特許 6242717 半導体装置及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6242717

(24)【登録日】2017年11月17日

(45)【発行日】2017年12月6日

(54)【発明の名称】半導体装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/041 20060101AFI20171127BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/041 510

   G06F3/041 522

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-42449(P2014-42449)

(22)【出願日】2014年3月5日

(65)【公開番号】特開2015-169986(P2015-169986A)

(43)【公開日】2015年9月28日

【審査請求日】2017年1月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】308017571

【氏名又は名称】シナプティクス・ジャパン合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】100102864

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 実

(74)【代理人】

【識別番号】100117617

【弁理士】

【氏名又は名称】中尾 圭策

(74)【代理人】

【識別番号】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(72)【発明者】

【氏名】太田 茂

(72)【発明者】

【氏名】上原 高志

(72)【発明者】

【氏名】北村 宏太

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 隆広

【審査官】 円子 英紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２５８１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８６４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−００６４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４８０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２１００３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

夫々Ｘ方向とＹ方向に延在し所定の間隔で配置された複数の電極を有するタッチパネルの前記電極に現れる信号を周期的に取り込んでタッチの有無に応ずる検出データを生成するタッチパネルコントローラ、を含む半導体装置であって、
前記タッチパネルコントローラは、前記信号の取り込みに用いる複数本の電極を複数本単位で分割した複数個のグループ毎に検出回路を有し、前記各グループ内で時分割に順次選択された電極からの信号を前記夫々の検出回路が入力して検出データを生成するタッチ検出スキャンと、前記各グループ内で全選択された電極からの信号を前記夫々の検出回路が入力して検出データを生成するノイズ検出スキャンとを行う、半導体装置。

【請求項2】

請求項１において、検出回路の入力と対応する複数の電極の夫々の間にスイッチを有し、前記スイッチにより前記タッチ検出スキャンにおける前記グループ内の検出電極の時分割選択と、前記ノイズ検出スキャンにおける前記グループ内の検出電極の全選択が行われる、半導体装置。

【請求項3】

請求項２において、表示のフレームレートの期間に前記タッチ検出スキャンと前記ノイズ検出スキャンの実行を制御する制御部を有する、半導体装置。

【請求項4】

請求項１において、前記電極は、Ｘ方向に延在しＹ方向に所定間隔で配列された複数のＸ電極と、Ｙ方向に延在しＸ方向に所定間隔で配列された複数のＹ電極であり、
前記検出回路は複数本のＸ電極を複数本単位で分割したグループ毎に設けられ、
前記タッチ検出スキャンにおいて前記検出回路は、複数のＹ電極を順次駆動したとき駆動したＹ電極と前記グループ単位で時分割に選択される複数のＸ電極との間に形成される容量成分に応ずる信号を取り込んでＸ電極とＹ電極の交点毎の検出データを生成し、
前記ノイズ検出スキャンにおいて前記検出回路は、複数のＹ電極の順次駆動を抑止した状態で前記各グループにおいて全選択された複数のＸ電極との間に形成される容量成分に応ずる信号を取り込んでＸ電極毎の検出データを生成する、半導体装置。

【請求項5】

請求項４において、前記ノイズ検出スキャンにおいて複数のＹ電極を駆動停止状態とする、半導体装置。

【請求項6】

請求項１において、前記タッチ検出スキャンで検出した検出データに基づいてタッチの有無を判別し、前記ノイズ検出スキャンで検出した検出データに基づいてノイズレベルを判別するプロセッサを有する、半導体装置。

【請求項7】

請求項１において、前記タッチパネルの下に配置された液晶パネルの表示制御を行う表示ドライバを更に備えた、半導体装置。

【請求項8】

請求項７の半導体装置と、タッチパネルと、液晶表示パネルとを有し、半導体装置は前記液晶表示パネルの表示制御と前記タッチパネルによるタッチ検出制御を行う、電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タッチパネルコントローラを有する半導体装置に関し、例えば相互容量方式のタッチパネルのタッチ検出制御に適用して有効な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

相互容量方式のタッチ検出は、交差配置されたＸ電極とＹ電極の一方を駆動電極とし、他方を検出電極とし、駆動電極を順次選択駆動しながら、当該選択駆動された駆動電極と検出電極との交点位置毎に検出データを取得する。自己容量方式のタッチ検出は、交差配置されＸ電極とＹ電極の夫々の電極単位で電荷移動を行って当該電極単位でタッチの有無に応ずる検出データを取得する。何れの検出方式においても、検出電極毎に現れる信号を取り込んで検出するタッチ検出用の検出回路が必要になる。夫々の検出回路には積分回路若しくはスイッチドキャパシタ回路等を用いる。特許文献１には相互容量方式において検出回路にオペアンプを用いた積分回路を適用した例が示される。また、検出回路による検出信号量が微小であることから、電源ノイズや表示ドライバからの駆動ノイズなどはタッチ検出精度を低下させる原因になる。このようなノイズの影響を抑制するために、例えば特許文献２に示されるように新たにノイズ検出回路を設け、タッチ検出用の検出回路の出力とノイズ検出回路の出力の差を演算してタッチ有無を判別する技術を適用することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−２３４４７５号公報

【特許文献2】特開２０１１−１８０４０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者はタッチパネルコントローラを有する半導体装置における回路規模の縮小について検討した。即ち、積分回路やスイッチドキャパシタ回路等を用いる検出回路を検出用の電極毎に専用化すれば検出回路の数が増えてタッチパネルコントローラのチップ面積を増大させる。タッチパネルの検出面が大きくなるに従って顕著になる。そこで本発明者は、検出用の複数本の電極を複数本単位で分割したグループ毎に検出回路を配置し、グループ内の電極を時分割で選択して検出回路に接続する手法を検討した。

【0005】

また、ノイズ検出についても新たなノイズ検出回路を設けず、ノイズ検出に検出回路を流用することを検討した。特に、ノイズ検出のためのスキャンもタッチ検出のためのスキャンと同じでは、双方でスキャン時間が長くなることが予想される。

【0006】

本発明の目的は、タッチパネルコントローラをオンチップした半導体装置の小型化を実現すると共に、１タッチフレーム分のタッチスキャンに要する時間に比べてノイズ検出のためのスキャン時間を短くすることにある。

【0007】

上記並びに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】

【0008】

本願において開示される実施の形態のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。

【0009】

すなわち、夫々Ｘ方向とＹ方向に延在し所定の間隔で配置された複数の電極を有するタッチパネルの前記電極に現れる信号を周期的に取り込むために用いる複数本の電極を複数本単位で分割し、分割した複数個のグループ毎に検出回路を有する。前記各グループ内で時分割に順次選択された電極からの信号を前記夫々の検出回路が入力して検出データを生成するタッチ検出スキャンと、前記各グループ内で全選択された電極からの信号を前記夫々の検出回路が入力して検出データを生成するノイズ検出スキャンとを行う。

【発明の効果】

【0010】

本願において開示される実施の形態のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。

【0011】

すなわち、検出用の複数本の電極を複数本単位で分割したグループ毎に検出回路を配置し、ノイズ検出にも検出回路を流用するから、これらの点でタッチパネルコントローラをオンチップした半導体装置の小型化を実現することができる。更に、ノイズ検出スキャンは検出用電極を全選択して各グループにおけるノイズの総量を検出するものであり、タッチ検出スキャンと同様のスキャン手法で電極単位にノイズを検出可能にする手法に比べてノイズ検出に要する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１はタッチパネルコントローラ２における入力スイッチ部及び検出部の詳細を例示するブロック図である。

【図2】図２は液晶表示とタッチ検出のためのパネルモジュールを備えた携帯情報端末の概略を例示するブロック図である。

【図3】図３はタッチ検出スキャンにおけるスイッチＳＷ１＿１〜ＳＷＭ＿ｎによるＸ電極の選択状態を例示するタイミングチャートである。

【図4】図４はノイズ検出スキャンにおけるスイッチＳＷ１＿１〜ＳＷＭ＿ｎによるＸ電極の選択状態を例示する対門具チャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される実施の形態について概要を説明する。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。

【0014】

〔１〕＜タッチ検出スキャンで検出用電極を時分選択、ノイズ検出スキャンで検出用電極を全選択＞
半導体装置（１）は、夫々Ｘ方向とＹ方向に延在し所定の間隔で配置された複数の電極を有するタッチパネル（４）の前記電極に現れる信号を周期的に取り込んでタッチの有無に応ずる検出データを生成するタッチパネルコントローラ（２）、を含む。前記タッチパネルコントローラは、前記信号の取り込みに用いる複数本の電極（ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎ）を複数本単位で分割した複数個のグループ毎に検出回路（１２＿１〜１２＿ｍ）を有し、前記各グループ内で時分割に順次選択された電極からの信号を前記夫々の検出回路が入力して検出データを生成するタッチ検出スキャンと、前記各グループ内で全選択された電極からの信号を前記夫々の検出回路が入力して検出データを生成するノイズ検出スキャンとを行う。

【0015】

これによれば、検出用の複数本の電極を複数本単位で分割したグループ毎に検出回路を配置し、ノイズ検出にも検出回路を流用するから、これらの点でタッチパネルコントローラをオンチップした半導体装置の小型化を実現することができる。更に、ノイズ検出スキャンは検出用電極を全選択して各グループにおけるノイズの総量を検出するから、タッチ検出スキャンと同様のスキャン手法で電極単位にノイズを検出可能にする手法に比べてノイズ検出に要する時間を短縮することができる。タッチパネルコントローラによるタッチ検出方式は相互容量方式又は自己容量方式の何れであってもよいことは言うまでもない。

【0016】

〔２〕＜検出回路を共有する電極の時分割スイッチ＞
項１において、検出回路の入力と対応する複数の電極の夫々の間にスイッチ（ＳＷ１＿１〜ＳＷｍ＿ｎ）を有し、前記スイッチにより前記タッチ検出スキャンにおける前記グループ内の検出電極の時分割選択と、前記ノイズ検出スキャンにおける前記グループ内の検出電極の全選択が行われる。

【0017】

これによれば、グループ内での検出電極の選択を容易に行うことが可能になる。

【0018】

〔３〕＜フレームレートの期間にタッチ検出スキャンとノイズ検出スキャン＞
項２において、表示のフレームレートの期間に前記タッチ検出スキャンと前記ノイズ検出スキャンの実行を制御する制御部（１０）を有する。

【0019】

これによれば、表示のフレームレートの期間毎に、タッチ検出スキャンによるタッチ有無の判別にノイズ検出スキャンによる検出結果を反映することが可能になり、タッチ座標の判別制度の向上に資することができる。

【0020】

〔４〕＜相互容量方式の場合＞
項１において、前記電極は、Ｘ方向に延在しＹ方向に所定間隔で配列された複数のＸ電極（ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎ）と、Ｙ方向に延在しＸ方向に所定間隔で配列された複数のＹ電極（ＴＹ１〜ＴＹｊ）である。前記検出回路は複数本のＸ電極を複数本単位で分割したグループ毎に設けられる。前記タッチ検出スキャンにおいて前記検出回路は、複数のＹ電極を順次駆動したとき駆動したＹ電極と前記グループ単位で時分割に選択される複数のＸ電極との間に形成される容量成分に応ずる信号を取り込んでＸ電極とＹ電極の交点毎の検出データを生成する。前記ノイズ検出スキャンにおいて前記検出回路は、複数のＹ電極の順次駆動を抑止した状態で前記各グループにおいて全選択された複数のＸ電極との間に形成される容量成分に応ずる信号を取り込んでＸ電極毎の検出データを生成する。

【0021】

これによれば、マルチタッチ検出に対応可能な相互容量方式でタッチ検出を行う場合には検出回路が配置されるＸ電極側で検出回路の数の削減効果を得ることができる。尚、自己容量方式でタッチ検出を行う場合には検出回路が配置されるＸ電極及びＹ電極の双方で検出回路の数の削減効果を得ることができる。

【0022】

〔５〕＜ノイズ検出スキャンにおいて全Ｙ電極を駆動停止＞
項４において、前記ノイズ検出スキャンにおいて複数のＹ電極を駆動停止状態とする。

【0023】

これによれば、検出回路でノイズ成分だけを積み上げて検出することができる。

【0024】

〔６〕＜タッチの有無の判別とノイズレベルの判別を行うプロセッサ＞
項１において、前記タッチ検出スキャンで検出した検出データに基づいてタッチの有無を判別し、前記ノイズ検出スキャンで検出した検出データに基づいてノイズレベルを判別するプロセッサを有する。

【0025】

これによれば、プロセッサを別チップで構成する場合に比べてシステムの小型化、そして、タッチ判別結果を得るまでの時間短縮、に資することができる。

【0026】

〔７〕＜表示ドライバを内蔵＞
項１において、前記タッチパネル（４）の下に配置された液晶パネル（５）の表示制御を行う表示ドライバ（３）を更に備える。

【0027】

これによれば、液晶ドライバを別チップで構成する場合に比べてシステムの小型化、そして、表示タイミングに同期したタッチ検出の容易化、に資することができる。

【0028】

〔８〕＜半導体装置、タッチパネル及び液晶表示パネルを有する電子機器＞
電子機器（３０）は、項７の半導体装置、タッチパネル、及び液晶表示パネルを有し、半導体装置は前記液晶表示パネルの表示制御と前記タッチパネルによるタッチ検出制御を行う。

【0029】

これによれば、タッチ検出と表示機能が組み込まれたパネルモジュールのような電子機器における表示画面の周囲に対する額縁様の枠の小型化に資することができる。

【0030】

２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。

【0031】

図２には液晶表示とタッチ検出のためのパネルモジュールを備えた携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）の概略が例示される。

【0032】

同図に示される携帯情報端末は、特に制限されないが、パネルモジュール３０、サブプロセッサ（ＳＭＰＵ）３１、ホストプロセッサ（ＨＭＰＵ）３２、及びその他周辺機器（ＰＲＰＨＬ）３３を有して成る。

【0033】

パネルモジュール３０は、タッチパネル（ＴＰ）４、表示パネル（ＬＣＤ）５、タッチパネルコントローラ（ＴＰＣ）２、及び表示ドライバ（ＬＣＤＤＲＶ）３を有して成る。特に制限されないが、タッチパネルコントローラ２及び表示ドライバ４は例えばＣＭＯＳ集積回路製造技術によって１個の半導体チップに形成された１チップの半導体装置（ＤＲＶＩＣ）１とされる。特に図示はしないが、半導体装置１にはサブプロセッサ３１を含んでもよいし、また、タッチパネルコントローラ２及び表示ドライバ３を別々の半導体装置として実現してもよい。

【0034】

表示パネル５は、特に図示はしないが、例えばガラス基板上に表示規模に応じて透明電極及び液晶による画素が形成され、表示ライン単位で画素の選択端子には駆動電極が複数本形成され、画素の信号端子には駆動電極と交差する方向に信号電極が複数本形成されている。

【0035】

表示ドライバ３はホストプロセッサ３２から画像データを入力し、表示タイミングに同期しながら、複数本の走査電極によって画素を表示ライン単位で順次走査駆動し、走査駆動された表示ラインの画素には表示データに応ずる階調信号を複数本の信号電極に並列的に供給する制御を行う。これによって、表示フレーム期間毎に表示フレーム単位の画像データが表示パネル５に表示可能になる。

【0036】

タッチパネル４は、特に制限されないが、表示パネル５の表面にそれと一体的に形成されたインセル構造、又は表示パネルの上に配置されたオンセル構造などを有し、複数の駆動電極（Ｙ電極）ＴＹ１〜ＴＹｉと複数の検出電極（Ｘ電極）ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎが誘電体を介して交差配置され、交差位置で対応するＸ電極とＹ電極に接続された容量Ｃｘｙが配置される。Ｙ電極ＴＹ１〜ＴＹｉはＹ方向に延在し所定の間隔で配置された電極である。Ｘ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎはＸ方向に延在し所定の間隔で配置された電極である。特に制限されないが、タッチパネル４は、タッチパネルコントローラ２から駆動制御信号を受けてＹ電極ＴＹ１〜ＴＹｉを駆動するＹドライバ（ＹＤＲＶ）２０を備える。タッチパネル４のサイズが小さい場合にはタッチパネルコントローラ２がＹドライバ２０を備えてもよい。タッチパネル４は所謂互容量方式のタッチパネルとして動作される。

【0037】

タッチパネルコントローラ２はＹドライバ２０で駆動されたＹ電極とＸ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎとの間の容量Ｃｘｙなどの容量成分を介してＸ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎに現れる信号を周期的に積分して前記容量成分に応ずる検出データを生成する。タッチパネルコントローラ２は、特に制限されないが、入力スイッチ部（ＲＸＳＷ）１１、検出部（ＲＸＤＴＣ）１２、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器（ＡＤＣ）１３、ＡＤＣ１３で変換されたデジタルデータを一時的に格納するスキャンバッファ（ＳＣＮＲＡＭ）１４及びタッチパネルコントローラ２の全体的な制御を司る制御部（ＣＮＴＬＧＣ）１０を有する。

【0038】

サブプロセッサ３１はタッチパネルコントローラ２に対する初期設定や動作を制御する。また、サブプロセッサ３１は、タッチパネルコントローラ２が取得した検出データに基づいて、指が接近したタッチ位置の演算及び外来ノイズの評価などを行う。特に制限されないが、サブプロセッサ３１を省略する場合にはその機能をホストプロセッサ３２で実現すればよい。

【0039】

ホストプロセッサ３２は携帯情報端末の全体的な制御を司る。例えばホストプロセッサ３２が表示データを生成すると、表示ドライバ３がその表示データを受け取って、表示タイミングに同期しながら表示データに応ずる表示信号を表示パネル５に供給する。また、ホストプロセッサ３２は、サブプロセッサ３１が演算した位置座標を受け取り、そのときの表示内容と位置座標との関係から、タッチパネル４からの入力操作を解析して、その入力に応答する制御を行う。

【0040】

周辺回路３３として、特に制限されないが、携帯情報端末に必要な通信制御ユニット、画像処理ユニット、音声処理ユニット、及びその他データ処理用のアクセラレータなどを有する。

【0041】

図１にはタッチパネルコントローラ２における入力スイッチ部１１及び検出部１２の詳細が例示される。

【0042】

入力スイッチ部１１は、特に制限されないが、Ｘ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎをｎ本単位で分割したｍ個のグループの各グループ内でＸ電極を選択して出力するｍ個の選択ユニット１１＿１〜１１＿ｍを有する。選択ユニット１１＿１〜１１＿ｍの夫々は、夫々に対応するｍ本のＸ電極を選択的に出力ノードに接続可能なスイッチＳＷをｍ個有する。例えば選択ユニット１１＿１はスイッチＳＷ１＿１〜ＳＷ１＿ｎを有し、選択ユニット１１＿２はスイッチＳＷ２＿１〜ＳＷ２＿ｎを有し、以下同様に、選択ユニット毎にｍ個のスイッチを有する。

【0043】

検出部１２は前記選択ユニット１１＿１〜１１＿ｍの夫々の出力に接続された検出回路としての積分回路ユニット１２＿１〜１２＿ｍを有する。積分回路ユニット１２＿１〜１２＿ｍの出力はサンプルホール回路１２＿Ａでホールドされ、ホールドされた信号は順次セレクタ１２＿Ｂで選択されてＡＤＣ１３に供給される。ＡＤＣ１３で変換された信号は例えば検出フレーム単位でスキャンバッファ１４に一時的に格納され、サブプロセッサ３１によるデータ処理に委ねられる。

【0044】

積分回路ユニット１２＿１は、例えばＸ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸ１＿ｎをチャージするためのプリチャージ電圧ＶＨＳＰと、Ｘ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸ１＿ｎに電圧ＶＨＳＰを選択的に印加するスイッチＳＷｂ、非反転入力端子（＋）に基準電圧として電圧ＶＨＳＰが印加されるオペアンプＡＭＰ、オペアンプＡＭＰの反転入力端子（−）を選択的に対応するＸ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸ１＿ｎに接続するスイッチＳＷｂｂ、オペアンプＡＭＰの反転入力端子（−）と出力端子との間に配置された積分コンデンサＣｓ、積分コンデンサＣｓをリセットするためのスイッチＳＷａによって構成される。スイッチＳＷａは検出に使用するコンデンサＣｓに重畳された電荷をリセットする。特に制限されないが、スイッチＷＳｂはＹ電極ＴＹ１〜ＴＹｉのパルス駆動期間にオフ状態にされ、スイッチＳＷｂとＳＷｂｂは相補的にスイッチ制御される。特に図示はしないが、他の積分回路ユニット１２＿２〜１２＿ｍもそれと同様に構成される。

【0045】

ここまでの説明から明らかなように、１２＿１〜１２＿ｍの夫々の積分回路ユニットは１個当たりｎ本のＸ電極ＲＸｊ＿１〜ＲＸｊ＿ｎ（１≦ｊ≦ｍ）に現れる信号の検出に共用されることになる。制御部１０は、タッチ検出スキャンにおいて、選択ユニット１１＿１〜１１＿ｍ毎に時分割で順次Ｘ電極ＲＸｊ＿１，…，ＲＸｊ＿ｎをスイッチＳＷｊ＿１，…，ＳＷｊ＿ｎにより選択し、選択されたＸ電極からの信号を検出回路１２＿ｊが入力して検出信号を生成する。図３にはタッチ検出スキャンにおけるスイッチＳＷ１＿１〜ＳＷＭ＿ｎによるＸ電極の選択状態が例示される。図３においてパルスのハイ期間単位で当該Ｘ電極が対応するスイッチで選択されることを意味する。図３ではＸ電極は連続して５回選択が繰返されるが、これは、Ｙ電極のパルス駆動回数が５回とされることに対応されるものである。Ｙ電極が５回連続的にパルス駆動回される期間を通してスイッチによる選択を持続させることも可能である。即ち、図の５回の連続パルスを単一の長いパルスに変更してもよい。図３から明らかなように、１本のＹ電極のパルス駆動に対して全てのＸ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎに現れる信号を積分回路ユニット１２＿２〜１２＿ｍｃで検出するにはｔのｎ倍の時間を要する。ｔは夫々のＸ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎに専用の積分回路ユニットが配置されていたと仮定した場合に１本のＹ電極のパルス駆動に対して全てのＸ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎに現れる信号を積分回路ユニットで検出するのに要する時間である。

【0046】

ここで、タッチ検出スキャンにおける積分回路ユニット１２＿２〜１２＿ｍの積分動作について一例を説明する。例えばＹ電極ＴＸ１〜ＴＹｉはタッチ検出フレームの期間に同期して順次パルス駆動される。Ｙ電極の１本当たりの駆動パルス数は望ましくは複数回とされる。夫々の積分動作に当たり、先ず、スイッチＳＷａが一旦オン状態にされることにより、コンデンサＣｓの電荷がリセットされる。次に、期間ｔ毎に選択ユニット１１＿１〜１１＿ｍの夫々において順次スイッチＳＷｊ＿１〜ＳＷｊ＿ｎを上位側（ＳＷｊ＿１側）からオンにして対応するＸ電極を選択した状態が形成される毎に、Ｙ電極の非駆動期間にスイッチＳＷｂをオン、スイッチＳＷｂｂをオフにすることにより、上記選択ユニット１１＿１〜１１＿ｍで選択された対応するＸ電極を電圧ＶＨＳＰでプリチャージする。プリチャージされた状態でＹ電極ＴＹ１〜ＴＹｉが順次複数回ずつパルス駆動される。パルス駆動毎にスイッチＳＷｂがオフ状態にされ、スイッチＳＷｂｂがオン状態にされる。このスイッチ状態で対応するＹ電極がパルス駆動されると（パルス電圧をＶｙとする）、当該Ｙ電極上の交点容量Ｃｘｙを介して夫々プリチャージされているＸ電極には電荷（＝Ｖｙ×Ｃｘｙ）が移動し、これを反転入力端子（−）に受けるオペアンプＡＭＰの出力電圧がその移動電荷に応ずる電圧分だけ下がる。その交点容量Ｃｘｙの近傍に指があればそれによる浮遊容量によって当該交点容量Ｃｘｙの容量値が減少する。例えば指の接近によって合成容量が容量値Ｃｆだけ減少したとすれば、Ｘ電極のオペアンプＡＭＰに入力される電荷はＶｙ×（Ｃｘｙ−Ｃｆ）となる。したがって、タッチ時のオペアンプＡＭＰの出力のレベル低下は、非タッチ時のレベル低下よりも小さくなる。複数回の連続する夫々のパルス駆動毎に上記動作を繰返すことによって大きな信号量の検出信号を得ることができる。

【0047】

タッチパネルコントローラ２は上記タッチ検出スキャンのほかに、ノイズ検出スキャンを行う。ノイズ検出スキャンは、選択ユニット１１＿１〜１１＿ｍで夫々一括で全選択されたＸ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎからの信号を対応する夫々の積分回路ユニット１２＿２〜１２＿ｍが入力して検出信号を生成する動作である。上述の説明から明らかなようにタッチ検出スキャンはスイッチドキャパシタ動作を行うものであるから、電源ノイズや表示ドライバ３による表示パネルの駆動ノイズなどの影響を強く受ける。電源ノーズとして例えばＡＣチャージャが備えるレギュレータの動作周波数に大きく依存する、対地グランドに対する端末グランドの揺れがある。ノイズ検出スキャンはそのようなノイズ量を検出するためのものである。

【0048】

上記タッチ検出スキャンとノイズ検出スキャンの制御は制御部１０のシーケンス制御論理に従って行われる。例えば、表示のフレームレートの期間に前記タッチ検出スキャンと前記ノイズ検出スキャンとの双方を実行してよい。また、フレームレートの期間毎に前記タッチ検出スキャンを単数又は複数回行い、フレームレートの複数期間毎に前記ノイズ検出スキャンを行うようにしてもよい。

【0049】

ノイズ検出スキャン時の動作はタッチ検出スキャン時に動作に比べて以下の点で相違がある。第１の相違点は、選択ユニット１１＿１〜１１＿ｍで夫々のＸ電極を全選択とすることである。図４にはノイズ検出スキャンにおけるスイッチＳＷ１＿１〜ＳＷＭ＿ｎによるＸ電極の選択状態が例示される。第２の相違点はＹ電極ＴＹ１〜ＴＹｉを駆動させないことである。これにより、Ｙ電極ＴＹ１〜ＴＹｉから電荷を注入せずに積分動作を行うことになる。したがって、夫々の積分回路ユニット１２＿２〜１２＿ｍには、外来ノイズの影響による情報だけが積上げられていくことになる。尚、図４の連続的な選択回数は５回に限定されない。

【0050】

上記実施の形態によれば、検出用の複数本のＸ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎを複数本単位で分割したグループ毎に検出回路としての積分回路ユニット１２＿１〜１２＿ｍを配置し、ノイズ検出にも積分回路ユニット１２＿１〜１２＿ｍを流用するから、これらの点でタッチパネルコントローラ２をオンチップした半導体装置１の小型化を実現することができる。更に、ノイズ検出スキャンは検出用のＸ電極ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎを選択ユニット１１＿１〜１１＿ｍＸで全選択して各グループにおけるノイズの総量を検出するから、タッチ検出スキャンと同様のスキャン手法で電極単位にノイズを検出可能にする手法に比べてノイズ検出に要する時間を短縮することができる。図３と図４を比べれば明らかなように、ノイズ検出スキャンに要する処理時間はタッチ検出スキャンに要する時間の１／ｎで済む。表示のフレームレートの期間に前記タッチ検出スキャンと前記ノイズ検出スキャンを実行する場合に、限られた時間内で、タッチ検出スキャン動作時間を制限することなく必要なノイズ検出スキャンを行うことが容易になる。

【0051】

更に、ノイズ検出スキャンにおいてＹ電極ＴＹ１〜ＴＵＹｉを全て駆動停止するから、積分回路ユニット１２＿１〜１２＿ｍでノイズ成分だけを積み上げて検出することができる。したがって、外来ノイズの大きさを解析する場合にタッチの有無を考慮することを要しないから、外来ノイズの判別が容易になって当該判別精度の向上に資することができる。

【0052】

また、タッチパネルコントローラ２をオンチップした半導体装置１の小型化を実現することができるから、半導体装置１、タッチパネル４、及び液晶表示パネル５を備えて、タッチ検出と表示機能が組み込まれたパネルモジュール３０は、表示画面の周囲に対する額縁様の枠の小型化が実現される。

【0053】

本発明は上記実施の形態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。

【0054】

例えば、上記実施の形態では相互容量方式でタッチ検出を行う場合を一例としたが、本発明はそれに限定されず、自己容量方式でタッチ検出を行う場合にも本発明は適用可能である。例えば自己容量方式でタッチ検出を行う場合には検出回路をＸ電極及びＹ電極の双方に配置することになり、その場合には、検出回路が配置されるＸ電極及びＹ電極の双方で検出回路の数の削減効果を得ることができる。

【0055】

半導体装置がオンチップする回路モジュールは上記実施の形態に限定されず適宜変更可能である。最も小規模であればタッチパネルコントローラだけをオンチップすればよく、必要に応じて、表示ドライバ、サブプロセッサ、ホストプロセッサ、その他の回路モジュール、更にはシステムオンチップ化も可能である。

【0056】

表示パネルは液晶表示素子が形成されたパネルに限定されず、プラズマディスプレイパネル、エレクトロルミネッセンスパネルなど、他の表示セル若しくは他の表示形式のパネルであってもよい。

【0057】

電子機器はパネルモジュールや携帯情報端末に限定されない。カーナビゲーション装置におけるタッチ入力及び表示システムなどであってもよい。

【0058】

また、積分回路ユニット１２＿１〜１２＿ｍの構成も上記実施の形態に限定されずスイッチドキャパシタ動作する別の回路形式などに適宜変更可能であり、また、スイッチＳＷ１＿１〜ＳＷｍ＿ｎの数も適宜決定すればよい。

【符号の説明】

【0059】

１ 半導体装置（ＤＲＶＩＣ）
２ タッチパネルコントローラ（ＴＰＣ）
３ 表示ドライバ（ＬＣＤＤＲＶ）
４ タッチパネル（ＴＰ）
５ 表示パネル（ＬＣＤ）
ＴＹ１〜ＴＹｉ 駆動電極（Ｙ電極）
ＲＸ１＿１〜ＲＸｍ＿ｎ 検出電極（Ｘ電極）
Ｃｘｙ 容量
１０ 制御部（ＣＮＴＬＧＣ）
１１ 入力スイッチ部（ＲＸＳＷ）
１１＿１〜１１＿ｍ 選択ユニット
１２ 検出部（ＲＸＤＴＣ）
１２＿１〜１２＿ｍ 積分回路ユニット
１２＿Ａサンプルホール回路
１２＿Ｂ セレクタ
１３ ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
１４ スキャンバッファ（ＳＣＮＲＡＭ）
ＳＷ１＿１〜ＳＷｍ＿ｎ スイッチ
２０ Ｙドライバ（ＹＤＲＶ）
３０ パネルモジュール
３１ サブプロセッサ（ＳＭＰＵ）
３２ ホストプロセッサ（ＨＭＰＵ）
３３ その他周辺機器（ＰＲＰＨＬ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】