(57)【要約】【課題】容量値の小さなキャリブレーション容量を用いながら、計測されるセンサ容量の容量値から非タッチ時のセンサ容量の容量値を差し引くのと同様に、高い検出感度で検出回路を動作させる。【解決手段】タッチパネル上に配置されたセンサ容量に端子を介して接続可能な、充電回路と、検出回路と、前記端子に接続されるキャリブレーション容量と前記端子に接続されオン／オフ制御可能な電流源からなるキャリブレーション回路とを備えるタッチ検出回路であって、以下のように動作する。初めに充電回路によってセンサ容量を所定電圧まで充電し、その後放電する過程で、放電される電荷量の一部は、前記キャリブレーション容量を充電するために使用され、他の一部は前記電流源を介して放電され、残りの一部が前記検出回路に入力される。前記検出回路は入力された電荷量を計測する。【選択図】図６
2015141556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネル上に配置されたセンサ容量に端子を介して接続可能な、充電回路と、検出回路と、前記端子に接続されるキャリブレーション容量と前記端子に接続されオン／オフ制御可能な電流源からなるキャリブレーション回路とを備えるタッチ検出回路であって、
前記充電回路は、第１期間に前記センサ容量を充電可能であり、
前記タッチ検出回路は、前記第１期間の後の第２期間に、前記センサ容量を放電可能であり、
前記第２期間に含まれる第３期間に、前記キャリブレーション容量は、前記センサ容量から放電される電荷の一部によって充電され、
前記第２期間に含まれる第４期間に、前記センサ容量から放電される電荷の他の一部は、前記電流源を介して放電され、
前記第２期間に前記センサ容量から放電される電荷のうち残りの電荷は、前記検出回路に入力され、
前記検出回路は、入力される電荷量を計測可能に構成される、
タッチ検出回路。
【請求項２】
請求項１において、前記充電回路は、前記第１期間に第１電圧を出力し、前記第２期間に前記第１電圧よりも低い第２電圧を出力する電圧源と、前記電圧源の出力と前記端子の間に接続される第１スイッチとを備え、
前記検出回路は、正極側入力に前記第２電圧が印加される演算増幅器と、前記演算増幅器の負極側入力と出力との間に接続される積分容量と、前記端子と前記演算増幅器の負極側入力との間に接続される第２スイッチとを含んで構成され、
前記キャリブレーション容量は、前記端子と前記電圧源との間に接続される、
タッチ検出回路。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記タッチパネルは複数のセンサ容量を備え、前記複数のセンサ容量に対応する複数組の充電回路と検出回路とキャリブレーション回路と、前記複数の検出回路の出力をそれぞれ保持可能な複数のサンプルホールド回路と、前記複数のサンプルホールド回路の出力から１個の出力を選択して出力するセレクタと、前記セレクタの出力をディジタル値に変換して出力するアナログ／ディジタル変換回路とを備える、タッチ検出回路。
【請求項４】
タッチパネル上に配置されたセンサ容量に端子を介して接続可能な、放電回路と、検出回路と、前記端子に接続されるキャリブレーション容量と前記端子に接続されオン／オフ制御可能な電流源からなるキャリブレーション回路とを備えるタッチ検出回路であって、
前記放電回路は、第１期間に前記センサ容量を放電可能であり、
前記タッチ検出回路は、前記第１期間の後の第２期間に、前記センサ容量を充電可能であり、
前記第２期間に含まれる第３期間に、前記キャリブレーション容量は、前記センサ容量に充電される電荷の一部によって放電され、
前記第２期間に含まれる第４期間に、前記センサ容量に充電される電荷の他の一部は、前記電流源から供給され、
前記第２期間に前記センサ容量に充電される電荷のうち残りの電荷は、前記検出回路に負の電荷量として入力され、
前記検出回路は、入力される前記電荷量を計測可能に構成される、
タッチ検出回路。
【請求項５】
請求項４において、前記充電回路は、前記第１期間に第１電圧を出力し、前記第２期間に前記第１電圧よりも高い第２電圧を出力する電圧源と、前記電圧源の出力と前記端子の間に接続される第１スイッチとを備え、
前記検出回路は、正極側入力に前記第２電圧が印加される演算増幅器と、前記演算増幅器の負極側入力と出力との間に接続される積分容量と、前記端子と前記演算増幅器の負極側入力との間に接続される第２スイッチとを含んで構成され、
前記キャリブレーション容量は、前記端子と前記電圧源との間に接続される、
タッチ検出回路。
【請求項６】
請求項４または請求項５において、前記タッチパネルは複数のセンサ容量を備え、前記複数のセンサ容量に対応する複数組の放電回路と検出回路とキャリブレーション回路と、前記複数の検出回路の出力をそれぞれ保持可能な複数のサンプルホールド回路と、前記複数のサンプルホールド回路の出力から１個の出力を選択して出力するセレクタと、前記セレクタの出力をディジタル値に変換して出力するアナログ／ディジタル変換回路とを備える、タッチ検出回路。
【請求項７】
請求項３または請求項６に記載されるタッチ検出回路を単一半導体基板上に備える、半導体集積回路。
【請求項８】
請求項７において、前記タッチパネルと重ね合せて構成される表示パネルに接続されて前記表示パネルを駆動し制御可能な表示駆動回路を、さらに前記半導体基板上に備える、半導体集積回路。
【請求項９】
請求項８において、前記タッチ検出回路を制御可能であり、前記検出回路の出力に基づくデータを読み出し可能なマイクロコントローラを、さらに前記半導体基板上に備える、半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチ検出回路及びそれを備える半導体集積回路に関し、特に表示パネルに重ね合せて実装されたタッチパネルに接続されるタッチパネル制御回路に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォンやタブレット端末に使用される表示パネルにはタッチパネルが重ね合せて実装されており、ユーザが表示画面上を指などでタッチする（触れあるいはなぞる）ことにより、機器を操作することができる。タッチされた位置を検出するためには、種々の方式が提案されている。例えば、静電容量方式では、タッチパネル上にマトリックス状に配置されたセンサ容量に、指などが近づくことによって発生する静電容量値の変化を検出することにより、タッチされた座標を検出する。静電容量方式には、相互容量方式と自己容量方式がある。相互容量方式では、センサ容量を形成する電極の一方を送信側、他方を受信側として、送信側と受信側の間に生じているカップリング容量値が、指などの接近によって減少する現象を利用する。自己容量方式では、センサ容量の一方の電極を接地電位とし、接地された人体の指などが接近することによって生じる容量分が、センサ容量に加算されてその容量値が増加する現象を利用する。
【０００３】
特許文献１には、自己容量方式のタッチ検出回路が開示されている。Ｘ方向の電極とＹ方向の電極とがそれぞれ格子状に配列され、交点にセンサ容量が形成されている。Ｘ方向とＹ方向の電極の組合せによって選択された容量に対して、充電動作とその後の放電動作を行って、静電容量値の変化を検出する。
【０００４】
特許文献２には、自己容量方式と相互容量方式を組合せたタッチ検出回路が開示されている。自己容量方式によってマルチタッチが検出された場合に、そのタッチ電極に絞って相互容量方式によってタッチ座標の検出を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１４５２７号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４２６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１及び２について本発明者が検討した結果、以下のような新たな課題があることがわかった。
【０００７】
自己容量方式では、センサ容量に接続されるタッチ検出回路は、センサ容量を充電する電圧印加回路と、放電時のアナログ信号が入力される検出回路を含んで構成される。検出回路は、センサ容量に蓄積された電荷が放電されるときに、その電荷量を計測することにより、実質的にセンサ容量の大きさ（容量値）を計測している。自己容量方式では、センサ容量の容量値はタッチによって実効的に増加するので、タッチ・非タッチ検出ではその増加分が検出対象である。タッチによる容量値の増加分を効率よく検出するためには、計測されるセンサ容量の容量値から非タッチ時のセンサ容量の容量値を差し引くと良い。そのために、非タッチ時のセンサ容量と同程度の大きさ（容量値）の容量（キャパシタ、コンデンサ）をキャリブレーション容量として接続する技術が知られている。特許文献１においてコンデンサ８はこれに相当する。
【０００８】
このようなキャリブレーション容量は、非タッチ時のセンサ容量と同程度の大きさ（容量値）であることが求められるので、半導体集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）内に集積することは困難である。例えば特許文献１では、タッチ電極の容量値は１０ｐＦとされ、コンデンサ８の容量値は１〜５０ｐＦとされ、タッチセンサ用ＩＣの外部に接続（外付け）される（同文献第００１９段落〜第００２０段落）。タッチ検出回路が複数のセンサ容量を同時にセンスするために複数の検出回路を備える場合には、同数のキャリブレーション容量を備える必要があるため、集積化はさらに困難となる。このとき、キャリブレーション容量を外付けするためには、多数の端子を必要とし且つキャリブレーション容量を実装するための基板上の実装面積を必要とすることとなる。
【０００９】
本発明の目的は、容量値の小さなキャリブレーション容量を用いながら、計測されるセンサ容量の容量値から非タッチ時のセンサ容量の容量値を差し引くのと同様に、高い検出感度で検出回路を動作させることにある。
【００１０】
このような課題を解決するための手段を以下に説明するが、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一実施の形態によれば、下記の通りである。
【００１２】
すなわち、タッチパネル上に配置されたセンサ容量に端子を介して接続可能な、充電回路と、検出回路と、前記端子に接続されるキャリブレーション容量と前記端子に接続されオン／オフ制御可能な電流源からなるキャリブレーション回路とを備えるタッチ検出回路であって、以下のように動作する。
【００１３】
初めに充電回路によってセンサ容量を所定電圧まで充電し、その後放電する過程で、放電される電荷量を検出することにより、センサ容量の容量値を計測する。非タッチ時の容量値に対する増加分に基づいて、タッチ・非タッチを判定する。このとき、放電される電荷量の一部は、前記キャリブレーション容量を充電するために使用され、他の一部は前記電流源を介して放電され、残りの一部が前記検出回路に入力される。前記検出回路は入力された電荷量を計測する。
【００１４】
初めに充電回路によってセンサ容量を所定電圧までプリチャージまたは放電し、その後充電する過程で、充電のために供給される電荷量を検出することにより、センサ容量の容量値を計測してもよい。このとき、検出回路に入力される電荷量は負の値であり、この電荷量の絶対値を減らすために、キャリブレーション容量に予め充電された電荷量と電流源から供給される電荷量を、センサ容量の充電のために追加するように構成しても良い。
【発明の効果】
【００１５】
前記一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１６】
すなわち、容量値の小さなキャリブレーション容量を用いながら、計測されるセンサ容量の容量値から非タッチ時のセンサ容量の容量値を差し引くのと同様に、高い検出感度で検出回路を動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明が適用される電子機器の一例である表示及び入力装置の全体的な構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、タッチパネルの電極構成を例示する平面図である。
【図３】図３は、表示パネルの電極構成を例示する平面図である。
【図４】図４は、タッチパネルコントローラの全体的な構成を例示するブロック図である。
【図５】図５は、タッチパネルの等価回路とタッチ検出回路の一例を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明のタッチ検出回路の構成を部分的に例示する回路図である。
【図７】図７は、図６のタッチ検出回路の動作を例示するタイミングチャートである。
【図８】図８は、本発明のタッチ検出回路の別の構成を部分的に例示する回路図である。
【図９】図９は、図８のタッチ検出回路の動作を例示するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００１９】
〔１〕＜放電電荷を引き抜くことによるキャリブレーション容量低減＞
本願において開示される代表的な実施の形態に係るタッチ検出回路（３０１）は、タッチパネル（１）上に配置されたセンサ容量（Ｃｘｙ）に端子（Ｘｎ）を介して接続可能な、充電回路（１１）と、検出回路（１０）と、前記端子に接続されるキャリブレーション容量（Ｃｃ）と前記端子に接続されオン／オフ制御可能な電流源（１３）からなるキャリブレーション回路（１２）とを備え、以下のように構成される（図６、図７参照）。
【００２０】
前記充電回路は、第１期間（ａ；ｔ０〜ｔ１）に前記センサ容量を充電可能である。前記タッチ検出回路は、前記第１期間の後の第２期間（ｇ；ｔ１〜ｔ５）に、前記センサ容量を放電可能である。前記第２期間に含まれる第３期間（ｔ２〜ｔ４）に前記キャリブレーション容量は、前記センサ容量から放電される電荷の一部によって充電される。前記第２期間に含まれる第４期間（ｅ；ｔ２〜ｔ３）に、前記センサ容量から放電される電荷の他の一部は、前記電流源を介して放電される。前記第２期間に前記センサ容量から放電される電荷のうち残りの電荷は、前記検出回路に入力され、前記検出回路は、入力される電荷量を計測可能に構成される。
【００２１】
これにより、容量値の小さなキャリブレーション容量を用いながら、計測されるセンサ容量の容量値から非タッチ時のセンサ容量の容量値を差し引くのと同様に、高い検出感度で検出回路を動作させることができる。第２期間にセンサ容量から放電される電荷の一部が電流源を介して放電され、他の一部がキャリブレーション容量を充電するために使われ、残りの電荷量が検出回路に入力される。電流源を介して放電される電荷量とキャリブレーション容量に充電される電荷量との和が、非タッチ時のセンサ容量の容量値から放電される電荷量と概ね同じ値になるように設定することにより、タッチによって増加するセンサ容量の容量値に対応する電荷量のみが、検出回路に入力される。このとき、電流源を介して放電される電荷量は、電流源の電流値と前記第４期間の積で規定されるので、この値をできる限り非タッチ時のセンサ容量の容量値から放電される電荷量に近い値に設定することにより、キャリブレーション容量の容量値は小さい値で済ませることができる。電流源やその動作期間（第４期間）の制御回路は、ＩＣチップ上ではキャパシタよりもはるかに小さい面積で実装することができ、集積化に適する。
【００２２】
〔２〕＜検出回路＝積分回路＞
項１において、前記充電回路は、前記第１期間に第１電圧（Ｖｃｈａｒｇｅ）を出力し、前記第２期間に前記第１電圧よりも低い第２電圧（ＶＨＳＰ）を出力する電圧源（例えばボルテージフォロワＡＭＰ２によって生成・出力されるＶＳＬＦ）と、前記電圧源の出力と前記端子の間に接続される第１スイッチ（Ｓ４）とを備える。前記検出回路は、正極側入力に前記第２電圧が印加される演算増幅器（ＡＭＰ１）と、前記演算増幅器の負極側入力と出力との間に接続される積分容量（Ｃｓ１）と、前記端子と前記演算増幅器の負極側入力との間に接続される第２スイッチ（Ｓ２）とを含んで構成される。前記キャリブレーション容量は、前記端子と前記電圧源との間に接続される。
【００２３】
これにより、検出回路が積分回路として構成され、キャリブレーション容量を含めたタッチ検出回路全体を集積回路（ＩＣ）として実装することができる。
【００２４】
〔３〕＜タッチパネルコントローラ＞
項１または項２において、前記タッチパネルは複数のセンサ容量を備え、タッチパネルコントローラ（ＴＰＣ；３）は、前記複数のセンサ容量に対応する複数組の充電回路（１１＿１〜１１＿ｎ）と検出回路（１０＿１〜１０＿ｎ）とキャリブレーション回路（１２＿１〜１２＿ｎ）と、前記複数の検出回路の出力をそれぞれ保持可能な複数のサンプルホールド回路（ＳＨ；３０２）と、前記複数のサンプルホールド回路の出力から１個の出力を選択して出力するセレクタ（ＳＬＣＴ；３０３）と、前記セレクタの出力をディジタル値（Ｄｏｕｔ）に変換して出力するアナログ／ディジタル変換回路（ＡＤＣ；３０４）とを備える。
【００２５】
これにより、複数のセンサ容量を備えたタッチパネルに接続して動作させることができる、タッチ検出回路（３０１）及びそれを含むタッチパネルコントローラ（ＴＰＣ；３）を提供することができる。
【００２６】
〔４〕＜充電電荷を追加することによるキャリブレーション容量低減＞
本願において開示される代表的な実施の形態に係るタッチ検出回路（３０１）は、タッチパネル（１）上に配置されたセンサ容量（Ｃｘｙ）に端子（Ｘｎ）を介して接続可能な、放電回路（１１）と、検出回路（１０）と、前記端子に接続されるキャリブレーション容量（Ｃｃ）と前記端子に接続されオン／オフ制御可能な電流源（１３）からなるキャリブレーション回路（１２）とを備え、以下のように構成される（図８、図９参照）。
【００２７】
前記放電回路は、第１期間（ａ；ｔ０〜ｔ１）に前記センサ容量を放電可能である。前記タッチ検出回路は、前記第１期間の後の第２期間（ｇ；ｔ１〜ｔ５）に、前記センサ容量を充電可能である。前記第２期間に含まれる第３期間（ｔ２〜ｔ４）に、前記キャリブレーション容量は、前記センサ容量に充電される電荷の一部によって放電される。前記第２期間に含まれる第４期間（ｅ；ｔ２〜ｔ３）に、前記センサ容量に充電される電荷の他の一部は、前記電流源から供給される。前記第２期間に前記センサ容量に充電される電荷のうち残りの電荷は、前記検出回路に負の電荷量として入力され、前記検出回路は、入力される前記電荷量を計測可能に構成される。
【００２８】
これにより、容量値の小さなキャリブレーション容量を用いながら、計測されるセンサ容量の容量値から非タッチ時のセンサ容量の容量値を差し引くのと同様に、高い検出感度で検出回路を動作させることができる。第２期間にセンサ容量に充電される電荷の一部が電流源から供給され、他の一部がキャリブレーション容量から放電されることによって供給され、残りの電荷量が負の電荷量として検出回路に入力される。電流源から供給される電荷量とキャリブレーション容量から供給される電荷量との和が、非タッチ時のセンサ容量の容量値を充電するための電荷量と概ね同じ値になるように設定することにより、タッチによって増加するセンサ容量の容量値に対応する電荷量のみが、負の電荷量として検出回路に入力される。このとき、電流源から供給される電荷量は、電流源の電流値と前記第４期間の積で規定されるので、この値をできる限り非タッチ時のセンサ容量の容量値を充電するための電荷量に近い値に設定することにより、キャリブレーション容量の容量値は小さい値で済ませることができる。電流源やその動作期間（第４期間）の制御回路は、ＩＣチップ上ではキャパシタよりもはるかに小さい面積で実装することができ、集積化に適する。
【００２９】
〔５〕＜検出回路＝積分回路＞
項４において、前記充電回路は、前記第１期間に第１電圧（Ｖｃｈａｒｇｅ）を出力し、前記第２期間に前記第１電圧よりも高い第２電圧（ＶＨＳＰ）を出力する電圧源（例えばボルテージフォロワＡＭＰ２によって生成・出力されるＶＳＬＦ）と、前記電圧源の出力と前記端子の間に接続される第１スイッチ（Ｓ４）とを備える。前記検出回路は、正極側入力に前記第２電圧が印加される演算増幅器（ＡＭＰ１）と、前記演算増幅器の負極側入力と出力との間に接続される積分容量（Ｃｓ１）と、前記端子と前記演算増幅器の負極側入力との間に接続される第２スイッチ（Ｓ２）とを含んで構成される。前記キャリブレーション容量は、前記端子と前記電圧源との間に接続される。
【００３０】
これにより、検出回路が積分回路として構成され、キャリブレーション容量を含めたタッチ検出回路全体を集積回路（ＩＣ）として実装することができる。
【００３１】
〔６〕＜＋ＳＨ＋セレクタ＋ＡＤＣ＞
項４または項５において、前記タッチパネルは複数のセンサ容量を備え、タッチパネルコントローラ（ＴＰＣ；３）は、前記複数のセンサ容量に対応する複数組の放電回路（１１＿１〜１１＿ｎ）と検出回路（１０＿１〜１０＿ｎ）とキャリブレーション回路（１２＿１〜１２＿ｎ）と、前記複数の検出回路の出力をそれぞれ保持可能な複数のサンプルホールド回路（ＳＨ；３０２）と、前記複数のサンプルホールド回路の出力から１個の出力を選択して出力するセレクタ（ＳＬＣＴ；３０３）と、前記セレクタの出力をディジタル値に変換して出力するアナログ／ディジタル変換回路（ＡＤＣ；３０４）とを備える。
【００３２】
これにより、複数のセンサ容量を備えたタッチパネルに接続して動作させることができる、タッチ検出回路（３０１）及びそれを含むタッチパネルコントローラ（ＴＰＣ；３）を提供することができる。
【００３３】
〔７〕＜タッチパネルコントローラＩＣ＞
本願において開示される代表的な実施の形態に係る半導体集積回路は、項３または項６に記載されるタッチ検出回路を単一半導体基板上に備える、半導体集積回路（３、１０１、１０２）である。
【００３４】
これにより、検出感度の高いタッチ検出回路を備える、タッチパネルコントローラＩＣが提供される。
【００３５】
〔８〕＜表示ドライバ＋タッチパネルコントローラＩＣ＞
項７において、前記タッチパネルと重ね合せて構成される表示パネル（２）に接続されて前記表示パネルを駆動し制御可能な表示駆動回路（ＤＰＣ；４）を、さらに前記半導体基板上に備える、半導体集積回路（１０１、１０２）である。
【００３６】
これにより、表示パネルとタッチパネルが積層され一体として構成された表示・タッチパネルに接続される集積されたＩＣが提供され、表示駆動とタッチセンス制御を互いに連携させることが容易になる。
【００３７】
〔９〕＜表示ドライバ＋タッチパネルコントローラ＋マイコンＩＣ＞
項８において、前記タッチ検出回路を制御可能であり、前記検出回路の出力に基づくデータを読み出し可能なマイクロコントローラ（ＳＭＰＵ，５）を、さらに前記半導体基板上に備える、半導体集積回路（１０２）である。
【００３８】
これにより、さらにマイクロコントローラが同一チップに集積されたＩＣが提供され、表示駆動とタッチセンス制御を互いに連携させることがさらに容易になり、外付けされるアプリケーションプロセッサの負担を軽減することができる。
【００３９】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００４０】
〔実施形態１〕
図１には本発明が適用される表示及び入力装置１００の全体的な構成が例示される。同図に示される表示及び入力装置１００は本発明に係る電子機器の一例であり、例えばＰＤＡ（Personal Digital Assistant）や携帯電話機などの携帯端末の一部を構成し、タッチパネル（ＴＰ）１、表示パネル（ＤＰ）２、タッチパネルコントローラ（ＴＰＣ）３、表示パネルコントローラ（ＤＰＣ）４、サブプロセッサ（ＳＭＰＵ）５、及びホストプロセッサ（ＨＭＰＵ）６を備える。タッチパネルコントローラ３及び表示パネルコントローラ４、更に必要に応じてサブプロセッサ５を含めて、１個の半導体チップ上に形成し、又は例えばマルチチップモジュールとして１個のパッケージに搭載して、単一の半導体装置（ＩＣ）１０１または１０２として実現することができる。特に制限されないが、半導体装置（ＩＣ）１０１または１０２は、例えば公知のＣＭＯＳＦＥＴ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）の製造技術を用いて、シリコンなどの単一半導体基板上に形成される。タッチパネルコントローラ３及び表示パネルコントローラ４を１チップのＩＣ１０１として実装することにより、表示パネル２とタッチパネル１が積層され一体として構成された、例えばインセルタイプの表示・タッチパネルに接続されるときに、表示駆動とタッチセンス制御を互いに連携させることが容易になる。また、さらにサブプロセッサ（ＳＭＰＵ）５が同一チップ１０２に集積されることにより、表示駆動とタッチセンス制御を互いに連携させることがさらに容易になり、外付けされるホストプロセッサ（ＨＭＰＵ）６の負担を軽減することができる。
【００４１】
タッチパネル１には、複数のセンサ容量が形成されている。タッチパネルコントローラ３は、各センサ容量における容量成分の変動に応じた検出データを得る。サブシステム用のマイクロプロセッサであるサブプロセッサ（ＳＭＰＵ）５はタッチパネル１の駆動を制御し、タッチパネルコントローラ３が取得した検出データから、タッチの状態や座標を検出する処理を行う。例えば、検出データに対してディジタルフィルタ演算を行い、これによってノイズが除去されたデータから、容量値の２次元的な分布の重心を算出する演算を行い、タッチ位置座標を算出する。要するに、どの位置のセンサ容量で浮遊容量が変化したか、即ち、タッチパネル１のどの位置に指が近接したか（タッチされたか、接触イベントが発生したか）を示すために、接触イベントが発生したときの位置座標を演算する。
【００４２】
タッチパネル１は透過性（透光性）の電極や誘電体膜を用いて構成され、例えば表示パネル２の表示面に重ね合せて配置される。タッチパネル１と表示パネル２は、一体として実装されたインセル構成でも、個別に製造されて重ね合せて実装されたオンセル構成でも良いし、タッチパネル１と上面に設置されるカバーガラスとが一体化されたカバーガラス一体構成であってもよい。
【００４３】
ホストプロセッサ（ＨＭＰＵ）６は表示データを生成し、表示パネルコントローラ４はホストプロセッサ６から受け取った表示データを表示パネル２に表示するための表示制御を行う。ホストプロセッサ６は、接触イベントが発生したときの位置座標のデータをサブプロセッサ５から取得し、表示パネル２における位置座標のデータと表示パネルコントローラ４に与えて表示させた表示画面との関係から、タッチパネル１の操作による入力を解析する。
【００４４】
特に制限されないが、ホストプロセッサ６には夫々図示を省略する、通信制御ユニット、画像処理ユニット、音声処理ユニット、及びその他アクセラレータなどが内蔵され或いは接続されることによって、例えば携帯端末が構成される。
【００４５】
図２にはタッチパネル１の電極構成が例示される。タッチパネル１上には複数のセンサ電極が形成されている。例えば、タッチパネル１の横方向に形成された多数の駆動電極（Ｙ電極）Ｙ１〜ＹＭ（Ｙ電極Ｙｍとも記す）と、縦方向に形成された多数の検出電極（Ｘ電極）Ｘ１〜ＸＮ（Ｘ電極Ｘｎとも記す）とが相互に電気的に絶縁されて構成され、Ｘ電極とＹ電極の交差部にはセンサ容量が形成される。自己容量方式では、一方の電極の電位を所定の電位に固定し、他方の電極から見たセンサ容量の容量値を計測することによって、そのセンサ容量についてのタッチ・非タッチの判断を行ない、または容量値の２次元的な分布からタッチ座標の算出を行う。特に制限されないが、さらに、Ｙ電極の電位を固定してＸ電極からみたセンサ容量のタッチ・非タッチ検出を行い、逆にＸ電極の電位を固定してＹ電極からみたセンサ容量のタッチ・非タッチ検出を行うことにより、２次元的なセンサ容量に対するタッチ・非タッチの判断を行うこともできる。また、タッチパネル１を上記のように構成すれば、相互容量方式でのタッチ・非タッチ検出を組合せて実施することができる。図２には、電極形状が菱形のタッチパネル１が示されるが、電極形状は格子型等他の形状でもよい。
【００４６】
図３には表示パネル２の電極構成が例示される。同図に示される表示パネル２の表示サイズは例えばＶＧＡである４８０ＲＧＢ×６４０の規模とされる。表示パネル２は横方向に形成された走査電極としてのゲート電極Ｇ１〜Ｇ６４０と縦方向に形成された信号電極としてのドレイン電極Ｄ１〜Ｄ１４４０とが配置され、その交点部分には選択端子が対応する走査電極に接続され、入力端子が対応する信号電極に接続された多数の表示セルが配置される。ゲート電極Ｇ１〜Ｇ６４０は、例えばその配列順に表示パネルコントローラ４から走査パルスが印加されて駆動（走査駆動）される。ドレイン電極Ｄ１〜Ｄ１４４０にはゲート電極の走査駆動に同期して走査駆動ラインの階調データが供給される。表示パネル２の表示サイズは、図示された上記表示サイズに制限されず、任意である。
【００４７】
図４にはタッチパネルコントローラ３の全体的な構成が例示される。タッチパネルコントローラ３は駆動回路（ＹＤＲＶ）３００、タッチ検出回路（ＳＥＮＳ）３０１、サンプルホールド回路（ＳＨ）３０２、セレクタ（ＳＬＣＴ）３０３、アナログ／ディジタル変換回路（ＡＤＣ、以後ＡＤ変換回路と略す）３０４、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０５、バスインタフェース回路（ＢＩＦ）３０６、及び制御回路としてのシーケンス制御回路（ＳＱＥＮＣ）３０８を有する。シーケンス制御回路（ＳＱＥＮＣ）３０８は、制御シーケンスをプログラマブルに設定することを可能とする、制御レジスタ（ＣＲＥＧ）３２０を備えて構成されると好適である。制御レジスタ（ＣＲＥＧ）３２０は、不揮発性の記憶素子で構成されても良いし、揮発性の記憶素子で構成され、サブプロセッサ（ＳＭＰＵ）５等によって初期化或いは適宜変更する（書き換える）ことが可能なように構成されても良い。
【００４８】
駆動回路３００は、相互容量方式のタッチ検出を行うときにＹ電極Ｙ１〜ＹＭを駆動するために設けられている。自己容量方式のタッチ検出のみの場合には、省略されてもよい。
【００４９】
タッチ検出回路３０１は、Ｘ電極Ｘ１〜Ｘｎに接続されるセンサ容量を計測して、その容量値に対応する電圧Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔｎを出力する。出力電圧Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔｎは、サンプルホールド回路３０２に保持され、保持された出力電圧はセレクタ３０３で選択され、選択された出力電圧はＡＤ変換回路３０４でディジタルの検出データＤｏｕｔに変換される。変換された検出データはＲＡＭ３０５に蓄積される。ＲＡＭ３０５に蓄積された検出データはバスインタフェース回路３０６を介してサブプロセッサ５に供給され、タッチ座標の演算に供される。
【００５０】
シーケンス制御回路３０８は制御信号Ｃｓｉｇ１〜Ｃｓｉｇ６を用いて駆動回路３００、タッチ検出回路３０１、サンプルホールド回路３０２、セレクタ３０３、ＡＤ変換回路３０４及びバスインタフェース回路３０６の動作を制御し、また、制御信号Ｃｓｉｇ７によってＲＡＭ３０５のアクセス制御を行う。シーケンス制御回路３０８には、例えば、外部から垂直同期信号Ｖｓｙｎｃや水平同期信号Ｈｓｙｎｃがタイミングの基準信号として入力され、別途入力されまたは内部で生成されるクロックＣＬＫに同期したシーケンス制御を行う。
【００５１】
図５にはタッチパネル１の等価回路とタッチ検出回路３０１の一例が示される。タッチ検出回路３０１には、Ｘ電極Ｘ１〜ＸＮのそれぞれに対応する端子Ｘ１〜Ｘｎに接続される、検出回路１０＿１〜１０＿Ｎと充電回路１１＿１〜１１＿ｎとキャリブレーション回路１２＿１〜１２＿Ｎとが含まれる。タッチパネル１の電極とセンサ容量の構成には、種々の変形例があるが、図５では１個のセンサ容量Ｃｘｙが１個の端子（Ｘ１〜Ｘｎ）を介して、１組の検出回路１０と充電回路１１とキャリブレーション回路１２に接続されるものとして図示される。これは、１個の検出回路の動作が、電気的に１個のセンサ容量を対象とした計測動作であることを、模式的に示すものであって、実際には、センサ容量は複数の電極の合成容量であってよく、または、選択回路などが追加されて複数のセンサ容量から１個ずつ順次選択されて計測対象とされる構成であってもよい。検出回路１０＿１〜１０＿ｎの出力Ｖｏｕｔ１〜Ｖｏｕｔｎは、サンプルホールド回路（ＳＨ）３０２に転送され電圧値として保持される。セレクタ（ＳＬＣＴ）３０３は、サンプルホールド回路（ＳＨ）３０２に保持される電圧値を、制御信号Ｃｓｉｇ４に基づいて順次選択して、ＡＤ変換回路３０４に入力する。
【００５２】
タッチ検出回路３０１の構成と動作について、さらに詳しく説明する。
【００５３】
図６は、本発明のタッチ検出回路の構成を部分的に例示する回路図である。１個のセンサ容量Ｃｘｙを検出対象とする回路のみが示される。タッチ検出回路３０１のうち、検出対象である１個のセンサ容量Ｃｘｙに、端子Ｘｎ（Ｘ１〜Ｘｎのうちのいずれか）を介してそれぞれ接続される、検出回路１０と充電回路１１とキャリブレーション回路１２とによって構成される。
【００５４】
検出回路１０は、例えば図示されるような積分回路であり、入力される電荷を累積加算して出力する。即ち、積分回路である検出回路１０は、正極側入力が初期化電圧ＶＨＳＰに固定された演算増幅器ＡＭＰ１と、演算増幅器ＡＭＰ１の負極側入力と出力の間に接続された積分容量Ｃｓ１と、積分容量Ｃｓ１を短絡して放電・初期化することができるスイッチＳ１と、積分回路の入力である演算増幅器ＡＭＰ１の負極側入力と端子Ｘｎとの接続をオン／オフ制御することができるスイッチＳ２とを含んで構成される。
【００５５】
充電回路１１は、電圧源であるＶＳＬＦと、その電圧源ＶＳＬＦと端子Ｘｎとの接続をオン／オフ制御するスイッチＳ４とを含んで構成される。電圧源ＶＳＬＦは、スイッチＳ３と演算増幅器ＡＭＰ２によるボルテージフォロワアンプによって構成される。スイッチＳ３を切替えることにより、ＶＳＬＦは初期化電圧ＶＨＳＰかそれよりも高電位の充電電圧Ｖｃｈａｒｇｅに制御される。
【００５６】
キャリブレーション回路１２は、キャリブレーション容量ＣｃとスイッチＳ５と電流源１３とを含んで構成される。キャリブレーション容量Ｃｃは端子Ｘｎと電源ＶＳＬＦの間に接続され、電流源１３はスイッチＳ５を介して端子Ｘｎに接続される。電流源１３の他方の端子は、例えば接地電位ＶＳＳなど、ＶｃｈａｒｇｅやＶＨＳＰよりも低い任意の電位に固定される。
【００５７】
図７は、図６のタッチ検出回路の動作を例示するタイミングチャートである。横軸に時刻を取り、縦軸には上から、クロックｃｌｋ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、スイッチＳ４，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５，ｓ３を制御する信号がディジタル波形で示され、さらに電源ＶＳＬＦ、端子Ｘｎの電位、出力Ｖｏｕｔの電圧が、アナログ波形で示される。スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５を制御する信号は、正論理であり、ハイのとき各スイッチは閉じられ（オンされ）、ロウのとき各スイッチは開かれる（オフされる）ものとして示される。言うまでもないが、負論理に変更することは容易である。
【００５８】
時刻ｔ０〜ｔ１の期間ａは、充電回路１１によってセンサ容量Ｃｘｙを充電する充電期間であり、同時に積分回路の初期化も行われる。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが変化する時刻ｔ０において、スイッチＳ３により電源ＶＳＬＦはＶＨＳＰよりも高いＶｃｈａｒｇｅに設定され、スイッチＳ４を閉じることにより、端子Ｘｎを介してセンサ容量Ｃｘｙが電位Ｖｃｈａｒｇｅに充電される。同じく時刻ｔ０に、積分回路への入力であるスイッチＳ２は開かれて入力が遮断され、スイッチＳ１が閉じられることにより、積分容量Ｃｓ１が短絡・放電されて初期化され、出力ＶＯＵＴは初期化電圧ＶＨＳＰに初期化される。このとき、スイッチＳ５は開かれており電流源１３は端子Ｘｎから遮断されている。また、キャリブレーション容量ＣｃはスイッチＳ４によって短絡されており、電荷は蓄積されていない。時刻ｔ１には、スイッチＳ４が開かれてセンサ容量の充電が終わり、スイッチＳ１が開かれて積分回路の初期化が終わる。
【００５９】
その後時刻ｔ２〜ｔ４の期間に、スイッチＳ３により電源ＶＳＬＦはＶＨＳＰに設定され、キャリブレーション容量Ｃｃにセンサ容量Ｃｘｙから電荷が流入する。その期間のうち前半の時刻ｔ２〜ｔ３の期間ｅには、スイッチＳ５が閉じられて電流源１３が端子Ｘｎに接続され、センサ容量Ｃｘｙから一定の電荷量の電荷が引き抜かれる。このとき、引き抜かれる電荷量は、電流源１３の電流値と期間ｅの積によって規定される。後半の時刻ｔ３〜ｔ４の期間ｆには、スイッチＳ２が閉じられ、センサ容量Ｃｘｙからの電荷は、積分回路にも入力される。積分回路は図６に示されるように、初期化電圧ＶＨＳＰに仮想接地された演算増幅器ＡＭＰ１で構成されるので、センサ容量Ｃｘｙが接続される端子Ｘｎの電位は、ＶＨＳＰに漸近していく。積分回路に入力された電荷は、積分容量Ｃｓ１に累積的に加算（積分）され、出力ＶＯＵＴが変化（低下）する。
【００６０】
その後、時刻ｔ５〜ｔ６は、２度目の充電期間である。積分回路の初期化スイッチＳ１は閉じられない（積分回路は初期化されない）が、他の動作は期間ａと同様である。さらに、時刻ｔ６〜ｔ８に期間ｆと同様にキャリブレーション容量Ｃｃの充電が行われ、その前半である時刻ｔ６〜ｔ７に期間ｅと同様に電流源１３による電荷の引き抜きが行われ、その後半である時刻ｔ７〜ｔ８の期間に積分回路の積分動作が行われ、積分回路に入力された電荷は、積分容量にＣｓ１に累積的に加算（積分）される。さらにその後、時刻ｔ１０〜ｔ１５に３度目、時刻ｔ１５以降に４度目以降の、所定の回数の積分動作が行われる。
【００６１】
期間ａの充電期間の後、センサ容量Ｃｘｙから放電される電荷量は、Ｃｘｙ×（Ｖｃｈａｒｇｅ−ＶＨＳＰ）である。そのうちの一部が期間ｅに電流源１３によって引き抜かれ、別の一部が期間ｆにキャリブレーション容量Ｃｃを充電するために消費され、その残りが積分回路に入力される。電流源１３によって引き抜かれる電荷量とキャリブレーション容量Ｃｃを充電するために消費される電荷量の和を、非タッチ時のセンサ容量の容量値と同じ値にすることができれば、積分回路に入力される電荷量は、タッチによって増加した容量値に対応する電荷量のみにすることができる。これにより、タッチ・非タッチを効率よく判定することができる。ここで、「効率よく」とは、積分回路に入力される信号のＳ／Ｎ比が高いこと、入力される信号量を最小限に抑えることができるので、積分容量Ｃｓ１を小さいキャパシタとすることができることなどを指す。ただし、現実には、非タッチ時のセンサ容量の容量値と厳密に同じ値にすることはできないため、適切なマージンを含んで設計される。
【００６２】
上述の例では、キャリブレーション容量Ｃｃにセンサ容量Ｃｘｙから電荷が流入する期間（時刻ｔ２〜ｔ４）のうちの前半の期間（時刻ｔ２〜ｔ３）に、電流源１３による電荷の引き抜きを行う例を示したが、これらの制御タイミングは、種々変更可能である。センサ容量Ｃｘｙの充電が終わる時刻ｔ１の後に、センサ容量Ｃｘｙからの電荷を、キャリブレーション容量Ｃｃに分割して充電する期間と、電流源１３によって一部引き抜く期間が設けられ、積分回路の入力スイッチＳ２が開く時刻ｔ４までの期間に、センサ容量Ｃｘｙに充電された電荷のうちの残りの電荷量が、積分回路に安定して入力されればよい。この条件が満たされる限り、センサ容量Ｃｘｙからの電荷を、キャリブレーション容量Ｃｃに分割して充電する期間と、電流源１３によって一部引き抜く期間の相互関係は、任意に設定されてよい。例えば、時刻ｔ２〜ｔ３の期間には、スイッチＳ３によりＶＳＬＦ＝Ｖｃｈａｒｇｅのまま保持されて、センサ容量Ｃｘｙから放電される電荷量が主に電流源１３によって引き抜かれ、その後、例えば時刻ｔ３〜ｔ４にスイッチＳ３によりＶＳＬＦ＝ＶＨＳＰに切換えられ、センサ容量Ｃｘｙから放電される電荷量がキャリブレーション容量Ｃｃに流れ込むように構成しても良い。
【００６３】
キャリブレーション容量Ｃｃの容量値は、電流源１３を設けない場合には、非タッチ時のセンサ容量の容量値と同程度の値にすることが望ましかった。そのため、半導体集積回路（ＩＣ）上に形成すると大きなチップ面積を必要とし、チップコストへの要求が厳しい場合にはオンチップに集積することが困難であった。本発明によれば、電流源１３によって引き抜かれる電荷量とキャリブレーション容量Ｃｃを充電するために消費される電荷量の和を、非タッチ時のセンサ容量の容量値と同程度の値にすれば良いので、キャリブレーション容量Ｃｃは、極めて小さい容量値のもので良いこととなり、ＩＣ上に集積することを容易とすることができる。電流源１３とスイッチＳ５はＭＯＳＦＥＴなどの能動素子で形成することができ、チップ面積に与える影響は小さいからである。
【００６４】
各スイッチＳ１〜Ｓ５の制御タイミングは、シーケンス制御回路（ＳＱＥＮＣ）３０８から出力される、制御信号Ｃｓｉｇ２によって制御される。各制御タイミングを規定する各種の期間を規定するパラメータは、例えば制御レジスタ（ＣＲＥＧ）３２０に格納されるように構成されると好適である。このとき、各種の期間とは、上述の初期充電期間ａ、電流源１３による電荷の引き抜き期間ｅ、積分動作期間ｆを始め、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが変化した時刻を基準として、電流源１３による電荷の引き抜きを開始するまでの期間ｂ、電源ＶＳＬＦの値を切替えるまでの期間ｃ、積分動作を開始するまでの期間ｄ、キャリブレーションを含めた積分動作の期間ｇ、積分動作全体の期間ｈなどである。また、電流源１３の電流値がパラメータによって制御可能に構成されても良い。これら期間等を規定するパラメータは、タッチコントローラ３に接続されるタッチパネル１の電気的特性によって個別に調整されることができる。例えば品種ごとに調整されてもよく、実際に接続された個体ごとに最適に調整されても良い。
【００６５】
〔実施形態２〕
図８は、本発明のタッチ検出回路の別の構成を部分的に例示する回路図である。図６と同様に、１個のセンサ容量Ｃｘｙを検出対象とする回路のみが示される。タッチ検出回路３０１のうち、検出対象である１個のセンサ容量Ｃｘｙに、端子Ｘｎ（Ｘ１〜Ｘｎのうちのいずれか）を介してそれぞれ接続される、検出回路１０と充電回路１１とキャリブレーション回路１２とによって構成される。
【００６６】
検出回路１０は、例えば図示されるような積分回路であり、図６に示される検出回路１０と同じであるので、詳しい説明を省略する。
【００６７】
充電回路１１も、図６に示される充電回路１１と同様であるが、スイッチＳ３を切替えることにより、ＶＳＬＦは初期化電圧ＶＨＳＰかそれよりも低い電位のＶｃｈａｒｇｅに制御される点で異なる。また後述の通り電荷の移動方向が逆であることから、放電回路１１と呼ぶ。
【００６８】
キャリブレーション回路１２は、キャリブレーション容量ＣｃとスイッチＳ５と電流源１３とを含んで構成される。キャリブレーション容量Ｃｃは、図６と同様に端子Ｘｎと電源ＶＳＬＦの間に接続されるが、充電電圧Ｖｃｈａｒｇｅや初期化電圧ＶＨＳＰよりも高い、例えば回路の電源ＶＤＤに接続される。
【００６９】
図９は、図８のタッチ検出回路の動作を例示するタイミングチャートである。図７と同様に、横軸に時刻を取り、縦軸には上から、クロックｃｌｋ、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ、スイッチＳ４，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ５，ｓ３を制御する信号がディジタル波形で示され、さらに電源ＶＳＬＦ、端子Ｘｎの電位、出力Ｖｏｕｔの電圧が、アナログ波形で示される。スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５を制御する信号は正論理で示される。
【００７０】
時刻ｔ０〜ｔ１の期間ａには、図７の場合と同様に、積分回路の初期化が行われるが、図７の場合とは逆に、センサ容量Ｃｘｙは放電回路１１によってを放電される。垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが変化する時刻ｔ０において、スイッチＳ３により電源ＶＳＬＦはＶＨＳＰよりも低いＶｃｈａｒｇｅに設定され、スイッチＳ４を閉じることにより、端子Ｘｎを介してセンサ容量Ｃｘｙが電位Ｖｃｈａｒｇｅに向かって放電される。同じく時刻ｔ０に、積分回路への入力であるスイッチＳ２は開かれて入力が遮断され、スイッチＳ１が閉じられることにより、積分容量Ｃｓ１が短絡・放電されて初期化され、出力ＶＯＵＴは初期化電圧ＶＨＳＰに初期化される。このとき、スイッチＳ５は開かれており電流源１３は端子Ｘｎから遮断されている。また、キャリブレーション容量ＣｃはスイッチＳ４によって短絡されており、電荷は蓄積されていない。時刻ｔ１には、スイッチＳ４が開かれてセンサ容量の充電が終わり、スイッチＳ１が開かれて積分回路の初期化が終わる。
【００７１】
その後時刻ｔ２〜ｔ４の期間に、スイッチＳ３により電源ＶＳＬＦはＶＨＳＰに設定され、キャリブレーション容量Ｃｃからセンサ容量Ｃｘｙに電荷が流入する。その期間のうち前半の時刻ｔ２〜ｔ３の期間ｅに、スイッチＳ５が閉じられて電流源１３が端子Ｘｎに接続され、センサ容量Ｃｘｙに一定の電荷量の電荷が注入される。このとき、注入される電荷量は、電流源１３の電流値と期間ｅの積によって規定される。後半の時刻ｔ３〜ｔ４の期間ｆには、スイッチＳ２が閉じられ、積分回路からもセンサ容量Ｃｘｙに電荷が注入される。積分回路は図６に示されるように、初期化電圧ＶＨＳＰに仮想接地された演算増幅器ＡＭＰ１で構成されるので、センサ容量Ｃｘｙが接続される端子Ｘｎの電位は、ＶＨＳＰに漸近していく。センサ容量Ｃｘｙの電位は、ＶＨＳＰよりも低いＶｃｈａｒｇｅにあるので、電荷の移動方向は、図６、図７の場合とは逆に、積分回路からセンサ容量Ｃｘｙに向かう方向である。即ち、積分回路には負の電荷量が入力される。積分回路に入力された電荷は、積分容量Ｃｓ１に累積的に加算（積分）され、出力ＶＯＵＴが変化（上昇）する。その後、時刻ｔ５〜ｔ１０の期間に２度目、時刻ｔ１０〜ｔ１５の期間に３度目、時刻ｔ１５以降に４度目以降の、所定の回数の積分動作が行われる。
【００７２】
上述の例では、センサ容量Ｃｘｙにキャリブレーション容量Ｃｃから電荷が流入する期間（時刻ｔ２〜ｔ４）のうちの前半の期間（時刻ｔ２〜ｔ３）に、電流源１３による電荷の注入を行う例を示したが、これらの制御タイミングは、前述の実施形態１の場合と同様に、種々変更可能である。センサ容量Ｃｘｙの充電が終わる時刻ｔ１の後に、センサ容量Ｃｘｙからの電荷を、キャリブレーション容量Ｃｃから一部の電荷を充電する期間と、電流源１３によって他の一部の電荷を注入する期間が設けられ、積分回路の入力スイッチＳ２が開く時刻ｔ４までの期間に、センサ容量Ｃｘｙから放電された電荷のうちの残りの電荷量が、積分回路に安定して、負の電荷量として入力されればよい。この条件が満たされる限り、センサ容量Ｃｘｙからの電荷を、キャリブレーション容量Ｃｃから一部の電荷を充電する期間と、電流源１３によって他の一部の電荷を注入する期間の相互関係は、任意に設定されてよい。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態２では、図６、図７に示される実施形態とは電荷の方向が逆であるが、動作原理は同じである。期間ａの充電期間の後、センサ容量Ｃｘｙに充電される電荷量は、Ｃｘｙ×（ＶＨＳＰ−Ｖｃｈａｒｇｅ）である。そのうちの一部が期間ｅに電流源１３から供給され、別の一部が期間ｆにキャリブレーション容量Ｃｃから供給され、その残りが積分回路から供給される。積分回路には負の電荷量が入力されることになる。電流源１３から供給される電荷量とキャリブレーション容量Ｃｃから供給される電荷量の和を、非タッチ時のセンサ容量の容量値と同じ値にすることができれば、積分回路に入力される電荷量は、タッチによって増加した容量値に対応する電荷量のみにすることができる。これにより、実施形態１と同様に、タッチ・非タッチを効率よく判定することができる。
【００７４】
本実施形態２によっても、キャリブレーション容量Ｃｃは、極めて小さい容量値のもので良いこととなり、ＩＣ上に集積することを容易とすることができる。
【００７５】
本実施形態２においても、各スイッチＳ１〜Ｓ５の制御タイミングは、シーケンス制御回路（ＳＱＥＮＣ）３０８から出力される、制御信号Ｃｓｉｇ２によって制御される。各制御タイミングを規定する各種の期間を規定するパラメータや電流源１３の電流値を規定するパラメータは、例えば制御レジスタ（ＣＲＥＧ）３２０に格納され、接続されるタッチパネル１の電気的特性に応じて調整可能に構成されるのが好ましい。
【００７６】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００７７】
例えば、表示パネル（ＤＰ）２は、液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネル、その他如何なる方式の表示パネルであっても良い。また、液晶表示パネルの場合、非晶質シリコンタイプでも、低温ポリシリコンタイプでも良い。
【００７８】
また、図６と図８を引用して説明したタッチ検出回路の構成例と、図７と図９を引用して説明した、その制御タイミングは、一例であって、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１  タッチパネル（ＴＰ）
２  表示パネル（ＤＰ）
３  タッチパネルコントローラ（ＴＰＣ）
４  表示パネルコントローラ（ＤＰＣ）
５  サブプロセッサ（ＳＭＰＵ）
６  ホストプロセッサ（ＨＭＰＵ）
１０  検出回路
１１  充電回路、放電回路
１２  キャリブレーション回路
１３  電流源
Ｙ１〜ＹＭ  駆動電極（Ｙ電極）
Ｘ１〜ＸＮ  検出電極（Ｘ電極）
Ｇ１〜Ｇ６４０  ゲート電極
Ｄ１〜Ｄ１４４０  ドレイン電極
１００  表示及び入力装置（電子機器）
１０１，１０２  半導体装置（ＩＣ、マルチチップモジュール）
３００  駆動回路（ＹＤＲＶ）
３０１  タッチ検出回路（ＳＥＮＳ）
３０２  サンプルホールド回路（ＳＨ）
３０３  セレクタ（ＳＬＣＴ）
３０４  アナログ／ディジタル変換回路（ＡＤＣ）
３０５  ＲＡＭ
３０６  バスインタフェース回路（ＢＩＦ）
３０８  シーケンス制御回路（ＳＱＥＮＣ）
３２０  制御レジスタ（ＣＲＥＧ）
４１０  発振回路（ＯＳＣ）
Ｃｓｉｇ１〜Ｃｓｉｇ７  制御信号
Ｃｃｏｍ  通信路
ＣＬＫ  クロック
Ｖｓｙｎｃ  垂直同期信号
Ｈｓｙｎｃ  水平同期信号
ＶＨＳＰ  Ｘ電極の初期化電圧（プリチャージ電圧）
Ｃｘｙ  センサ容量
Ｃｃ  キャリブレーション容量
ＡＭＰ１、ＡＭＰ２  オペアンプ
Ｃｓ１  積分容量
Ｓ１〜Ｓ５  スイッチ
【図１】
2015141556.tif 000003
【図２】
2015141556.tif 000004
【図３】
2015141556.tif 000005
【図４】
2015141556.tif 000006
【図５】
2015141556.tif 000007
【図６】
2015141556.tif 000008
【図７】
2015141556.tif 000009
【図８】
2015141556.tif 000010
【図９】
2015141556.tif 000011