(57)【要約】【課題】タッチ対象物の導電性の特性を判定することができるタッチパネルを実現する。【解決手段】タッチパネル（１）は、各パッド電極（２ａ・２ｂ）とタッチ対象物との間の自己容量を第１測定期間において測定する駆動読出し回路（６）と、パッド電極（２ａ）とパッド電極（２ｂ）との間の相互容量を第２測定期間において測定する読出し回路（５）とを備える。【選択図】図３
2019074869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス状に配置された複数のパッド電極と、
前記パッド電極へのタッチ対象物のタッチ位置を検出するために、各パッド電極と前記タッチ対象物との間の自己容量を第１測定期間において測定する自己容量測定回路と、
前記パッド電極にタッチした前記タッチ対象物の特性を判定するために、前記複数のパッド電極のうちの一部と他の一部との間の相互容量を第２測定期間において測定する相互容量測定回路とを備えることを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記相互容量測定回路が、前記パッド電極のうちの前記一部と前記他の一部との間に電荷を蓄積するための充電信号を前記パッド電極のうちの前記一部に供給する駆動回路と、
前記パッド電極のうちの前記一部と前記他の一部との間に蓄積された電荷に基づく電荷信号を前記パッド電極のうちの前記他の一部から読み出す読出し回路とを含む請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項３】
前記パッド電極のうちの前記一部は奇数列目に配置されたパッド電極であり、
前記パッド電極のうちの前記他の一部は偶数列目に配置されたパッド電極である請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項４】
前記タッチ対象物の特性が、前記タッチ対象物の導電性を含む請求項１に記載のタッチパネル。
【請求項５】
前記相互容量測定回路は、前記複数のパッド電極のうちの一部と他の一部との間の相互容量が減少したときに、前記パッド電極にタッチした前記タッチ対象物が導電物であると判定し、前記相互容量が増加したときに、前記タッチ対象物が非導電物であると判定する判定回路を含む請求項４に記載のタッチパネル。
【請求項６】
マトリックス状に配置された複数のパッド電極と、
前記パッド電極へのタッチ対象物のタッチ位置を検出するために、各パッド電極と前記タッチ対象物との間の自己容量を第１測定期間及び第２測定期間において測定する自己容量測定回路を備え、
前記自己容量測定回路は、前記第１測定期間において各パッド電極に第１充電信号を供給する駆動回路と、
前記第１測定期間において前記駆動回路により前記第１充電信号が供給された各パッド電極から第１電荷信号を読み出す読出し回路とを含み、
前記駆動回路は、前記第２測定期間において、前記パッド電極のうちの一部に前記第１充電信号を供給し、前記パッド電極のうちの一部に隣接する前記パッド電極のうちの他の一部に前記第１充電信号と異なる電圧を有する第２充電信号を供給し、
前記読出し回路は、前記第２測定期間において、前記第１充電信号が供給された前記パッド電極のうちの一部から前記第１電荷信号を読み出し、前記第２充電信号が供給された前記パッド電極のうちの他の一部から第２電荷信号を読み出すことを特徴とするタッチパネル。
【請求項７】
マトリックス状に配置された複数のパッド電極を有するタッチパネルを制御するタッチパネルコントローラであって、
前記パッド電極へのタッチ対象物のタッチ位置を検出するために、各パッド電極と前記タッチ対象物との間の自己容量を第１測定期間において測定する自己容量測定回路と、
前記パッド電極にタッチした前記タッチ対象物の特性を判定するために、前記複数のパッド電極のうちの一部と他の一部との間の相互容量を第２測定期間において測定する相互容量測定回路とを備えることを特徴とするタッチパネルコントローラ。
【請求項８】
マトリックス状に配置された複数のパッド電極を有するタッチパネルを制御するタッチパネルコントローラであって、
前記パッド電極へのタッチ対象物のタッチ位置を検出するために、各パッド電極と前記タッチ対象物との間の自己容量を第１測定期間及び第２測定期間において測定する自己容量測定回路を備え、
前記自己容量測定回路は、前記第１測定期間において各パッド電極に第１充電信号を供給する駆動回路と、
前記第１測定期間において前記駆動回路により前記第１充電信号が供給された各パッド電極から第１電荷信号を読み出す読出し回路とを含み、
前記駆動回路は、前記第２測定期間において、前記パッド電極のうちの一部に前記第１充電信号を供給し、前記パッド電極のうちの一部に隣接する前記パッド電極のうちの他の一部に前記第１充電信号と異なる電圧を有する第２充電信号を供給し、
前記読出し回路は、前記第２測定期間において、前記第１充電信号が供給された前記パッド電極のうちの一部から前記第１電荷信号を読み出し、前記第２充電信号が供給された前記パッド電極のうちの他の一部から第２電荷信号を読み出すことを特徴とするタッチパネルコントローラ。
【請求項９】
請求項１又は６に記載のタッチパネルを備えたことを特徴とするタッチディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量方式のタッチパネル、タッチパネルコントローラ、及びタッチディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年携帯機器及びパーソナルコンピュータのディスプレイは、指又はペンの直接タッチを可能とするタッチパネルが集積されている。
【０００３】
静電容量方式のタッチパネルとして、自己容量方式のタッチパネル（特許文献１及び２）及び相互容量方式のタッチパネル（特許文献３）が従来技術として知られている。
【０００４】
自己容量方式のタッチパネルは、各電極とタッチ対象物との間の自己容量を測定することにより、タッチ対象物のタッチ位置を検出する。そして、相互容量方式のタッチパネルは、駆動電極とセンス電極との間の相互容量を測定することにより、タッチ対象物のタッチ位置を検出する。
【０００５】
薄型機器を実現するためにディスプレイの中にタッチパネルを集積することに焦点があてられてきた。そして、従来の静電容量方式のタッチパネルは、導電物を検出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第2014/0132559号（2014年05月15日）
【特許文献２】米国特許第9250735号明細書（2016年02月02日）
【特許文献３】米国特許出願公開第2010/0001973号（2010年01月07日）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、自己容量方式は、導電物のタッチのみしか検出できず、非導電物のタッチを検出できない。相互容量方式は、導電物のタッチと非導電物のタッチとで容量の変化が異なるが、これに基づく信号レベルが低いため検出が困難であるという問題がある。
【０００８】
本発明の一態様は、タッチ対象物の導電性の特性を判定することができるタッチパネル、タッチパネルコントローラ、及びタッチディスプレイ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】
【０００９】
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は、マトリックス状に配置された複数のパッド電極と、前記パッド電極へのタッチ対象物のタッチ位置を検出するために、各パッド電極と前記タッチ対象物との間の自己容量を第１測定期間において測定する自己容量測定回路と、前記パッド電極にタッチした前記タッチ対象物の特性を判定するために、前記複数のパッド電極のうちの一部と他の一部との間の相互容量を第２測定期間において測定する相互容量測定回路とを備えることを特徴とする。
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る他のタッチパネルは、マトリックス状に配置された複数のパッド電極と、前記パッド電極へのタッチ対象物のタッチ位置を検出するために、各パッド電極と前記タッチ対象物との間の自己容量を第１測定期間及び第２測定期間において測定する自己容量測定回路を備え、前記自己容量測定回路は、前記第１測定期間において各パッド電極に第１充電信号を供給する駆動回路と、前記第１測定期間において前記駆動回路により前記第１充電信号が供給された各パッド電極から第１電荷信号を読み出す読出し回路とを含み、前記駆動回路は、前記第２測定期間において、前記パッド電極のうちの一部に前記第１充電信号を供給し、前記パッド電極のうちの一部に隣接する前記パッド電極のうちの他の一部に前記第１充電信号と異なる電圧を有する第２充電信号を供給し、前記読出し回路は、前記第２測定期間において、前記第１充電信号が供給された前記パッド電極のうちの一部から前記第１電荷信号を読み出し、前記第２充電信号が供給された前記パッド電極のうちの他の一部から第２電荷信号を読み出すことを特徴とする。
【００１１】
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コントローラは、マトリックス状に配置された複数のパッド電極を有するタッチパネルを制御するタッチパネルコントローラであって、前記パッド電極へのタッチ対象物のタッチ位置を検出するために、各パッド電極と前記タッチ対象物との間の自己容量を第１測定期間において測定する自己容量測定回路と、前記パッド電極にタッチした前記タッチ対象物の特性を判定するために、前記複数のパッド電極のうちの一部と他の一部との間の相互容量を第２測定期間において測定する相互容量測定回路とを備えることを特徴とする。
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る他のタッチパネルコントローラは、マトリックス状に配置された複数のパッド電極を有するタッチパネルを制御するタッチパネルコントローラであって、前記パッド電極へのタッチ対象物のタッチ位置を検出するために、各パッド電極と前記タッチ対象物との間の自己容量を第１測定期間及び第２測定期間において測定する自己容量測定回路を備え、前記自己容量測定回路は、前記第１測定期間において各パッド電極に第１充電信号を供給する駆動回路と、前記第１測定期間において前記駆動回路により前記第１充電信号が供給された各パッド電極から第１電荷信号を読み出す読出し回路とを含み、前記駆動回路は、前記第２測定期間において、前記パッド電極のうちの一部に前記第１充電信号を供給し、前記パッド電極のうちの一部に隣接する前記パッド電極のうちの他の一部に前記第１充電信号と異なる電圧を有する第２充電信号を供給し、前記読出し回路は、前記第２測定期間において、前記第１充電信号が供給された前記パッド電極のうちの一部から前記第１電荷信号を読み出し、前記第２充電信号が供給された前記パッド電極のうちの他の一部から第２電荷信号を読み出すことを特徴とする。
【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ディスプレイは、本発明の一態様に係るタッチパネルを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、タッチ対象物の導電性の特性を判定することができるタッチパネル、タッチパネルコントローラ、及びタッチディスプレイを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）はタッチパネルに係る自己容量方式の原理を示す回路図であり、（ｂ）はタッチパネルに係る相互容量方式の原理を示す回路図であり、（ｃ）はタッチ対象物の導電性に係る自己容量方式及び相互容量方式の検出容量の変化方向を説明するための図である。
【図２】実施形態１に係るタッチパネルの駆動方法を説明するための回路図である。
【図３】上記タッチパネルの構成を示す回路図である。
【図４】上記タッチパネルの動作を示すフローチャートである。
【図５】上記タッチパネルの変形例を示す回路図である。
【図６】実施形態２に係るタッチパネルの駆動方法を説明するための回路図である。
【図７】上記タッチパネルの構成を示す回路図である。
【図８】上記タッチパネルの動作を示すフローチャートである。
【図９】上記タッチパネルの変形例を示す回路図である。
【図１０】上記タッチパネルの他の変形例を示す回路図である。
【図１１】実施形態３に係るタッチパネルの構成を示す回路図である。
【図１２】（ａ）は実施形態４に係るタッチディプレイの断面図であり、（ｂ）は上記タッチディプレイの他の断面図である。
【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。図１（ａ）はタッチパネルに係る自己容量方式の原理を示す回路図であり、（ｂ）はタッチパネルに係る相互容量方式の原理を示す回路図であり、（ｃ）はタッチ対象物の導電性に係る自己容量方式及び相互容量方式の検出容量の変化方向を説明するための図である。
【００１７】
タッチパネルには、パッド電極２ａと、このパッド電極２ａに隣接するパッド電極２ｂとが、マトリックス状に配置される。
【００１８】
自己容量方式は、図１（ａ）に示すように、例えば、パッド電極２ａとタッチ対象物３との間の自己容量ＣＳを測定する。相互容量方式は、図１（ｂ）に示すように、パッド電極２ａとパッド電極２ｂとの間の相互容量ＣＭを測定する。
【００１９】
図１（ｃ）に示すように、自己容量方式では、パッド電極２ａにタッチしたタッチ対象物３が人体等の導電物であると自己容量ＣＳは増加する。しかしながら、タッチ対象物３が水等の非導電物であると自己容量ＣＳは僅かしか増加しない。
【００２０】
一方、相互容量方式では、パッド電極２ａにタッチしたタッチ対象物３が導電物であると相互容量ＣＭは減少する。そして、タッチ対象物３が非導電物であると相互容量ＣＭは逆に増加する。
【００２１】
図２は実施形態１に係るタッチパネルの駆動方法を説明するための回路図である。実施形態１に係るタッチパネルは、導電物と非導電物との双方を検出することができる。このタッチパネルでは、自己容量及び相互容量の双方が測定される。測定された自己容量は、タッチ位置の検出に使用される。そして、測定された相互容量の結果は、タッチ対象物の導電性等の特性を判定するために使用される。また、非導電物及びフローティング対象物のより好ましい検出にも、測定された相互容量の結果が使用される。
【００２２】
タッチパネルは、パッド電極２ａに充電信号を供給するための駆動回路４（自己容量測定回路、相互容量測定回路）を備える。この駆動回路４とパッド電極２ａとの間にスイッチＳＷ１が配置される。
【００２３】
タッチパネルには、パッド電極２ａ又はパッド電極２ｂから電荷信号を読み出すための読出し回路５（自己容量測定回路、相互容量測定回路）が設けられる。この読出し回路５とパッド電極２ｂとの間にスイッチＳＷ２が配置される。読出し回路５は、増幅器２０と積分容量ＣＦとリセットのためのスイッチＳＷ３とを有する。
【００２４】
このように構成されたタッチパネルでは、まず、パッド電極２ａがスイッチＳＷ１により駆動回路４に接続される。そして、駆動回路４がパッド電極２ａに充電信号を供給する。次に、パッド電極２ａがスイッチＳＷ１及びＳＷ２を介して読出し回路５に接続される。その後、読出し回路５がパッド電極２ａとタッチ対象物３との間の自己容量に基づく電荷信号をパッド電極２ａから読み出す。このようにして、パッド電極２ａとタッチ対象物３との間の自己容量が測定される。
【００２５】
次に、パッド電極２ａがスイッチＳＷ１により再び駆動回路４に接続される。そして、駆動回路４が再びパッド電極２ａに充電信号を供給する。その後、パッド電極２ｂがスイッチＳＷ２により読出し回路５に接続される。次に、読出し回路５がパッド電極２ａとパッド電極２ｂとの間の相互容量に基づく電荷信号をパッド電極２ｂから読み出す。このようにして、パッド電極２ａとパッド電極２ｂとの間の相互容量が測定される。
【００２６】
図３は実施形態１に係るタッチパネル１の構成を示す回路図である。なお、説明の便宜上、前述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。
【００２７】
タッチパネル１は、マトリックス状に配置された複数のパッド電極２ａ・２ｂを備える。図３に示すように、パッド電極２ａは奇数列目に配置され、パッド電極２ｂは偶数列目に配置される。
【００２８】
タッチパネル１には駆動読出し回路６（自己容量測定回路、相互容量測定回路）が設けられる。駆動読出し回路６は、図２で前述した駆動回路４及び読出し回路５に対応する。駆動読出し回路６は、自己容量方式に基づく測定期間（第１測定期間）においては、各パッド電極２ａに充電信号を供給し、パッド電極２ａとタッチ対象物３との間の自己容量に基づく電荷信号をパッド電極２ａから読み出し、相互容量方式に基づく測定期間（第２測定期間）においては、各パッド電極２ａに充電信号を供給するために設けられる。
【００２９】
タッチパネル１は読出し回路５を備える。読出し回路５は、相互容量方式に基づく測定期間において、互いに隣接するパッド電極２ａとパッド電極２ｂとの間の相互容量に基づく電荷信号をパッド電極２ｂから読み出すために設けられる。
【００３０】
タッチパネル１にはスイッチＳＷ４及び複数のマルチプレクサ７が設けられる。スイッチＳＷ４は、図３に示すように、パッド電極２ａ・２ｂを駆動読出し回路６又は読出し回路５に接続するように設けられる。スイッチＳＷ４は、パッド電極２ａ・２ｂを１行に配置されたパッド電極２ａ・２ｂ毎に読出し回路５に接続するように構成される。各マルチプレクサ７は、１列に配置されたパッド電極２ａ又は２ｂとスイッチＳＷ４を介して接続されるように配置される。
【００３１】
タッチパネル１は、互いに隣接するパッド電極２ａ・２ｂの間の相互容量が減少したときに、パッド電極２ａ・２ｂにタッチしたタッチ対象物３が導電物であると判定し、前記相互容量が増加したときに、タッチ対象物３が非導電物であると判定する制御回路２１（判定回路）を備える。
【００３２】
このように構成されたタッチパネル１では、まず、パッド電極２ａ・２ｂがスイッチＳＷ４によりマルチプレクサ７に接続される。そして、各マルチプレクサ７は、１列に配置されたパッド電極２ａ又は２ｂを順番に駆動読出し回路６に接続する。このとき、駆動読出し回路６は、マルチプレクサ７及びスイッチＳＷ４を介して、１列に配置されたパッド電極２ａ又は２ｂに順番に充電信号を供給する。
【００３３】
その後、各マルチプレクサ７は、１列に配置されたパッド電極２ａ又は２ｂを再び順番に駆動読出し回路６に接続する。このとき、駆動読出し回路６は、マルチプレクサ７及びスイッチＳＷ４を介して、１列に配置されたパッド電極２ａ又は２ｂから、パッド電極２ａ又は２ｂとタッチ対象物３との間の自己容量に基づく電荷信号を順番に読み出す。このようにして、パッド電極２ａ・２ｂとタッチ対象物３との間の自己容量が測定される。
【００３４】
次に、パッド電極２ａがスイッチＳＷ４によりマルチプレクサ７に接続される。そして、各マルチプレクサ７は、１列に配置されたパッド電極２ａを順番に駆動読出し回路６に接続する。このとき、駆動読出し回路６は、マルチプレクサ７及びスイッチＳＷ４を介して、１列に配置されたパッド電極２ａに順番に相互容量測定のための充電信号を供給する。その後、パッド電極２ｂがスイッチＳＷ４により読出し回路５に接続される。次に、読出し回路５が互いに隣接するパッド電極２ａとパッド電極２ｂとの間の相互容量に基づく電荷信号をパッド電極２ｂから読み出す。このようにして、パッド電極２ａとパッド電極２ｂとの間の相互容量が測定される。
【００３５】
図４はタッチパネル１の動作を示すフローチャートである。まず、タッチパネル１のリセット及び校正が行われる（ステップＳ１）。そして、自己容量方式による測定が行われる（ステップＳ２）。次に、相互容量方式による測定が行われる（ステップＳ３）。
【００３６】
その後、制御回路２１が測定された自己容量の変化をアレイ状の自己容量マップに基づいてチェックする（ステップＳ４）。そして、制御回路２１は測定された相互容量の変化をＴｘ対Ｒｘの相互容量マップに基づいてチェックする（ステップＳ５）。
【００３７】
次に、自己容量の変化のチェック結果に基づいて、タッチしたタッチ対象物３が存在するか否かを制御回路２１が判定する（ステップＳ６）。タッチ対象物３が存在しないと制御回路２１が判定したときは（ステップＳ６でＮｏ）、ステップＳ２に戻る。
【００３８】
タッチ対象物３が存在すると制御回路２１が判定したときは（ステップＳ６でＹｅｓ）、タッチ対象物３のタッチ位置を制御回路２１が特定する。そして、制御回路２１は、相互容量の変化のチェック結果に基づいてタッチ対象物３の特性を判定する。例えば、制御回路２１は、互いに隣接するパッド電極２ａ・２ｂの間の相互容量が減少したときに、タッチ対象物３が導電物であると判定し、前記相互容量が増加したときに、タッチ対象物３が非導電物であると判定する（ステップＳ７）。上記非導電物は例えば水を含む。このため、タッチ対象物３が水であると判定したときに、タッチパネルが水で濡れる環境に存在していると判定することが可能であり、水で濡れる環境に関連するアプリケーションソフトウェアを起動するように制御回路２１を構成することが可能となる。このように、タッチ対象物３のタッチ位置のみならず、タッチパネルの周りの環境を検知することができる。
【００３９】
その後、ＳＮ比を良好にし、タッチＩＤを配置するために、自己容量マップ及び相互容量マップを制御回路２１が融合する（ステップＳ８）。そして、測定を終了するか否かを制御回路２１が判定し（ステップＳ１７）、測定を終了しないときはステップＳ２に戻り、測定を終了する時は処理を終了する。
【００４０】
図５は実施形態１に係るタッチパネルの変形例を示す回路図である。前述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。
【００４１】
タッチパネル１Ａは、図３で前述したスイッチＳＷ４に替えてスイッチＳＷ５を備える。スイッチＳＷ５は、パッド電極２ａを行毎に駆動読出し回路６に接続し、パッド電極２ｂを列毎に読出し回路５に接続する。
【００４２】
例えば、スイッチＳＷ５は、まず、１行目のパッド電極２ａを、マルチプレクサ７を介して駆動読出し回路６に接続する。そして、駆動読出し回路６は、１行目のパッド電極２ａに充電信号を供給する。そして、スイッチＳＷ５は、２行目のパッド電極２ａを、マルチプレクサ７を介し駆動読出し回路６に接続する。次に、駆動読出し回路６は、２行目のパッド電極２ａに充電信号を供給する。以下同様にして、最終行目のパッド電極２ａまで充電信号が供給される。
【００４３】
次に、スイッチＳＷ５は、２列目のパッド電極２ｂのそれぞれを読出し回路５に接続する。そして、読出し回路５は、１列目のパッド電極２ａと２列目のパッド電極２ｂとの間に蓄積された電荷に基づく電荷信号を２列目のパッド電極２ｂのそれぞれから読み出す。次に、スイッチＳＷ５は、４列目のパッド電極２ｂのそれぞれを読出し回路５に接続する。そして、読出し回路５は、３列目のパッド電極２ａと４列目のパッド電極２ｂとの間に蓄積された電荷に基づく電荷信号を４列目のパッド電極２ｂのそれぞれから読み出す。以下同様にして、最終列目のパッド電極２ｂのそれぞれから電荷信号が読み出される。
【００４４】
このようにして、互いに隣接するパッド電極２ａ・２ｂの間の相互容量が測定される。
【００４５】
〔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。
【００４６】
図６は実施形態２に係るタッチパネルの駆動方法を説明するための回路図である。図２で前述した回路にスイッチＳＷ６が追加される。
【００４７】
まず、パッド電極２ａがスイッチＳＷ１により駆動回路４に接続され、パッド電極２ｂがスイッチＳＷ６によりグランドに接続される。そして、駆動回路４がパッド電極２ａに充電信号を供給する。
【００４８】
その後、パッド電極２ｂがスイッチＳＷ２により読出し回路５に接続される。そして、読出し回路５が、パッド電極２ｂとタッチ対象物３との間の自己容量に基づく電荷信号をパッド電極２ｂから読み出す。
【００４９】
次に、パッド電極２ａがスイッチＳＷ１及びＳＷ２を介して読出し回路５に接続される。その後、読出し回路５がパッド電極２ａとタッチ対象物３との間の自己容量に基づく電荷信号をパッド電極２ａから読み出す。このようにして、パッド電極２ａ・２ｂとタッチ対象物３との間の自己容量が測定される。
【００５０】
図７は実施形態２に係るタッチパネル１Ｂの構成を示す回路図である。タッチパネル１Ｂは図３で前述したスイッチＳＷ４に替えてスイッチＳＷ７を備える。タッチパネル１Ｂには自己容量方式のための駆動回路８と自己容量方式のための読出し回路９とが設けられる。
【００５１】
このように構成されたタッチパネル１Ｂでは、第１測定期間において、まず、スイッチＳＷ７がパッド電極２ａ・２ｂのすべてを駆動回路８に接続する。そして、駆動回路８はパッド電極２ａ・２ｂのすべてに第１充電信号を供給する。次に、スイッチＳＷ７はパッド電極２ａ・２ｂをマルチプレクサ７に接続する。読出し回路９は、マルチプレクサ７を介して、１行に配置されたパッド電極２ａ・２ｂ毎に電荷信号を読み出す。
【００５２】
その後、第２測定期間において、スイッチＳＷ７は再びパッド電極２ａ・２ｂのすべてを駆動回路８に接続する。そして、駆動回路８は、パッド電極２ａに第１充電信号を供給し、パッド電極２ｂに第１充電信号と異なる電圧を有する第２充電信号を供給する。なお、第１充電信号と異なる電圧はグランド電圧でもよい。また、第２充電信号は第１充電信号と異なる周波数を有してもよい。
【００５３】
次に、スイッチＳＷ７は再びパッド電極２ａ・２ｂをマルチプレクサ７に接続する。読出し回路９は、マルチプレクサ７を介して、パッド電極２ａから第１電荷信号を読み出し、パッド電極２ｂから第２電荷信号を読み出す。
【００５４】
図８はタッチパネル１Ｂの動作を示すフローチャートである。まず、タッチパネル１のリセット及び校正が行われる（ステップＳ９）。そして、第１自己容量測定が行われる（ステップＳ１０）。次に、第２自己容量測定が行われる（ステップＳ１０）。
【００５５】
その後、制御回路２１が測定された第１自己容量の変化を第１自己容量マップに基づいてチェックする（ステップＳ１２）。そして、制御回路２１は測定された第２自己容量の変化を第２自己容量マップに基づいてチェックする（ステップＳ１３）。
【００５６】
次に、第１自己容量の変化のチェック結果に基づいて、タッチしたタッチ対象物３が存在するか否かを制御回路２１が判定する（ステップＳ１４）。タッチ対象物３が存在しないと制御回路２１が判定したときは（ステップＳ１４でＮｏ）、ステップＳ１０に戻る。
【００５７】
タッチ対象物３が存在すると制御回路２１が判定したときは（ステップＳ１０でＹｅｓ）、第１自己容量マップ、第２自己容量マップを比較し、タッチ対象物３の導電性等の特性を判定する（ステップＳ１５）。
【００５８】
その後、ＳＮ比を良好にし、タッチＩＤを配置するために、第１自己容量マップ及び第２自己容量マップを制御回路２１が融合する（ステップＳ１６）。そして、測定を終了するか否かを制御回路２１が判定し（ステップＳ１７）、測定を終了しないときはステップＳ１０に戻り、測定を終了する時は処理を終了する。
【００５９】
図９は実施形態に係るタッチパネルの変形例を示す回路図である。スイッチは、図９に示すように、マルチプレクサ７及びデマルチプレクサ１０により構成されるスイッチＳＷ８を設けてもよい。
【００６０】
図１０は実施形態に係るタッチパネルの他の変形例を示す回路図である。図７に示される駆動回路８及び読出し回路９の替わりに駆動読出し回路１１（自己容量測定回路）を設けてもよい。
【００６１】
〔実施形態３〕
図１１は実施形態３に係るタッチパネルの構成を示す回路図である。タッチパネル１Ｅはタッチパネルコントローラ１２により制御される。駆動読出し回路１１と制御回路２１とは、図１１に示すように、タッチパネルコントローラ１２の中に集積されてもよい。
【００６２】
〔実施形態４〕
図１２（ａ）は実施形態４に係るタッチディスプレイ１３の断面図であり、（ｂ）はタッチディスプレイ１３の他の断面図である。
【００６３】
前述した実施形態に係るタッチパネル１、１Ａ〜１Ｅは、タッチディスプレイ１３の中に集積されるインセルタイプであってもよい。タッチディスプレイ１３は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor、薄膜トランジスタ）ガラス基板１１を備える。ＴＦＴガラス基板１１の上に表示ＴＦＴ１５が形成される。そして、表示ＴＦＴ１５の上方に表示画素電極１６が形成される。液晶分子の配向を制御する電界を形成するための共通電極１７（Vcom電極）が、表示画素電極１６の上方に形成される。タッチディスプレイ１３の中に集積されるタッチパネル１のパッド電極２ａ・２ｂは、この共通電極１７により構成される。この共通電極１７のパッド電極２ａ・２ｂは、前述したスイッチＳＷ１〜ＳＷ７に接続される。
【００６４】
表示ＴＦＴ１５のいくつかは、自己容量方式と相互容量方式とを切り替えるためのスイッチＳＷ１〜ＳＷ７を構成するスイッチＴＦＴ１９として使用することができる。この場合、パッド電極２ａ・２ｂはスイッチＴＦＴ１９に接続される。
【００６５】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係るタッチパネル１は、マトリックス状に配置された複数のパッド電極２ａ・２ｂと、前記パッド電極２ａ・２ｂへのタッチ対象物３のタッチ位置を検出するために、各パッド電極２ａ・２ｂと前記タッチ対象物３との間の自己容量を第１測定期間において測定する自己容量測定回路（駆動読出し回路６）と、前記パッド電極２ａ・２ｂにタッチした前記タッチ対象物３の特性を判定するために、前記複数のパッド電極２ａ・２ｂのうちの一部と他の一部との間の相互容量を第２測定期間において測定する相互容量測定回路（読出し回路５、駆動読出し回路６）とを備えている。
【００６６】
上記の構成によれば、複数のパッド電極のうちの一部と他の一部との間の相互容量が測定される。相互容量はタッチ対象物の特性に応じて増減する。従って、タッチ対象物の特性を判定することができるタッチパネルを得ることができる。
【００６７】
本発明の態様２に係るタッチパネル１は、上記態様１において、前記相互容量測定回路（読出し回路５、駆動読出し回路６）が、前記パッド電極２ａ・２ｂのうちの前記一部と前記他の一部との間に電荷を蓄積するための充電信号を前記パッド電極２ａ・２ｂのうちの前記一部に供給する駆動回路（駆動読出し回路６）と、前記パッド電極２ａ・２ｂのうちの前記一部と前記他の一部との間に蓄積された電荷に基づく電荷信号を前記パッド電極２ａ・２ｂのうちの前記他の一部から読み出す読出し回路５とを含んでもよい。
【００６８】
上記の構成によれば、互いに隣接するパッド電極の間の相互容量を読み出すことができる。
【００６９】
本発明の態様３に係るタッチパネル１は、上記態様１において、前記パッド電極２ａ・２ｂのうちの前記一部は奇数列目に配置されたパッド電極２ａであり、前記パッド電極２ａ・２ｂのうちの前記他の一部は偶数列目に配置されたパッド電極２ｂであってもよい。
【００７０】
上記の構成によれば、奇数列目に配置されたパッド電極と偶数列目に配置されたパッド電極との間の相互容量を読み出すことができる。
【００７１】
本発明の態様４に係るタッチパネル１は、上記態様１において、前記タッチ対象物３の特性が、前記タッチ対象物３の導電性を含んでもよい。
【００７２】
上記の構成によれば、タッチ対象物が導電物であるか非導電物であるかを判定することができる。
【００７３】
本発明の態様５に係るタッチパネル１は、上記態様１において、前記相互容量測定回路（読出し回路５、駆動読出し回路６）は、前記複数のパッド電極２ａ・２ｂのうちの一部と他の一部との間の相互容量が減少したときに、前記パッド電極２ａ・２ｂにタッチした前記タッチ対象物３が導電物であると判定し、前記相互容量が増加したときに、前記タッチ対象物３が非導電物であると判定する判定回路（制御回路２１）を含んでもよい。
【００７４】
上記の構成によれば、パッド電極間の相互容量の増減の測定結果に基づいてタッチ対象物の導電性を判定することができる。
【００７５】
本発明の態様６に係るタッチパネル１Ｂは、マトリックス状に配置された複数のパッド電極２ａ・２ｂと、前記パッド電極２ａ・２ｂへのタッチ対象物３のタッチ位置を検出するために、各パッド電極２ａ・２ｂと前記タッチ対象物３との間の自己容量を第１測定期間及び第２測定期間において測定する自己容量測定回路（駆動回路８、読出し回路９）を備え、前記自己容量測定回路（駆動回路８、読出し回路９）は、前記第１測定期間において各パッド電極２ａ・２ｂに第１充電信号を供給する駆動回路８と、前記第１測定期間において前記駆動回路８により前記第１充電信号が供給された各パッド電極から第１電荷信号を読み出す読出し回路９とを含み、前記駆動回路８は、前記第２測定期間において、前記パッド電極２ａ・２ｂのうちの一部に前記第１充電信号を供給し、前記パッド電極２ａ・２ｂのうちの一部に隣接する前記パッド電極２ａ・２ｂのうちの他の一部に前記第１充電信号と異なる電圧を有する第２充電信号を供給し、前記読出し回路９は、前記第２測定期間において、前記第１充電信号が供給された前記パッド電極２ａ・２ｂのうちの一部から前記第１電荷信号を読み出し、前記第２充電信号が供給された前記パッド電極２ａ・２ｂのうちの他の一部から第２電荷信号を読み出す。
【００７６】
上記の構成によれば、第１充電信号が供給されたパッド電極から読み出された第１電荷信号に基づく第１自己容量と、第１充電信号と異なる電圧を有する第２充電信号が供給されたパッド電極から読み出された第２電荷信号に基づく第２自己容量とが、タッチ対象物の特性に応じて変化する。従って、タッチ対象物の特性を判定することができるタッチパネルを得ることができる。
【００７７】
本発明の態様７に係るタッチパネルコントローラは、マトリックス状に配置された複数のパッド電極を有するタッチパネルを制御するタッチパネルコントローラであって、前記パッド電極へのタッチ対象物のタッチ位置を検出するために、各パッド電極と前記タッチ対象物との間の自己容量を第１測定期間において測定する自己容量測定回路と、前記パッド電極にタッチした前記タッチ対象物の特性を判定するために、前記複数のパッド電極のうちの一部と他の一部との間の相互容量を第２測定期間において測定する相互容量測定回路とを備える。
【００７８】
本発明の態様８に係るタッチパネルコントローラは、マトリックス状に配置された複数のパッド電極を有するタッチパネルを制御するタッチパネルコントローラであって、前記パッド電極へのタッチ対象物のタッチ位置を検出するために、各パッド電極と前記タッチ対象物との間の自己容量を第１測定期間及び第２測定期間において測定する自己容量測定回路を備え、前記自己容量測定回路は、前記第１測定期間において各パッド電極に第１充電信号を供給する駆動回路と、前記第１測定期間において前記駆動回路により前記第１充電信号が供給された各パッド電極から第１電荷信号を読み出す読出し回路とを含み、前記駆動回路は、前記第２測定期間において、前記パッド電極のうちの一部に前記第１充電信号を供給し、前記パッド電極のうちの一部に隣接する前記パッド電極のうちの他の一部に前記第１充電信号と異なる電圧を有する第２充電信号を供給し、前記読出し回路は、前記第２測定期間において、前記第１充電信号が供給された前記パッド電極のうちの一部から前記第１電荷信号を読み出し、前記第２充電信号が供給された前記パッド電極のうちの他の一部から第２電荷信号を読み出す。
【００７９】
本発明の態様９に係るタッチディスプレイは、態様１又は６に記載のタッチパネルを備える。
【００８０】
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】
【００８１】
１  タッチパネル
２ａ  パッド電極
２ｂ  パッド電極
３  タッチ対象物
４  駆動回路（自己容量測定回路、相互容量測定回路）
５  読出し回路（自己容量測定回路、相互容量測定回路）
６  駆動読出し回路（自己容量測定回路、相互容量測定回路）
７  マルチプレクサ
８  駆動回路（自己容量測定回路）
９  読出し回路（自己容量測定回路）
１０  デマルチプレクサ
１１  駆動読出し回路（自己容量測定回路）
１２  タッチパネルコントローラ
１３  タッチディスプレイ
２１  制御回路（判定回路）
ＳＷ１〜ＳＷ９  スイッチ
ＣＳ  自己容量
ＣＭ  相互容量
【図１】
2019074869.tif 000003
【図２】
2019074869.tif 000004
【図３】
2019074869.tif 000005
【図４】
2019074869.tif 000006
【図５】
2019074869.tif 000007
【図６】
2019074869.tif 000008
【図７】
2019074869.tif 000009
【図８】
2019074869.tif 000010
【図９】
2019074869.tif 000011
【図１０】
2019074869.tif 000012
【図１１】
2019074869.tif 000013
【図１２】
2019074869.tif 000014