(57)【要約】【課題】通常動作期間中の外来ノイズの影響を抑制する。【解決手段】タッチパネルシステム（１）は、タッチパネル（２）の容量の駆動および読出しを行うタッチ検出動作を繰り返す駆動部（４）及びセンス信号処理回路（５）と、駆動部（４）及びセンス信号処理回路（５）を制御する動作制御回路（７）とを有し、動作制御回路（７）が、タッチ検出動作の少なくとも一つを、外来ノイズを検出するノイズ検出動作に置き換える。【選択図】図１
2019079202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電容量方式のタッチパネルと、
前記タッチパネルを制御するコントローラとを備えるタッチパネルシステムであって、
前記コントローラが、前記タッチパネルに形成された容量に対して駆動および読出しを行うことによりタッチ対象物を検出するタッチ検出動作を繰り返し実行するタッチ検出動作回路と、
前記タッチ検出動作回路の動作を制御する動作制御回路とを有し、
前記動作制御回路が、前記タッチ検出動作の少なくとも一つを、前記タッチ対象物を介して混入する外来ノイズを検出するノイズ検出動作に置き換えることを特徴とするタッチパネルシステム。
【請求項２】
前記動作制御回路が、前記タッチ検出動作の少なくとも前記一つに先行する前記タッチ検出動作の少なくとも他の１つにより前記タッチ対象物が検出されたときに、前記タッチ検出動作の少なくとも前記一つを前記ノイズ検出動作に置き換える請求項１に記載のタッチパネルシステム。
【請求項３】
前記動作制御回路は、前記タッチ検出動作の少なくとも他の一つにより検出された前記タッチ対象物の移動速度が所定の閾値よりも遅いときに、前記タッチ検出動作の少なくとも前記一つを前記ノイズ検出動作に置き換える請求項２に記載のタッチパネルシステム。
【請求項４】
前記動作制御回路は、前記タッチ検出動作の少なくとも他の二つにより前記タッチ対象物が継続して検出されたときに、前記タッチ検出動作の少なくとも前記一つ以降のタッチ検出動作を定期的に前記ノイズ検出動作に置き換える請求項２に記載のタッチパネルシステム。
【請求項５】
前記動作制御回路は、前記タッチ検出動作の少なくとも他の二つにより前記タッチ対象物が継続して検出され、且つ、前記タッチ検出動作の少なくとも他の一つにより検出された前記タッチ対象物の移動速度が所定の閾値よりも遅いときに、前記タッチ検出動作の少なくとも前記一つを前記ノイズ検出動作に置き換える請求項２に記載のタッチパネルシステム。
【請求項６】
前記タッチ検出動作は、前記容量から読み出された読出し信号の値と予め定められたタッチ検出閾値とに基づいて前記タッチ対象物を検出し、
前記動作制御回路は、前記ノイズ検出動作により検出された外来ノイズのノイズ量に応じて前記タッチ検出閾値を変化させる請求項１に記載のタッチパネルシステム。
【請求項７】
前記タッチ検出動作の少なくとも他の１つが、Ｌ回（Ｌは１以上の整数）のタッチ検出動作であり、
前記動作制御回路が、前記Ｌ回のタッチ検出動作のうちのＫ回（Ｋ≦Ｌ）のタッチ検出動作において、前記容量から読み出された読出し信号の値が予め定められたタッチ検出閾値を超えたときに前記タッチ対象物が存在すると判定し、
前記動作制御回路は、前記ノイズ検出動作により検出された外来ノイズのノイズ量に応じて前記Ｋの値を変化させる請求項１に記載のタッチパネルシステム。
【請求項８】
各タッチ検出動作が、前記容量に対して駆動および読出しを複数回行い、前記容量から読み出された複数の読出し信号の積分値に基づいてタッチを検出し、
前記ノイズ検出動作は、前記容量を駆動せず読み出しのみを行い、
前記ノイズ検出動作は、複数回行われ、
前記動作制御回路は、前記読出しのための読出し周期を複数回のノイズ検出動作毎に変更し、各ノイズ検出動作により検出された外来ノイズのノイズ量を比較することにより、前記外来ノイズによる影響を少なく抑えることが可能な読出し周期を推定する請求項１に記載のタッチパネルシステム。
【請求項９】
各タッチ検出動作が、前記容量に対して駆動および読出しを複数回行い、
駆動時に前記容量を充電する充電電圧は基準電圧に対して正負の方向を切り替え可能であり、
各タッチ検出動作は、前記容量から読み出された複数の読出し信号を、前記充電電圧の正負に応じて加減算することで積分して前記タッチ対象物を検出し、
前記正負の組み合わせを変更することで前記外来ノイズの影響を抑えることが可能な構成となっており、
前記ノイズ検出動作が、複数回の読み出しを行い、前記容量から読み出された複数の読出し信号の値を積分することで前記外来ノイズのノイズ量を測定し、
前記積分は正負の組み合わせと対応して加減算することによって行われ、
前記動作制御回路は、前記正負の組み合わせの中で前記外来ノイズによる影響を少なく抑えることが可能な正負の組み合わせを推定する請求項１に記載のタッチパネルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時間の経過に応じて変化する外来ノイズがタッチ対象物を介してタッチパネルからの読出し信号に混入する静電容量方式のタッチパネルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、静電容量方式のタッチパネルシステムは、スマートフォン等の携帯情報機器を中心に様々な電子機器への搭載が急激に進んでいる。
【０００３】
この静電容量方式のタッチパネルではタッチパネル上に静電容量を形成しておく。この静電容量に指などのタッチ対象物が接近すると静電容量値が変化する。この変化を検知することで指の接触を検知する。タッチパネル上に形成された静電容量の静電容量値は大きなものでなく、かつ指の接近による静電容量変化も大きなものではない。そのため静電容量又は静電容量変化に基づく微小な信号を計測することになる。従って、計測する信号が外来ノイズの影響を受けやすくなる、この結果、指の存在や位置を誤検出するおそれがある。
【０００４】
特許文献１において、外来ノイズの有無や強さ、特性を判定し、外来ノイズに応じて対応することで外来ノイズの影響を抑えることが可能な静電容量方式タッチパネルが開示されている。この特許文献１の静電容量方式タッチパネルでは、省電力期間内における駆動・読み出しの休止期間中に外来ノイズの計測を行うことで外来ノイズを検知し、駆動パターンやサンプリング周期を変更することでノイズの影響を少なく抑えることを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第2016/002300号パンフレット（2016年1月7日公開）
【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、特許文献１の静電容量方式タッチパネルでは、静電容量の駆動動作、読み出し動作を止めている省電力期間内の休止期間中でしか外来ノイズが計測できない。
【０００７】
通常、タッチの有無、タッチの位置座標を含むタッチ情報は、タッチパネルが設けられる液晶パネルの表示のリフレッシュレートの周期以上の周期で更新することが求められる。
【０００８】
また、上記タッチ情報の精度を向上させるためには、静電容量の駆動動作、読み出し動作の回数を可能な限り増やし、回数を増やした読出し信号を積分することが望ましい。そのため、上記省電力期間以外の通常動作期間中は静電容量の駆動動作、読み出し動作が隙間なく行われていることが多く、かつ駆動動作及び読み出し動作の隙間の時間があっても短い。
【０００９】
省電力期間中であれば消費電力を抑えるために駆動動作、読み出し動作を間欠的に行うこととなるため、このような状態であれば、駆動動作、読み出し動作の間の休止期間に外来ノイズ計測の期間を取ることができる。
【００１０】
しかしながら、一般的に省電力期間が実施されるのは、タッチパネルにタッチ対象物が接近しない状態で一定時間経過したような場合である。このような場合ではタッチ対象物を介して外来ノイズが混入しないので、外来ノイズの影響を低減する対策を取る意味が薄い。
【００１１】
省電力期間中に外来ノイズを計測し、サンプリング周期などを最適化しておくことにより、その後通常動作期間に移行しても外来ノイズを抑えることができると考えられるが、外来ノイズが時間の経過に応じて変化するものであれば、通常動作期間中の外来ノイズは省電力期間中の外来ノイズとは異なるものとなるから、省電力期間中に計測した外来ノイズに基づいて通常動作期間中の外来ノイズに対応することができない。
【００１２】
本発明の一態様は、通常動作期間中に混入する外来ノイズの影響を推定することができるタッチパネルシステムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るタッチパネルシステムは、静電容量方式のタッチパネルと、前記タッチパネルを制御するコントローラとを備えるタッチパネルシステムであって、前記コントローラが、前記タッチパネルに形成された容量に対して駆動および読出しを行うことによりタッチ対象物を検出するタッチ検出動作を繰り返し実行するタッチ検出動作回路と、前記タッチ検出動作回路の動作を制御する動作制御回路とを有し、前記動作制御回路が、前記タッチ検出動作の少なくとも一つを、前記タッチ対象物を介して混入する外来ノイズを検出するノイズ検出動作に置き換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、通常動作期間中に混入する外来ノイズの影響を推定することができるタッチパネルシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態１に係るタッチパネルシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】上記タッチパネルシステムのタッチパネルおよび駆動部、センス信号処理部の内部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２における一つの駆動回路、容量、積分回路を抜き出して回路図としたものである。
【図４】（ａ）は上記駆動回路、静電容量、積分回路による駆動動作におけるスイッチの動きを示した図であり、（ｂ）は上記駆動回路、静電容量、積分回路による読み出し動作におけるスイッチの動きを示した図である。
【図５】外来ノイズがタッチ検出に影響を与える場合の仮想的な回路図である。
【図６】（ａ）（ｂ）はノイズ量のみを計測するための回路のスイッチの動きを示す回路図である。
【図７】上記タッチパネルシステムの動作を示すフローチャートである。
【図８】実施形態２に係る外来ノイズと計測のサンプリング間隔との間の関係を示すグラフである。
【図９】実施形態２に係るタッチパネルシステムの動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態３に係る容量の駆動状態及び読出し状態を説明するための回路図である。
【図１１】実施形態３に係る外来ノイズと計測のサンプリング間隔との間の関係を示すグラフである。
【図１２】実施形態３に係るタッチパネルシステム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】
【００１６】
〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
【００１７】
（タッチパネルシステム１の構成）
図１は実施形態１に係るタッチパネルシステム１の構成を示すブロック図である。図２はタッチパネルシステム１に設けられたタッチパネル２、駆動部４、及びセンス信号処理回路５の内部の構成を示すブロック図である。
【００１８】
タッチパネルシステム１は、静電容量方式のタッチパネル２と、このタッチパネル２を制御するタッチパネルコントローラ３（コントローラ）とを備える。
【００１９】
タッチパネル２は、水平方向（横方向）に沿って延び互いに平行に配置された水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと、垂直方向（縦方向）に沿って延び互いに平行に配置された垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＮとを備える。水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭと垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＮとの交点には、それぞれ静電容量Ｃ１１〜ＣＭＮ（容量）が形成される。
【００２０】
タッチパネルコントローラ３は、駆動部４とセンス信号処理回路５とタッチ位置検出回路９とノイズ検出回路８と動作制御回路７とを含む。
【００２１】
タッチパネル２の各垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＮには、図２に示すように、駆動部４内に設けられた駆動回路６がそれぞれ接続される。水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭには、センス信号処理回路５内に設けられた積分回路１０、ホールド回路１１、ＡＤＣ（Analogue-to-Digital Converter、アナログ・デジタル変換器）１２がそれぞれ接続されている。
【００２２】
図３は、図２における一つの駆動回路６、積分回路１０、及び静電容量Ｃｓ（静電容量Ｃ１１〜ＣＭＮのうちの一つ）を抜き出して回路図としたものである。
【００２３】
タッチパネル２上に形成された静電容量Ｃｓに駆動回路６と積分回路１０とが接続される。駆動回路６は、スイッチＳＷｄにより静電容量Ｃｓに入力する電圧をグランドと駆動電圧Ｖｄとの間で切り替えることができる。積分回路１０は、オペアンプ１３、積分容量Ｃｉ、及びスイッチＳＷｉを含む。オペアンプ１３の非反転入力端子に基準電圧Ｖｃが供給される。オペアンプ１３の反転入力端子は静電容量Ｃｓに接続される。
【００２４】
図４（ａ）は駆動回路６、静電容量Ｃｓ、及び積分回路１０による駆動動作におけるスイッチの動きを示した図であり、（ｂ）は上記駆動回路６、静電容量Ｃｓ、及び積分回路１０による読み出し動作におけるスイッチの動きを示した図である。
【００２５】
静電容量Ｃｓを駆動する動作では、図４（ａ）に示すように、スイッチＳＷｄはグランドに接続され、スイッチＳＷｉは閉じた状態となっている。この時、積分回路１０の出力電圧Ｖｏは基準電圧Ｖｃと等しい。
【００２６】
そして、図１に示す動作制御回路７から駆動部４に指示があると、図４（ｂ）に示すように、スイッチＳＷｉが開き、続いて、スイッチＳＷｄが駆動電圧Ｖｄ側に切り換わる。すると、出力電圧Ｖｏには反転入力端子に接続された静電容量Ｃｓに比例した電圧の変化が起こる。変化した出力電圧Ｖｏは、図２に示すホールド回路１１により保持され、ＡＤＣ１２によってデジタルデータへと変換され、図１に示すタッチ位置検出回路９に送られる。
【００２７】
以後、動作制御回路７は、駆動部４に指示を出し、垂直信号線ＶＬ１〜ＶＬＮを順番に駆動していく。そのたびにセンス信号処理回路５は出力電圧Ｖｏの変化をデジタルデータとして出力する。タッチ位置検出回路９は、出力電圧Ｖｏを取り込み、記憶することで、タッチパネル２上の静電容量Ｃ１１〜ＣＭＮの容量分布の２次元マップを作成する。この２次元マップの中で容量低下の大きい位置があれば、その位置がタッチの存在する位置であり、その位置座標情報をタッチ位置検出回路９は出力する。
【００２８】
以上の動作は通常のタッチパネルシステムと同様の動作である。本実施形態では以下から外来ノイズへの対応について説明していく。
【００２９】
（外来ノイズ）
外来ノイズがタッチ検出に影響を与える場合の仮想的な回路図を図５に示す。センスライン（水平信号線ＨＬ１〜ＨＬＭ）に接近する指とタッチパネル２との間の電位差が時間的に変化するという状況なので、図５に示すように、外来ノイズに基づくノイズ源１４が静電容量Ｃｎを介してオペアンプ１３の反転入力端子に接続されているような回路となる。このような状況でタッチ検出を行えば、出力電圧Ｖｏは、静電容量Ｃｓだけでなく、ノイズ源１４の電圧変化の影響により変化するようになる。そうすると、静電容量Ｃｓの静電容量値を正確に測ることができなくなり、タッチ検出の精度が低下する。またこの状態では出力電圧Ｖｏは静電容量Ｃｓとノイズ源１４との電圧変化により変化するため、ノイズ量のみを計測することもできない。
【００３０】
ノイズ量のみを計測するための回路のスイッチの動きを示したのが図６（ａ）（ｂ）である。駆動状態及び読み出し状態の双方で静電容量Ｃｓをグランドに接続することで出力電圧Ｖｏには静電容量Ｃｓの容量が反映されなくなる。
【００３１】
出力電圧Ｖｏには、駆動状態におけるノイズ源１４の電圧Ｖｎａと基準電圧Ｖｃとの間の差、及び、読み出し状態になった時のノイズ源１４の電圧Ｖｎｂと基準電圧Ｖｃとの間の差のみが現れるようになる。つまり、時間の経過に応じて変化するノイズ源１４の変化量、すなわち、ノイズ量が出力電圧Ｖｏに現れる。本実施形態は、通常のタッチ検出動作をこのノイズ検出動作に置き換えることによりノイズ量を計測する。
【００３２】
（外来ノイズ計測のタイミング）
図７に本実施形態に係るタッチパネルシステム１の動作のフローチャートを示す。タッチ検出動作の後に、このフローチャートに示す動作を行う。
【００３３】
まず、タッチ検出動作が実施された後、タッチが存在するかをタッチ判定カウンタ及びタッチ検出閾値に基づいてタッチ位置検出回路９がチェックする（Ｓ７０１）。そして、タッチが存在しているなら（Ｓ７０１でＹｅｓ）、ステップＳ７０２〜Ｓ７０６に進む。
【００３４】
即ち、タッチ継続カウンタをタッチ位置検出回路９がプラス１だけカウントアップする（ステップＳ７０２）。次に、無タッチ継続カウンタをタッチ位置検出回路９がゼロクリアする（ステップＳ７０３）。その後、タッチ継続カウンタの値が所定のフレーム数閾値を超え、タッチが規定のフレーム数よりも多くなったかを動作制御回路７が判断する（Ｓ７０４）。タッチ継続カウンタの値がフレーム数閾値を超えたと動作制御回路７が判断したときは（Ｓ７０４でＹｅｓ）、タッチの移動速度が所定の閾値以下であり、移動速度が遅いか否かを動作制御回路７が判断する（Ｓ７０５）。
【００３５】
タッチの移動速度が所定の閾値以下であると動作制御回路７が判断したときは（Ｓ７０５でＹｅｓ）、タッチ継続カウンタを動作制御回路７がリセットする（Ｓ７０６）。
【００３６】
そして、次のフレームのタッチ検出動作をノイズ検出動作に動作制御回路７が置き換え、ノイズ量を計測する（Ｓ７０７）。次に、ノイズ検出動作により計測されたノイズ量の大小を動作制御回路７が判断する（Ｓ７０８）。ノイズ量が大きいと動作制御回路７が判定した場合は（Ｓ７０８でＮｏ）、タッチ検出閾値を上げ、かつ、タッチ認識までにかかるフレーム数閾値を上昇させる（Ｓ７０９）。その後、処理を終了する。
【００３７】
ノイズ量が少ないと動作制御回路７が判定した場合は（Ｓ７０８でＹｅｓ）、タッチ検出閾値及びフレーム数閾値を元の値に戻しておく（Ｓ７１４）。その後、処理を終了する。また、リセットしたカウンタは次のフレームから再びカウントアップを開始し、タッチ検出閾値及びフレーム数閾値を超えた時には再度ノイズ検出動作を行うことで、タッチがある間は定期的に外来ノイズを計測することになる。
【００３８】
タッチがなくなった場合でも閾値はすぐに戻さない。タッチが存在しないとタッチ位置検出回路９が判断した場合（Ｓ７０１でＮｏ）、タッチ継続カウンタをタッチ位置検出回路９がゼロクリアする（Ｓ７１０）。そして、無タッチ継続カウンタをタッチ位置検出回路９がカウントアップする（Ｓ７１１）。
【００３９】
その後、無タッチ継続カウンタの値が所定の閾値よりも多くなったかを動作制御回路７が判断する（Ｓ７１２）。無タッチ継続カウンタの値が所定の閾値よりも多くなったと動作制御回路７が判断したときは（Ｓ７１２でＹｅｓ）、無タッチ継続カウンタを動作制御回路７がリセットする（Ｓ７１３）。そして、タッチ検出閾値及びフレーム数閾値を元の値に戻しておく（Ｓ７１４）。この処理によりダブルタップのような動作が発生しても誤動作が起こりにくくすることができる。
【００４０】
これらの制御により、タッチパネルが、一時的にノイズが高い環境にさらされた時においても、操作性は一時的に低下するものの、タッチの誤認識を抑えることが可能になる。
【００４１】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【００４２】
実施形態２に係るタッチパネルシステムの構成は、実施形態１と同様であるが、タッチ検出動作およびノイズ検出動作を実施した後の制御方法が実施形態１と異なる。
【００４３】
前述した図４において駆動動作、及び読み出し動作では、タッチパネル２の静電容量Ｃｓの容量値の微小な変化を計測することになる。実施形態２では、計測精度を向上させるために、駆動動作、及び読み出し動作を複数回行い、計測した出力電圧Ｖｏの結果を累積し、累積値を元にタッチ座標を計算する。
【００４４】
この際、計測をどのような間隔で行うかが重要である。図８が外来ノイズと計測のサンプリング間隔との間の関係を示した図である。図８において縦軸が外来ノイズの強さを示し、横軸が時間を示す。図８（ａ）のように外来ノイズの波形Ｗ１の山の位置とサンプリングタイミングとが重なった場合、計測値を累積すると外来ノイズが与える影響は非常に大きくなる。
【００４５】
しかしながら、図８（ｂ）のように外来ノイズの波形Ｗ１の山の位置と谷の位置との双方にサンプリングタイミングが重なるようにサンプリングができれば、外来ノイズの波形Ｗ１の山と谷とが打ち消しあって外来ノイズの影響を低く抑えることができる。実際には外来ノイズは様々な周波数成分が混じった信号となるが、サンプリング周波数に応じて外来ノイズの影響は変化する。
【００４６】
図９が実施形態２に係るタッチパネルシステムの制御のフローチャートである。図７で前述した実施形態１に係るフローチャートと同様に、タッチがあり、かつタッチの速度が遅い場合のみ処理を行う（Ｓ７０１〜Ｓ７０６）。即ち、タッチがあり、かつ既定フレーム数を超えた場合、Ｓ９０７以下の処理を開始する。
【００４７】
この処理ではサンプリング周波数を変えながら複数回のノイズ検出動作を行い（Ｓ９０７〜Ｓ９０９）、記録しておく。その中で計測された信号値が一番低いものが外来ノイズを避けやすいサンプリング周波数であるから、タッチ検出動作におけるサンプリング周波数を動作制御回路７が変更する（Ｓ９１０）。この処理はタッチがある場合に定期的に行い、外来ノイズの特性が変化した時にも追従できるようにする。このようにして外来ノイズを計測し、駆動動作を変更することにより外来ノイズの影響を抑える。
【００４８】
〔実施形態３〕
実施形態３に係るタッチパネルシステムの構成は、実施形態１と同様であるが、タッチ検出動作およびノイズ検出動作を実施した後の制御方法が実施形態１と異なる。実施形態３においても、実施形態２と同様に、外来ノイズの計測精度を確保するために複数回計測を行い、その結果を累積する。
【００４９】
前述した図４において駆動動作、読み出し動作におけるスイッチＳＷｄは、駆動動作ではグランドに接続され、読み出し動作では駆動電圧Ｖｄ側に接続されていた。本実施形態では、図１０に示すように、駆動動作、読み出し動作での静電容量Ｃｓに印加する電圧の極性を逆にした「逆駆動動作」を「通常駆動動作」とともに用いる。「逆駆動動作」においては静電容量Ｃｓの変化による出力電圧Ｖｏの変化が、「通常駆動動作」での変化と逆の符号方向の変化となる。よって、逆駆動動作にした際の計測結果の累積は正負を逆にして行う。「逆駆動動作」であっても外来ノイズは駆動電圧Ｖｄとは関係なく出力電圧Ｖｏに反映される。このため、「逆駆動動作」の場合、外来ノイズ成分は正負が逆で累積される。
【００５０】
正負の組み合わせはタッチ検出処理の結果への外来ノイズの影響に大きく作用する。図１１において縦軸が外来ノイズの強さを示し、横軸が時間を示す。図１１（ａ）のように外来ノイズの波形Ｗ１の山の位置とサンプリングタイミングとが重なった場合、計測値を累積すると外来ノイズが与える影響は非常に大きくなる。
【００５１】
しかしながら、図１１（ｂ）のように、「通常駆動動作」と「逆駆動動作」とを交互に繰り返した場合、正の外来ノイズ計測値と負の外来ノイズ計測値とが互いに打ち消しあって外来ノイズの影響を低く抑えることができる。実際には外来ノイズは様々な周波数成分が混じった信号となるが、「通常駆動動作」と「逆駆動動作」との組み合わせに応じて外来ノイズの影響は変化する。また、図１１に示す例では「通常駆動動作」と「逆駆動動作」とを交互に実施する例を示したが、本発明はこれに限定されない。例えば「通常駆動動作」「通常駆動動作」「逆駆動動作」「逆駆動動作」の順番に実施するというように「通常駆動動作」と「逆駆動動作」との多様な組み合わせを用意することで様々な外来ノイズのパターンに対応することができる。
【００５２】
図１２が実施形態３でのタッチパネルシステムの制御のフローチャートである。実施形態２と同様に、タッチがあり、かつタッチの移動速度が遅い場合のみ「通常駆動動作」と「逆駆動動作」との組み合わせパターンを変えながら外来ノイズを計測し（Ｓ１２０７〜Ｓ１２０９）、最もノイズ量が低い「通常駆動動作」と「逆駆動動作」との組み合わせパターンを採用する（Ｓ１２１０）。この処理はタッチがある場合に定期的に行い、外来ノイズの特性が変化した時にも追従できるようにする。このようにして外来ノイズを計測し、静電容量の駆動方法を変更することにより外来ノイズの影響を抑えることができる。
【００５３】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るタッチパネルシステム１は、静電容量方式のタッチパネル２と、前記タッチパネル２を制御するコントローラ（タッチパネルコントローラ３）とを備えるタッチパネルシステム１であって、前記コントローラ（タッチパネルコントローラ３）が、前記タッチパネル２に形成された容量（静電容量Ｃ１１〜ＣＭＮ）に対して駆動および読出しを行うことによりタッチ対象物を検出するタッチ検出動作を繰り返し実行するタッチ検出動作回路（駆動部４、センス信号処理回路５、駆動回路６）と、前記タッチ検出動作回路の動作を制御する動作制御回路７とを有し、前記動作制御回路７が、前記タッチ検出動作の少なくとも一つを、前記タッチ対象物を介して混入する外来ノイズを検出するノイズ検出動作に置き換える。
【００５４】
上記の構成によれば、タッチ対象物を検出するタッチ検出動作が、タッチ対象物を介して混入する外来ノイズを検出するノイズ検出動作に置き換えられる。このため、タッチ検出動作が連続的に実施される通常動作期間中に混入する外来ノイズの影響を推定することができる。
【００５５】
本発明の態様２に係るタッチパネルシステム１は、上記態様１において、前記動作制御回路７が、前記タッチ検出動作の少なくとも前記一つに先行する前記タッチ検出動作の少なくとも他の１つにより前記タッチ対象物が検出されたときに、前記タッチ検出動作の少なくとも前記一つを前記ノイズ検出動作に置き換えてもよい。
【００５６】
上記の構成によれば、タッチ対象物を介して混入する外来ノイズの影響を推定することができる。
【００５７】
静電容量式タッチパネルには様々なノイズが混入することが想定されるが、中でもタッチパネルと、タッチする指等との間の電位差が時間的に変化することで指の接近による容量変化を正確に把握できなくなる問題の影響が大きい。この外来ノイズはタッチがない場合、影響がなくなる。そのため、上記の構成によれば、タッチがある場合のみノイズ計測をすることで誤ってノイズ量を少なく推定することを回避することができる。
【００５８】
本発明の態様３に係るタッチパネルシステム１は、上記態様２において、前記動作制御回路７は、前記タッチ検出動作の少なくとも他の一つにより検出された前記タッチ対象物の移動速度が所定の閾値よりも遅いときに、前記タッチ検出動作の少なくとも前記一つを前記ノイズ検出動作に置き換えてもよい。
【００５９】
ノイズ検出動作では、駆動状態でタッチパネル上の静電容量Ｃｓに印加する電圧を読み出し状態における電圧と同一にする。このため、この間タッチ検出ができなくなる。その影響を抑えるため、上記の構成によれば、タッチ認識後、タッチの移動速度が遅いと判定した場合のみノイズ検出動作を行う。タッチの移動速度が遅い場合、タッチ座標が数回計算できなかったとしても操作性が著しく悪化することはない。
【００６０】
本発明の態様４に係るタッチパネルシステム１は、上記態様２において、前記動作制御回路７は、前記タッチ検出動作の少なくとも他の二つにより前記タッチ対象物が継続して検出されたときに、前記タッチ検出動作の少なくとも前記一つ以降のタッチ検出動作を定期的に前記ノイズ検出動作に置き換えてもよい。
【００６１】
外来ノイズ源は時間の経過に応じて特性が変化する可能性がある。上記の構成によれば、タッチが継続している場合でも、定期的にノイズ計測動作を入れることでノイズの特性が時間の経過に応じて変化した場合でも対応できるようにしている。
【００６２】
本発明の態様５に係るタッチパネルシステム１は、上記態様２において、前記動作制御回路７は、前記タッチ検出動作の少なくとも他の二つにより前記タッチ対象物が継続して検出され、且つ、前記タッチ検出動作の少なくとも他の一つにより検出された前記タッチ対象物の移動速度が所定の閾値よりも遅いときに、前記タッチ検出動作の少なくとも前記一つを前記ノイズ検出動作に置き換えてもよい。
【００６３】
タッチが継続して定期的にノイズ計測する場合においても、上記の構成によれば、タッチの移動速度を計算しておき、移動速度が遅い場合のみノイズ計測動作を入れるようにすることで操作性の悪化を防ぐことができる。
【００６４】
本発明の態様６に係るタッチパネルシステム１は、上記態様１において、前記タッチ検出動作は、前記容量から読み出された読出し信号の値と予め定められたタッチ検出閾値とに基づいて前記タッチ対象物を検出し、前記動作制御回路７は、前記ノイズ検出動作により検出された外来ノイズのノイズ量に応じて前記タッチ検出閾値を変化させてもよい。
【００６５】
一般的にタッチパネルにおいては計測した容量値の低下が既定の閾値より大きい場合にタッチがあるとみなす。上記の構成によれば計測したノイズ量に応じてこの閾値を変化させることにより、ノイズを誤ってタッチと認識することを防ぐことができる。
【００６６】
本発明の態様７に係るタッチパネルシステム１は、上記態様１において、前記タッチ検出動作の少なくとも他の１つが、Ｌ回（Ｌは１以上の整数）のタッチ検出動作であり、前記動作制御回路７が、前記Ｌ回のタッチ検出動作のうちのＫ回（Ｋ≦Ｌ）のタッチ検出動作において、前記容量から読み出された読出し信号の値が予め定められたタッチ検出閾値を超えたときに前記タッチ対象物が存在すると判定し、前記動作制御回路７は、前記ノイズ検出動作により検出された外来ノイズのノイズ量に応じて前記Ｋの値を変化させてもよい。
【００６７】
チャタリング対策のため、タッチ検出閾値を連続して複数回超えた場合にのみタッチとみなす、もしくは、タッチ検出閾値を連続して複数回下回った場合にタッチが離れたものとみなすように構成している場合においては、上記構成によれば、計測したノイズ量に応じてこの回数を変化させることにより、外来ノイズを誤ってタッチと認識したり、外来ノイズにより、継続しているタッチが途中でタッチが離れたと誤認識してしまったりということを防ぐことができる。
【００６８】
本発明の態様８に係るタッチパネルシステム１は、上記態様１において、各タッチ検出動作が、前記容量に対して駆動および読出しを複数回行い、前記容量から読み出された複数の読出し信号の積分値に基づいてタッチを検出し、前記ノイズ検出動作は、前記容量を駆動せず読み出しのみを行い、前記ノイズ検出動作は、複数回行われ、前記動作制御回路７は、前記読出しのための読出し周期を複数回のノイズ検出動作毎に変更し、各ノイズ検出動作により検出された外来ノイズのノイズ量を比較することにより、前記外来ノイズによる影響を少なく抑えることが可能な読出し周期を推定してもよい。
【００６９】
上記構成によれば、タッチ検出動作における駆動・読み出し動作において、駆動動作中にタッチパネル上の静電容量Ｃｓに印加する電圧を読み出し動作における電圧と同一にするノイズ検出動作を設ける。ノイズ検出動作を、省電力動作モードにおける隙間期間に実施するのではなく、通常動作モードにおけるタッチ検出動作と置き換える形とすることで、外来ノイズの検出に十分な時間を取ることができ、外来ノイズの検出の精度が確保できるようになる。
【００７０】
駆動動作・読み出し動作は複数回行い、計測結果を累積した後、タッチ処理を行うことでタッチ精度を向上させるのが一般的である。この駆動動作・読み出し動作を複数回行う際、その周期をどう決定するかにより外来ノイズの影響が変化する。上記構成によれば、複数回ノイズ検出動作を実施する際、毎回サンプリング周期を変化させ、各回のノイズ量を記録しておく。この中で最も小さいノイズ量となったサンプリング周期を選べば外来ノイズの影響を抑えることができる。
【００７１】
本発明の態様９に係るタッチパネルシステム１は、上記態様１において、各タッチ検出動作が、前記容量に対して駆動および読出しを複数回行い、駆動時に前記容量を充電する充電電圧は基準電圧に対して正負の方向を切り替え可能であり、各タッチ検出動作は、前記容量から読み出された複数の読出し信号を、前記充電電圧の正負に応じて加減算することで積分して前記タッチ対象物を検出し、前記正負の組み合わせを変更することで前記外来ノイズの影響を抑えることが可能な構成となっており、前記ノイズ検出動作が、複数回の読み出しを行い、前記容量から読み出された複数の読出し信号の値を積分することで前記外来ノイズのノイズ量を測定し、前記積分は正負の組み合わせと対応して加減算することによって行われ、前記動作制御回路７は、前記正負の組み合わせの中で前記外来ノイズによる影響を少なく抑えることが可能な正負の組み合わせを推定してもよい。
【００７２】
静電容量の駆動動作において、基準電圧に対して正の電圧を静電容量に印可し、積分時に計測結果を加算する以外にも、基準電圧に対して負の電圧を静電容量に印可し、積分時に計測結果を減算することも可能である。駆動動作・読み出し動作は複数回行い、正負の組み合わせを変更することが可能である。ここで、外来ノイズは印加する電圧の正負に依存しないため、正負の組み合わせによっては、外来ノイズ成分を打ち消しあうことが可能となる。上記構成によれば、複数回ノイズ検出動作をする際、正負の組み合わせを変化させ、各回のノイズ量を記録しておく。この中で最も小さいノイズ量となった正負の組み合わせを選べば外来ノイズの影響を抑えることができる。
【００７３】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１  タッチパネルシステム
２  タッチパネル
３  タッチパネルコントローラ（コントローラ）
４  駆動部（タッチ検出動作回路）
５  センス信号処理回路（タッチ検出動作回路）
６  駆動回路（タッチ検出動作回路）
７  動作制御回路
Ｃ１１〜ＣＭＮ  静電容量（容量）
【図１】
2019079202.tif 000003
【図２】
2019079202.tif 000004
【図３】
2019079202.tif 000005
【図４】
2019079202.tif 000006
【図５】
2019079202.tif 000007
【図６】
2019079202.tif 000008
【図７】
2019079202.tif 000009
【図８】
2019079202.tif 000010
【図９】
2019079202.tif 000011
【図１０】
2019079202.tif 000012
【図１１】
2019079202.tif 000013
【図１２】
2019079202.tif 000014