(57)【要約】【課題】タッチ操作を行うためのタッチ領域の周縁ぎりぎりまでタッチ位置の検出を可能とし、タッチ領域の外周縁部に形成されるタッチ位置を検出のできない額縁領域の幅を狭くすることができるタッチパネルを実現する。【解決手段】タッチ操作を検知する単位検知部をタッチ領域１０１が形成されるよう２次元状に配列して接続してなるパネル本体部１００ｂを備え、パネル本体部１００ｂにおけるタッチ領域１０１の最外周に位置する単位検知部である最外周単位検知部（三角パッド部）１７および１８の平面パターンは、パネル本体部における最外周単位検知部以外の単位検知部である内側単位検知部（菱形パッド部）１５および１６の平面パターンとは異なり、タッチ領域１０１の側辺に沿って並ぶ複数の最外周単位検知部（三角パッド部）１７および１８は側辺毎に電気的に接続されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報の入力をタッチ操作により行うためのタッチ領域を有し、該タッチ領域上でのタッチ位置を検出するタッチパネルであって、
該タッチ操作を検知する単位検知部を該タッチ領域が形成されるよう２次元状に配列して接続してなるパネル本体部を備え、
該パネル本体部における該タッチ領域の最外周に位置する単位検知部である最外周単位検知部の平面パターンを、該パネル本体部における最外周単位検知部以外の単位検知部である内側単位検知部の平面パターンとは異なるパターンとし、
該タッチ領域の側辺に沿って並ぶ複数の最外周単位検知部を電気的に接続した、タッチパネル。
【請求項２】
請求項１に記載のタッチパネルにおいて、
前記パネル本体部における最外周単位検知部の平面パターンは、その面積が該パネル本体部における内側単位検知部の平面パターンの面積より小さいパターンである、タッチパネル。
【請求項３】
請求項２に記載のタッチパネルにおいて、
前記内側単位検知部の平面パターンは、接続した前記複数の最外周単位検知部の配列方向と平行な線を対称軸とする線対称な形状であり、
前記最外周単位検知部の平面パターンは、該内側単位検知部の平面パターンの対称軸で切断して得られる形状にその切断部分に合わせて該対称軸と同じ長さの帯状形状を接合した形状であるタッチパネル。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタッチパネルにおいて、
前記パネル本体部を構成する単位検知部は、
操作者の指あるいは導電性操作部材が前記タッチ領域へ近接したとき、隣接する単位検知部との間での結合容量が変化するよう構成された電極パッド部である、タッチパネル。
【請求項５】
請求項４に記載のタッチパネルにおいて、
前記電極パッド部は、透明導電膜のパターニングにより形成したものであるタッチパネル。
【請求項６】
請求項５に記載のタッチパネルにおいて、
前記透明導電膜はＩＴＯ膜であるタッチパネル。
【請求項７】
請求項４に記載のタッチパネルにおいて、
前記電極パッド部は、金属膜のパターニングにより形成したものであり、該電極パッド部を構成する金属膜は、該電極パッド部を光が透過するよう網目形状となっているタッチパネル。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタッチパネルにおいて、
前記内側単位検知部の平面パターンは、菱形形状であり、
前記最外周単位検知部の平面パターンは、該菱形形状をその対角線で２分割して得られる三角形形状を含むものである、タッチパネル。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のタッチパネルにおいて、
前記内側単位検知部の平面パターンは、隣接する２つの内側単位検知部の平面パターンがひょうたん形状となるものであり、
前記最外周単位検知部の平面パターンは、隣接する２つの最外周単位検知部の平面パターンが、ひょうたん形状をその長手方向に沿った中心線で２分割して得られる２つの山型が連なった形状を含むものである、タッチパネル。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のタッチパネルを駆動制御するタッチパネルコントローラであって、
該タッチパネルを構成するパネル本体部を、
該パネル本体部における第１の方向に並ぶ複数の単位検知部を接続してなる第１の信号線と、
該パネル本体部における第２の方向に並ぶ複数の単位検知部を接続してなる第２の信号線とを含み、
該第１の信号線を構成する単位検知部と該第２の信号線を構成する単位検知部とを、隣接する一方の信号線の単位検知部の隙間に他方の信号線の単位検知部が位置するよう配列した構造とし、
該複数の第１の信号線に駆動信号を印加する信号線駆動部と、
該第１の信号線への駆動信号の印加により該第２の信号線に発生した応答信号を検知する信号線検知部とを備え、
該応答信号に基づいて前記タッチ領域に対するタッチ位置を検出する、タッチパネルコントローラ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のタッチパネルコントローラにおいて、
前記信号線検知部は、前記第２の方向に沿って配列された複数の最外周単位検知部を接続してなる第２の信号線である最外周信号線から得られる応答信号を補正する補正処理部を有する、タッチパネルコントローラ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のタッチパネルコントローラにおいて、
前記補正処理部は、前記最外周信号線から得られる応答信号を、その信号レベルが、該第２の方向に沿って配列された複数の内側単位検知部を接続してなる第２の信号線である内側信号線から得られる応答信号の信号レベルと同一レベルとなるよう補正する、タッチパネルコントローラ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のタッチパネルコントローラにおいて、
前記補正処理部は、
前記最外周信号線を構成する最外周単位検知部の平面パターンの面積と、前記内側信号線を構成する内側単位検知部の平面パターンの面積との比率に基づいて、前記最外周信号線から得られる応答信号の信号レベルを補正する、タッチパネルコントローラ。
【請求項１４】
画像表示を行う表示パネルと、該表示パネルの表示面に重なるよう配置され、情報の入力をタッチ操作により行うためのタッチパネルと、該タッチパネルを駆動制御するタッチパネルコントローラと、入力された情報を処理する信号処理部とを備えた情報処理装置であって、
該タッチパネルは、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のタッチパネルである、情報処理装置。
【請求項１５】
タッチパネルを駆動制御するタッチパネルコントローラであって、
該タッチパネルを、
タッチ操作を検知する単位検知部を、情報の入力をタッチ操作により行うためのタッチ領域が形成されるよう２次元状に複数配列し、該複数の単位検知部のうちの第１のグループの単位検知部を接続して第１の信号線を形成するとともに、該複数の単位検知部のうちの第２のグループの単位検知部を接続して第２の信号線を形成してなるパネル本体部を有するものとし、
該第１および第２の信号線のうちの該第２の信号線から出力された信号であることを判別する信号判別部と、
該第２の信号線から出力される信号のレベルを補正する信号補正部とを備えた、タッチパネルコントローラ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のタッチパネルコントローラにおいて、
前記第２の信号線を構成する単位検知部の平面パターンは、前記第１の信号線を構成する単位検知部の平面パターンより小さく、
前記信号補正部は、前記第２の信号線から出力される信号レベルを、前記第１の信号線から出力される信号レベルになるよう補正するタッチパネルコントローラ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のタッチパネルコントローラにおいて、
前記第２の信号線を構成する単位検知部は、前記タッチ領域の最外周に位置する最外周単位検知部である、タッチパネルコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチパネル、タッチパネルコントローラ、及び情報処理装置に関し、特に、タッチ操作を行うためのタッチ領域の周縁ぎりぎりまでタッチ位置の検出を可能とし、タッチ領域の外周縁部に形成されるタッチ位置を検出のできない額縁領域の幅を狭くしたタッチパネル、このようなタッチパネルを駆動制御するタッチパネルコントローラ、およびこのようなタッチパネルを備えた情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像表示を行う表示装置には、タッチパネルを備え、このタッチパネルのタッチ領域を重ねて配置した表示面に対して操作者が指またはペンなどを用いてタッチ操作を行うことにより情報を入力することができるようにしたタッチパネル付きのものがあり、従来からこのようなタッチパネル付き表示装置は個人用の携帯情報端末（ＰＤＡ）や携帯端末などのモバイル用電子機器等に用いられている。
【０００３】
図７は、このようなタッチパネルと表示装置とを組み合わせた、タッチ操作により情報入力を可能とした従来のシステム（以下タッチパネルシステムという。）を説明する図であり、図７（ａ）は、このタッチパネルシステムの概略構成を示している。
【０００４】
図７（ａ）に示すタッチパネルシステム１は、タッチパネル１０と液晶パネル（ＬＣＤ）５０とを組み合わせたものであり、液晶パネル５０上にタッチパネル１０を液晶パネル５０の表示面がタッチパネル１０のタッチ領域と重なるよう配置してなるタッチ操作部２と、液晶パネル５０で画像表示が行われるよう液晶パネル５０に表示信号Ｄｓを供給するシステム制御部（システムＣＰＵ）８０と、このシステム制御部８０からの制御信号Ｃｒｔに基づいてタッチパネル１０を駆動制御するとともに、タッチパネル１０からのタッチ位置信号Ｓｔｐをシステム制御部８０に出力するタッチパネルコントローラ１１とを有している。ここで、タッチパネルコントローラ１１は、タッチパネル１０の駆動ライン（図示せず）に駆動信号Ｄｒを供給し、この駆動信号Ｄｒの供給によりセンスライン（図示せず）に生じた検知信号Ｓｅを検出してタッチ位置信号Ｓｔｐを出力するよう構成されている。
【０００５】
なお、図７（ｂ）は、このようなタッチパネルシステム１を搭載したモバイル用電子機器１ａを示している。
【０００６】
例えば、このモバイル用電子機器１ａでは電源の投入によりタッチパネルシステム１が起動し、システム制御部８０が液晶パネル５０に表示信号（液晶信号）Ｄｓを供給すると、液晶パネル５０には、入力スイッチ等、アプリケーションに対する入力操作を行うための操作用表示が行われる。また、このときタッチパネルコントローラ１１からはタッチパネル１０に対して駆動信号Ｄｒが出力されており、タッチパネル１０ではタッチ操作可能な状態となっている。
【０００７】
このような状態で、操作者が図７（ｂ）に示すように操作用表示に従って指にてスイッチを押す等の入力操作を行うと、タッチパネル１０では押された位置が検知され、タッチパネル１０からは、押された位置の情報を含むセンス信号Ｓｅがタッチパネルコントローラ１１に出力される。
【０００８】
タッチパネルコントローラ１１ではセンス信号Ｓｅに対する信号処理により、タッチパネル１０のタッチ領域における押された位置を示すタッチ位置信号Ｓｔｐをシステム制御部８０に出力する。システム制御部８０は、表示信号Ｄｓにより液晶パネル５０に表示した表示内容と、タッチ位置信号Ｓｔｐが示す液晶パネル５０上の位置とにより、操作者が選択したスイッチなどを判定し、操作者が意図した操作に対応した処理、例えば選択したアプリケーションなどの実行を行う。
【０００９】
図８は、携帯電話におけるタッチパネルシステムの構成例を説明する図であり、タッチパネルシステムを搭載した携帯電話の構成を示している。
【００１０】
このタッチパネルシステムを搭載した携帯電話５００は、タッチパネル５１０ａおよび入力ボタン５１０ｂを有する入力操作部５１０と、液晶パネルなどの表示部５５０と、被写体の撮像を行うカメラ部５２０と、音声入出力を行う音声入出力部５６０と、文字データ、音声データ、画像データなどのデータを送受信する通信処理部５４０と、これらのデータを格納する記憶部５３０と、上記各部の動作を制御する制御部５７０とを有している。ここで、タッチパネル５１０ａは、図７（ｂ）に示すモバイル用電子機器１ａと同様、液晶パネルなどの表示部５５０に対してその表示面上にタッチ領域が重なるよう配置されている。
【００１１】
このようなタッチパネルシステムを搭載した携帯電話５００では、操作者が入力操作部５１０のタッチパネル５１０ａと入力ボタン５１０ｂとにより入力操作を行うと、入力操作に応じた入力信号に基づいて、携帯電話５００では、制御部５７０が各部を制御して、音声通信、データ通信、画像処理等のアプリケーションを実行する。
【００１２】
ところで、このようなタッチパネルには種々の方式があり、例えば、タッチされた部分の抵抗変化を検出する抵抗膜方式、容量変化を検出する静電容量方式、光の遮断を検出する赤外線センサ方式などが知られている。
【００１３】
静電容量方式のタッチパネルとしては、例えば、特許文献１で開示されているような方式がある。
【００１４】
図９は、特許文献１に開示のタッチパネルを説明する図であり、特に、このタッチパネルにおける電極構造を示している。
【００１５】
このタッチパネルＴＰは、第１の方向に延在し、第１の方向と直交する第２の方向に所定のピッチで配列された複数の検出用縦方向の電極（以下、Ｘ電極という。）Ｘ１〜Ｘ４と、このＸ電極と交差して第２の方向に延在し、第１の方向に所定のピッチで配列された複数の検出用横方向の電極（以下、Ｙ電極という。）Ｙ１〜Ｙ６とを有している。なお、図９の点線枠で示す部分Ｒｔがタッチ操作を行うためのタッチ領域である。
【００１６】
ここで、Ｘ電極Ｘ１〜Ｘ４の一方の端部はそれぞれ、引き出し配線ＬＸ１〜ＬＸ４を介して基板Ｐ１１の一辺に形成された端子部ＴＸ１〜ＴＸ４に接続されており、Ｙ電極Ｙ１〜Ｙ６の一方の端部はそれぞれ、引き出し配線ＬＹ１〜ＬＹ６を介して基板Ｐ１１の一辺に形成された端子部ＴＹ１〜ＴＹ６に接続されている。
【００１７】
また、複数のＸ電極Ｘ１〜Ｘ４の各々は、細線部Ｐ１ａと、この細線部Ｐ１ａの幅よりも広い幅の菱形のパッド部Ｐ１ｂとを第１の方向に交互に複数配置してなるものであり、複数のＹ電極の各々は、細線部Ｐ２ａと、この細線部Ｐ２ａの幅よりも広い幅の菱形のパッド部Ｐ２ｂとを第２の方向に交互に複数配置してなるものである。各Ｘ電極のパッド部Ｐ１ｂと各Ｙ電極のパッド部Ｐ２ｂとは重なることなく一定の間隔を隔てて配置され、各Ｘ電極の細線部Ｐ１ａと各Ｙ電極の細線部Ｐ２ａとは立体的に交差するよう絶縁膜（図示せず）を介して配置されている。Ｘ電極の細線部Ｐ１ａとパッド部Ｐ１ｂは同一の層によりつながっており、Ｙ電極の細線部Ｐ２ａとパッド部Ｐ２ｂとは上記絶縁膜に形成したコンタクトホールを介して電気的に接続されている。
【００１８】
このような構成のタッチパネルでは、隣接する異なる電極のパッド部の間には静電容量（以下、単に容量という。）が形成されているが、この容量は、タッチパネルのタッチ領域の表面に指などの導体が接触した場合には、減少することとなる。つまり、一方の電極（例えば、Ｙ電極）に電圧（駆動信号）を印加したときに他方の電極（例えば、Ｘ電極）に現われる電圧（センス信号）が、タッチパネルのタッチ領域の表面に指などの導体が接触した場合には変動することとなる。
【００１９】
従って、このタッチパネルでは、入力処理部で、一方の電極を駆動したときの他方の電極に現われる電圧の変動量から、異なる電極のパッド部の間での容量変化を示す信号を検知し、検知した容量変化の信号を基に入力座標、つまりタッチ領域上でタッチ操作が行われた位置を計算する。
【００２０】
また、このような入力座標の算出は、各Ｙ電極に印加した駆動信号と、各Ｘ電極から得られるセンス信号とに基づいて行うものであるが、位置検出の精度を高めるために、隣接するＸ電極から得られるセンス信号の差分に基づいて行う方法も用いられている。
【００２１】
なお、特許文献１に開示のタッチパネルでは、Ｙ電極の他方の端部は、検査部ＰＹ１〜ＰＹ６にそれぞれ接続されており、これらの検査部ＰＹ１〜ＰＹ６の下側には絶縁膜を介して検査電極ＫＹが配置されており、この検査電極ＫＹは、基板Ｐ１１の一辺に形成された端子部ＴＫＹに接続されている。つまり、タッチパネル周辺部にある、指などの導体の接触の検知に寄与しない三角のパッドの一部を使用して、電極や配線の接続不良（断線や抵抗増大）を検知する検知回路を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２０１１−２２７７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところが、特許文献１に開示の従来のタッチパネルでは、駆動信号を印加できる両端のＹ電極は、Ｙ電極Ｙ１とＹ６であり、またセンス信号を取り出せる両端のＸ電極は、Ｘ電極Ｘ１とＸ４であり、これらの外側の三角形のパッド部が配列されている領域では、タッチ領域の側辺に沿った三角形のパッド部の配列には駆動信号を印加したり、あるいはこの三角形のパッド部の配列からのセンス信号を取り出すことができず、言い換えると、周辺の三角形のパッド部が指などの導体の接触の検知に寄与しないため、タッチパネル周辺での検知感度が低下して操作性が低下するといった問題があった。
【００２４】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、タッチ操作を行うためのタッチ領域の周縁ぎりぎりまでタッチ位置の検出を可能とし、タッチ領域の外周縁部に形成されるタッチ位置を検出のできない額縁領域の幅を狭くすることができるタッチパネル、このようなタッチパネルを駆動制御するタッチパネルコントローラ、およびこのようなタッチパネルを備えた情報処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係るタッチパネルは、情報の入力をタッチ操作により行うためのタッチ領域を有し、該タッチ領域上でのタッチ位置を検出するタッチパネルであって、該タッチ操作を検知する単位検知部を該タッチ領域が形成されるよう２次元状に配列して接続してなるパネル本体部を備え、該パネル本体部における該タッチ領域の最外周に位置する単位検知部である最外周単位検知部の平面パターンを、該パネル本体部における最外周単位検知部以外の単位検知部である内側単位検知部の平面パターンとは異なるパターンとし、該タッチ領域の側辺に沿って並ぶ複数の最外周単位検知部を電気的に接続したものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
本発明は、上記タッチパネルにおいて、前記パネル本体部における最外周単位検知部の平面パターンは、その面積が該パネル本体部における内側単位検知部の平面パターンの面積より小さいパターンであることが好ましい。
【００２７】
本発明は、上記タッチパネルにおいて、前記内側単位検知部の平面パターンは、接続した前記複数の最外周単位検知部の配列方向と平行な線を対称軸とする線対称な形状であり、前記最外周単位検知部の平面パターンは、該内側単位検知部の平面パターンの対称軸で切断して得られる形状にその切断部分に合わせて該対称軸と同じ長さの帯状形状を接合した形状であることが好ましい。
【００２８】
本発明は、上記タッチパネルにおいて、前記パネル本体部を構成する単位検知部は、操作者の指あるいは導電性操作部材が前記タッチ領域へ近接したとき、隣接する単位検知部との間での結合容量が変化するよう構成された電極パッド部であることが好ましい。
【００２９】
本発明は、上記タッチパネルにおいて、前記電極パッド部は、透明導電膜のパターニングにより形成したものであることが好ましい。
【００３０】
本発明は、上記タッチパネルにおいて、前記透明導電膜はＩＴＯ膜であることが好ましい。
【００３１】
本発明は、上記タッチパネルにおいて、前記電極パッド部は、金属膜のパターニングにより形成したものであり、該電極パッド部を構成する金属膜は、該電極パッド部を光が透過するよう網目形状となっていることが好ましい。
【００３２】
本発明は、上記タッチパネルにおいて、前記内側単位検知部の平面パターンは、菱形形状であり、前記最外周単位検知部の平面パターンは、該菱形形状をその対角線で２分割して得られる三角形形状を含むものであることが好ましい。
【００３３】
本発明は、上記タッチパネルにおいて、前記内側単位検知部の平面パターンは、隣接する２つの内側単位検知部の平面パターンがひょうたん形状となるものであり、前記最外周単位検知部の平面パターンは、隣接する２つの最外周単位検知部の平面パターンが、ひょうたん形状をその長手方向に沿った中心線で２分割して得られる２つの山型が連なった形状を含むものであることが好ましい。
【００３４】
本発明に係るタッチパネルコントローラは、上述した本発明に係るタッチパネルを駆動制御するタッチパネルコントローラであって、該タッチパネルを構成するパネル本体部を、該パネル本体部における第１の方向に並ぶ複数の単位検知部を接続してなる第１の信号線と、該パネル本体部における第２の方向に並ぶ複数の単位検知部を接続してなる第２の信号線とを含み、該第１の信号線を構成する単位検知部と該第２の信号線を構成する単位検知部とを、隣接する一方の信号線の単位検知部の隙間に他方の信号線の単位検知部が位置するよう配列した構造とし、該複数の第１の信号線に駆動信号を印加する信号線駆動部と、該第１の信号線への駆動信号の印加により該第２の信号線に発生した応答信号を検知する信号線検知部とを備え、該応答信号に基づいて前記タッチ領域に対するタッチ位置を検出するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３５】
本発明は、上記タッチパネルコントローラにおいて、前記信号線検知部は、前記第２の方向に沿って配列された複数の最外周単位検知部を接続してなる第２の信号線である最外周信号線から得られる応答信号を補正する補正処理部を有することが好ましい。
【００３６】
本発明は、上記タッチパネルコントローラにおいて、前記補正処理部は、前記最外周信号線から得られる応答信号を、その信号レベルが、該第２の方向に沿って配列された複数の内側単位検知部を接続してなる第２の信号線である内側信号線から得られる応答信号の信号レベルと同一レベルとなるよう補正することが好ましい。
【００３７】
本発明は、上記タッチパネルコントローラにおいて、前記補正処理部は、前記最外周信号線を構成する最外周単位検知部の平面パターンの面積と、前記内側信号線を構成する内側単位検知部の平面パターンの面積との比率に基づいて、前記最外周信号線から得られる応答信号の信号レベルを補正することが好ましい。
【００３８】
本発明に係る情報処理装置は、画像表示を行う表示パネルと、該表示パネルの表示面に重なるよう配置され、情報の入力をタッチ操作により行うためのタッチパネルと、該タッチパネルを駆動制御するタッチパネルコントローラと、入力された情報を処理する信号処理部とを備えた情報処理装置であって、該タッチパネルは、上述した本発明に係るタッチパネルであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３９】
本発明に係るタッチパネルコントローラは、タッチパネルを駆動制御するタッチパネルコントローラであって、該タッチパネルを、タッチ操作を検知する単位検知部を、情報の入力をタッチ操作により行うためのタッチ領域が形成されるよう２次元状に複数配列し、該複数の単位検知部のうちの第１のグループの単位検知部を接続して第１の信号線を形成するとともに、該複数の単位検知部のうちの第２のグループの単位検知部を接続して第２の信号線を形成してなるパネル本体部を有するものとし、該第１および第２の信号線のうちの該第２の信号線から出力された信号であることを判別する信号判別部と、該第２の信号線から出力される信号のレベルを補正する信号補正部とを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４０】
本発明は、上記タッチパネルコントローラにおいて、前記第２の信号線を構成する単位検知部の平面パターンは、前記第１の信号線を構成する単位検知部の平面パターンより小さく、前記信号補正部は、前記第２の信号線から出力される信号レベルを、前記第１の信号線から出力される信号レベルになるよう補正することが好ましい。
【００４１】
本発明は、上記タッチパネルコントローラにおいて、前記第２の信号線を構成する単位検知部は、前記タッチ領域の最外周に位置する最外周単位検知部であることが好ましい。
【００４２】
次に作用について説明する。
【００４３】
本発明においては、情報の入力をタッチ操作により行うためのタッチ領域が形成されるよう、該タッチ操作を検知する単位検知部を２次元状に配列してなるパネル本体部を備え、該パネル本体部における該タッチ領域の最外周に位置する単位検知部の平面パターンを、該パネル本体部における最外周の単位検知部以外の単位検知部の平面パターンとは異なるパターンとし、該タッチ領域の側辺に沿って並ぶ複数の最外周の単位検知部を該側辺毎に電気的に接続したので、タッチ領域の端の部分まで、隣接する単位検知部間の静電容量の情報を取得可能となり、これにより、単位検知部が配列されたタッチ領域のより広い範囲でタッチ認識の精度を上げることができる。
【００４４】
また、タッチ領域の最外周に配置される単位検知部の平面形状を、タッチ領域の最外周より内側に配置される単位検知部の平面形状に対して変更することで、タッチ領域を、タッチパネルを搭載した商品（例えば携帯端末）の形状として通常使用されることの多い四角形の形状に簡単に合わせることができる。
【００４５】
特に、タッチ領域の最外周以外の内側に配置される単位検知部の平面形状を菱形とすることで、最外周に配置される単位検知部の平面形状には、２次元の最も単純な図形である菱形の半分の三角形を用いて、タッチ領域を商品の形状として通常使用されることの多い四角形の形状にすることができる。
【００４６】
また、タッチ領域の最外周以外に配置される単位検知部を菱形にし、タッチ領域の最外周に配置される単位検知部を菱形の半分の三角形状とすることで、タッチ領域に配列された単位検知部の配列パターンが左右対称でかつ上下対称なものとなり、横方向に並ぶ単位検知部を接続してなる透光性電極と、縦方向に並ぶ単位検知部を接続してなる透光性電極のいずれをも、駆動信号を印加する透光性電極あるいはセンス信号を取り出す透光性電極として用いることができる。
【００４７】
このため、このようなタッチパネルでは、駆動信号を印加する透光性電極とセンス信号を取り出す透光性電極とを、タッチ領域での容量検出処理毎に切り替えることも可能となり、より一層タッチ位置の検出精度を高めることができる。
【００４８】
さらに、タッチパネルは液晶パネルなどの表示装置の表示面上に配置されることから、タッチパネルを構成する単位検知部にＩＴＯ膜などの透光性導電部材を使用することで、表示装置の表示品位を保つことが可能となる。
【００４９】
また、本発明においては、前記単位検知部（電極パッド部）を、金属材料からなり、光が透過するよう網目形状を有する構造としたので、低抵抗の透光性電極を実現でき、この結果タッチパネルを大画面の表示装置に対応した構造とすることができる。
【００５０】
また、本発明においては、前記内側単位検知部の平面パターンは、隣接する２つの内側単位検知部の平面パターンがひょうたん形状となる形状とし、最外周の単位検知部の平面パターンは、隣接する２つの最外周単位検知部の平面パターンが、ひょうたん形状をその長手方向に沿った中心線で２分割して得られる２つの山型が連なった形状を含むものしたので、単位検知部の平面形状が滑らかな曲線からなる形状となり、単位検知部の平面形状の経時変化を抑えることができ、位置検出の精度が単位検知部の形状の経時変化により劣化するのを抑制することができる。
【００５１】
本発明においては、前記パネル本体部を構成する単位検知部は、操作者の指あるいは導電性操作部材が前記タッチ領域へ近接したとき、隣接する単位検知部との間での結合容量が変化するよう構成したので、これらの隣接する単位検知部間の静電容量値を検出してタッチ操作を認識することができる。このため、マルチタッチの認識が可能であり、多くのスマートフォン、タブレット端末に採用されている、広い範囲の商品に適用可能なタッチパネルをより有効なものとできる。
【００５２】
また、静電容量方式の場合、隣接する単位検知部の間の容量の変化を検知して、タッチの有無を検知するため、タッチの有無を検知するために必要なセンス信号を取り出す透光性電極および駆動信号を印加する透光性電極をできるだけタッチ領域の外側まで配置することで、より広い範囲までタッチ操作を検知することが可能となる
さらに、静電容量方式のタッチパネルの場合、物体(導電体）をタッチ領域に近づけた時に隣接する単位検知部の間での容量が変化し、その容量から物体の位置や大きさを判断するが、この容量は、単位検知部のパターンやサイズの影響を受けるため、単位検知部の形状が、タッチ領域の端部分に位置する単位検知部とそれ以外の部分に位置する単位検知部とで異なると、タッチ位置の検出精度が低下して正確にタッチ位置を検出できないこともある。この点については、本発明では、タッチパネルにおいて、タッチ領域の端部に位置する単位検知部からなる透光性電極からのセンス信号を、タッチ領域の端部以外に位置する単位検知部からなる透光性電極からのセンス信号と同じ信号レベルとなるよう補正するので、タッチ領域の端部とそれ以外の領域とで、タッチ位置の検出精度を同じ程度にしてタッチ位置をタッチ領域全面で同じ判定方法で判定することができる。
【発明の効果】
【００５３】
以上のように、本発明によれば、タッチ領域の周縁ぎりぎりまでタッチ位置の検出を可能とし、タッチ領域の外周縁部に形成されるタッチ位置を検出のできない額縁領域の幅を狭くすることができるタッチパネル、このようなタッチパネルを駆動制御するタッチパネルコントローラ、およびこのようなタッチパネルを備えた情報処理装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、本発明の実施形態１によるタッチパネルを説明する図であり、このタッチパネルを入力装置として搭載した表示装置（入力装置付き表示装置）の構成を模式的に示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態１によるタッチパネルの電極構造を示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態１によるタッチパネルを説明する図であり、図３（ａ）は、タッチパネルにおける第１の透光性電極と第２の透光性電極との交差部分（図２のＡ２部分）を示し、図３（ｂ）は、第１の透光性電極と第４の透光性電極との交差部分（図２のＢ２部分）を示し、図３（ｃ）は、第１の透光性電極と第２の透光性電極との交差部分（図２のＣ２−Ｃ２’線部分）の断面構造を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態１の変形例１によるタッチパネルを説明する図であり、タッチパネルの電極の構成として、金属材料からなるメッシュ構造を示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態１の変形例２によるタッチパネルを説明する図であり、タッチ領域を形成するパネル本体部の構成を示している。
【図６】図６は、本発明の実施形態２として、実施形態１のタッチパネルを入力操作部に用いた電子情報機器（情報処理装置）の概略構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、従来のタッチパネルシステムを説明する図であり、図７（ａ）は、このタッチパネルシステムの概略構成を示し、図７（ｂ）は、このタッチパネルシステムを搭載したモバイル用電子機器を示している。
【図８】図８は、従来の携帯電話におけるタッチパネルシステムの構成例を説明する図であり、タッチパネルシステムを搭載した携帯電話の構成を示している。
【図９】図９は、特許文献１に開示のタッチパネルを説明する図であり、このタッチパネルにおける電極構造を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００５６】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１によるタッチパネルシステムとして入力装置付き表示装置を説明する図であり、この入力装置付き表示装置の構成を模式的に示している。
【００５７】
この実施形態１による入力装置付き表示装置（以下、単に表示装置ともいう。）１００ａは概ね、画像生成装置としての液晶パネル５０と、この画像生成装置において表示光を出射する側の面（表示面）に重ねて配置されたパネル状の入力装置１００と、液晶パネル５０に表示データＤｓを供給して、その表示面に画像が表示されるよう液晶パネル５０を駆動制御する表示制御部であるホストコンピュータ８０と、入力装置１００を駆動制御する駆動部１１０とを有している。
【００５８】
ここで、この表示装置１００ａでは、液晶パネル５０は動画や静止画を表示するものであり、入力装置１００に対する入力情報に対応する指示画像を表示するようホストコンピュータ８０により制御されるようになっている。
【００５９】
従って、利用者は、この表示装置１００ａの液晶パネル５０の表示面における指示画像が表示された領域を指で接触すれば、情報の入力を行うことができる。また、入力装置１０は静電容量型のタッチパネルであり、情報の入力をタッチ操作により行うためのタッチ領域１０１を有し、このタッチ領域１０１の座標は、液晶パネル５０の表示面５０ａの座標と一対一に対応付けられている。
【００６０】
図２は、このタッチパネル１００の電極の配置を示している。
【００６１】
透光基板３の入力面には、タッチ領域１０１が形成されるよう、タッチ操作を検知する所定の平面パターンを有する単位検知部１５〜１８が行列状に配列されている。ここでは、これらの単位検知部１５〜１８は、タッチパネル１００の本体部分（パネル本体部）１００ｂを構成しており、このパネル本体部１００ｂにおけるタッチ領域１０１の最外周に位置する単位検知部である最外周単位検知部１７および１８の平面パターンを、パネル本体部１００ｂにおける最外周単位検知部以外の単位検知部である内側単位検知部１５および１６の平面パターンとは異なるパターンとし、タッチ領域１０１の側辺に沿って並ぶ複数の最外周単位検知部１７および１８を側辺毎に電気的に接続している。
【００６２】
具体的には、内側単位検知部１５および１６の平面パターンは、該内側単位検知部の配列方向と平行な線を対称軸とする線対称な形状であり、内側単位検知部１５および１６は、光透過性の導電材料（例えば、ＩＴＯ膜）からなる菱形形状の大面積の電極パッド部（以下、菱形パッド部ともいう。）である。また、最外周単位検知部１７および１８の平面パターンは、内側単位検知部（菱形パッド部）１５および１６の平面パターンの対称軸で切断して得られる形状にその切断部分に合わせて該対称軸と同じ長さの帯状形状を接合した形状であり、最外周単位検知部１７および１８は、光透過性の導電材料からなる三角形形状の電極パッド部（以下、三角パッド部ともいう。）である。この三角パッド部１７および１８は上記菱形パッド部１５および１６の略半分の面積を有している。
【００６３】
そして、タッチ領域１０１では、第１の方向Ｘに並ぶ菱形パッド部１５を電気的に接続してなる第１の方向Ｘに延びる第１の透光性電極（第１の信号線）１１ａ〜１１ｆが、第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙに配列されており、また、第２の方向Ｙに並ぶ菱形パッド部１６を電気的に接続してなる第２の方向Ｙに延びる第２の透光性電極（第１の信号線）１２ａ〜１２ｄが第１の方向Ｘに配列されている。
【００６４】
ここで、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆを構成する隣接する４つの菱形パッド１５に囲まれた隙間領域には、第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄを構成する菱形パッド部１６が位置している。また、第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄを構成する隣接する４つの菱形パッド部１６に囲まれた隙間領域には、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆを構成する菱形パッド１５が位置している。つまり、隣接する異なる透光性電極の菱形パッド１５および１６はこれらの間に静電容量が形成されるよう配置されている。
【００６５】
また、タッチ領域１０１の第１の方向Ｘに平行な両側辺部分には、第１の方向Ｘに沿って並ぶ三角パッド部１７を電気的に接続してなる第１の方向Ｘに延びる第３の透光性電極（第２の信号線）１３ａおよび１３ｂが配置されており、タッチ領域１０１の第２の方向Ｙに平行な両側辺部分には、第２の方向Ｙに沿って並ぶ三角パッド部１８を電気的に接続してなる第２の方向Ｙに延びる第４の透光性電極（第２の信号線）１４ａおよび１４ｂが配置されている。
【００６６】
ここで、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆおよび第３の透光性電極１３ａおよび１３ｂの一端側の菱形パッド１５および三角パッド１７とタッチ領域１０１の周縁との間の隙間には、第４の透光性電極１４ａを構成する三角パッド１８が位置し、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆおよび第３の透光性電極１３ａおよび１３ｂの他端側の菱形パッド１５および三角パッド１７とタッチ領域１０１の周縁との間の隙間には、第４の透光性電極１４ｂを構成する三角パッド１８が位置している。また、第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄおよび第４の透光性電極１４ａおよび１４ｂの一端側の菱形パッド１６および三角パッド１８とタッチ領域１０１の周縁との間の隙間には、第３の透光性電極１３ａを構成する三角パッド１７が位置し、第２の透光性電極１２ａ〜１２ｆおよび第４の透光性電極１４ａおよび１４ｂの他端側の菱形パッド１６および三角パッド１８とタッチ領域１０１の周縁との間の隙間には、第３の透光性電極１３ｂを構成する三角パッド１７が位置している。つまり、タッチ領域１０１の側縁部においても、隣接する異なる透光性電極の菱形パッド１５および三角パッド１７と、菱形パッド１６および三角パッド１８とは、これらの間に静電容量が形成されるよう配置されている。
【００６７】
また、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆ、第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄ、第３の透光性電極１３ａ〜１３ｂ、および第４の透光性電極１４ａ〜１４ｂは、透光性基板１１の同一面上に同一層により形成されている。このため、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆおよび第３の透光性電極１３ｂは、第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄおよび第４の透光性電極１４ａ〜１４ｂに対して、交差部分１９が複数存在する。
【００６８】
そこで、この実施形態１のタッチパネル１００では、複数の交差部分１９のいずれにおいても、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆおよび第３の透光性電極１３ａ、１３ｂは、隣接する菱形パッド部１５同士および隣接する三角パッド部１７同士が、これらの電極を構成する導電性膜により繋がった構造となっている一方で、第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄおよび第４の透光性電極１４ａ、１４ｂは、隣接する菱形パッド部１６同士、および隣接する三角パッド部１８同士を分離した構成になっている。
【００６９】
図３は、上記交差部分の構造を説明する図であり、図３（ａ）は、第１の透光性電極１１ａと第２の透光性電極１２ａとの交差部分（図２のＡ２部分）を示し、図３（ｂ）は、第１の透光性電極１１ａと第４の透光性電極１４ｂとの交差部分（図２のＢ２部分）を示し、図３（ｃ）は、第１の透光性電極１１ａと第２の透光性電極１２ａとの交差部分（図２のＣ２−Ｃ２’線部分）の断面構造を示している。
【００７０】
図３（ａ）および図３（ｃ）に示すように、第１の透光性電極１１ａと第２の透光性電極１２ａとの交差部分では、第１の透光性電極１１ａを構成する隣接する菱形パッド部１５は、この電極を構成する導電性膜によりつながっており、この菱形パッド部１５を繋ぐ部分の上側には、透光性の層間絶縁膜４ａが形成されている。また、上記交差部分では、第２の透光性電極１２ａを構成する隣接する菱形パッド部１６は分離されており、これらの菱形パッド部１６は、上記層間絶縁膜４ａの上層として形成された透光性の中継導電部材４ｂにより電気的に接続されている。これにより、第２の透光性電極１２ａは、第２の方向に配列された菱形パッド部１６が電気的に接続された構造となっている。
【００７１】
図３（ｂ）に示すように、第１の透光性電極１１ａと第４の透光性電極１４ｂとの交差部分では、第１の透光性電極１１ａを構成する菱形パッド部１５の端部にはこの電極を構成する導電性膜により配線接続部１５ｂが形成されており、この菱形パッド部１５の配線接続部１５ｂの上側には、透光性の層間絶縁膜４ａが形成されている。図３（ｂ）に示す交差部分では、第４の透光性電極１４ａを構成する隣接する三角パッド部１８は分離されており、これらの三角パッド部１８は、上記層間絶縁膜４ａの上層として形成された透光性の中継導電部材４ｂにより電気的に接続されている。これにより、第４の透光性電極１４ｂは、第２の方向に配列された三角パッド部１８が電気的に接続された構造となっている。
【００７２】
なお、第１の透光性電極１１ａと第４の透光性電極１４ａとの交差部分も、図３（ｂ）に示す、第１の透光性電極１１ａと第４の透光性電極１４ｂとの交差部分と同様な構造となっている。また、その他の第１の透光性電極と第２および第４の透光性電極との交差部分も図３で説明した交差部分の構造と同様の構造となっている。
【００７３】
さらに、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆ及び第３の透光性電極１３ａ、１３ｂはそれぞれ、引き出し配線Ｌ１ａ〜Ｌ１ｆ及びＬ３ａ、Ｌ３ｂを介して基板３の一部に配置された端子部Ｔ１ａ〜Ｔ１ｆ及びＴ３ａ、Ｔ３ｂに接続されている。また、第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄ及び第４の透光性電極１４ａ、１４ｂはそれぞれ、引き出し配線Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ及びＬ４ａ、Ｌ４ｂを介して基板３の一部に配置された端子部Ｔ２ａ〜Ｔ２ｄ及びＴ４ａ、Ｔ４ｂに接続されている。
【００７４】
このパネル本体部１００ｂでは、これらの端子部Ｔ１ａ〜Ｔ１ｆ及びＴ３ａ、Ｔ３ｂは駆動信号が印加され、また、端子部Ｔ２ａ〜Ｔ２ｄ及びＴ４ａ、Ｔ４ｂからはセンス信号が出力されるようになっている。
【００７５】
このような構成のパネル本体部１００ｂでは、タッチ領域１０１の両縦側縁に沿って並ぶ三角パッド部１７からなる第３の透光性電極１３ａ、１３ｂに駆動信号を印加し、タッチ領域１０１の両横側縁に沿って並ぶ三角パッド部１８からなる第４の透光性電極１４ａ、１４ｂからセンス信号を取り出すことができる。これにより、タッチ領域１０１の周縁ぎりぎりまでタッチ位置の検出を可能とし、タッチ領域の外周縁部に形成されるタッチ位置を検出のできない額縁領域の幅を狭くすることができる。
【００７６】
以下、この実施形態１の表示装置１００を構成する駆動部１１０について説明する。
【００７７】
この駆動部１１０は、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆ及び第３の透光性電極１３ａ、１３ｂに順次駆動信号Ｄｒを印加し、第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄ及び第４の透光性電極１４ａ、１４ｂからセンス信号Ｓｅを取り出す。ここで、駆動信号Ｄｒは、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆ及び第３の透光性電極１３ａ、１３ｂに対応した数の駆動電圧Ｄｋ（ｋ：０〜（ｍ−１）（ｍは整数））であり、センス信号Ｓｅは、第２の透光性電極１２ａ〜１２ｆ及び第４の透光性電極１４ａ、１４ｂに対応した数の検出電圧Ｓｊ（ｊ：０〜（ｎ−１）（ｎは整数）である。
【００７８】
例えば、図２に示す構成では、パネル本体部１００ｂにおける縦方向の透光性電極は、両端のもの（第３の透光性電極１３ａ、１３ｂ）と、それ以外のもの（第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆ）とで合計８列あるため、ｍは８となり、パネル本体部１００ｂにおける横方向の透光性電極は、両端のもの（第４の透光性電極１４ａ、１４ｂ）と、それ以外のもの（第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄ）とで合計６列あるため、ｎは６となるが、実際のタッチパネルでは、さらに多くの透光性電極が設けられていることは言うまでもない。
【００７９】
この駆動部１１０は、具体的には、第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄ及び第４の透光性電極１４ａ、１４ｂからセンス信号Ｓｅを取り出されるよう、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆ及び第３の透光性電極１３ａ、１３ｂに順次駆動信号Ｄｒとしての駆動電圧Ｄｋ（ｋ：０〜ｍ−１）を印加するドライブライン駆動部６０と、このドライブライン駆動部６０を制御するコントローラ６１とを有している。
【００８０】
また、駆動部１１０は、タッチパネル１００から出力されたセンス信号Ｓｅとしてのセンス電圧Ｓｊ（ｊ：０〜ｎ−１）を増幅する増幅回路７１と、この増幅回路７１で増幅されたセンス信号Ｓｅを順次選択して出力する信号選択部７２と、この信号選択部７２で選択されたセンス信号をＡＤ変換するＡ／Ｄ変換部７３とを有している。駆動部１１０は、このＡ／Ｄ変換部７３から出力されたデジタルセンス信号のうち、パネル本体１００ｂのタッチ領域の端部に位置する透光性電極から得られたものを検出し、検出したデジタルセンス信号にこれが端部の透光性電極からのものであることを示す情報を付加して出力する端部検出部７７と、パネル本体１００ｂのタッチ領域の端部に位置する透光性電極から得られたデジタルセンス信号を、端部以外の透光性電極から得られたデジタルセンス信号と同じ信号レベルとなるよう補正するタッチレベル補正処理部７４とを有している。
【００８１】
駆動部１１０は、タッチレベル補正処理部７４から出力されたデジタルセンス信号を復号化して、隣接するパッド部の静電容量値を示す容量情報（具体的には、タッチ領域１０１における静電容量値の分布情報）を出力する復号処理部７５と、この容量情報に基づいてタッチ位置を検出してタッチ位置を示す座標情報をタッチ位置情報Ｄｔとしてホストコンピュータ８０に出力するタッチ位置検出部７６とを有している。
【００８２】
なお、ここでは、ドライブライン駆動部６０は、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆ及び第３の透光性電極１３ａ、１３ｂに順次駆動信号Ｄｒを印加する構成としているが、ドライブライン駆動部６０は、第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆ及び第３の透光性電極１３ａ、１３ｂに対してそれぞれの電極に対応する、独立した符号列に対応した駆動電圧Ｄｋからなる駆動信号Ｄｒを一斉に印加する構成としてもよく、その場合は、復号処理部７５では、センス電圧Ｓｊからなるセンス信号Ｓｅの復号化処理は、ドライブライン駆動部６０の駆動電圧Ｄｋに対応した符号列に基づいて行われる。
【００８３】
次に動作について説明する。
【００８４】
このような構成の駆動部１１０では、コントローラ６１により制御されるドライブライン駆動部６０が駆動信号Ｄｒをタッチパネル１００のドライブ端子部Ｔ１ａ〜Ｔ１ｆ、Ｔ３ａ、Ｔ３ｂに印加すると、この駆動信号Ｄｒにより第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆ及び第３の透光性電極１３ａ、１３ｂが駆動され、これにより第２の透光性電極１２ａ〜１２ｆ及び第４の透光性電極１４ａ、１４ｂに発生したセンス電圧がセンス信号としてセンス端子部Ｔ２ａ〜Ｔ２ｄ、Ｔ４ａ、Ｔ４ｂから増幅回路７１に出力される。
【００８５】
増幅回路７１は、入力されたセンス信号を増幅して信号選択部７２へ出力する。信号選択部７２は、増幅回路７１からのセンス信号を選択して順次Ａ／Ｄ変換部７３へ出力する。Ａ／Ｄ変換部７３はセンス信号をデジタル化して端部検出部７７に出力する。端部検出部７７は、タッチ領域１０１の両端部に位置する第４の透光性電極１４ａ、１４ｂからのセンス信号を検知し、検出したデジタルセンス信号にこれがタッチ領域１０１の端部に位置する第４の透光性電極１４ａ、１４ｂからのものであることを示す情報を付加してタッチレベル補正処理部７４に出力する。タッチレベル補正処理部７４は、パネル本体１００ｂのタッチ領域の端部に位置する第４の透光性電極１４ａ、１４ｂから得られたデジタルセンス信号を、端部以外の第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄから得られたデジタルセンス信号と同じ信号レベルとなるよう補正する。タッチレベル補正処理部７４では、タッチ領域端部以外に位置する第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄから得られたデジタルセンス信号は補正せずにそのまま復号処理部７５に出力する。
【００８６】
復号処理部７５では、デジタル化されたセンス信号に対する復号化処理により、タッチパネルにおける隣接するパッド部間の静電容量値を検出してタッチ位置検出部７６に出力する。タッチ位置検出部７６は、検出された隣接するパッド部間の静電容量値に基づいて、タッチ領域におけるタッチ位置を示すタッチ位置情報Ｄｔを作成してホストコンピュータ８０へ出力する。ホストコンピュータ８０はタッチ位置情報Ｄｔと表示情報とに基づいて、操作者の操作内容を判定し、操作内容に応じた画像が表示されるよう液晶パネル５０の表示データＤｓを出力する。
【００８７】
ここで、タッチパネル１００に対してタッチ操作が行われていない状態では、隣接するパッド部間の静電容量値はタッチ領域の全面にわたって均一である。つまり、タッチ領域でマトリクス状に分布した容量値は一定である。
【００８８】
このような状態で、タッチパネルのいずれかの箇所に導電体である指が触れると、透光性電極と指との間でも容量を持ち、タッチ位置では、駆動信号が印加される透光性電極のパッド部と、センス信号が取り出される透光性電極のパッド部との間の静電容量値が低下する。この低下分をセンス信号として取り出すことにより、指が触れた位置を検出する。
【００８９】
以下、上記センス信号の補正処理について具体的に示す。
【００９０】
ここで、端部検出部７７は、予め設定されているタッチパネルのセンス信号を取り出す透光性電極１２ａ〜１２ｄ、１４ａ、１４ｂの本数の情報から、Ａ／Ｄ変換器７３から出力されるセンス信号のうちいずれのセンス信号がタッチ領域端部に位置する第４の透光性電極１４ａおよび１４ｂからのセンス信号であるかを認識することができ、センス信号をタッチレベル補正処理部７４に出力する際に、このセンス信号がタッチ領域１０１の端部に位置する透光性電極１４ａおよび１４ｂからのセンス信号であるか否かを示す情報（センス位置情報）を、センス信号とともに出力する。
【００９１】
そして、タッチレベル補正処理部は、センスラインの位置情報に基づいて、入力されたセンス信号が、第４の透光性電極１４ａ、１４ｂからのもの、つまり、パッド部１８の面積が他の透光性電極１２ａ〜１２ｄのもの（パッド部１６）の約半分の面積であるタッチ領域端部に位置する透光性電極１４ａ、１４ｂからのセンス信号であることを検知し、約半分の面積のパッドを備える透光性電極からのセンス信号のレベルを、他の透光性電極からのセンス信号のレベルと同等になるように補正する。この補正は、第４の透光性電極１４ａ、１４ｂからのセンス信号のレベルから、菱形パッド部と三角パッド部の面積比に比例した値を、第４の透光性電極１４ａ、１４ｂからのセンス信号の補正レベルとして逆算することにより行う。
【００９２】
ホストコンピュータ８０はタッチ位置情報により入力情報を判断して、入力情報を判断し入力情報に従った処理を行う。
【００９３】
なお、ホストコンピュータは液晶パネル５０へ表示データを送付して液晶パネルの表示のコントロールも行っている。
【００９４】
上記のようにして、タッチパネルのいずれの箇所に指が触れたかを検出することができる。
【００９５】
以下、作用効果について説明する。
【００９６】
本実施形態１では、タッチパネルのタッチ領域１０１の縦側縁（Ｘ方向）に沿って配列した複数の三角パッド部１７を接続して第３の透光性電極１３ａおよび１３ｂを形成し、タッチパネルのタッチ領域１０１の横側縁（Ｙ方向）に沿って配列した複数の三角パッド部１８を接続して第４の透光性電極１４ａおよび１４ｂを形成したので、タッチ領域１０１の端の部分まで、隣接するパッド部間の静電容量の情報を取得することが可能となり、これにより、パッド部が配列されたタッチ領域１０１のより広い範囲でタッチ認識の精度を上げることが可能となる。
【００９７】
また、タッチ領域１０１の最外周に配置される第３および第４の透光性電極１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを構成するパッド部１７の平面形状を、タッチ領域１０１の最外周より内側に配置される第１および第２の透光性電極１１ａ〜１１ｆおよび１２ａ〜１２ｄを構成するパッド部１５および１６の平面形状に対して変更することで、タッチ領域１０１を、タッチパネルを搭載した商品（例えば携帯端末）の形状として通常使用されることの多い四角形の形状に簡単に合わせることができる。
【００９８】
特に、タッチ領域１０１の最外周以外の内側に配置される第１および第２の透光性電極のパッド部の形状を菱形とすると、最外周に配置される第３および第４の透光性電極のパッド部の形状には、２次元の最も単純な図形である、菱形の半分の三角形を用いることで、タッチ領域１０１を、商品の形状として通常使用されることの多い四角形の形状にすることができる。
【００９９】
また、タッチ領域１０１の最外周以外の内側に配置されるパッド部を菱形にし、タッチ領域１０１の最外周に配置されるパッド部を、菱形の半分の三角形状とすることで、タッチ領域１０１に配列されたパッド部の配列パターンが左右対称でかつ上下対称なものとなり、横方向に延在する透光性電極と縦方向に延在する透光性電極のいずれをも、駆動信号を印加する透光性電極とセンス信号を取り出す透光性電極のどちらとしても使用することができる。
【０１００】
このため、このようなタッチパネルでは、駆動信号を印加する透光性電極とセンス信号を取り出す透光性電極とを、タッチ領域１０１での容量検出処理毎に切り替えることも可能である。
【０１０１】
さらに、タッチパネルは液晶パネルなどの表示装置の表示面上に配置されることから、タッチパネルを構成する透光性電極のパッド部にＩＴＯ膜を使用することで、表示装置の表示品位を保つことが可能となる。
【０１０２】
また、この実施形態１のタッチパネルは、駆動信号が印加される透光性電極を構成するパッド部１５および１７と、センス信号を取り出す透光性電極を構成するパッド部１６および１８とが隣接する部分での、これらのパッド間の静電容量値を検出してタッチ操作を認識する静電容量方式であるので、マルチタッチの認識が可能であり、多くのスマートフォン、タブレット端末に採用されている、広い範囲の商品に適用可能なタッチパネルをより有効なものとできる。
【０１０３】
また、静電容量方式の場合、隣接するパッド部の間の容量の変化を検知して、タッチの有無を検知するため、タッチの有無を検知するために必要なセンス信号を取り出す透光性電極および駆動信号を印加する透光性電極をできるだけタッチ領域１０１の外側まで配置することで、より広い範囲までタッチ操作を検知することが可能となる。
【０１０４】
さらに、静電容量方式のタッチパネルの場合、物体(導電体）をタッチ領域１０１に近づけた時に隣接するパッド部の間での容量が変化し、その容量から物体の位置や大きさを判断するが、この容量は、透光性電極のパッド部のパターンやサイズの影響を受けるため、透光性電極のパッド部の形状が、タッチ領域１０１の端部分に位置するパッド部とそれ以外の部分に位置するパッド部とで異なると、タッチ位置の検出精度が低下して正確にタッチ位置を検出できないこともある。
【０１０５】
本実施形態１のタッチパネルでは、タッチ領域１０１の端部に位置する第４の透光性電極１４ａおよび１４ｂからのセンス信号を、タッチ領域１０１の端部以外に位置する第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄからのセンス信号と同じ信号レベルとなるよう補正するので、タッチ領域１０１の端部とそれ以外の領域とで、タッチ位置の検出精度を同じ程度にしてタッチ位置をタッチ領域全面で同じ判定方法で判定することができる。
【０１０６】
なお、上記実施形態１では、Ａ／Ｄ変換部７３の後段に端部検出部７７およびタッチレベル補正処理部７４を設け、デジタル化したセンス信号に対して、このセンス信号がタッチ領域端部に位置する透光性電極からのものであるか否かの判定処理、並びに、タッチ領域端部に位置する透光性電極からのセンス信号を補正する補正処理を行っているが、端部検出部７７およびタッチレベル補正処理部７４をＡ／Ｄ変換部７３の前段に設け、上記判定処理および補正処理は、デジタル化する前のアナログセンス信号に対して行うようにしてもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態１では、タッチ領域端部に位置する透光性電極からのセンス信号を補正するようにしているが、タッチパネルに対するタッチ操作に、タッチパネルにタッチしたときに大きな容量変化を発生させる導電性タッチ部材を用いることを前提としたタッチパネルなどでは、タッチ領域端部に位置する透光性電極からのセンス信号を補正せずにそのまま復号化処理に用いてもよい。
【０１０８】
さらに、上記実施形態１では、タッチパネルを構成する各透光性電極には、タッチパネルの上方からタッチパネル下の液晶パネルの表示面を見ることができるように、透光性の導電素材であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の導電性金属酸化膜を使用しているが、一般的にＩＴＯは面抵抗が５０Ω／ｍｍ２〜１００Ω／ｍｍ２と高く、画面が大きくなるとタッチパネルとして動作させるために必要である透光性電極に対する充放電が困難になる。
（実施形態１の変形例１）
そこで、大きな画面（一般的に２０インチ以上）の表示装置に用いられるタッチパネルでは、透光性電極の材料として、面抵抗の低いＣｕやＡｇなどの金属を用いることが望ましい。
【０１０９】
ただし、金属材料は、ＩＴＯ等のような透光性の導電素材ではないので、駆動信号を印加する電極あるいはセンス信号を取り出す電極のパッド部を網目（メッシュ）構造とすることで、低抵抗の金属材料からなる透光性電極を形成することができる。
【０１１０】
図４は、このような構成のタッチパネルを、本発明の実施形態１の変形例１によるタッチパネルとして説明する図であり、図２に示すタッチ領域１０１における第１の透光性電極１１ａおよび１１ｂと第２の透光性電極１２ａおよび１２ｂとの交差部分に相当する部分を示している。
【０１１１】
この変形例によるタッチパネルは、図２に示す実施形態１のタッチパネルにおける透光性電極のパッド部を、金属材料からなるメッシュ構造としたものである。
【０１１２】
ここで、透光性電極１１ａ’および１１ｂ’は、図２に示すタッチ領域１０１における第１の透光性電極１１ａおよび１１ｂに相等するものであり、これらの透光性電極１１ａ’および１１ｂ’を構成する菱形パッド部１５’は、金属材料からなるメッシュ構造となっている。また、透光性電極１２ａ’および１２ｂ’は、図２に示すタッチ領域１０１における第２の透光性電極１２ａおよび１２ｂに相等するものであり、これらの透光性電極１２ａ’および１２ｂ’を構成する菱形パッド部１６’は、金属材料からなるメッシュ構造となっている。
【０１１３】
なお、図４には示していないが、この変形例によるタッチパネルは、図２に示すタッチ領域１０１の端部に位置する第３の透光性電極および第４の透光性電極を構成する透光性導電材料からなる三角パッド部１７および１８に代えて、金属材料からなるメッシュ構造の三角パッド部を有している。
【０１１４】
このように、タッチパネルを構成する透光性電極のパッド部をメッシュ構造として金属材料から構成することにより、低抵抗の透光性電極を実現できるため、タッチパネルを大画面の表示装置に対応した構造とすることができる。
【０１１５】
さらに、上記実施形態１では、タッチ領域の端部に位置する透光性電極以外の透光性電極のパッド部を菱形形状とし、タッチ領域の端部に位置する透光性電極のパッド部を略三角形形状としたものを示したが、透光性電極を構成するパッド部の平面形状はこれらの形状に限定されるものではない。
【０１１６】
例えば、図２に示す第１の透光性電極１１ａ〜１１ｆの菱形パッド部１５および第２の透光性電極１２ａ〜１２ｄの菱形パッド部１６に代えて、楕円形状のパッド部を用い、第３の透光性電極１３ａ、１３ｂの三角パッド部１７に代えて、楕円形状の略右半分、略左半分の形状のパッド部を用いてもよく、第４の透光性電極１４ａ、１４ｂの三角パッド部１８に代えて、楕円形状の略下半分、略上半分の形状のパッド部を用いてもよい。
（実施形態１の変形例２）
さらに、図２に示す第１および第２の透光性電極のパッド部を、隣接する２つのパッド部の平面形状がひょうたん形状をなすパッド部に置き換え、図２に示す第３および第４の透光性電極のパッド部を、隣接する２つのパッド部の平面形状が、ひょうたん形状をその長手方向に沿った中心線で２分割して得られる２つの山型が連なった形状（２連山型形状）としてもよい。
【０１１７】
図５は、このような構成のタッチパネルを、本発明の実施形態１の変形例２によるタッチパネルとして説明する図であり、タッチ領域を形成するパネル本体部の構成を示している。
【０１１８】
この実施形態１の変形例２によるタッチパネルは、実施形態１のタッチパネルのパネル本体部１００ｂを、その透光性電極のパッド部の形状が異なるパネル本体部２００ｂに置き換えたものである。
【０１１９】
つまり、この変形例２のタッチパネルのパネル本体部２００ｂは、Ｘ方向に配列される複数のパッド部２５を接続してなる第１の透光性電極（第１の信号線）２１ａ〜２１ｆと、Ｘ方向に配列される複数のパッド部２７を接続してなる第３の透光性電極（第２の信号線）２３ａおよび２３ｂと、Ｙ方向に配列される複数のパッド部２６を接続してなる第２の透光性電極（第１の信号線）２２ａ〜２２ｄと、Ｙ方向に配列されるパッド部２８からなる第４の透光性電極（第２の信号線）２４ａおよび２４ｂとを有している。
【０１２０】
ここで、第３の透光性電極２３ａおよび２３ｂは、このタッチパネルのタッチ領域２０１のＸ方向に平行な側端に沿って配置されており、第４の透光性電極２４ａおよび２４ｂは、このタッチパネルのタッチ領域２０１のＹ方向に平行な側端に沿って配置されており、それぞれのパッド部の形状は、隣接する２つのパッド部の平面形状が、ひょうたん形状をその長手方向に沿った中心線で２分割して得られる２つの山型が連なった形状（２連山型形状）をなすものとなっている。
【０１２１】
また、第１の透光性電極２１ａ〜２１ｆは、このタッチパネルのタッチ領域２０１のＸ方向に沿って延在する、タッチ領域１０１の端部以外に配置されたものであり、第２の透光性電極２２ａ〜２２ｄは、このタッチパネルのタッチ領域２０１のＹ方向に沿って延在する、タッチ領域２０１の端部以外に配置されたものであり、それぞれのパッド部の形状は、隣接する２つのパッド部の平面形状がひょうたん形状をなすものとなっている。
【０１２２】
このような構成の実施形態１の変形例２によるタッチパネルでは、透光性電極を構成するパッド部の平面形状を滑らかな曲線からなる形状としたので、透光性電極を構成するパッド部の平面形状の経時変化を抑えることができ、位置検出の精度がパッド部の形状の経時変化により劣化するのを抑制することができる。
【０１２３】
また、第１の透光性電極２１ａ〜２１ｆおよび第２の透光性電極２２ａ〜２２ｄを構成するパッド部の形状を、隣接するものがひょうたん型をなす形状とすることで、タッチ領域２０１に配列されたパッド部の配列パターンが左右対称でかつ上下対称なものとなり、横方向に延びる透光性電極と縦方向に延びる透光性電極のいずれをも駆動信号を印加する透光性電極とセンス信号を取り出す透光性電極のどちらとしても使用することができるという効果がある。
【０１２４】
また、この変形例２のタッチパネルにおいても、タッチ領域２０１の最外周以外の内側に配置される第１および第２の透光性電極のパッド部の形状を、隣接するパッド部がひょうたん型をなす形状にすると、最外周に配置される第３および第４の透光性電極のパッド部の形状には、隣接する２つのパッド部の平面形状が２連山型形状となる形状を用いることで、タッチ領域２０１を商品の形状として通常使用されることの多い四角形の形状にすることができる。
（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２として、実施形態１およびその変形例１および２のタッチパネルのいずれかを入力操作部に用いた電子情報機器（情報処理装置）の概略構成例を示すブロック図である。
【０１２５】
図９に示す本発明の実施形態２による電子情報機器９０は、本発明の実施形態１およびその変形例１および２のいずれかのタッチパネルシステムを用いたものであり、このタッチパネルシステムのタッチパネルおよびそのコントローラを操作者による情報入力を行うための入力操作部９０ａとして備えたものであり、この電子情報機器９０は、入力操作部９０ａから入力された入力情報を記録する記録メディアなどのメモリ部９２と、この入力情報を液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部９３と、この入力情報を用いた通信処理を行う送受信装置などの通信部９４と、この入力情報を印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力部９５とのうちの少なくともいずれかを有している。ここで、表示部９３は、上記タッチパネルシステムの液晶表示パネル５０およびホストコンピュータ８０を含んでいる。また、この電子情報機器９０は、被写体の撮影を行う撮像部９１を有していてもよく、この場合は、記録メディアなどのメモリ部９２が、撮像部９１により得られた画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録し、上記表示部９３が、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示し、通信部９４が、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後にこの画像データに対する通信処理を行い、画像出力部９５がこの画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）するようにしてもよい。
【０１２６】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、タッチパネル、タッチパネルコントローラ、及び情報処理装置の分野において、タッチ領域の周縁ぎりぎりまでタッチ位置の検出を可能とし、タッチ領域の外周縁部に形成されるタッチ位置を検出のできない額縁領域の幅を狭くしたタッチパネル、このようなタッチパネルを駆動制御するタッチパネルコントローラ、およびこのようなタッチパネルを備えた情報処理装置を実現することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
３  透光基板
４ａ  層間絶縁膜
４ｂ  中継導電部材
１１ａ〜１１ｆ、２１ａ〜２１ｆ  第１の透光性電極
１１ａ’、１１ｂ’、１２ａ’、１２ｂ’  透光性電極
１２ａ〜１２ｄ、２２ａ〜２２ｄ  第２の透光性電極
１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ  第３の透光性電極
１４ａ、１４ｂ、２４ａ、２４ｂ  第４の透光性電極
１５’、１６’、２５〜２８  パッド部
１５ｂ  配線接続部
１５、１６  菱形パッド部（内側単位検知部）
１７、１８  三角パッド部（最外周単位検知部）
１９  交差部分
５０  液晶パネル
５０ａ  表示面
７１  増幅回路
７２  信号選択部
７３  Ａ／Ｄ変換部
７４  タッチレベル補正処理部
７５  復号処理部
７６  タッチ位置検出部
７７  端部検出部
８０  ホストコンピュータ
９０  電子情報機器
９０ａ  入力出力部
９１  撮像部
９２  メモリ部
９３  表示部
９４  通信部
９５  画像出力部
１００  タッチパネル
１００ａ  入力装置付き表示装置（表示装置）
１００ｂ  パネル本体部
１０１、２０１  タッチ領域
１１０  駆動部
Ｄｋ  駆動電圧
Ｄｒ  駆動信号
Ｄｓ  表示データ
Ｄｔ  タッチ情報
Ｌ１ａ〜Ｌ１ｆ、Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ、Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ、Ｌ４ａ、Ｌ４ｂ  引き出し配線
Ｔ１ａ〜Ｔ１ｆ、Ｔ３ａ、Ｔ３ｂ  ドライブ端子部
Ｔ２ａ〜Ｔ２ｄ、Ｔ４ａ、Ｔ４ｂ  センス端子部
Ｓｅ  センス信号
Ｓｊ  検出電圧
【図１】
2013206341.tif 000003
【図２】
2013206341.tif 000004
【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
2013206341.tif 000009
【図４】
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【図７】
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