(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイパネルの放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができるようにする。【解決手段】互いに並走する複数の送信電極７および互いに並走する複数の受信電極８が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネル２の前面に配置されるパネル本体５と、送信電極を順次選択して駆動信号を印加する送信部９と、受信電極を順次選択して駆動信号に応じて受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部１０と、受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部１１と、を備え、受信電極は、プラズマディスプレイパネルの走査電極３１と平行する方向に配置されたものとする。【選択図】図１
2012226423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、
前記送信電極を順次選択して駆動信号を印加する送信部と、
前記受信電極を順次選択して前記駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、
前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、を備え、
前記受信電極は、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と平行する方向に配置されたことを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記プラズマディスプレイパネルの放電を検知する放電検知手段を備え、
前記制御部は、前記放電検知手段の検知結果に基づいて、前記走査電極で行われる放電の有無を判別し、放電が行われている前記走査電極から離間した位置にある前記受信電極からの応答信号による電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求め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】
前記制御部は、前記放電検知手段の検知結果に基づいて、前記走査電極で行われる放電の有無を、前記走査電極が配列された方向に分割された複数の放電監視領域ごとに判別し、放電が行われていない前記放電監視領域に位置する前記受信電極からの応答信号による電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求めることを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記プラズマディスプレイパネルでアドレス放電が行われる順序を前記放電監視領域ごとに判別し、このアドレス放電の順序が最初となる前記放電監視領域でアドレス放電が終了したことを検知すると、アドレス放電の順序にしたがって前記放電監視領域内の受信電極を順次選択するスキャン動作を実行することを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記放電検知手段は、前記走査電極が配列された方向に複数並べて設けられたアンテナを備えたことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のタッチパネル装置を、プラズマディスプレイパネルの前面に備えたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるタッチパネル装置およびこれを備えたプラズマディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル装置には、タッチ位置を検出する原理が異なる種々の方式があるが、抵抗膜方式や静電容量方式のように多数の電極をパネル内に配設した構成のものでは、電極がアンテナとして作用するため、外来ノイズの影響を受け易くなる。特に静電容量方式では、導電性物体（例えば人体）が接近あるいは接触することによる電極近傍の微小な静電容量の変化を利用してタッチ位置を検出することから、ノイズがタッチ位置の検出精度に大きく影響する。
【０００３】
一方、タッチパネル装置は、液晶ディスプレイパネルなどの画像表示装置と組み合わせて用いられることが一般的であるが、画像表示装置をタッチパネル装置と一体化した場合、画像表示装置がノイズ源となって、タッチ位置の検出精度を低下させるという問題があり、このような画像表示装置に起因するノイズによる影響を低減する技術が知られている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１７４１２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−００９４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、タッチパネル装置と組み合わせて用いられる画像表示装置にプラズマディスプレイパネルを採用することが考えられるが、プラズマディスプレイパネルは、放電に伴う放射ノイズが顕著であるため、前記の従来のノイズ対策は十分な解決策とはならず、タッチ位置の検出精度が大幅に低下して、実用上十分な検出精度を確保することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、プラズマディスプレイパネルと組み合わせて用いる場合に、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができるように構成されたタッチパネル装置およびこれを備えたプラズマディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のタッチパネル装置は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、前記送信電極を順次選択して駆動信号を印加する送信部と、前記受信電極を順次選択して前記駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、を備え、前記受信電極は、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と平行する方向に配置された構成とする。
【０００８】
また、本発明のプラズマディスプレイ装置は、前記のタッチパネル装置を、プラズマディスプレイパネルの前面に備えた構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、受信電極が走査電極と平行することから、放電が行われている走査電極から離れた受信電極には放射ノイズが混入しにくくなる。このため、全ての走査電極で一斉に放電が行われる初期化放電期間および維持放電期間では、受信電極に放射ノイズが混入することが避けられないが、走査電極が１本ずつ選択されて放電が行われるアドレス放電期間では、受信電極ごとに大きな放射ノイズが混入しない期間を確保することができ、この期間を利用することで、放射ノイズの影響を受けないタッチ位置の検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るプラズマディスプレイ装置１を示す全体構成図
【図２】受信信号処理部１６の概略構成図
【図３】ＰＤＰ２の放電制御を説明する模式図
【図４】ＰＤＰ２の放射ノイズを示す波形図
【図５】タッチパネル装置４の送信電極７および受信電極８とＰＤＰ２の走査電極３１およびアドレス電極３２の配置状態を示す模式図
【図６】タッチパネル装置４におけるＰＤＰ２の放電を検知する要部の概略構成図
【図７】アドレス放電期間におけるスキャン動作の状況を示す模式図
【図８】タッチパネル装置４の制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図
【図９】ＰＤＰ２で行われる放電およびタッチパネル装置４で行われるスキャン動作の状況を示す模式図
【図１０】タッチパネル装置４の制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図
【図１１】タッチパネル装置４の制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図
【図１２】送信電極７および受信電極８を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、前記送信電極を順次選択して駆動信号を印加する送信部と、前記受信電極を順次選択して前記駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、を備え、前記受信電極は、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と平行する方向に配置された構成とする。
【００１２】
これによると、受信電極が走査電極と平行することから、放電が行われている走査電極から離れた受信電極には放射ノイズが混入しにくくなる。このため、全ての走査電極で一斉に放電が行われる初期化放電期間および維持放電期間では、受信電極に放射ノイズが混入することが避けられないが、走査電極が１本ずつ選択されて放電が行われるアドレス放電期間では、受信電極ごとに大きな放射ノイズが混入しない期間を確保することができ、この期間を利用することで、放射ノイズの影響を受けないタッチ位置の検出が可能になる。
【００１３】
また、第２の発明は、前記プラズマディスプレイパネルの放電を検知する放電検知手段を備え、前記制御部は、前記放電検知手段の検知結果に基づいて、前記走査電極で行われる放電の有無を判別し、放電が行われている前記走査電極から離間した位置にある前記受信電極からの応答信号による電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める構成とする。
【００１４】
これによると、放電が行われている走査電極から離間した位置にある受信電極には、走査電極での放電による放射ノイズの影響が及ばないため、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを確実に避けることができる。
【００１５】
また、第３の発明は、前記制御部は、前記放電検知手段の検知結果に基づいて、前記走査電極で行われる放電の有無を、前記走査電極が配列された方向に分割された複数の放電監視領域ごとに判別し、放電が行われていない前記放電監視領域に位置する前記受信電極からの応答信号による電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める構成とする。
【００１６】
これによると、アドレス放電の有無を領域単位で判別するため、制御部の負担が軽減され、タッチ位置検出の高速化を図ることができる。
【００１７】
また、第４の発明は、前記制御部は、前記プラズマディスプレイパネルでアドレス放電が行われる順序を前記放電監視領域ごとに判別し、このアドレス放電の順序が最初となる前記放電監視領域でアドレス放電が終了したことを検知すると、アドレス放電の順序にしたがって前記放電監視領域内の受信電極を順次選択するスキャン動作を実行する構成とする。
【００１８】
これによると、アドレス放電とスキャン動作とが同一の放電監視領域で行われることを避けることができ、さらに時間的に効率よくスキャンすることができるため、スキャン時の待機時間をなくし、あるいは短くして、タッチ位置検出の高速化を図ることができる。
【００１９】
また、第５の発明は、前記放電検知手段は、前記走査電極が配列された方向に複数並べて設けられたアンテナを備えた構成とする。
【００２０】
これによると、走査電極で行われる放電を簡易に且つ十分な精度で検出することができる。この場合、走査電極での放電による放射ノイズの影響が、その走査電極が位置する放電監視領域と隣り合う放電監視領域に位置する受信電極に及ばないように、放電監視領域の大きさを設定する必要があり、この放電監視領域の大きさに応じた数のアンテナが設けられる。
【００２１】
また、第６の発明は、プラズマディスプレイ装置であり、前記第１から第８の発明に係るタッチパネル装置を、プラズマディスプレイパネルの前面に備えた構成とする。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係るプラズマディスプレイ装置１を示す全体構成図である。このプラズマディスプレイ装置１は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼称する）２と、ＰＤＰ制御部３と、タッチパネル装置４とからなっており、タッチパネル装置４のパネル本体５がＰＤＰ２の表示面の前側に配置されている。
【００２４】
タッチパネル装置４のパネル本体５は、指示物（ユーザの指先及びスタイラスや指示棒等の導電体）によるタッチ操作が行われるタッチ面６を備え、互いに並走する複数の送信電極７と互いに並走する複数の受信電極８とが格子状に配置されている。
【００２５】
また、タッチパネル装置４は、送信電極７に対して駆動信号を印加する送信部９と、送信電極７に印加された駆動信号に応答した受信電極８の応答信号を受信して、送信電極７と受信電極８とが交差する電極交点ごとの検出データを出力する受信部１０と、この受信部１０から出力される検出データに基づいてタッチ位置を検出すると共に送信部９及び受信部１０の動作を制御する制御部１１とを備えている。
【００２６】
制御部１１から出力されるタッチ位置情報は、パソコンなどの外部機器１２に入力され、ここで生成した表示画面データがＰＤＰ２を制御するＰＤＰ制御部３に出力される。これによりパネル本体５のタッチ面６上でユーザが指示物で行ったタッチ操作に対応した画像がＰＤＰ２の画面に表示され、タッチ面６にマーカーで直接描画するのと同様の感覚で所要の画像を表示させることができ、またＰＤＰ２の表示画面に表示されたボタンなどを操作することができる。さらに、タッチ操作で描かれた画像を消去するイレーサを用いることもできる。
【００２７】
送信電極７と受信電極８とは、絶縁層を挟んで重なり合う態様で交差しており、この送信電極７と受信電極８とが交差する電極交点にはコンデンサが形成され、ユーザが指等の指示物でタッチ操作を行う際に、指示物がタッチ面６に接近あるいは接触すると、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に減少することで、タッチ操作の有無を検出することができる。
【００２８】
ここでは、相互容量方式が採用されており、送信電極７に駆動信号を印加すると、これに応答して受信電極８に充放電電流が流れ、この充放電電流が応答信号として受信電極８から出力され、このとき、ユーザのタッチ操作に応じて電極交点の静電容量が変化すると、受信電極８の充放電電流、すなわち応答信号が変化し、この変化量に基づいてタッチ位置が算出される。この相互容量方式では、受信部１０で応答信号を信号処理して得られる検出データが、送信電極７と受信電極８とによる電極交点ごとに出力されるため、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ（多点検出）が可能である。
【００２９】
制御部１１のタッチ位置算出部１７は、受信部１０から出力される電極交点ごとの検出データから所定の演算処理によってタッチ位置（タッチ領域の中心座標）を求める。このタッチ位置の演算では、Ｘ方向（送信電極７の配列方向、つまりＰＤＰ２の幅方向）とＹ方向（受信電極８の配列方向、つまりＰＤＰ２の高さ方向）とでそれぞれ隣接する複数（例えば４×４）の電極交点ごとの検出データから所要の補間法（例えば重心法）を用いてタッチ位置を求める。これにより、送信電極７及び受信電極８の配置ピッチ（例えば１０ｍｍ）より高い分解能（例えば１ｍｍ以下）でタッチ位置を検出することができる。
【００３０】
また、制御部１１のタッチ位置算出部１７では、タッチ面６の全面に渡って電極交点ごとの検出データの受信が終了する１フレーム周期ごとにタッチ位置を求める処理が行われ、タッチ位置情報がフレーム単位で外部機器１２に出力される。外部機器１２では、時間的に連続する複数のフレームのタッチ位置情報に基づいて、各タッチ位置を時系列に連結する表示画面データを生成して、ＰＤＰ制御部３に出力する。なお、マルチタッチの場合には、複数の指示物によるタッチ位置を含むタッチ位置情報がフレーム単位で出力される。
【００３１】
送信部９は、駆動信号となるパルスを発生する送信パルス発生部１３と、送信電極７を１本ずつ選択して、送信パルス発生部１３から出力されたパルスを送信電極７に順次印加する電極選択部１４と、を備えている。
【００３２】
受信部１０は、受信電極８から出力される応答信号を処理する受信信号処理部１６と、受信電極８を１本ずつ選択して、受信電極８からの応答信号を受信信号処理部１６に順次入力させる電極選択部１５と、を備えている。
【００３３】
送信部９および受信部１０は、制御部１１から出力される同期信号に応じて動作し、送信部９において１本の送信電極７に駆動信号を印加する間に、受信部１０において受信電極８を１本ずつ選択して受信電極８からの応答信号を受信信号処理部１６に順次入力させて信号処理を行わせ、この１ライン分のスキャン動作を全ての送信電極７について順次繰り返すことで、全ての電極交点ごとの検出データを取得することができる。
【００３４】
図２は、受信信号処理部１６の概略構成図である。この受信信号処理部１６は、ＩＶ変換部２１と、バンドパスフィルタ２２と、絶対値検知部２３と、積分部２４と、サンプルホールド部２５と、ＡＤ変換部２６とを備えている。
【００３５】
ＩＶ変換部２１では、電極選択部１５を介して入力される受信電極８の応答信号（充放電電流信号）が電圧信号に変換される。バンドパスフィルタ２２では、ＩＶ変換部２１の出力信号に対して、送信電極７に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号を除去する処理が行われる。絶対値検出部（整流部）２３では、バンドパスフィルタ２２の出力信号に対して全波整流が行われる。積分部２４では、絶対値検出部２３の出力信号を時間軸方向に積分する処理が行われる。サンプルホールド部２５では、積分部２４の出力信号を所定のタイミングでサンプリングする処理が行われる。ＡＤ変換部２６では、サンプルホールド部２５の出力信号をＡＤ変換して電極交点ごとの検出データ（レベル信号）を出力する。
【００３６】
図３は、ＰＤＰ２の放電制御を説明する模式図である。図４は、ＰＤＰ２の放射ノイズを示す波形図であり、（Ａ）の要部を（Ｂ）に拡大して示す。
【００３７】
図３に示すように、ＰＤＰ２は、走査電極３１とアドレス電極３２とを備えており、この走査電極３１とアドレス電極３２とは互いに直交する向きに配置されている。走査電極３１は、走査電極３１とアドレス電極３２との交点部分に形成された放電セルを発光させるために所要の電位を与えるものであり、アドレス電極３２は、発光させる放電セルを選択して発光位置を制御するものである。
【００３８】
このＰＤＰ２は、ＡＤＳサブフィールド法（Address and Display period Separated sub-field method，アドレス・表示分離型サブフィールド法）により駆動され、１フレーム（１６．７ｍＳ）が、時間軸上で複数（図４に示す例では１０個）のサブフィールドに分割され、各サブフィールドで、初期化放電とアドレス放電と維持放電とが順次繰り返されることで、多階調の画像を表示することができる。
【００３９】
図３（Ａ）に示す初期化放電では、全ての走査電極３１で一斉に放電が行われ、図３（Ｂ）に示すアドレス放電では、走査電極３１を１本ずつ選択して放電が行われ、図３（Ｃ）に示す維持放電では、再び全ての走査電極３１で一斉に放電が行われ、この維持放電により、アドレス放電時に走査電極３１とアドレス電極との組合せで選択された放電セルが発光し、この初期化放電、アドレス放電および維持放電が１回行われることで１フレームにおける１階調分の画像が表示される。
【００４０】
このように動作するＰＤＰ２においては、図４に示すように、維持放電期間では常時大きな放射ノイズが発生しており、初期化放電でも大きな放射ノイズが発生する。一方、アドレス放電期間では、画面の上側から下側に向けて走査電極３１が１本ずつ選択されて放電が行われるため、選択された走査電極３１からのみ放射ノイズが発生し、走査電極３１の位置に応じて放射ノイズの発生タイミングが異なり、放電が行われる走査電極３１から離間した受信電極８に大きな放射ノイズが混入しない。
【００４１】
このように初期化放電期間、アドレス放電期間、および維持放電期間のいずれにおいても放射ノイズが発生しており、これらの放射ノイズが発生するタイミングと重なるようにタッチパネル装置４でスキャン動作を行うと、放射ノイズの影響でタッチ位置の誤検出が発生する。そこで本実施形態では、以下に説明するように、放射ノイズの発生タイミングを避けてスキャン動作を行う、すなわちアドレス放電期間において放電が行われる走査電極３１から離間した受信電極８を対象にしてスキャン動作を行うようにしている。
【００４２】
図５は、タッチパネル装置４の送信電極７および受信電極８とＰＤＰ２の走査電極３１およびアドレス電極３２の配置状態を示す模式図であり、図５（Ａ）に本実施形態を、図５（Ｂ）に比較例をそれぞれ示す。
【００４３】
図５（Ａ）に示すように、本実施形態では、タッチパネル装置４のパネル本体５において送信電極７がＹ方向に延在し、受信電極８がＸ方向に延在しており、一方、ＰＤＰ２においては走査電極３１がＸ方向に延在し、アドレス電極３２がＹ方向に延在しており、タッチパネル装置４の受信電極８とＰＤＰ２の走査電極３１とは互いに平行する方向に配置されている。
【００４４】
このため、放電が行われている走査電極３１の近傍の受信電極８では、放電による放射ノイズの影響を受けるが、放電が行われている走査電極３１から十分に離間した受信電極８では、放電による放射ノイズの影響が及ばない。したがって、アドレス放電期間で、査電極３１が１本ずつ選択されて放電が行われている状態では、放電が行われている走査電極３１を検知して、その走査電極３１から離間した受信電極８を選択して応答信号を受信するようにすると、放射ノイズの影響を受けないタッチ位置の検出が可能になる。
【００４５】
一方、図５（Ｂ）に示す比較例では、タッチパネル装置４の送信電極７および受信電極８が図５（Ａ）に示す本実施形態とは逆に配置され、タッチパネル装置４の受信電極８が、ＰＤＰ２の走査電極３１と直交する方向に配置されている。この場合、走査電極３１と受信電極８とが交差しているため、走査電極３１が１本でも放電を行うと、全ての受信電極８が放射ノイズの影響を受けることになり、アドレス放電期間でも放射ノイズの影響を受けないタッチ位置の検出が難しくなる。
【００４６】
次に、本タッチパネル装置４においてＰＤＰ２の放電を避けてスキャン動作を行う構成について説明する。図６は、タッチパネル装置４におけるＰＤＰ２の放電を検知する要部の概略構成図である。図７は、アドレス放電期間におけるスキャン動作の状況を示す模式図である。
【００４７】
図６に示すように、タッチパネル装置４は、ＰＤＰ２の放射ノイズを検出する複数（ここでは４つ）のアンテナ（放電検知手段）１８ａ〜１８ｄを備えており、制御部１１は、アンテナ１８ａ〜１８ｄの出力信号に基づいて、ＰＤＰ２の放電を検知するアンテナ受信回路（放電検知手段）１９を備えている。
【００４８】
第１〜第４の各アンテナ１８ａ〜１８ｄは、走査電極３１が配列されたＹ方向に複数並べて設けられ、各アンテナ１８ａ〜１８ｄの近傍に位置する走査電極３１での放電による放射ノイズが、各アンテナ１８ａ〜１８ｄで検出される。アンテナ１８ａ〜１８ｄは、例えば基板上に導線をループ状に形成したものでよく、感度を高めるためにＰＤＰ２の動作周波数の近傍に共振周波数を有する特性に設定するとよい。
【００４９】
アンテナ受信回路１９は、アンテナ１８ａ〜１８ｄから出力されるアナログ信号を処理して、放電の有無を示す放電検知信号を出力する。アンテナ１８ａ〜１８ｄの近傍の走査電極３１で放電が行われていると、アンテナ１８ａ〜１８ｄで検出される放射ノイズが顕著になるため、アンテナ１８ａ〜１８ｄの出力信号を適宜に処理して所定の閾値と比較することにより、アンテナ１８ａ〜１８ｄの近傍の走査電極３１での放電の有無を判別することができる。
【００５０】
制御部１１では、アンテナ受信回路１９の検知結果に基づいて、走査電極３１で行われる放電の有無を判別し、その走査電極３１から離間した位置にある受信電極８を対象にしてスキャン動作を行う、すなわち、放電が行われている走査電極３１から離間した位置にある受信電極８を選択して受信電極８からの応答信号を受信信号処理部１６に入力させるようにしている。
【００５１】
特にここでは、ＰＤＰ２の画面が、各アンテナ１８ａ〜１８ｄに対応して、走査電極３１が配列されたＹ方向に沿って第１〜第４の放電監視領域Ａ〜Ｄに分割され、制御部１１では、走査電極３１で行われる放電の有無が、第１〜第４の放電監視領域Ａ〜Ｄごとに判別される。アドレス放電期間では、走査電極３１が１本ずつ選択されて放電が行われるため、第１〜第４の放電監視領域Ａ〜Ｄの１つのみで放電が検知され、残りの放電が行われていない放電監視領域Ａ〜Ｄに位置する受信電極８を対象にしてスキャン動作が行われる。
【００５２】
図７に示す例では、第２の放電監視領域Ｂの走査電極３１で放電が行われており、この第２の放電監視領域Ｂを除く放電監視領域、すなわち第１の放電監視領域Ａ、第３の放電監視領域Ｃおよび第４の放電監視領域Ｄの受信電極８を対象にしてスキャン動作が行われる。
【００５３】
ここで、走査電極３１での放電による放射ノイズの影響が、その走査電極３１が位置する放電監視領域Ａ〜Ｄと隣り合う放電監視領域Ａ〜Ｄに位置する受信電極８に及ばないようにする必要があり、これには、走査電極３１での放電による放射ノイズの影響範囲を考慮して、第１〜第４の放電監視領域Ａ〜Ｄの大きさを設定すればよく、この放電監視領域Ａ〜Ｄの大きさに応じた数のアンテナが設けられる。
【００５４】
次に、タッチパネル装置４で行われるスキャン動作の手順を具体的に説明する。図８は、タッチパネル装置４の制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図である。
【００５５】
ここでは、アンテナ受信回路１９から出力される放電検知信号に基づいて、第１〜第４の各放電監視領域Ａ〜Ｄでの放電の有無を順次判定し（ＳＴ１０１〜ＳＴ１０４）、放電が行われていない放電監視領域Ａ〜Ｄを対象にしてスキャン動作を行う、すなわち放電が行われていない放電監視領域Ａ〜Ｄ内の受信電極８を電極選択部１５で順次選択して、受信電極８から出力される応答信号を受信信号処理部１６に入力させ、受信信号処理部１６から制御部１１に検出データを転送する（ＳＴ１０５〜ＳＴ１０８）。
【００５６】
このとき、第１の放電監視領域Ａから順番に放電の有無を判定し、第１の放電監視領域Ａで放電が行われていれば、第２の放電監視領域Ｂ内の受信電極８が順次選択され、次いで第３の放電監視領域Ｃおよび第４の放電監視領域Ｄ内の受信電極８が順次選択される。
【００５７】
ここで、アドレス放電期間では、走査電極３１が１本ずつ選択されて放電が行われるため、第１〜第４の放電監視領域Ａ〜Ｄの１つのみで放電があるものと判定され、残りの放電のない放電監視領域Ａ〜Ｄに位置する受信電極８を対象にしてスキャン動作が行われる。一方、初期化放電期間および維持放電期間では、全ての走査電極３１で一斉に放電が行われるため、第１〜第４の放電監視領域Ａ〜Ｄの全てで放電があるものと判定されるため、スキャン動作は行われない。
【００５８】
ところで、タッチパネル装置４においてスキャン動作時の受信電極８の選択を配列順に行う、例えば画面の上から下に向けて順に行う場合、選択すべき受信電極８が、走査電極３１の放電による放射ノイズの影響範囲内に入ると、その受信電極８の選択を一時的に停止し、選択すべき受信電極８が、走査電極３１の放電による放射ノイズの影響範囲から外れるまで待機することになる。
【００５９】
例えば、図８に示した手順で放電監視領域Ａ〜Ｄごとのスキャン動作を行う場合、第１の放電監視領域Ａで放電が行われていると、第２の放電監視領域Ｂでスキャン動作を行うことになるが、この第２の放電監視領域Ｂのスキャン動作の途中で第２の放電監視領域Ｂで放電が開始されると、第２の放電監視領域Ｂのスキャン動作を一時的に停止し、第２の放電監視領域Ｂの放電が終了するまで待機することになる。
【００６０】
このようにスキャン動作の途中で待機時間が発生すると、１フレーム分のスキャン動作に要する時間（フレームレート）が長くなり、タッチ位置の検出速度が低くなる。タッチ位置の検出速度が低いと、指等の指示物によるタッチ操作にタッチ位置の検出処理を追従させることができなくなり、例えばユーザが指示物を動かした際の指示物の軌跡に沿って線が描画される手書きモードでは、線が途切れた状態で描画される不具合が生じ、使い勝手が低下する。
【００６１】
このようなタッチ位置の検出速度に起因する描画性能の低下を避けるには、スキャン動作時の待機時間をなくす、あるいは短くする必要があり、この点を改善した制御の例を以下に説明する。
【００６２】
図９は、ＰＤＰ２で行われる放電およびタッチパネル装置４で行われるスキャン動作の状況を示す模式図である。ここでは、第１〜第４の放電監視領域Ａ〜Ｄごとにアドレス放電時の放電順序を事前に取得して、その放電順序にしたがって放電が行われていない放電監視領域Ａ〜Ｄに位置する受信電極８を対象にしてスキャン動作を行うようにしている。図示する例では、アドレス放電期間において、画面の上から下に向けて走査電極３１で放電が行われ、放電監視領域Ａ〜Ｄの放電順序はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの順となる。
【００６３】
特にここでは、放電順序が最初の放電監視領域Ａ〜Ｄ（図示する例ではＡ）について放電の開始と終了とを検知し、最初の放電監視領域Ａ〜Ｄでの放電の終了を検知すると、放電順序にしたがって各放電監視領域Ａ〜Ｄを対象にして順次スキャン動作を実行する。
【００６４】
これにより、アドレス放電が終了した放電監視領域Ａ〜Ｄを順にスキャンすることになり、アドレス放電とスキャン動作とが同一の放電監視領域Ａ〜Ｄで行われることを避けることができる。また、時間的に効率よくスキャンすることができるため、スキャン時の待機時間をなくし、あるいは短くして、タッチ位置検出の高速化を図ることができる。  
【００６５】
なお、放電監視領域Ａ〜Ｄでの放電の開始は、その放電監視領域Ａ〜Ｄ内の最初の走査電極３１で放電が行われるタイミングであり、放電監視領域Ａ〜Ｄでの放電の終了は、その放電監視領域Ａ〜Ｄ内の最後の走査電極３１で放電が行われるタイミングであり、第１〜第４の各アンテナ１８ａ〜１８ｄの出力信号が示す放射ノイズの大きさに基づいて判別することができる。
【００６６】
また、フレームごとに放電順序が変わる可能性がある場合には、フレームごとに放電順序を調べる。この場合、図示するように、最初のサブフィールドのアドレス放電期間で放電順序を調べて、以降のサブフィールドのアドレス放電期間でスキャン動作を行う。
【００６７】
次に、図９に示したスキャン動作の手順を具体的に説明する。図１０、図１１は、タッチパネル装置４の制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図である。
【００６８】
ここでは、まず、図１０に示すように、新しいフレームに変わったか否かを判定し、新しいフレームに変わった場合には（ＳＴ２０１でＹｅｓ）、放電順序取得の処理を行う。この放電順序取得では、アンテナ受信回路１９から出力される放電検知信号に基づいて、第１〜第４の放電監視領域Ａ〜Ｄのいずれかで放電を検知したかを判定し（ＳＴ２０２）、放電を検知した場合には、放電を検知した放電監視領域Ａ〜Ｄの情報をメモリに記憶する（ＳＴ２０３）。
【００６９】
そして、全ての放電監視領域Ａ〜Ｄの情報が記憶されると（ＳＴ２０４でＹｅｓ）、図１１に示すスキャン動作に進む。この処理により、アドレス放電期間で走査電極３１で順次放電が行われるのに応じて、放電監視領域Ａ〜Ｄの放電順序を取得することができる。
【００７０】
一方、新しいフレームに変わっていない場合、すなわち同一のフレームにおける次のサブフィールドの処理の場合には（ＳＴ２０１でＮｏ）、前記の放電順序取得の処理は省略され、メモリに記憶された放電順序に基づいて図１１に示すスキャン動作が実行される。
【００７１】
このスキャン動作では、アンテナ受信回路１９から出力される放電検知信号に基づいて、初期化放電を検知してアドレス放電期間に入ったものと判断すると（ＳＴ２０５でＹｅｓ）、まず、放電順序がｉ番目の放電監視領域の記録を読み出す（ＳＴ２０６）。そして、第１〜第４の放電監視領域Ａ〜Ｄのいずれかで放電を検知すると（ＳＴ２０７でＹｅｓ）、放電を検知した放電監視領域がｉ番目の放電監視領域と異なるか否かを判定する（ＳＴ２０８）。
【００７２】
ここで、放電を検知した放電監視領域がｉ番目の放電監視領域と異なる場合には（ＳＴ２０８でＹｅｓ）、ｉ番目の放電監視領域の受信電極８を対象にしてスキャン動作を実行する。この場合には、記録された放電順序が実際と異なるため、次にｉ番目の放電監視領域の記録を書き換える処理を行う（ＳＴ２１０）。一方、放電を検知した放電監視領域がｉ番目の放電監視領域と同じ場合には（ＳＴ２０８でＮｏ）、そのｉ番目の放電監視領域で放電が終了したところで（ＳＴ２１１でＹｅｓ）、ｉ番目の放電監視領域の受信電極８を対象にしてスキャン動作を実行する（ＳＴ２１２）。
【００７３】
そして、放電順序を示す変数ｉを１増分し（ＳＴ２１３）、ついで、第１〜第４の放電監視領域Ａ〜Ｄの全てが終了していない場合には（ＳＴ２１４でＮｏ）、次の放電順序の放電監視領域Ａ〜Ｄの処理に進み、これを放電監視領域Ａ〜Ｄの全てが終了するまで繰り返し、放電監視領域Ａ〜Ｄの全てが終了すると（ＳＴ２１４でＹｅｓ）、放電順序を示す変数ｉを初期化して（ＳＴ２１５）、次のフレームの処理に進む。
【００７４】
なお、アンテナ１８ａ〜１８ｄにて検出される放射ノイズの大きさ、放射ノイズが連続して発生する時間、および第１〜第４の各放電監視領域Ａ〜Ｄの全てで放射ノイズが検出されたか否かにより、初期化放電とアドレス放電と維持放電とを判別することができる。すなわち、放射ノイズが放電監視領域Ａ〜Ｄの全てで大きく且つ放射ノイズの発生時間が短い場合には初期化放電と判断することができ、放射ノイズが放電監視領域Ａ〜Ｄの全てで大きく且つ放射ノイズの発生時間が長い場合には維持放電と判断することができ、放射ノイズが放電監視領域Ａ〜Ｄのいずれか１つで特に大きい場合にはアドレス放電と判断することができる。
【００７５】
図１２は、送信電極７および受信電極８を示す平面図である。送信電極７は、導線４１ａ，４１ｂが格子状に配置されたメッシュ状電極で構成されている。導線４１ａは、送信電極７の長手方向に対して時計方向に所定角度θだけ傾いた方向に延在し、導線４１ｂは、送信電極７の長手方向に対して反時計方向に所定角度θだけ傾いた方向に延在し、導線４１ａ，４１ｂの交差角度２θを９０度より小さくすることで、菱形格子が連続する形態をなしている。なお、導線４１ａ，４１ｂは、交差部分で互いに電気的に接続されている。
【００７６】
受信電極８も、送信電極７と同様に、導線４２ａ，４２ｂが格子状に配置されたメッシュ状電極で構成されており、導線４２ａ，４２ｂの配置形態も、送信電極７の導線４１ａ，４１ｂと同様である。
【００７７】
このように送信電極７および受信電極８を構成して、導線４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂを微細な線径に形成することにより、送信電極７および受信電極８を見えにくくして、タッチパネル装置４の背面側に配置されるＰＤＰ２の画面の視認性を高めることができ、さらに、ＰＤＰ２の画素パターンに送信電極７および受信電極８が重なり合うことで発生するモアレを抑制することができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、図１などに示したように、ＰＤＰ２の放射ノイズを検出するためにアンテナ１８ａ〜１８ｄを設けたが、受信電極８をアンテナとして利用して受信電極８で放射ノイズを検出する構成も可能である。この場合、スキャン動作が行われていない状態で受信電極８からの出力信号を処理することでＰＤＰ２の放電を検知することができる。
【００７９】
また、本実施形態では、ＰＤＰ２の画面を４つの放電監視領域Ａ〜Ｄに分割したが、本発明はこれに限定されるものではなく、走査電極３１での放電による放射ノイズの影響範囲などを考慮して適宜に設定すればよい。また、ＰＤＰ２の放射ノイズを検出するアンテナ１８ａ〜１８ｄを放電監視領域に１つずつ設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つの放電監視領域に複数のアンテナを対応させる構成も可能であり、特に受信電極８をアンテナとして利用する場合には、このような構成を採用するとよい。
【００８０】
また、本実施形態では、走査電極３１で行われる放電の有無を複数の放電監視領域Ａ〜Ｄごとに判定して、放電監視領域Ａ〜Ｄ単位でスキャン動作を行うものとしたが、アンテナを多数設けたり、あるいは受信電極８をアンテナとして利用すれば、走査電極３１の１本ずつについて放電の有無を判別することも可能である。
【００８１】
また、本実施形態では、放電が行われている走査電極３１から離間した位置にある受信電極８を対象にしてスキャン動作を行うようにしたが、本発明では少なくとも、放電が行われている走査電極３１から離間した位置にある受信電極８の応答信号による電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求めれば、ＰＤＰ２の放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができ、例えば、スキャン動作を、いずれの走査電極３１で放電が行われているかに関係なく実行した上で、放電が行われている走査電極３１の近傍に位置する受信電極８の応答信号による検出データを破棄して、その破棄された検出データを再取得するためにスキャン動作をやり直すようにしてもよい。
【００８２】
また、本実施形態では、図１２に示したように、送信電極７および受信電極８をメッシュ状電極で構成したが、本発明における送信電極および受信電極はこれに限定されるものではなく、例えば電極となる導線を１方向に配列しただけの構成も可能であり、さらに不透明な金属材料を用いた電極の他に、ＩＴＯなどによる透明電極を採用することも可能である。
【００８３】
また、本実施形態では、ＰＤＰ２の放射ノイズに基づいて走査電極３１の放電を検知するものとしたが、ＰＤＰ２側から放電を行う走査電極３１を識別する信号を出力させ、その信号に基づいてタッチパネル装置２側で走査電極３１の放電を検知する構成も可能である。この場合、ＰＤＰ２側に信号を生成出力する手段を設ける必要がある。これに対して、ＰＤＰ２の放射ノイズに基づいて放電を検知する構成は、ＰＤＰ２側に特別な構成を付加する必要がなく、簡便に実施することができ、製造コストの上昇を抑えることができる利点が得られる。
【００８４】
また、本実施形態では、受信部１０において受信電極８を１本ずつ選択するものとしたが、これは受信電極８を排他的に選択する構成に限定するものではなく、例えば受信電極８を所定本数ごとにグループ分けするとともに、そのグループごとに受信信号処理部を設けて、グループ内で受信電極８を１本ずつ選択する一方で、各グループ間で並行して受信電極８を選択する構成も可能である。この場合、受信電極８を放電監視領域に対応してグループ分けするとよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明にかかるタッチパネル装置およびこれを備えたプラズマディスプレイ装置は、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる効果を有し、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるタッチパネル装置およびこれを備えたプラズマディスプレイ装置などとして有用である。
【符号の説明】
【００８６】
１  プラズマディスプレイ装置
２  ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
３  ＰＤＰ制御部
４  タッチパネル装置
５  パネル本体
６  タッチ面
７  送信電極
８  受信電極
９  送信部
１０  受信部
１１  制御部
１６  受信信号処理部
１７  タッチ位置算出部
１８ａ〜１８ｄ  アンテナ（放電検知手段）
１９  アンテナ受信回路（放電検知手段）
３１  走査電極
３２  アドレス電極
Ａ〜Ｄ  放電監視領域
【図１】
2012226423.tif 000003
【図２】
2012226423.tif 000004
【図３】
2012226423.tif 000005
【図４】
2012226423.tif 000006
【図５】
2012226423.tif 000007
【図６】
2012226423.tif 000008
【図７】
2012226423.tif 000009
【図８】
2012226423.tif 000010
【図９】
2012226423.tif 000011
【図１０】
2012226423.tif 000012
【図１１】
2012226423.tif 000013
【図１２】
2012226423.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月23日(2012.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、
前記送信電極を順次選択して駆動信号を印加する送信部と、
前記受信電極を順次選択して前記駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、
前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、
前記プラズマディスプレイパネルの放電を検知する放電検知手段と、を備え、
前記受信電極は、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と平行する方向に配置され、
前記制御部は、前記放電検知手段の検知結果に基づいて、前記走査電極で行われる放電の有無を判別し、放電が行われている前記走査電極から離間した位置にある前記受信電極からの応答信号による電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求めることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記放電検知手段の検知結果に基づいて、前記走査電極で行われる放電の有無を、前記走査電極が配列された方向に分割された複数の放電監視領域ごとに判別し、放電が行われていない前記放電監視領域に位置する前記受信電極からの応答信号による電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求め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】
前記制御部は、前記プラズマディスプレイパネルでアドレス放電が行われる順序を前記放電監視領域ごとに判別し、このアドレス放電の順序が最初となる前記放電監視領域でアドレス放電が終了したことを検知すると、アドレス放電の順序にしたがって前記放電監視領域内の受信電極を順次選択するスキャン動作を実行することを特徴とする請求項２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記放電検知手段は、前記走査電極が配列された方向に複数並べて設けられたアンテナを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のタッチパネル装置を、プラズマディスプレイパネルの前面に備えたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明のタッチパネル装置は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、前記送信電極を順次選択して駆動信号を印加する送信部と、前記受信電極を順次選択して前記駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、前記プラズマディスプレイパネルの放電を検知する放電検知手段と、を備え、前記受信電極は、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と平行する方向に配置され、前記制御部は、前記放電検知手段の検知結果に基づいて、前記走査電極で行われる放電の有無を判別し、放電が行われている前記走査電極から離間した位置にある前記受信電極からの応答信号による電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める構成とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、前記送信電極を順次選択して駆動信号を印加する送信部と、前記受信電極を順次選択して前記駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、前記プラズマディスプレイパネルの放電を検知する放電検知手段と、を備え、前記受信電極は、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と平行する方向に配置され、前記制御部は、前記放電検知手段の検知結果に基づいて、前記走査電極で行われる放電の有無を判別し、放電が行われている前記走査電極から離間した位置にある前記受信電極からの応答信号による電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める構成とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、放電が行われている走査電極から離間した位置にある受信電極には、走査電極での放電による放射ノイズの影響が及ばないため、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを確実に避けることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、第２の発明は、前記制御部は、前記放電検知手段の検知結果に基づいて、前記走査電極で行われる放電の有無を、前記走査電極が配列された方向に分割された複数の放電監視領域ごとに判別し、放電が行われていない前記放電監視領域に位置する前記受信電極からの応答信号による電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める構成とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、第３の発明は、前記制御部は、前記プラズマディスプレイパネルでアドレス放電が行われる順序を前記放電監視領域ごとに判別し、このアドレス放電の順序が最初となる前記放電監視領域でアドレス放電が終了したことを検知すると、アドレス放電の順序にしたがって前記放電監視領域内の受信電極を順次選択するスキャン動作を実行する構成とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、第４の発明は、前記放電検知手段は、前記走査電極が配列された方向に複数並べて設けられたアンテナを備えた構成とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、第５の発明は、プラズマディスプレイ装置であり、前記第１から第４の発明に係るタッチパネル装置を、プラズマディスプレイパネルの前面に備えた構成とする。