(57)【要約】  タッチパネル装置（１１）は、並走する複数の第１の電極（Ｘ）と交差する複数の第２の電極（Ｙ）を備えるパネル本体（２１）と、検出部（３１）を備える。検出部（３１）は、駆動信号を第１の電極（Ｘ）に順次印加する送信部（３３）と、第２の電極（Ｙ）を走査して、第２の電極（Ｙ）に流れる電流を電圧信号に変換する電流電圧変換部（３５）と、電圧信号をサンプリングし、デジタルデータに変換するＡＤ変換部（３６）と、変換したデジタルデータからタッチ位置を判別するタッチ判別部（３７）とを備える。ＡＤ変換部（３６）は、駆動信号を印加してから、第１の電極（Ｘ）別に定められている設定時間を経過し且つ誘導信号の波形のピークを含むサンプリング期間に、誘導信号をサンプリングする。
2015041256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並走する複数の第１の電極と互いに並走する複数の第２の電極が格子状に配置されたパネル本体と、
前記第１の電極に駆動信号を印加し、駆動信号の印加により前記第２の電極に誘導される誘導信号をサンプリングして、サンプリング値に基づいてタッチ位置を検出する検出部と、を備え、
前記検出部は、駆動信号を印加する第１の電極に応じて予め定められたタイミングに設定されたサンプリング期間に、前記誘導信号をサンプリングする、
ことを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記サンプリング期間は、駆動信号が印加され第１の電極に応じて予め定められたタイミングで、且つ、誘導信号の波形のピークのタイミングを含む期間に設定されている、
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】
前記サンプリング期間は、駆動信号の１周期よりも短い、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記検出部は、駆動信号を印加してから、該駆動信号を印加した第１の電極別に予め定められている設定時間を経過してから、一定のサンプリング期間、誘導信号をサンプリングする、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記検出部は、駆動信号を印加してから、該駆動信号を印加した第１の電極と誘導信号が誘導された第２の電極の組み合わせ別に予め定められている設定時間を経過してから、一定のサンプリング期間、誘導信号をサンプリングする、ことを特徴とする請求項１、２又は３に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記検出部は、
駆動信号を前記複数の第１の電極に印加する印加手段と、
前記複数の第２の電極のそれぞれ一端部に接続され、前記第２の電極に誘導された信号をサンプリングするサンプリング手段から構成され、
前記設定時間は、各第１の電極への駆動信号の印加タイミングを基準とし、前記第１の電極が前記第２の電極の一端部から離れるに従って大きくなるように定められている、ことを特徴とする請求項４又は５に記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
前記検出部は、
駆動信号を前記複数の第１の電極に順次印加する印加手段と、
前記複数の第２の電極を順次選択して、選択した第２の電極に流れる電流を電圧信号に変換する電流電圧変換部と
変換された電圧信号をサンプリングし、デジタルデータに変換するＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部の変換したデジタルデータからタッチの有無を判別する手段と、
を備える、
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のタッチパネル装置。
【請求項８】
互いに並走する複数の第１の電極と互いに並走する複数の第２の電極が格子状に配置されたパネルの前記第１の電極に駆動信号を印加し、
駆動信号の印加により前記第２の電極に誘導される誘導信号を、駆動信号を印加する第１の電極に応じて予め定められたタイミングに設定されたサンプリング期間にサンプリングする、
ことを特徴とするタッチパネルの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル装置とタッチパネルの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル装置が、特許文献１〜３に開示されている。これらのタッチパネル装置は、送信電極に駆動信号（パルス状信号）を印加し、受信電極から出力される充放電電流をＩＶ（電流−電圧）変換し、電圧信号を積分して、積分値をＡＤ変換し、デジタル値に基づいてタッチの有無及びタッチ位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２８８５７号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２８８５８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１７５３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３に記載されたタッチパネル装置は、何れも、ＩＶ変換後の電圧信号を複数のパルス期間に亘って、積分する。このため、送信電極と受信電極の１つの交差部でのタッチ・非タッチの検出に時間がかかってしまう。特に、タッチパネルが大型化した場合、交差部の数が急激に増加するため、１フレーム分のタッチ検出に要する時間が長くなってしまう。【０００５】
また、これらのタッチパネル装置は、積分期間の間、ノイズも積分してしまうため、積分後の信号の信頼性が低い。特に、タッチパネルは、液晶表示パネル等の表示装置と積層して使用されることが多く、液晶表示パネルの駆動に伴う周期ノイズ等の混入が避けられない。積分回路の前段にノイズフィルタを設ける等の対策が考えられる。しかし、対策をしても、ある程度のノイズが積分対象の信号に混入することは避けられない。また、フィルタは予定されている周波数のノイズ以外のノイズを抑制できない。【０００６】
また、パネルが大型化すると、受信電極の抵抗と浮遊容量による遅延により、送信電極に駆動信号を印加してから、ＡＤ変換回路に信号が到達するまでの時間が、駆動信号を印加する送信電極の位置によって変化する。このため、ＡＤ変換のタイミングが、ＩＶ変換回路の出力電圧がピークを示すタイミングからずれてしまう。このため、タッチ・非タッチの検出が不正確になる虞がある。【０００７】
この問題に関連して、特許文献２には、ＡＤ変換のタイミングを調整することが開示されている。ただし、これは、ノイズが最小となるように、タイミングを画一的に調整するだけである。従って、ＡＤ変換のタイミングが電流・電圧変換後の電圧信号のピークからずれたタイミングになってしまうことは避けられない。【０００８】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、高速動作可能で、タッチ位置の正確な検出が可能なタッチパネル装置とタッチパネルの駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のタッチパネル装置は、
互いに並走する複数の第１の電極と互いに並走する複数の第２の電極が格子状に配置されたパネル本体と、
前記第１の電極に駆動信号を印加し、駆動信号の印加により前記第２の電極に誘導される誘導信号をサンプリングして、サンプリング値に基づいてタッチ位置を検出する検出部と、を備え、
前記検出部は、駆動信号を印加する第１の電極に応じて予め定められたタイミングに設定されたサンプリング期間に、前記誘導信号をサンプリングする、
ことを特徴とする。【００１０】
前記サンプリング期間は、例えば、駆動信号が印加され第１の電極に応じて予め定められたタイミングで、且つ、誘導信号の波形のピークのタイミングを含む期間に設定されている。【００１１】
前記サンプリング期間は、例えば、駆動信号の１周期よりも短い。【００１２】
前記検出部は、例えば、駆動信号を印加してから、該駆動信号を印加した第１の電極別に予め定められている設定時間を経過してから、一定のサンプリング期間、誘導信号をサンプリングする。【００１３】
前記検出部は、例えば、駆動信号を印加してから、該駆動信号を印加した第１の電極と誘導信号が誘導された第２の電極の組み合わせ別に予め定められている設定時間を経過してから、一定のサンプリング期間、誘導信号をサンプリングする。【００１４】
前記検出部は、例えば、
駆動信号を前記複数の第１の電極に印加する印加手段と、
前記複数の第２の電極のそれぞれ一端部に接続され、前記第２の電極に誘導された信号をサンプリングするサンプリング手段から構成され、
前記設定時間は、各第１の電極への駆動信号の印加タイミングを基準とし、前記第１の電極が前記第２の電極の一端部から離れるに従って大きくなるように定められている。【００１５】
前記検出部は、例えば、
駆動信号を前記複数の第１の電極に順次印加する印加手段と、
前記複数の第２の電極を順次選択して、選択した第２の電極に流れる電流を電圧信号に変換する電流電圧変換部と
変換された電圧信号をサンプリングし、デジタルデータに変換するＡＤ変換部と、
前記ＡＤ変換部の変換したデジタルデータからタッチの有無を判別する手段と、
を備える。【００１６】
上記目的を達成するため、本発明のタッチパネルの駆動方法は、
互いに並走する複数の第１の電極と互いに並走する複数の第２の電極が格子状に配置されたパネルの前記第１の電極に駆動信号を印加し、
駆動信号の印加により前記第２の電極に誘導される誘導信号を、駆動信号を印加する第１の電極に応じて予め定められたタイミングに設定されたサンプリング期間にサンプリングする、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成によれば、サンプリング期間を、例えば、誘導信号がピークを示すタイミングを含む短い期間に設定することができる。このような設定にすれば、相対的に大きな信号レベルの誘導信号をサンプリングできる。また、ノイズの影響をサンプリング期間のみに限定することができ、さらに、誘導信号のピークを示すタイミングが送信電極別にばらついてもその影響を受けにくい。このため、タッチ位置のより正確な検出が可能となる。
また、時間方向に誘導信号を積分する必要がないため、高速化が可能である。
従って、本発明によれば、高速動作が可能で、タッチ位置のより正確な検出が可能なタッチパネル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るタッチパネル装置のブロック図である。
【図２】図１に示すＡＤ変換部のブロック図である。
【図３】図１に示すサンプリングタイミング設定部のブロック図である。
【図４】図３に示すテーブルに格納される送信電極別のカウント値の例を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、図１に示す各部の信号の動作波形を示す図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、図５に示す波形の一部拡大図であり、送信電極により遅延時間ＴＤが変動することを説明するための図である。
【図７】サンプリングタイミングを説明するための図である。
【図８】図３に示すテーブルに格納される送信電極と受信電極の組み合わせ別のカウント値の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態に係るタッチパネル装置１１とタッチパネルの駆動方法を、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施形態のタッチパネル装置１１は、タッチ操作が行われるタッチ面を備えたパネル本体２１と、パネル本体２１のタッチ面上のタッチ位置を検出する検出部３１とを備えている。
【００２１】
パネル本体２１には、互いに並走する複数の送信電極（第１の電極）Ｘ１〜Ｘ７と、互いに並走する複数の受信電極（第２の電極）Ｙ１〜Ｙ７とが格子状に配置されている。
送信電極Ｘ１〜Ｘ７及び受信電極Ｙ１〜Ｙ７は、表面側の保護絶縁膜により保護され、この保護絶縁膜の表面が、指等によるタッチ操作が行われるタッチ面となる。送信電極Ｘ１〜Ｘ７及び受信電極Ｙ１〜Ｙ７は絶縁性の支持シートにより支持されている。この支持シートの表面側に送信電極Ｘ１〜Ｘ７が設けられ、支持シートの裏面側に受信電極Ｙ１〜Ｙ７が設けられている。
【００２２】
送信電極Ｘ１〜Ｘ７と受信電極Ｙ１〜Ｙ７とが支持シートを挟んで重なり合う電極交点にはコンデンサが形成される。指等によるタッチ操作が行われると、これに応じて電極交点のコンデンサの静電容量が実質的に減少する。
【００２３】
検出部３１が送信電極Ｘｉ（ｉ＝１〜７）に駆動信号（パルス状電圧信号）を印加すると、電極間に存在するコンデンサを介して、受信電極Ｙ１〜Ｙ７に充放電電流が流れる。この充放電電流は、送信電極Ｘと受信電極Ｙとの間の静電誘導により発生するものであり、一種の誘導信号である。このとき、タッチ操作があると、タッチ位置の電極交点のコンデンサの静電容量が減少し、受信電極Ｙｊ（ｊ＝１〜７）に流れる充放電電流が減少する。検出部３１は、この充放電電流、即ち、誘電信号の変化を検出することにより、タッチ位置を検出する。
【００２４】
検出部３１は、パネル本体２１の送信電極Ｘ１〜Ｘ７に駆動信号（パルス信号）を順次印加し、受信電極Ｙ１〜Ｙ７に流れる充放電電流を検出し、検出した電流の変化から、タッチの有無及びタッチの位置を検出するものである。検出部３１は、パルス信号生成部３２と、送信部３３と、受信部３４と、ＩＶ（電流電圧）変換部３５と、ＡＤ（アナログデジタル）変換部３６と、タッチ判別部３７と、サンプリングタイミング設定部３８と、タイミング制御部３９とを備える。
【００２５】
パルス信号生成部３２は、タイミング制御部３９の制御に従って、送信電極Ｘ１〜Ｘ７に印加する駆動信号を周期的に生成する。
【００２６】
送信部３３は、パルス信号生成部３２と送信電極Ｘ１〜Ｘ７に接続され、パルス信号生成部３２が生成した駆動信号を送信電極Ｘ１〜Ｘ７に印加する。送信部３３は、例えば、マルチプレクサから構成される。送信部３３は、図５（ａ）〜（ｃ）に例示するように、第ｉの送信電極Ｘｉ（ｉ＝１〜７）に、受信電極Ｙの数（本実施形態では７）に等しい数の駆動パルスを印加した後、第（ｉ＋１）の送信電極Ｘ（ｉ＋１）に駆動パルスを印加する。
【００２７】
図１に示す受信部３４は、タイミング制御部３９の制御に従って、図５（ｄ）に示すように、受信電極Ｙ１〜Ｙ７をスキャンして、受信電極Ｙｊ（ｊ＝１〜７）を流れる電流を取り込む。この電流は、駆動信号が送信電極Ｘｉに印加されたことに起因して受信電極Ｙｊを流れる充放電電流である。この充放電電流は、送信電極Ｘと受信電極Ｙとの間の静電誘導により発生するものであり、一種の誘導信号である。
【００２８】
ＩＶ（電流−電圧）変換部３５は、受信部３４を介して受信電極Ｙｊを流れる充放電電流Ｉを、電流値に対応する電圧信号Ｅに変換する。この電圧信号Ｅも、送信電極Ｘと受信電極Ｙとの間の静電誘導により発生するものであり、一種の誘導信号である。受信電極Ｙｊを流れる充放電電流Ｉは、駆動信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジに対応して、逆極性の電流が交互に現れる交番電流となる。このため、ＩＶ変換部３５の出力する電圧信号Ｅも、図５（ｆ）に示すように、駆動信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジに対応して極性が反転する交番信号となる。
【００２９】
また、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動電圧を送信電極Ｘｉに印加してから、ＩＶ変換部３５が出力する電圧信号Ｅがピークを示すタイミングＴｍまでの遅延時間ＴＤは、送信電極Ｘｉの位置により変動する。具体的に説明すると、送信電極Ｘｉが受信部３４から離れるに従って、遅延時間ＴＤが大きくなる。遅延時間ＴＤに関しては、Ｘ１＞Ｘ２＞．．．＞Ｘ７、即ち、ＴＤ１＞ＴＤ２＞．．．＞ＴＤ７となる。
【００３０】
図１に示すＡＤ変換部３６は、ＩＶ変換部３５から出力されたアナログ電圧信号Ｅをサンプリングし、サンプリング値をデジタル信号に変換する。本実施形態では、ＩＶ変換部３５の出力は、積分回路等を経ずにＡＤ変換部３６に直接供給されている。
【００３１】
ＡＤ変換部３６は、図２に示すように、サンプリングスイッチ３６１と、サンプリングコンデンサ３６２と、ＡＤ変換回路３６３と、ラッチ３６４を備える。
【００３２】
サンプリングスイッチ３６１は、半導体スイッチ等から構成されサンプリングタイミング設定部３８からのＳ／Ｈ信号によりオン・オフし、オン期間では、ＩＶ変換部３５の出力する電圧信号Ｅをサンプリングコンデンサ３６２に供給する。そのオン期間は、駆動信号が印加される送信電極Ｘｉにかかわらず、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ＩＶ変換後の電圧信号Ｅが最大となるタイミングＴｍの前Ｔｂと後Ｔａの一定期間ＴＰとなるように制御される。
【００３３】
図２に示すサンプリングコンデンサ３６２は、サンプリングスイッチ３６１がオンしている期間に、供給されている電圧Ｅにより充電され、充電電圧を保持する。
【００３４】
ＡＤ変換回路３６３は、サンプリングコンデンサ３６２に保持されている電圧をデジタルデータに変換して出力する。
【００３５】
ラッチ３６４は、Ｄ−ＦＦ（フリップフロップ）等から構成され、ＡＤ変換回路３６３が出力したデジタルデータを、後述するサンプリングタイミング設定部３８から供給されるラッチ信号に応答して、ラッチする。これにより、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、ＡＤ変換部３６の出力するデジタルデータが切り替わる。
【００３６】
図１に示すタッチ判別部３７は、ＡＤ変換部３６が出力するデジタルデータからタッチの有無、タッチの位置を判別し、検出信号を出力する。例えば、タッチ判別部３７は、送信部３３が駆動信号を送信電極Ｘｉに印加し、受信部３４が受信電極Ｙｊの充放電電流を取り込んでいるタイミングで、ＡＤ変換部３６から出力されたデジタルデータが基準値（標準値）より小さい場合には、電極交差位置（ｉ，ｊ）にタッチがあったと判別する。この場合、タッチ判別部３７は、タッチがあったこと、その位置（ｉ，ｊ）を示す検出信号を出力する。
【００３７】
サンプリングタイミング設定部３８は、ＡＤ変換部３６のサンプリングスイッチ３６１をオンするタイミングを設定する。
【００３８】
図６（ａ）、（ｂ）に示したように、駆動信号の印加から、ＩＶ変換後の電圧信号Ｅのピークが現れるタイミングＴｍまでの遅延期間ＴＤは、送信電極Ｘｉの位置により異なり、ＴＤ１＞ＴＤ２＞．．．＞ＴＤ７である。
【００３９】
このため、固定タイミングで、サンプリング期間ＴＰを設定すると、一部の送信電極について適切なサンプリングタイミングとなっても、他の送信電極については、電圧信号Ｅがピークを示していない不適切なタイミングとなってしまう。
【００４０】
そこで、サンプリングタイミング設定部３８は、遅延時間ＴＤに基づいて、サンプリング及び変換のタイミングを制御する。より具体的に説明すると、サンプリングタイミング設定部３８は、遅延時間ＴＤに基づいて、電圧信号Ｅがピークを示すタイミングを含む一定期間のサンプリング期間ＴＰだけ、ＡＤ変換部３６に電圧信号Ｅをサンプリングさせ、サンプリング電圧をデジタルデータに変換させるように、サンプリング及び変換のタイミングを制御する。
なお、サンプリング期間ＴＰは、従来技術の積分期間と異なり、駆動信号の１／２周期以下、電圧信号Ｅの半周期以下の長さを有する。
【００４１】
このような調整を可能とするため、サンプリングタイミング設定部３８は、図３に示すように、テーブル３８１と制御部３８２とカウンタ３８３とを備える。
【００４２】
テーブル３８１には、図４に示すように、各送信電極Ｘ１〜Ｘ７について、図７に示す時間ＴＳに相当するカウント値が設定されている。より具体的に説明すると、テーブル３８１には、「ＴＤ−Ｔｂ」の時間に相当するカウント値が設定されている。ここで、ＴＤは、駆動信号を印加してから（駆動信号の立ち上がりエッジから）、電圧信号Ｅがピークを示すタイミングＴｍまでの期間である。Ｔｂは、ピークタイミングＴｍ前のサンプリング期間を示す。テーブル３８１に設定するカウント値は、実験或いは理論から適宜求められる。
制御部３８２は、タイミング制御部３９から送信電極Ｘｉの切り換えを指示する信号を受信すると、指示された送信電極用のカウント値をテーブル３８１から読み出し、カウンタ３８３にセットする。
【００４３】
続いて、制御部３８２は、タイミング制御部３９から駆動信号の印加（立ち上がりエッジ）を示すタイミング信号を受信すると、カウンタ３８３のカウント動作を起動する。
これにより、カウンタ３８３はカウントを開始し、駆動信号の印加から期間ＴＳ（＝ＴＤ−Ｔｂ）が経過して、設定されたカウントを終了すると、制御部３８２に通知する。制御部３８２は、Ｓ／Ｈ信号をオンして、サンプリングスイッチ３６１をオンする。
【００４４】
続いて、制御部３８２は、カウンタ３８３に、サンプリング期間ＴＰに相当するカウント値をセットし、カウント動作を起動する。
【００４５】
カウンタ３８３は、カウントを終了すると、制御部３８２に通知する。制御部３８２は、Ｓ／Ｈ信号をオフし、サンプリングスイッチ３６１をオフする。制御部３８２は、続いて、ラッチ３６４にラッチ信号を出力して、ＡＤ変換回路３６３の出力データをラッチさせる。これにより、電圧信号ＥのピークタイミングＴｍ近傍の電圧のみがサンプリングコンデンサ３６２にサンプルホールドリングされ、デジタルデータに変換される。
【００４６】
こうして、ＡＤ変換部３６は、何れの送信電極Ｘｉが選択されているかにかかわらず、電圧信号Ｅがピークを示すタイミングを含む一定期間ＴＰの電圧信号Ｅをサンプリングホールドし、これを、ＡＤ変換する。なお、Ｔｂ＞Ｔａ、Ｔａ≠０が望ましい。
【００４７】
図１に示すタイミング制御部３９は、プロセッサなどから構成され、全体の動作シーケンスを制御する。
【００４８】
具体的には、タイミング制御部３９は、パルス信号生成部３２に周期的に駆動信号（パルス）を生成させる。また、タイミング制御部３９は、送信部３３を制御して、パルス信号生成部３２が生成した駆動信号を、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、送信電極Ｘｉに印加させる。
【００４９】
さらに、タイミング制御部３９は、図５（ｄ）に示すように、受信部３４に、受信電極Ｙ１〜Ｙ７を順番に切り換えて、その電流Ｉを取り込ませる。
また、タイミング制御部３９は、タッチ判別部３７に、選択されている送信電極Ｘｉと受信電極Ｙｊの組み合わせ（ｉ，ｊ）を通知する。
また、タイミング制御部３９は、サンプリングタイミング設定部３８に、送信電極の選択の切り換え、駆動信号の切り換えなどを通知する。
【００５０】
次に、上記構成を有するタッチパネル装置１１のタッチ検出動作（タッチパネルの駆動方法）を説明する。
電源が投入されると、タイミング制御回路３９は、パルス信号生成部３２に一定周期で駆動信号を生成し、出力させる。
【００５１】
続いて、タイミング制御部３９は、送信部３３を制御して、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、送信電極Ｘｉに７パルスずつ、パルス信号生成部３２が生成した駆動信号を順次印加させる。
タイミング制御部３９は、さらに、受信部３４を制御して、駆動信号が印加されるタイミングにあわせて、図５（ｄ）に示すように、受信部３４に、受信電極Ｙ１〜Ｙ７を順次選択させる。
【００５２】
これにより、送信電極Ｘｉに印加された駆動信号により、受信電極Ｙｊに誘導された電圧により電流Ｉが流れる。ＩＶ変換部３５は、この電流Ｉを電圧信号Ｅに変換する。
電圧信号Ｅは、図５（ｅ）に示すように、駆動信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジに対応して、正極性のピークと負極性のピークが交互に現れる交番波形となる。
【００５３】
サンプリングタイミング設定部３８の制御部３８２は、駆動信号の立ち上がりエッジのタイミングで、テーブル３８１に格納されている送信電極毎に予め定められたカウント値のカウントをカウンタ３８３に開始させる。その後、送信電極毎に定められた期間ＴＳが経過して、カウンタ３８３がカウントアップした時点で、制御部３８２は、Ｓ／Ｈ信号により、ＡＤ変換部３６を構成するサンプリングスイッチ３６１をオンする。これにより、電圧信号Ｅのサンプリングを開始する。
【００５４】
制御部３８２は、カウンタ３８３に、サンプリング期間ＴＰに相当するカウントを開始させる。サンプリング期間ＴＰが経過し、カウンタがカウントアップすると、制御部３８２は、Ｓ／Ｈ信号により、サンプリングスイッチ３６１をオフする。続いて、制御部３８２は、ラッチ３６４にラッチ信号を出力して、ＡＤ変換回路３６３が出力しているデジタルデータをラッチさせる。
【００５５】
これにより、ＡＤ変換部３６は、送信電極の位置及びそれに起因する遅延時間ＴＤのばらつきにかかわらず、電圧信号ＥのピークタイミングＴｍを含む相対的に同一のタイミングで電圧信号Ｅをサンプリングする。
【００５６】
タッチ判別部３７は、ＡＤ変換部３６が出力するデジタルデータの変化を検出し、例えば、周辺の電極交差位置で得られるデジタル値よりも小さいデジタルデータが得られた位置、或いは、フレーム間で同一位置について相対的に小さいデジタルデータが得られたときに、その位置にタッチがあったと判別し、検出信号を出力する。
【００５７】
このような構成によれば、ＡＤ変換部３６は、遅延時間ＴＤの変動にかかわらず、電圧信号Ｅがピークを示すタイミングＴｍの近傍のサンプリング期間ＴＰでのみ電圧信号Ｅをサンプリングする。従って、遅延時間ＴＤの変動にかかわらず、電圧信号Ｅの電圧レベルが相対的に大きい期間にサンプリングを行うことができる。従って、サンプリングが短期間ですみ、サンプリング値のばらつきが小さく、また、ノイズの影響を受けにくい。また、ＩＶ変換部３５の出力を時間積分する積分回路を設ける必要がなく、高速動作が可能で、ノイズの影響を受けにくいタッチパネルを提供できる。
【００５８】
なお、本実施の形態においても、サンプリングコンデンサ３６１が、電圧信号Ｅを一定程度時間（例えば、ｎｓオーダー）積分している。しかしながら、この時間積分は、ＡＤ変換用のサンプルホールドのためのものであり、サンプルホールド期間ＴＰのみ電圧信号Ｅを時間積分するものである。これに対し、従来技術（例えば、引用文献１〜３に記載）の積分回路は、数パルス期間に渡って電圧信号を積分しており、機能的にサンプリングコンデンサ３６１とは異なる。
【００５９】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【００６０】
例えば、上記実施の形態においては、電圧信号Ｅの正極性の１つピーク部分のみをサンプリングの対象とし、これに限定されず、負極性の１つのピーク部分のみをサンプリングの対象としてもよい。この場合、駆動信号の立ち下がりエッジを駆動信号の印加タイミングとすればよい。
【００６１】
また、ＩＶ変換部３５の後段に絶対値増幅器を配置するなどして、１つの駆動パルスについて、２つのピークの近傍をサンプリング期間ＴＰとしてもよい。この場合、各サンプリング期間ＴＰにサンプリングして得られたデジタルデータをそれぞれ出力してもよく、平均化して出力する等してもよい。
【００６２】
上記実施の形態では、受信電極Ｙでの信号の遅延を検討して、送信電極Ｘの位置に応じて、サンプリングのタイミングを調整する例を示したが、送信電極Ｘでの遅延を考慮してもよい。この場合には、送信電極Ｘが１番に近く且つ受信電極Ｙが１番に近い程、遅延時間が大きく、送信電極Ｘが７番に近く且つ受信電極Ｙが７番に近い程、遅延時間が小さくなる。従って、この関係に合致するように、図８に例示するように、送信電極Ｘと受信電極Ｙの組み合わせに応じて、カウンタ３８３のカウントするカウント値をテーブル３８１に設定すればよい。なお、設定するカウント値は、実験或いは理論により予め求められる。
【００６３】
上記実施の形態では、ＡＤ変換部３６のサンプリングタイミングを調整したが、例えば、ＩＶ変換部３５の出力する電圧信号Ｅを、駆動信号を印加する送信電極Ｘの位置に応じた時間だけ遅延させ、ＡＤ変換部３６の駆動信号の出力から一定の時間経過した時点でサンプリング及びＡＤ変換を行うようにしてもよい。遅延回路は、例えば、制御信号に応じて容量が変化するＲ−Ｃ型の遅延回路等でもよい。また、遅延回路を、カウンタデコードや、フリップフロップなどのクロック遅延回路で構成してもよい。
【００６４】
このように、電圧信号Ｅがピークを示すタイミングＴｍとＡＤ変換部３６のサンプリング期間ＴＰとを相対的に一致させることができれば、その手法自体は任意である。
【００６５】
また、上記実施形態では、電流電圧変換を行う例を示したが、受信電極の電圧をそのままサンプリングしてＡＤ変換することも可能である。
【００６６】
実施形態では、理解を容易にするため、送信電極の数及び受信電極の数を７としたが、送信電極の数及び受信電極の数は任意である。
【００６７】
ＡＤ変換部３６の回路構成の一例、サンプリングタイミング設定部３８の回路構成の一例をそれぞれ図２と図３に示した。これらは一例であり、実質的に同一の機能を実現できるならば、適宜変更可能である。例えば、図２に示すＡＤ変換部３６の回路構成で、サンプリングスイッチ３６１とサンプリングコンデンサ３６２を取り払い、電圧信号ＥをＡＤ変換回路３６３でデジタルデータに変換し、サンプリングタイミング設定部３８が、ピークタイミングＴｍ（又はその直後）にラッチ信号を出力し、ラッチ３６４にラッチさせるようにしてもよい。この場合は、実質的に、ピークタイミングＴｍ（又はその直後）の電圧信号ＥをサンプリングしてＡＤ変換していることになり、ピークタイミングＴｍ（又はその直後）＝サンプリングタイミング＝ラッチタイミングとなる。
【００６８】
また、ＩＶ変換部３５の後段に、増幅回路等を配置し、増幅した電圧信号ＥをＡＤ変換部３６でＡＤ変換するようにしてもよい。この場合、増幅回路の遅延を含めた遅延時間ＴＤを考慮して、テーブル３８１に設定するカウント値を求めることが望ましい。
【００６９】
なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【００７０】
本出願は、２０１３年９月１７日に出願された日本国特許出願２０１３−１９２４２５号に基づくものであり、その明細書、特許請求の範囲、図面および要約書を含むものである。上記日本国特許出願における開示は、その全体が本明細書中に参照として含まれる。
【符号の説明】
【００７１】
１１  タッチパネル装置
２１  パネル本体
３１  検出部
３２  パルス信号生成部
３３  送信部
３４  受信部
３５  ＩＶ変換部
３６  ＡＤ変換部
３７  タッチ判別部
３８  サンプリングタイミング設定部
３９  タイミング制御部
３６１  サンプリングスイッチ
３６２  サンプリングコンデンサ
３６３  ＡＤ変換回路
３６４  ラッチ
３８１  テーブル
３８２  制御部
３８３  カウンタ
【図１】
2015041256.tif 000003
【図２】
2015041256.tif 000004
【図３】
2015041256.tif 000005
【図４】
2015041256.tif 000006
【図５】
2015041256.tif 000007
【図６】
2015041256.tif 000008
【図７】
2015041256.tif 000009
【図８】
2015041256.tif 000010
【国際調査報告】
2015041256.tif 000011
2015041256.tif 000012
2015041256.tif 000013
2015041256.tif 000014