタッチ式入力装置２００の動作である。コントローラ３００を利用することにより、消費電力の小さい第６状態φ６において、タッチされたパネルを特定できる。
【００９８】
図１２は、第６状態φ６〜第８状態φ８における第１ピンＰ１〜第４ピンＰ４の電気的状態を示す図である。
【００９９】
続いてコントローラ３００の構成例を説明する。図１３は、一実施例に係るコントローラ３００の回路図である。コントローラ３００は、第１端子Ｐ１〜第３端子Ｐ３と、駆動回路３１０と、検出回路３２０と、信号処理部３３０と、を備える。
【０１００】
駆動回路３１０は、第６状態φ６および第７状態φ７において、第１端子Ｐ１と第３端子Ｐ３の間に電位差を発生し、第８状態φ８において、第１端子Ｐ１と第２端子Ｐ２の間に電位差を発生する。たとえば駆動回路３１０は、第６状態φ６および第７状態φ７において、第１端子Ｐ１にハイ電圧ＶＤＤを発生し、第３端子Ｐ３にロー電圧ＶＧＮＤを発生する。第８状態φ８において、第１端子Ｐ１にハイ電圧ＶＤＤを発生し、第２端子Ｐ２にロー電圧ＶＧＮＤを発生する。
【０１０１】
駆動回路３１０の機能を実現するためには、第１端子Ｐ１〜第３端子Ｐ３は以下の状態が切りかえ可能であればよい。駆動回路３１０の具体的な構成は特に限定されない。図１３には、駆動回路３１０が最低限サポートすべき状態に対応した構成のみが示される。
Ｐ１：  ＶＤＤ
Ｐ２：  ＶＧＮＤ、ＨｉＺ
Ｐ３：  ＶＧＮＤ、ＨｉＺ
【０１０２】
検出回路３２０は、第６状態φ６において、第３ピンＰ３からシンクする電流（あるいは第１ピンＰ１からソースする電流）をセンスする電流検出回路３２２と、電流検出回路３２２の出力をデジタル値ＤＩに変換するＡ／Ｄコンバータ３２４を含む。
【０１０３】
また検出回路３２０は、セレクタ３２６およびＡ／Ｄコンバータ３２８を含む。セレクタ３２６は、第７状態φ７において第２ピンＰ２を選択し、第８状態φ８において第３ピンＰ３を選択する。Ａ／Ｄコンバータ３２８は、第７状態φ７、第８状態φ８においてセレクタ３２６が選択した電圧をデジタル値ＤＶに変換する。
【０１０４】
信号処理部３３０は、第６状態φ６において検出回路３２０がセンスした電流にもとづいて、タッチが発生したパネルを特定する。また信号処理部３３０は、第７状態φ７において第２ピンＰ２の電圧を示すデジタル値ＤＶにもとづいてタッチの有無を判定する。また信号処理部３３０は、第８状態φ８において、第３ピンＰ３の電圧を示すデジタル値ＤＶにもとづいて、座標を検出する。
【０１０５】
以上がコントローラ３００の構成例である。続いて第２の実施の形態の変形例を説明する。
【０１０６】
（変形例２．１）
抵抗Ｒ１〜ＲＮは、コントローラ３００に集積化されてもよい。
【０１０７】
（変形例２．２）
第７状態φ７におけるタッチの有無の判定のために、第２ピンＰ２の電圧を所定のしきい値と比較する電圧コンパレータを設けてもよい。
【０１０８】
（用途）
タッチ式入力装置１００の用途を説明する。タッチ式入力装置１００は、様々な電子機器のユーザインタフェースとして利用できる。図１４は、タッチ式入力装置１００を備える電子機器８００を示す図である。電子機器８００は、ディスプレイ８０２などのユーザインタフェースに加えて、タッチ式入力装置１００を備える。たとえばタッチパネル１１０＿１、１１０＿２は、図中矢印の方向に有効な検出軸を有するように結線されている。
【０１０９】
以上、本発明について、いくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
【０１１０】
（第１変形例）
コントローラに、第１の実施の形態のコントローラ２００と、第２の実施の形態に係るコントローラ３００の両方の機能を実装してもよい。この場合、コントローラが使用されるプラットフォーム（周辺回路）に応じて、コントローラを第１の実施の形態、第２の実施の形態のいずれの方式で動作させるかを選択可能とすればよい。
【０１１１】
（第２変形例）
タッチパネル１１０として四線式の抵抗膜方式について説明したが、第１、第２の実施の形態においては、それらのうち３線しか使用していない。したがってタッチパネル１１０は３線式であってもよい。この場合、２枚のシートのうち、電極が２本設けられるシートは抵抗膜であるが、電極が１本設けられるシートは導体であってもよい。
【０１１２】
（第３変形例）
タッチパネル１１０とコントローラ３００の接続関係は、第１、第２の実施の形態で説明したそれらに限定されず、複数のタッチパネル１１０それぞれについて、使用したい検出軸（Ｘ，Ｙ）を選択し、選択された軸の電極のペアをＰ１，Ｐ２側に接続し、選択しない軸の電極をＰ３，Ｐ４側に接続すればよい。
【０１１３】
たとえば図２において、２枚のタッチパネル１１０のＹ軸を使用したい場合、Ｐ１をＹ１（あるいはＹ２）に、Ｐ２をＹ２（あるいはＹ１）に、Ｐ３を第１タッチパネル１１０＿１のＸ１（あるいはＸ２）に、Ｐ４を第２タッチパネル１１０＿１のＸ１（あるいはＸ２）に接続すればよい。
【０１１４】
たとえば図２において、第１タッチパネル１１０＿１のＸ軸と第２タッチパネル１１０＿２のＹ軸を使用したい場合、Ｐ１を第１タッチパネル１１０＿１のＸ１（あるいはＸ２）および第２タッチパネル１１０＿２のＹ１（あるいはＹ２）に接続し、Ｐ２を第１タッチパネル１１０＿１のＸ２（あるいはＸ１）および第２タッチパネル１１０＿２のＹ２（あるいはＹ１）に接続し、Ｐ３を第１タッチパネル１１０＿１のＹ１（あるいはＹ２）に接続し、Ｐ４を第２タッチパネル１１０＿１のＸ１（あるいはＸ２）に接続すればよい。
【０１１５】
第２の実施の形態についても同様であり、使用したい検出軸に応じて、接続関係を変更しうる。
【０１１６】
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
【符号の説明】
【０１１７】
１００  タッチ式入力装置
１１０  タッチパネル
１１０＿１  第１タッチパネル
１１０＿２  第２タッチパネル
Ｘ１  第１電極
Ｘ２  第２電極
Ｙ１  第３電極
Ｙ２  第４電極
２００  コントローラ
Ｐ１  第１ピン
Ｐ２  第２ピン
Ｐ３  第３ピン
Ｐ４  第４ピン
２１０  駆動回路
２２０  検出回路
２３０  信号処理部
３００  コントローラ
３１０  駆動回路
３２０  検出回路
３３０  信号処理部
【図１】
2019139293.tif 000003
【図２】
2019139293.tif 000004
【図３】
2019139293.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019139293.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019139293.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019139293.tif 000012
【図１１】
2019139293.tif 000013
【図１２】
2019139293.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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