特許 6532105 タッチパネル、信号処理装置及びグランドカップリング方法

(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】6532105

(24)【登録日】2019年5月31日

(45)【発行日】2019年6月19日

(54)【発明の名称】タッチパネル、信号処理装置及びグランドカップリング方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/03 20060101AFI20190610BHJP

   G06F 3/041 20060101ALI20190610BHJP

   G06F 3/044 20060101ALN20190610BHJP

【ＦＩ】

   G06F3/03 400F

   G06F3/03 400B

   G06F3/041 400

   !G06F3/044 A

【請求項の数】20

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2015-246746(P2015-246746)

(22)【出願日】2015年12月17日

(65)【公開番号】特開2017-111687(P2017-111687A)

(43)【公開日】2017年6月22日

【審査請求日】2018年10月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000139403

【氏名又は名称】株式会社ワコム

(74)【代理人】

【識別番号】100091546

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 正美

(72)【発明者】

【氏名】原 英之

(72)【発明者】

【氏名】山本 定雄

(72)【発明者】

【氏名】山田 進

【審査官】 星野 裕

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０３００６７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１７４９６０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／０５７８８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−２４９８１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ３／０３

Ｇ０６Ｆ ３／０４１

Ｇ０６Ｆ ３／０４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

位置検出領域に対応して配置された複数の導体を有し、使用者が把持するアクティブスタイラスが指示する位置と、前記アクティブスタイラスを把持する前記使用者の手によるタッチが検出可能なタッチパネルであって、
前記タッチパネルとの間での静電結合を介して前記タッチパネルから送信される信号が受信可能に構成された前記アクティブスタイラスに対し、前記静電結合を介して信号を送信する信号送信回路と、
前記アクティブスタイラスとの間での静電結合を介して前記アクティブスタイラスが指示する位置を検出するアクティブスタイラス指示位置検出回路と、
前記使用者の手がタッチされたことを検出するタッチ検出回路と、
前記タッチ検出回路によるタッチ検出結果に対応して、前記タッチパネルに配置された導体であって前記タッチ検出回路でタッチが検出された前記使用者の手と静電結合している導体を前記タッチパネルのグランドへカップリングさせるカップリング制御を行うカップリング制御回路と
を備えていることを特徴とするタッチパネル。

【請求項2】

前記信号送信回路は、静電結合を介して前記アクティブスタイラスに対して信号送信を行うに際しては、前記タッチ検出回路によるタッチ検出結果に対応して前記カップリング制御が行われるように構成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。

【請求項3】

前記位置検出領域に対応して配置された前記複数の導体は、少なくとも第１の方向に配置されており、前記タッチ検出回路によって前記使用者の手によるタッチが検出された際には、前記複数の導体の内の、前記使用者の手によるタッチが検出された領域に配置された少なくとも１本の導体が選択的に前記カップリング制御回路によって前記タッチパネルのグランドにカップリングされることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項4】

前記第１の方向に配置された前記複数の導体には、前記カップリング制御回路によって前記タッチパネルのグランドに選択的にカップリングされる少なくとも１本の導体を除いて、少なくとも信号送信に供されるように構成されていることと特徴とする請求項３に記載のタッチパネル。

【請求項5】

前記第１の方向に配置された前記複数の導体は、前記信号送信と信号受信に供されるとともに前記信号送信と前記信号受信は時分割的に切り替えられることと特徴とする請求項４に記載のタッチパネル。

【請求項6】

前記第１の方向に配置された前記複数の導体には、異なる複数種の送信信号が供給されることを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル。

【請求項7】

前記異なる複数種の送信信号の一つの信号は、前記アクティブスタイラスへの信号送信に供せられるとともに、前記異なる複数種の送信信号の他の一つの信号は、前記使用者の手のタッチ検出に供せられることを特徴とする請求項６に記載のタッチパネル。

【請求項8】

前記異なる複数種の送信信号とは、互いの周波数の異なる信号であることを特徴とする請求項６に記載のタッチパネル。

【請求項9】

前記タッチパネルに配置された前記複数の導体は、第１の方向と前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置されており、
前記タッチ検出回路によって前記使用者の手によるタッチが検出された際には、前記第２の方向に配置された複数の導体の内の、前記使用者の手によるタッチ領域に対応した少なくとも１本の導体が選択的に前記カップリング制御回路によって前記タッチパネルのグランドにカップリングされることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項10】

前記第１の方向に配置された複数の導体は信号送信及び信号受信に供されるとともに、前記第２の方向に配置された複数の導体は信号受信に供されることを特徴とする請求項９に記載のタッチパネル。

【請求項11】

前記第１の方向に配置された複数の導体は、前記アクティブスタイラスに対する信号送信と前記使用者による手のタッチの検出のための信号送信の少なくとも一方の信号送信に供せられることを特徴とする請求項３に記載のタッチパネル。

【請求項12】

前記位置検出領域には、前記アクティブスタイラスへの信号送信及び前記使用者の手によるタッチ検出に供せられる導体とは電気的に独立して配置された導体を備えており、
前記電気的に独立して配置された導体の内の、前記使用者の手によるタッチ領域に対応したした導体が前記タッチパネルのグランドへカップリングされることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項13】

前記タッチパネルに配置された前記複数の導体は、第１の方向と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置されており、
前記タッチ検出回路によって前記使用者の手によるタッチが検出された際には、前記第１の方向及び前記第２の方向の少なくとも一方の方向に配置された複数の導体の内の、前記使用者の手によるタッチ領域が対応した少なくとも１本の導体が選択的に前記カップリング制御回路によって前記タッチパネルのグランドにカップリングされることを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項14】

前記タッチ検出回路は、前記タッチパネルで検出されたタッチ領域が所定のサイズである場合に使用者の手によるタッチであると判定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項15】

前記カップリング制御回路は、前記使用者の手によるタッチが検出された位置に対応した所定の導体を前記タッチパネルのグランドに結合するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項16】

前記カップリング制御回路は、前記使用者の手によるタッチが検出された位置に対応した所定の導体を前記タッチパネルの駆動電源に結合するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル。

【請求項17】

位置検出領域に対応して配置された複数の導体に接続されて、使用者が把持するアクティブスタイラスが指示する位置と、前記アクティブスタイラスを把持する前記使用者の手によるタッチを検出するタッチパネルが備える信号処理装置であって、
前記タッチパネルとの間での静電結合を介して前記タッチパネルから送信される信号が受信可能に構成された前記アクティブスタイラスに対し、前前記静電結合を介して信号を送信する信号送信回路と、
使用者が把持する前記アクティブスタイラスとの間での静電結合を介して前記アクティブスタイラスが指示する位置を検出するアクティブスタイラス指示位置検出回路と、
前記使用者の手が前記タッチパネルにタッチされたことを検出するタッチ検出回路と、
前記タッチ検出回路によるタッチ検出結果に対応して、前記タッチパネルに配置された導体であって前記タッチ検出回路でタッチが検出された前記使用者の手と静電結合している導体を前記タッチパネルのグランドへカップリングさせるカップリング制御を行うカップリング制御回路と
を備えていることと特徴とする信号処理回路。

【請求項18】

前記信号送信回路は、静電結合を介して前記アクティブスタイラスに対して信号送信を行うに際して、前記タッチ検出回路によるタッチ検出結果に対応して前記カップリング制御が行われるように構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の信号処理回路。

【請求項19】

手によるタッチが検出可能な信号処理回路を有するタッチパネルの前記信号処理回路のグランドと外部グランドとをカップリングするグランドカップリング方法であって、
前記タッチパネルにはアクティブスタイラスが指示する位置を検出するために、位置検出領域に対応して複数の導体が配置されており、
前記アクティブスタイラスは、前記タッチパネルとの間での静電結合を介して前記タッチパネルから送信される信号が受信可能に構成されており、
使用者の手が前記タッチパネルにタッチされたことを検出し、
前記使用者の手が前記タッチパネルにタッチされたことが検出されたことに対応して、前記タッチパネルに配置された導体であって、前記タッチが検出された前記使用者の手と静電結合している導体を前記タッチパネルのグランドへカップリングさせるカップリング制御を行うようにした
ことを特徴とする回路グランドと外部グランドとのカップリング方法。

【請求項20】

前記信号処理回路は、静電結合を介して前記アクティブスタイラスに対して信号送信を行うに際して、前記使用者の手によるタッチの検出に対応して前記カップリング制御が行われるように構成されていることを特徴とする請求項１９に記載の回路グランドと外部グランドとのグランドカップリング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、アクティブスタイラスに対して静電結合方式によって信号を送信するタッチパネルに関する。また、この発明は、アクティブスタイラスに対して静電結合方式によって信号を送信するタッチパネルに適用して好適な信号処理装置に関する。更に、この発明は、タッチパネルの回路グランドと外部グランドとのカップリング方法に関する。

【0002】

なお、この明細書において、アクティブスタイラスとは、タッチパネルとの間で静電結合によりインタラクティブに信号の送受を行う電子ペンを意味するものである。

【背景技術】

【0003】

位置検出装置と電子ペンとからなる位置入力装置は、位置検出装置の位置検出センサと電子ペンとの間での結合方式の違いにより、電磁誘導方式や静電結合方式など、種々の方式のものがある。そして、同じ方式の位置入力装置であっても、位置検出センサと電子ペンとの間でやり取りする位置検出用信号の違いや、筆圧検出手段の有無、サイドスイッチの有無などにより種々の構成がある。

【0004】

しかし、種々の構成に合わせて電子ペンを用意することはコスト的に使用者に負担を負わせることになると共に、構成毎の電子ペンについて、位置検出装置と対応させた管理をしなければならず、面倒であった。

【0005】

このような問題を解決するために、特許文献１（特許第５７６２６５９号公報）には、位置検出装置側から電子ペンに信号を送信して、電子ペンを位置検出装置に適合するように構成するようにすることが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第５７６２６５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

電子ペンと位置検出装置との間の接続を有線接続とすると接続線の存在が邪魔になるので、通常は、無線接続とされることが多い。この場合に、静電結合方式の電子ペンであるアクティブスタイラスの場合には、位置検出センサからの信号は静電結合によりアクティブスタイラスに伝送される。

【0008】

ところが、この静電結合による位置検出センサからアクティブスタイラスへの送信信号の伝送においては、以下に説明するような２つの理由により、信号強度の低下が生じてしまう問題が生じることが判明した。

【0009】

信号強度の低下が生じてしまう問題が生じる理由の一つは、アクティブスタイラスに静電結合により信号を送信する電子機器の信号処理回路のグランドが安定していないことに起因するものであり、これについて、図１８〜図２１を参照しながら説明する。

【0010】

図１８及び図２０に示すように、位置検出センサを備える電子機器１０００の信号処理回路の信号送信回路１０００Ｓから、アクティブスタイラス２０００に対して信号が静電結合により送信される。この場合に、電子機器１０００の電源として商用交流電源が用いられる場合と、内蔵バッテリーが用いられる場合とがあるが、内蔵バッテリーが用いられる場合には、電子機器の信号処理回路のグランドが安定しないという問題がある。

【0011】

すなわち、電子機器１０００の電源として商用交流電源が用いられる場合には、電子機器１０００は、図１８に示すように、ＡＣアダプター３０００に接続される。ＡＣアダプター３０００のグランドは、電位が安定している地球電位である外部グランドに接続されている。したがって、この場合には、電子機器１０００の信号処理回路のグランド（以下、回路グランドという。）は、電子機器１０００がＡＣアダプター３０００に接続されているので、外部グランドに結合される。

【0012】

このため、電子機器１０００の信号送信回路１０００Ｓの回路グランド（電子機器内のグランド電極に対応。以下同じ）側の点ＳＡの電位は、外部グランドに結合されているので、図１９（Ａ）に示すように、安定している。このため、信号送信回路１０００Ｓの出力端側の点ＳＢの信号レベルは、図１９（Ｂ）に示すように低下することはなく、位置検出センサからの送信信号の信号強度は低下することなくアクティブスタイラス２０００に伝送される。

【0013】

一方、図２０に示すように、電子機器１０００がＡＣアダプター３０００に接続されるのではなく、電子機器１０００の電源として内蔵バッテリーが用いられる場合には、電子機器１０００の信号処理回路の回路グランドは、外部グランドとは非結合となるので、浮いている状態となる。このため、外部グランドと電子機器１０００の信号処理回路の回路グランドとの結合の大きさによっては、信号送信回路１０００Ｓの回路グランド側の点ＳＡの電位は、図２１（Ａ）に示すように、信号に応じて大きく振れてしまう。その結果、信号送信回路１０００Ｓの出力端側の点ＳＢの信号レベルは、図２１（Ｂ）に示すように、ＡＣアダプター３０００に接続されている場合（図１９（Ｂ）の場合）に比較して低下されてしまう。つまり、電子機器１０００の位置検出センサからアクティブスタイラス２０００に送信される信号の強度（振幅）が低下してしまう。

【0014】

信号レベルの低下が生じてしまう理由の他の一つは、電子機器１０００からの信号がアクティブスタイラス２０００の使用者の人体を通じて回り込むことに起因するものであり、これについて、図２２及び図２３を参照しながら説明する。

【0015】

アクティブスタイラス２０００は、図２２に示すように、電子機器１０００の位置検出センサからの信号を、この例では、導体からなるアンテナ（図２２の例では芯体）２００１で受信し、その受信信号を例えばオペアンプ（演算増幅器）２００２を通じ、また、周波数制限用のフィルタ２００３を通じてコントローラ２００４に供給する。コントローラ２００４は、受信信号に応じて、図２２では図示を省略した送信回路を制御するようにする。

【0016】

オペアンプ２００２、フィルタ２００３及びコントローラ２００４には、内蔵バッテリー２００５から電源電圧が供給される。そして、オペアンプ２００２、フィルタ２００３、コントローラ２００４及び内蔵バッテリー２００５は、アクティブスタイラス２０００の回路グランドに接続されている。このアクティブスタイラス２０００の回路グランドは導電性を有する筐体にも接続されており、受信信号を増幅するオペアンプ２００２の基準電位となる。

【0017】

この場合、電子機器１０００とアンテナ２００１との間は結合容量Ｃｔを介して静電結合される。また、アクティブスタイラス２０００が使用者により把持されて電子機器１０００の位置検出センサ上で使用される状態では、アクティブスタイラス２０００の回路グランドと電子機器１０００の位置検出センサとの間で、容量Ｃｈ及び抵抗Ｒｈで等価される人体を介して静電結合される状態になる。

【0018】

そして、電子機器１０００とアンテナ２００１との間の結合容量Ｃｔと、電子機器１０００とアクティブスタイラス２０００の回路グランドとの間の結合容量Ｃｈとの差が小さい場合には、電子機器１０００からの信号が人体を通じてアクティブスタイラス２０００に回り込むようになる。オペアンプ２００２は、アクティブスタイラス２０００の回路グランドとアンテナ２００１との間の差動信号を検出しており、この電子機器１０００から回り込む信号のため、アクティブスタイラス２０００の受信信号の信号強度が小さくなってしまう。場合によっては、電子機器１０００からの信号の波形の位相が、アクティブスタイラス２０００内部で反転してしまう場合もある。

【0019】

図２３に、結合容量Ｃｔとアンテナ２００１との結合点ＰＡ（図２３（Ａ）参照）と、アクティブスタイラス２０００の回路グランドと結合容量Ｃｈとの結合点ＰＢ（図２３（Ｂ））と、オペアンプ２００２の出力端ＰＣ（図２３（Ｃ）参照）との、それぞれにおける信号強度の例を示す。この図２３に示すように、オペアンプ２００２の出力端ＰＣ（図２３（Ｃ）参照）の信号強度は、結合容量Ｃｔと結合容量Ｃｈとの大小関係に応じて小さくなったり、反転してしまったりする。

【0020】

すなわち、結合容量Ｃｔが結合容量Ｃｈよりも大きい（Ｃｔ＞Ｃｈ）ときには、図２３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）において、左側に示すようになり、オペアンプ２００２の出力端ＰＣの信号強度は、小さくなる。また、結合容量Ｃｔが結合容量Ｃｈと等しい（Ｃｔ＝Ｃｈ）ときには、図２３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）において、中央に示すようになり、オペアンプ２００２の出力端ＰＣの信号強度はゼロになる。さらに、結合容量Ｃｔが結合容量Ｃｈよりも小さい（Ｃｔ＜Ｃｈ）ときには、図２３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）において、右側に示すようになり、オペアンプ２００２の出力端ＰＣの信号強度は小さくなると共に、信号が反転した状態となってしまう。

【0021】

なお、図２２に示した例では、アクティブスタイラス２０００では筐体が導体で構成され、当該筐体が回路グランドとなるようにされているように示したが、筐体が導体で構成される必要はない。すなわち、アクティブスタイラス２０００内のプリント基板にグランド導体が形成されている場合においても、使用者の人体とプリント基板のグランド導体とが容量結合されることで、上述と同様の問題が生じる。

【0022】

この発明は、以上の問題点を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0023】

上記の課題を解決するために、この発明は、
位置検出領域に対応して配置された複数の導体を有し、使用者が把持するアクティブスタイラスが指示する位置と、前記アクティブスタイラスを把持する前記使用者の手によるタッチが検出可能なタッチパネルであって、
前記タッチパネルとの間での静電結合を介して前記タッチパネルから送信される信号が受信可能に構成された前記アクティブスタイラスに対し、前記静電結合を介して信号を送信する信号送信回路と、
前記アクティブスタイラスとの間での静電結合を介して前記アクティブスタイラスが指示する位置を検出するアクティブスタイラス指示位置検出回路と、
前記使用者の手がタッチされたことを検出するタッチ検出回路と、
前記タッチ検出回路によるタッチ検出結果に対応して、前記タッチパネルに配置された導体であって前記タッチ検出回路でタッチが検出された前記使用者の手と静電結合している導体を前記タッチパネルのグランドへカップリングさせるカップリング制御を行うカップリング制御回路と
を備えていることを特徴とするタッチパネルを提供する。

【0024】

上述の構成の発明によるタッチパネルにおいては、使用者がアクティブスタイラスを把持してタッチパネルの上に持ち来すと、使用者の手がタッチパネルにタッチされたことが検出され、そのタッチが検出された使用者の手と静電結合している導体が、タッチパネルのグランド（回路グランド）にカップリングされる。すると、タッチパネルのグランド（回路グランド）にカップリングされた導体は、使用者の人体を通じて外部グランドにカップリングされる。

【0025】

このため、タッチパネルのグランド（回路グランド）が外部グランドに接続されていないときにも、タッチパネルのグランド（回路グランド）がタッチパネルにタッチしている人体（手）を通じて外部グランドに接続される状態となり、アクティブスタイラスに送信される信号の強度は低下しない。

【0026】

また、タッチパネルのグランド（回路グランド）が外部グランドに接続されることで、外部グランドに接続されている人体の手と強く結合されることになる。したがって、アクティブスタイラスを把持している人体の手を通じてアクティブスタイラスに回り込むタッチパネルからの信号を外部グランドに流すことで、抑制することができる。このため、アクティブスタイラスで受信された信号の強度が低下したり、反転したものされてしまうのを軽減あるいは防止することができる。

【発明の効果】

【0027】

この発明によれば、タッチパネルのグランド（回路グランド）が外部グランドに接続されていないときにも、タッチパネルのグランド（回路グランド）がタッチパネルにタッチしている人体（手）を通じて外部グランドに接続される状態となり、アクティブスタイラスに送信される信号の強度の低下を軽減あるいは防止することができる。

【0028】

また、タッチパネルのグランド（回路グランド）が外部グランドに接続されることで、外部グランドに接続されている人体の手と強く結合されることになるので、人体の手を通じてアクティブスタイラスに回り込むタッチパネルからの信号を外部グランドに流すことで抑制することができ、アクティブスタイラスで受信された信号の強度が低下したり、反転したものされてしまうのを軽減あるいは防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】この発明によるタッチパネルの実施形態を説明するために用いる図である。

【図2】この発明によるタッチパネルの実施形態の構成例を示すブロック図である。

【図3】この発明によるタッチパネルの実施形態の構成例の一部の構成例を示す図である。

【図4】この発明によるタッチパネルの実施形態の構成例の一部の構成例を示す図である。

【図5】この発明によるタッチパネルの実施形態の動作説明のための図である。

【図6】この発明によるタッチパネルの実施形態の動作説明のために用いる図である。

【図7】この発明によるタッチパネルの実施形態におけるセンサ上でのタッチ検出状態を説明するための図である。

【図8】この発明によるタッチパネルの実施形態の効果を説明するための図である。

【図9】この発明によるタッチパネルの実施形態の処理動作例を説明するためのフローチャートの一部を示す図である。

【図10】この発明によるタッチパネルの実施形態の処理動作例を説明するためのフローチャートの一部を示す図である。

【図11】この発明によるタッチパネルの他の実施形態を説明するために用いる図である。

【図12】この発明によるタッチパネルの他の実施形態を説明するために用いる図である。

【図13】この発明によるタッチパネルの他の実施形態を説明するために用いる図である。

【図14】この発明によるタッチパネルの他の実施形態を説明するために用いる図である。

【図15】この発明によるタッチパネルの他の実施形態を説明するために用いる図である。

【図16】この発明によるタッチパネルの他の実施形態の構成例を説明するための図である。

【図17】この発明によるタッチパネルと共に用いられるアクティブスタイラスの例を説明するための図である。

【図18】タッチパネルから送信信号を静電結合を介してアクティブスタイラスに送信する際の状態を説明するための図である。

【図19】図１８の状態の説明に用いる図である。

【図20】タッチパネルから送信信号を静電結合を介してアクティブスタイラスに送信する際の状態を説明するための図である。

【図21】図２０の状態の説明に用いる図である。

【図22】タッチパネルから送信信号を静電結合を介してアクティブスタイラスに送信する際の状態を説明するための図である。

【図23】図２２の状態を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、この発明によるタッチパネルの実施形態を、図を参照しながら説明する。なお、以下に説明するタッチパネルの実施形態は、この発明による信号処理装置及び回路グランドと外部グラントとのカップリング方法の実施形態を含むものである。この場合の外部グランドとしては、通常は地球電位とされるが、安定な固定電位であれば地球電位に限られるものではない。

【0031】

図１は、この発明の信号処理装置及び回路グランドと外部グラントとのカップリング方法の一実施形態が適用されて構成された、この実施形態のタッチパネル１を備えた電子機器２の一例を示すものである。図１に示す例の電子機器２は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置の表示画面２Ｄを備える、例えばパッド型パソコンやスマートフォンと呼ばれる携帯電話端末などの携帯機器であり、表示画面２Ｄの前面部にはタッチパネル１を構成するセンサ（位置検出センサ）１０が配設されている。そして、この電子機器２は、この例では電源としてバッテリー（図示は省略）を用いるものとされている。

【0032】

電子機器２の表示画面２Ｄの前面部に配設されたセンサ１０上で指示体により位置指示操作が行われると、タッチパネル１は、指示体により指示された位置を検出し、電子機器２が備えるマイクロコンピュータによって操作位置に応じた表示処理を施すことができる。この例においては、タッチパネル１は、指示体として、使用者の手や指３と、送信信号を送出するアクティブ静電ペンであるアクティブスタイラス４との両方を検出することできるように構成されている。

【0033】

［タッチパネル１の構成例］
次に、この実施形態のタッチパネル１の構成例について説明する。図２は、この実施形態のタッチパネル１の概略構成例を説明するための図である。この例のタッチパネル１は、いわゆるクロスポイント構成のセンサ１０を備えており、手や指３などの指示体による静電タッチ（以下、単にタッチという）を検出することができると共に、アクティブスタイラス４により指示された位置（以下、ペン指示位置という）を検出することができるように構成されている。

【0034】

センサ１０は、この例では、下層側から順に、第１の導体群１１、絶縁層（図示は省略）、第２の導体群１２を積層して形成されたものである。第１の導体群１１は、第１の方向、例えば、横方向（Ｘ軸方向）に延在した第１の導体１１Ｙ_１、１１Ｙ_２、…、１１Ｙ_ｍ（ｍは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列に配置されている
また、第２の導体群１２は、この例では、第１の導体１１Ｙ_１、１１Ｙ_２、…、１１Ｙ_ｍの延在方向に対して交差するＹ軸方向に延在した第２の導体１２Ｘ_１、１２Ｘ_２、…、１２Ｘ_ｎ（ｎは１以上の整数）を互いに所定間隔離して並列に配置されている。

【0035】

なお、以下の説明において、第１の導体１１Ｙ_１、１１Ｙ_２、…、１１Ｙ_ｍについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第１の導体１１Ｙと称する。同様に、第２の導体１２Ｘ_１、１２Ｘ_２、…、１２Ｘ_ｎについて、それぞれの導体を区別する必要がないときには、その導体を、第２の導体１２Ｘと称することとする。

【0036】

このように、タッチパネル１では、第１の導体群１１と第２の導体群１２を交差させて形成したセンサパターンにより規定される位置検出領域において、手や指３やアクティブスタイラス４などの指示体が指示する位置を検出する構成を備えている。

【0037】

この実施形態のタッチパネル１のセンサ１０の位置検出領域は、電子機器２が備える表示装置の表示画面２Ｄの画面サイズに対応し、画面サイズと同等の大きさの指示入力面１０Ｓを備えており、光透過性を有する、第１の導体群１１と第２の導体群１２とによって形成されている。

【0038】

この実施形態のタッチパネル１のセンサ１０において、手や指３のタッチを検出する場合は、第１の方向に配置された第１の導体群１１に送信信号を供給すると共に、第２の方向に配置された第２の導体群１２から信号を受信するように構成されている。また、アクティブスタイラス４による指示位置を検出する場合には、第１の導体群１１及び第２の導体群１２のそれぞれからの信号を受信する構成となる。なお、クロスポイント型静電容量方式の位置検出装置の原理等については、この出願の発明者の発明に係る出願の公開公報である特開２０１１−３０３５号公報、特開２０１１−３０３６号公報、特開２０１２−１２３５９９号公報等に詳しく説明されている。

【0039】

この実施形態のタッチパネル１は、図２に示すように、タッチパネル（位置検出センサ）を構成するセンサ１０と、このセンサ１０に接続される信号処理回路２０とで構成されている。信号処理回路２０は、センサ１０との入出力インターフェースとされるＹマルチプレクサ２１Ｙ及びＸマルチプレクサ２１Ｘと、コマンド生成回路２２と、タッチ検出用信号生成回路２３と、タッチ検出回路２４と、ペン指示検出回路２５と、Ｙグランドセレクタ２６Ｙ及びＸグランドセレクタ２６Ｘと、制御回路２７とからなる。

【0040】

Ｙマルチプレクサ２１Ｙは、第１の導体群１１と、コマンド生成回路２２、タッチ検出用信号生成回路２３及びペン指示検出回路２５との間に設けられており、制御回路２７の制御により、第１の導体群１１を構成する複数の第１の導体１１Ｙのそれぞれと、コマンド生成回路２２、タッチ検出用信号生成回路２３及びペン指示検出回路２５との接続が切り替えられる。

【0041】

Ｘマルチプレクサ１２Ｘは、第２の導体群１２と、タッチ検出回路２４及びペン指示検出回路２５との間に設けられており、制御回路２７の制御により、第２の導体群１２を構成する複数の第２の導体１２Ｘのそれぞれと、タッチ検出回路２４及びペン指示検出回路２５との接続が切り替えられる。

【0042】

コマンド生成回路２２は、第１の導体群１１を通じてアクティブスタイラス４に送信するコマンド信号を生成し、Ｙマルチプレクサ２１Ｙに供給する。コマンド信号としては、アクティブスタイラス４に対して、当該アクティブスタイラス４が使用する周波数を設定する設定コマンドや、アクティブスタイラス４における位置検出用信号や筆圧検出信号の送出タイミングを指示するコマンドなどを含む。そして、コマンド生成回路２２は、制御回路２７からの制御信号を受けて、その制御信号に応じたコマンド信号を生成し、送出する。この例では、コマンド生成回路２２からのコマンド信号は、Ｙマルチプレクサ２１Ｙを通じて第１の導体群１１の複数の第１の導体１１Ｙに供給される。

【0043】

タッチ検出用信号生成回路２３は、制御回路２７からの制御信号に基づいてタッチ検出用信号を生成し、Ｙマルチプレクサ２１Ｙに供給する。タッチ検出用信号としては、この例では、例えばアダマール行列などの直交行列からなる拡散符号が用いられ、Ｙマルチプレクサ２１Ｙを通じて第１の導体群１１の複数の第１の導体１１Ｙに供給される。

【0044】

タッチ検出回路２４は、センサ１０における手や指３の位置を検出する機能を有する。すなわち、複数個の第１の導体１１Ｙと複数個の第２の導体１２Ｘとを交差させて形成したセンサパターンのそれぞれの交点（クロスポイント）における第１の導体１１Ｙと第２の導体１２Ｘとの間の静電容量が、手や指３によりタッチ指示された位置では変化するので、その静電容量の変化を検出することにより、センサ１０上のタッチの位置を検出するようにする。

【0045】

この実施形態では、タッチ検出用信号生成回路２３からの送信信号（この例では拡散符号）を第１の導体群１１Ｙに供給し、第１の導体１１Ｙと第２の導体１２Ｘとの間の静電容量（相互容量）を介して第２の導体１２Ｘから受信信号を得る。タッチ検出回路２４は、手や指３がタッチされたクロスポイント位置では、人体を通じて外部グランドに接続されるために静電容量（相互容量）が変化することに基づいて、その位置の第２の導体１２Ｘからの受信信号のレベル（拡散符号の相関レべル）が変化することを検知することで、タッチ位置を検出する。タッチ検出回路２４には、受信信号から拡散符号の相関レべルを検出するために、タッチ検出用信号生成回路２３から第１の導体群１１Ｙに供給される送信信号（拡散符号）に対応した信号（相関演算用拡散符号）が供給されている。そして、タッチ検出回路２４は、検出したタッチ位置の検出結果を制御回路２７に供給する。

【0046】

ペン指示検出回路２５は、センサ１０上におけるアクティブスタイラス４による指示位置を検出するものである。アクティブスタイラス４は、後述するように、内部に発信回路４Ｓ（図１参照）を備え、この発信回路４Ｓからの信号をペン先の電極から送出する。なお、発信回路４Ｓは、発振器で構成してもよいし、発振器で発生した発振信号に変調などの処理を施した信号を発生する回路であってもよい。ペン指示検出回路２５は、このアクティブスタイラス４からの信号を、センサ１０の第２の導体群１２からのみならず、第１の導体群１１からも受信する。なお、この例のアクティブスタイラス４は、ペン先の電極をアンテナとしてタッチパネル１からの送信信号を受信する。

【0047】

ペン指示検出回路２５は、第１の導体群１１及び第２の導体群１２を構成するそれぞれの第１の導体１１Ｙ及び第２の導体１２Ｘについて、アクティブスタイラス４からの信号の受信信号のレベルをチェックして、当該受信信号が高レベルとなっている第１の導体１１Ｙ及び第２の導体１２Ｘを検出して、アクティブスタイラス４が指示する位置を検出するようにする。そして、ペン指示検出回路２５は、アクティブスタイラス４が指示する位置についての検出結果を制御回路２７に供給する。

【0048】

Ｙグランドセレクタ２６Ｙは、この例では、第１の導体群１１と、Ｙマルチプレクサ２１Ｙとの間に設けられ、第１の導体群１１の第１の導体１１Ｙのそれぞれと、タッチパネル１の回路グランドとのカップリングを、制御回路２７の制御により制御する。

【0049】

ここで、導体と回路グランドとのカップリングとは、導体のそれぞれと回路グランドとが直接的に接続される場合に限らず、導体と回路グランドとが抵抗や容量を介して接続されている場合を含むものである。

【0050】

図３は、このＹグランドセレクタ２６Ｙの構成例を示すものである。すなわち、第１の導体群１１を構成する第１の導体１１Ｙ_１、…、１１Ｙ_ｍ−１、１１Ｙ_ｍのそれぞれは、Ｙマルチプレクサ２１Ｙに接続されると共に、スイッチ回路２６Ｙ_１、…、２６Ｙ_ｍ−１、２６Ｙ_ｍのそれぞれを通じて、タッチパネル１の回路グランドＳＧに、この例では直接に接続される。そして、スイッチ回路２６Ｙ_１、…、２６Ｙ_ｍ−１、２６Ｙ_ｍのそれぞれのオン、オフが制御回路２７からの制御信号により切り替え制御される。

【0051】

図４は、Ｘグランドセレクタ２６Ｘの構成例を示すものである。Ｘグランドセレクタ２６Ｘは、この例では、第２の導体群１２と、Ｘマルチプレクサ２１Ｘとの間に設けられ、第２の導体群１２の第２の導体１２Ｘのそれぞれと、タッチパネル１の回路グランドＳＧとのカップリングを、制御回路２７の制御により制御する。すなわち、第２の導体群１２を構成する第２の導体１２Ｘ_１、１２Ｘ_２、…、１２Ｘ_ｎのそれぞれは、Ｘマルチプレクサ２１Ｘに接続されると共に、スイッチ回路２６Ｘ_１、２６Ｘ_２、…、２６Ｘ_ｎのそれぞれを通じて、タッチパネル１の回路グランドＳＧに、この例では直接に接続される。そして、スイッチ回路２６Ｘ_１、２６Ｘ_２、…、２６Ｘ_ｎのそれぞれのオン、オフが制御回路２７からの制御信号により切り替え制御される。

【0052】

制御回路２７は、タッチパネル１の全体の動作を制御するためのもので、この例では、ＭＰＵ（microprocessor unit）で構成されており、導体と回路グランドとのカップリングを制御するカップリング制御回路の機能を備えている。

【0053】

この実施形態のタッチパネル１は、アクティブスタイラス４に対するアップリンク（送信）とダウンリンク（受信）とを時分割で行うと共に、手や指３のタッチ検出とアクティブスタイラス４による指示位置の検出とを時分割で行うように制御するように構成されている。制御回路２７は、この時分割処理を管理する。

【0054】

すなわち、この実施形態のタッチパネル１では、図５に示すように、アップリンクの期間とダウンリンクの期間とを時分割で交互に実行するようにする。そして、アップリンクの期間は、コマンド生成回路２２からのコマンド信号をアクティブスタイラス４に対して送信するコマンド送信期間である。また、ダウンリンクの期間は、位置検出期間として、その前半は、手や指３によるタッチパネル１へのタッチを検出するタッチ検出期間であり、その後半は、アクティブスタイラス４による指示位置を検出するペン指示検出期間である。

【0055】

制御回路２７は、アップリンク期間のコマンド送信期間では、Ｙマルチプレクサ２１Ｙを、コマンド生成回路２２からのコマンド信号をＹグランドセレクタ２６Ｙを通じて第１の導体群１１の複数の導体１１Ｙのそれぞれに供給する状態になるように制御する。このとき、制御回路２７は、タッチ検出回路２４及びペン指示検出回路２５が非動作状態となるように制御する。

【0056】

また、制御回路２７は、ダウンリンク期間の位置検出期間の前半のタッチ検出期間では、Ｙマルチプレクサ２１Ｙをタッチ検出用信号生成回路２３からのタッチ検出用信号（この例では拡散符号）を、Ｙグランドセレクタ２６Ｙを通じて第１の導体群１１の第１の導体１１Ｙのそれぞれに供給する状態になるように制御する。そして、このタッチ検出期間では、制御回路２７は、Ｘマルチプレクサ２１Ｘを、第２の導体群１２の複数の第２の導体１２Ｘのそれぞれに得られる受信信号をタッチ検出回路２４に供給する状態となるように制御する。このとき、制御回路２７は、コマンド生成回路２２及びペン指示検出回路２５が非動作状態になるように制御する。

【0057】

このタッチ検出期間においては、タッチ検出用信号生成回路２３からのタッチ検出用信号（この例では拡散符号）が、第１の導体群１１の複数の第１の導体１１Ｙから第２の導体群１２の複数の第２の導体１２Ｘに、それら間の静電結合を通じて伝送される。

【0058】

タッチ検出回路２４では、Ｘマルチプレクサ２１Ｘから出力される第２の導体群１２の複数の第２の導体１２Ｘのそれぞれに得られる前記タッチ検出用信号（この例では拡散符号）の受信信号と、タッチ検出用信号生成回路２３からの位置検出用信号（この例では相関演算用拡散符号）との相関を演算することにより、手や指３がタッチされていて、送信信号であるタッチ検出用信号が低下しているクロスポイントを検出することで、手や指３のタッチ位置を検出する。

【0059】

なお、このタッチ検出期間では、タッチ検出用信号によるタッチ検出を１回のみ行うようにしてもよいし、複数回繰り返して行うようにしてもよい。

【0060】

また、制御回路２７は、ダウンリンク期間の位置検出期間の後半のペン指示検出期間では、第１の導体群１１の第１の導体１１Ｙのそれぞれに得られる信号がペン指示検出回路２５に供給される状態になるようにＹマルチプレクサ２１Ｙを制御すると共に、Ｘマルチプレクサ２１Ｘを、第２の導体群１２の複数の第２の導体１２Ｘのそれぞれに得られる受信信号がペン指示検出回路２５に供給される状態になるように制御する。このとき、制御回路２７は、コマンド生成回路２２、タッチ検出用信号生成回路２３及びタッチ検出回路２４が非動作状態になるように制御する。

【0061】

このペン指示検出期間においては、アクティブスタイラス４から送信される位置検出用信号を、第１の導体群１１及び第２の導体群１２のそれぞれにおいて検出するようにする。すなわち、ペン指示検出回路２５では、先ず、Ｙマルチプレクサ２１Ｙから出力される第１の導体群１１の複数の第１の導体１１Ｙのそれぞれに得られる、アクティブスタイラス４からの受信信号のレベルを検出し、その受信レべルが所定値より大になっている複数の第１の導体１１Ｙを検出し、それらの複数の第１の導体１１Ｙからアクティブスタイラス４により指示されているセンサ１０上のＹ方向位置を検出する。

【0062】

また、ペン指示検出回路２５は、Ｘマルチプレクサ２１Ｘから出力される第２の導体群１２の複数の第２の導体１２Ｘのそれぞれに得られる、アクティブスタイラス４からの位置検出用信号の受信信号のレベルを検出し、その受信レべルが所定値より大になっている複数の第２の導体１２Ｘを検出し、それらの複数の第２の導体１２Ｘからアクティブスタイラス４により指示されているセンサ１０上のＸ方向位置を検出する。

【0063】

そして、ペン指示検出回路２５は、検出したＹ方向位置とＸ方向位置とから、アクティブスタイラス４により指示されているセンサ１０上の座標位置を検出する。

【0064】

そして、この実施形態では、制御回路２７は、タッチ検出期間で、タッチパネル１における手や指３のタッチを検出したときには、その後のコマンド送信期間において、そのタッチ位置に含まれる第１の導体１１Ｙ及び／又は第２の導体１２Ｘの内の、少なくとも１本の導体を回路グランドＳＧにカップリングさせるように、Ｙグランドセレクタ２６Ｙのスイッチ回路２６Ｙ_１〜２６Ｙ_ｍ、Ｘグランドセレクタ２６Ｘのスイッチ回路２６Ｘ_１〜２６Ｘ_ｎを切り替え制御するようにする。

【0065】

すなわち、使用者がアクティブスタイラス４を把持して、例えば図６に示すように、センサ１０の入力面１０Ｓ上において、アクティブスタイラス４により位置指示する場合、使用者の手３Ｈの掌の一部が入力面１０Ｓにタッチする状態となることが多い。タッチパネル１のタッチ検出回路２４は、タッチ検出期間において、この使用者の手３Ｈの掌の一部のタッチ位置を、センサ１０上において、例えば図７において斜線を付して示した領域ＡＨとして検出し、当該タッチ検出結果の情報を制御回路２７に通知する。

【0066】

制御回路２７は、このタッチ検出回路２４からのタッチ検出結果の情報に基づいて、その後のコマンド送信期間において、領域ＡＨ内の、センサ１０の入力面１０Ｓに、より強くタッチしていると思われる例えば領域ＡＨの中央位置の第１の導体１１Ｙ_４及び第２の導体１２Ｘ_ｎ−７を、回路グランドＳＧにカップリングするように、Ｙグランドセレクタ２６Ｙ及び／又はＸグランドセレクタ２６Ｘを制御する。すなわち、制御回路２７は、この例では、検出されたタッチ位置の領域を判定し、その判定したタッチ位置の領域に基づいて、使用者の手や指と静電結合していて、人体を通じてより強く外部グランドにカップリングすることが可能な導体を特定し、その特定された導体を回路グランドＳＧにカップリングするように制御する。

【0067】

このように、タッチ検出期間において検出された、タッチパネル１における手や指３のタッチ位置に対応した所定数の導体は、その後のコマンド送信期間においては、回路グランドＳＧにカップリングされるので、図８に示すように、タッチパネル１の回路グランド側は、抵抗Ｒｈ及び容量Ｃｈで等価される人体５を通じて外部グランドＥＧにカップリングされる。したがって、タッチパネル１からアップリンクのコマンド送信期間でアクティブスタイラス４に送信されるコマンド信号の信号強度は低下することなく送信できる。

【0068】

そして、タッチパネル１の回路グランドＳＧが外部グランドＥＧにカップリングされることで、外部グランドにカップリングされている人体５と強く結合されることになるので、人体の手を通じてアクティブスタイラス４に回り込むタッチパネルからの信号を外部グランドＥＧに流すことができ、アクティブスタイラス４で受信されたコマンド信号の強度が低下したり、反転したものされてしまうのを軽減あるいは防止することができる。

【0069】

なお、上述の例では、コマンド送信期間において、そのタッチ位置に含まれる第１の導体１１Ｙ及び／又は第２の導体１２Ｘの内のそれぞれ１本ずつを回路グランドＳＧにカップリングした。しかし、カップリングする導体数は、これに限られるものではなく、検出したタッチ位置に含まれる第１の導体１１Ｙ及び第２の導体１２Ｘの内の、全部の導体を回路グランドとカップリングさせるようにしてもよいし、一部の複数本の導体を回路グランドとカップリングさせるようにしてもよい。一部の複数本の導体を回路グランドとカップリングする場合にも、制御回路２７は、上述と同様にして、検出したタッチ領域のパターンに基づいて、回路グランドＳＧとカップリングさせる複数の導体を特定するようにする。

【0070】

また、第１の導体１１Ｙは、コマンド送信期間には、コマンド信号の送信用として用いられるが、回路グランドＳＧにカップリングされた第１の導体１１Ｙは、送信信号を外部に送出することができず、コマンド信号の送信には用いられなくなる。そこで、第１の導体群１１の複数の第１の導体１１Ｙは、回路グランドＳＧへのカップリング用としては用いず、第２の導体群１２の複数の第２の導体１２Ｘのみを、回路グランドＳＧへのカップリング用として用いるように構成してもよい。

【0071】

［タッチパネル１の制御回路２７の動作の流れの例］
この実施形態のタッチパネル１の制御回路２７の動作の流れの例を、図９及び図１０のフローチャートを参照しながら以下に説明する。

【0072】

制御回路２７は、位置検出期間であるか否か判別し（ステップＳ１０１）、位置検出期間であると判別したときには、タッチ検出期間であるか否か判別する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２で、タッチ検出期間であると判別したときには、制御回路２７は、前述したようにして、第１の導体群１１の複数の第１の導体１１Ｙに、タッチ検出用信号生成回路２３からのタッチ検出用信号を供給すると共に、第２の導体群１２の複数の第１の導体１２Ｘのそれぞれからタッチ検出用信号の受信信号を受信して、両者の相関を演算することにより、手や指３のタッチを検出するように制御する（ステップＳ１０３）。

【0073】

そして、制御回路２７は、ステップＳ１０３でのタッチ検出の結果、手や指のタッチを検出したか否か判別し（ステップＳ１０４）、手や指３のタッチを検出しなかったと判別したときには、処理をステップＳ１０２に戻し、このステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。

【0074】

また、ステップＳ１０４で、手や指３のタッチを検出したと判別したときには、制御回路２７は、センサ１０上のタッチ位置（タッチ領域）を検出して、それを電子機器のホストコンピューターに伝送すると共に、当該タッチ位置の第１の導体１１Ｙ及び／または第２の導体１２Ｘの１本あるいは複数本、または全部を、コマンド送信期間に回路グランドＳＧにカップリングする導体として決定し、それをバッファメモリに記憶する（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０５の次には、制御回路２７は、処理をステップＳ１０２に戻し、このステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。

【0075】

そして、ステップＳ１０２で、タッチ検出期間ではない（あるいはタッチ検出期間が終了した）と判別したときには、制御回路２７は、ペン指示検出期間であるか否か判別する（ステップＳ１０６）。このステップＳ１０６でペン指示検出期間であると判別したときには、制御回路２７は、前述したように、第１の導体１１Ｙ及び第２の導体１２Ｘの全てを受信導体として、アクティブスタイラス４からの位置検出用信号を受信することに基づいて、アクティブスタイラス４によって指示されたセンサ１０上の位置を検出するように制御する（ステップＳ１０７）。

【0076】

そして、制御回路２７は、センサ１０上のペン指示位置の検出結果を電子機器のホストコンピューターに伝送する（ステップＳ１０８）。このステップＳ１０８の次には、制御回路２７は、処理をステップＳ１０６に戻し、このステップＳ１０６以降の処理を繰り返す。そして、ステップＳ１０６で、ペン指示検出期間ではない（あるいはペン指示検出期間が終了した）と判別したときには、制御回路２７は、処理をステップＳ１０１に戻し、このステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。

【0077】

ステップＳ１０１で、位置検出期間ではない（あるいは位置検出期間は終了した）と判別したときには、制御回路２７は、コマンド送信期間であるか否か判別する（図１０のステップＳ１１１）。ステップＳ１１１で、コマンド送信期間ではない（あるいはコマンド送信期間は終了した）と判別したときには、制御回路２７は、処理をステップＳ１０１に戻し、このステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。

【0078】

ステップＳ１１１で、コマンド送信期間であると判別したときには、制御回路２７は、タッチ検出期間において回路グランドＳＧにカップリングする導体が記憶されているか否か判別する（ステップＳ１１２）。このステップＳ１１２で、回路グランドＳＧにカップリングされる導体が記憶されていると判別したときには、制御回路２７は、当該記憶されている導体を、回路グランドＳＧにカップリングするように、Ｙグランドセレクタ２６Ｙ及び／またはＸグランドセレクタ２６Ｘを制御するようにする（ステップＳ１１３）。

【0079】

そして、制御回路２７は、第１の導体群１１の複数の導体１１Ｙからコマンド信号を送信させるように制御する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１２で、回路グランドＳＧにカップリングする導体が記憶されていないと判別したときには、制御回路２７は、ステップＳ１１４に進み、第１の導体群１１の複数の導体１１Ｙからコマンド信号を送信させるように制御する。

【0080】

そして、制御回路２７は、このステップＳ１１４の次には、ステップＳ１１１に戻り、このステップＳ１１１以降の処理を繰り返す。

【0081】

［上述の実施形態の変形例］
上述の実施形態では、タッチパネル１において、アクティブスタイラス４へのコマンド送信処理と、タッチ検出処理と、ペン指示検出処理とを時分割処理とするようにしたが、時分割処理に限らず、それぞれの処理において使用する周波数を異ならせることによる周波数多重処理や拡散符号を用いた多重処理として、同時並行的な処理とするようにしてもよい。また、必要に応じて時分割処理と周波数多重処理や拡散符号を用いた多重処理とを併用するようにしてもよい。

【0082】

この場合、例えば周波数多重処理による同時並行的な処理を考慮する場合には、図１１に示すように、周波数の異なる複数の信号を使用することができる。例えば、コマンド信号には、周波数ｆ１を割り当て、タッチ検出用信号には、周波数ｆ２（≠ｆ１）を割り当て、ペン指示検出用信号には、周波数ｆ３（≠ｆ１≠ｆ２）を割り当てるようにする。

【0083】

そして、アクティブスタイラス４の受信回路のオペアンプの出力信号に対しては、周波数ｆ１を中心とした帯域成分を抽出するためのバンドパスフィルタを設ける。また、タッチパネル１のタッチ検出回路２４の受信信号の入力側には、周波数ｆ２を中心とした帯域成分を抽出するためのバンドパスフィルタを設け、また、ペン指示検出回路２５の受信信号の入力側には、周波数ｆ３を中心とした帯域成分を抽出するためのバンドパスフィルタを設ける。

【0084】

このように周波数多重や拡散符号を用いた多重処理によりコマンド信号送信処理と、ペン指示検出処理とを同時並行的に実行する場合には、コマンド信号の送信処理と、アクティブスタイラス４により指示された位置の検出の処理とが並行して行われることになるので、回路グランドＳＧにカップリングさせる導体の選定に当たっては、ペン指示検出処理に、できるだけ影響を与えないように考慮する必要がある。

【0085】

すなわち、タッチ検出処理により、例えば図７に示したように手の掌のタッチ領域ＡＨが検出されたときに、例えばペン指示検出処理で検出されるペン指示位置が、図７における位置ＰＳであるときには、当該位置ＰＳの位置の近傍の第１の導体１１Ｙ及び第２の導体１２Ｘは、領域ＡＨを通る第１の導体１１Ｙ及び第２の導体１２Ｘとは異なる。したがって、この場合には、領域ＡＨを通る第１の導体１１Ｙ及び第２の導体１２Ｘのいずれを、回路グランドにカップリングさせても、ペン指示検出に影響はない。

【0086】

しかし、例えばペン指示検出処理で検出されるペン指示位置が、図７における位置ＰＳ１であるときには、当該位置ＰＳ１の位置の近傍の第１の導体１１Ｙが領域ＡＨを通っているため、この第１の導体１１Ｙを回路グランドＳＧにカップリングさせてしまうと、ペン指示位置の検出が困難になる。そこで、この場合には、領域ＡＨを通る第１の導体１１Ｙは回路グランドＳＧにカップリングさせることなく、領域ＡＨを通る第２の導体１２Ｘを回路グランドＳＧにカップリングさせるようにする。

【0087】

また、例えばペン指示検出処理で検出されるペン指示位置が、図７における位置ＰＳ２であるときには、当該位置ＰＳ２の位置の近傍の第２の導体１２Ｘが領域ＡＨを通っているため、この第２の導体１２Ｘを回路グランドＳＧにカップリングさせてしまうと、ペン指示位置の検出が困難になる。そこで、この場合には、領域ＡＨを通る第２の導体１２Ｘは回路グランドＳＧにカップリングさせることなく、領域ＡＨを通る第１の導体１１Ｙを回路グランドＳＧにカップリングさせるようにする。

【0088】

すなわち、周波数多重や拡散符号を用いた多重処理によりコマンド信号送信処理と、ペン指示検出処理とを同時並行的に実行する場合には、制御回路２７は、第１の導体１１Ｙ及び／または第２の導体１２Ｘを回路グランドＳＧにカップリングさせる前に、タッチ検出結果によるタッチ検出領域と、ペン指示検出結果によるペン指示検出位置との関係から、ペン指示検出に影響の無い導体を選定し、その選定に基づいて、回路グランドＳＧにカップリングさせる導体を、上述のようにして決定する。

【0089】

図１１の例の周波数多重処理では、タッチ検出用信号の周波数と、ペン指示検出用の周波数とを異ならせるようにしたが、静電結合を用いたタッチ検出処理におけるタッチ位置の検出と、ペン指示位置検出処理におけるペン指示位置の検出とでは、その位置検出の方法が異なるので、タッチ検出用信号の周波数と、ペン指示検出用の周波数とでは、図１２に示すように、同じ周波数を用いるようにすることもできる。

【0090】

すなわち、タッチ検出は、図１２（Ａ）に示すように、受信したタッチ検出用信号の受信レベルが所定の閾値Ｖｔｈ１よりも低下している導体を検出するものであるのに対して、ペン指示検出は、図１２（Ｂ）に示すように、受信した位置検出用信号の受信レベルが所定の閾値Ｖｔｈ２を超える導体を検出するものである。したがって、タッチ検出用信号の周波数と、ペン指示検出用の周波数とが同じ周波数であっても、タッチ検出及びペン指示検出は、それぞれ独立して行うことが可能である。

【0091】

そこで、図１３に示すように、この場合には、コマンド信号には、周波数ｆ１を割り当て、タッチ検出用信号とペン指示検出用信号には、周波数ｆ２（≠ｆ１）を割り当てるようにすることができる。

【0092】

次に、以上の実施形態では、センサ１０のタッチ検出及びペン指示検出のための第１の導体１１Ｙ及び／または第２の導体１２Ｘを、回路グランドＳＧにカップリングさせる導体とした。しかし、回路グランドＳＧにカップリングさせる導体を、これらタッチ検出及びペン指示検出のための第１の導体１１Ｙ及び／または第２の導体１２Ｘとは別の導体としてもよい。

【0093】

図１４は、その場合の一例である。すなわち、図１４の例のセンサ１０Ａ上には、複数の第１の導体１１Ｙの隣り合うものの間に、回路グランドＳＧにカップリングさせるための第３の導体１１ＹＧ_１〜１１ＹＧ_ｍを形成すると共に、複数の第２の導体１２Ｘの隣り合うものの間に、回路グランドＳＧにカップリングさせるための第４の導体１２ＸＧ_１〜１２ＸＧ_ｎを形成する。この場合に、第３の導体１１Ｇ_１〜１１ＹＧ_ｍ及び第４の導体１２ＸＧ_１〜１２ＸＧ_ｎは光透過性を有する導体で形成されているのは、第１の導体１１Ｙ及び第２の導体１２Ｘと同様である。

【0094】

そして、第３の導体１１ＹＧ_１〜１１ＹＧ_ｍをＹグランドセレクタ２６ＧＹに接続し、また、第４の導体１２ＸＧ_１〜１２ＸＧ_ｎをＸグランドセレクタ２６ＧＸに接続する。Ｙグランドセレクタ２６ＧＹは、図３に示したＹグランドセレクタ２６Ｙと同様にして、第３の導体１１ＹＧ_１〜１１ＹＧ_ｍのそれぞれを、制御回路２７の制御により、スイッチ回路を通じて回路グランドＳＧとカップリングすることができるように構成されている。また、Ｘグランドセレクタ２６ＧＸは、図４に示したＸグランドセレクタ２６Ｘと同様にして、第４の導体１２ＸＧ_１〜１２ＸＧ_ｎのそれぞれを、制御回路２７の制御により、スイッチ回路を通じて回路グランドＳＧとカップリングすることができるように構成されている。

【0095】

この場合に、制御回路２７は、第３の導体１１ＹＧ_１〜１１ＹＧ_ｍのそれぞれと、第１の導体１１Ｙ_１〜１１Ｙ_ｍのそれぞれとの位置関係を把握していると共に、第４の導体１２ＸＧ_１〜１２ＸＧ_ｎのそれぞれと、第２の導体１２Ｘ_１〜１２Ｘ_ｎのそれぞれとの位置関係を把握している。したがって、制御回路２７は、使用者の手や指３のタッチが検出された第１の導体１１Ｙや第２の導体１２Ｘに近接する第３の導体１１ＹＧや第４の導体１２ＸＧを検出することができ、それらを回路グランドＳＧとカップリングするための導体として選定することができる。なお、この明細書の説明において、第３の導体１１ＹＧ_１〜１１ＹＧ_ｍのそれぞれを区別する必要がないときには、第３の導体１１ＹＧと記載し、また、第４の導体１２ＸＧ_１〜１２ＸＧ_ｎのそれぞれを区別する必要がないときには、第４の導体１２ＸＧと記載することとする。

【0096】

この図１４の例においては、制御回路２７は、タッチ検出がされた位置（領域）に含まれる第１の導体１１Ｙ及び／または第２の導体１２Ｘに隣接する第３の導体１１ＹＧ及び／または第４の導体１２ＸＧを、回路グランドにカップリングさせるように制御する。

【0097】

したがって、この図１４の例のタッチパネルにおいても、上述の実施形態のタッチパネルと同様にして、アクティブスタイラス４に送信する信号の強度の低下を抑えることができると共に、アクティブスタイラス４における受信信号の強度の低下や反転を抑制することができる。

【0098】

そして、この図１４の例によれば、回路グランドＳＧにカップリングされる導体は、センサ１０Ａにおいて、コマンド送信や、タッチ位置やペン指示位置検出に用いられない第３の導体１１ＹＧ及び／又は第４の導体１２ＸＧである。したがって、この図１４の例のタッチパネル１によれば、コマンド送信や、タッチ位置やペン指示位置検出の処理とは全く無関係に、センサ１０Ａ上のタッチ位置の導体を回路グランドＳＧにカップリングすることができるという効果がある。

【0099】

以上説明した図１４の例では、回路グランドＳＧにカップリングするための第３の導体１１ＹＧ及び第４の導体１２ＸＧは、第１の導体１１Ｙ及び第２の導体１２Ｘと同じセンサ基板上に形成するようにした。このため、隣り合う第１の導体１１Ｙ間及び隣り合う第２の導体１２Ｘ間に、第３の導体１１ＹＧ及び第４の導体１２ＸＧを形成する必要があり、導体の形成ピッチが狭くなり、センサ１０Ａの製造が困難になる恐れがある。

【0100】

図１５の例は、図１４の例の上記の問題の改善例である。すなわち、図１５の例のセンサ１０Ｂは、２層のセンサ基板１０Ｂａ及び１０Ｂｂを張り合わせた構成とする。この例では、センサ基板１０Ｂａの表面には、複数の第１の導体１１Ｙを形成し、裏面には複数の第２の導体１２Ｘを形成する。また、センサ基板１０Ｂｂの表面には、第４の導体１２ＸＧを形成し、裏面には第３の導体１１ＹＧを形成する。その他の構成は、図１４の例と同様とする。

【0101】

この図１５の例によれば、コマンド信号送信及びタッチ検出並びにペン指示検出用の複数の第１の導体１１Ｙ及び第２の導体１２Ｘが形成されたセンサ基板１０Ｂａと、回路グランドＳＧとカップリングする複数の第３の導体１１ＹＧ及び第４の導体１２ＸＧとが形成された基板１０Ｂｂとは別基板であるので、導体の形成ピッチは、狭くならず、センサ１０Ｂの製造において、導体の形成についての困難性の問題が改善される。

【0102】

また、回路グランドＳＧとカップリングするためにセンサ基板１０Ｂａとは別の基板１０Ｂｂに形成する導体は、図１５の例のように、複数の導体とするのではなく、基板Ｂｂの一方の面の全面に一様な導体（この例では光透過性の導体）を形成するようにしてもよい。その場合には、当該基板Ｂｂの全面に形成する導体を一つのスイッチ回路を通じて回路グランドに接続するように構成し、その一つのスイッチ回路を制御回路２７により切り替え制御すればよい。そして、この場合には、センサ基板Ｂａに形成されている複数の第１の導体１１Ｘ及び複数の第２の導体１２で使用者の手や指のタッチが検出されたときには、使用者の手や指が基板Ｂｂの一方の面の全面に形成されている導体と静電結合している。そこで、使用者の手や指によるタッチ位置に関係なく、前記一つのスイッチ回路をオンとして、基板Ｂｂの全面に形成されている導体を回路グランドとカップリングするように制御すればよい。すなわち、この場合には、制御回路２７は、タッチされた位置がどの位置かを検出して回路グランドとカップリングさせる導体を特定する処理は不要となる。

【0103】

次に、以上説明したタッチパネルのセンサは、ストライプ状の複数本の導体を、Ｙ方向及びＸ方向に、互いに交差するように配列したものである。センサ上の導体の構成は、このようなストライプ状の導体からなるものに限られる訳ではない。

【0104】

図１６の例のセンサ１０Ｃは、センサ基板１０Ｃａ上に、所定形状、この例では矩形形状の導体片１３を、Ｙ方向及びＸ方向の両方向に、それぞれ複数個ずつ配列する。そして、複数個の導体片１３のそれぞれの全ては、グランドセレクタ２６Ｃを通じてマルチプレクサ２１Ｃに接続される。

【0105】

グランドセレクタ２６Ｃは、図３、図４に示したＹグランドセレクタ２６ＹやＸグランドセレクタ２６Ｘと同様に、複数個の導体片１３のそれぞれを、そのままマルチプレクサ２１Ｃに接続させると共に、スイッチ回路をそれぞれ介して回路グランドＳＧに接続させる構成を備える。グランドセレクタ２６Ｃのそれぞれの導体片１３についての各スイッチ回路は、制御回路２７Ｃからの制御信号により切り替え制御される。

【0106】

マルチプレクサ２１Ｃは、図２に示したコマンド生成回路２２、タッチ検出用信号生成回路２３、タッチ検出回路２４及びペン指示検出回路２５と同様の回路を含む送受信回路２８Ｃに接続されている。マルチプレクサ２１Ｃは、この例においては、制御回路２７Ｃからの制御信号を受けて、図５に示したように、時分割で、コマンド送信期間、位置検出期間のタッチ検出期間及びペン指示検出期間のそれぞれの期間において、使用する導体片１３を選択するようにする。

【0107】

送受信回路２８Ｃは、コマンド生成回路２２、タッチ検出用信号生成回路２３、タッチ検出回路２４及びペン指示検出回路２５と同様の回路により、上述の実施形態と同様の処理動作をする。ただし、この例の場合には、タッチ検出及びペン指示位置検出は、複数個の導体片１３のそれぞれについて行われる。そして、送受信回路２８Ｃのタッチ検出結果及びペン指示検出結果が制御回路２７Ｃに供給される。

【0108】

制御回路２７Ｃは、送受信回路２８Ｃからのタッチ検出結果に基づいて、手や指３がタッチしている複数個の導体片１３を検出し、その中から回路グランドＳＧにカップリングする導体片１３を選定する。そして、制御回路２７Ｃは、送受信回路２８Ｃからコマンド信号を送出する際には、当該選定したスイッチ回路をオンとする切り替え制御信号を生成して、グランドセレクタ２６Ｃに供給する。

【0109】

したがって、この図１６の例においても、前述の実施形態と同様に、アクティブスタイラス４に送信するコマンド信号の強度が低下するのを軽減あるいは防止することができると共に、アクティブスタイラス４において、受信したコマンド信号の強度が低下したり、反転してしまうのを軽減あるいは防止することができる。

【0110】

そして、特に、この図１６の例の場合には、導体片１３の単位で回路グランドＳＧとのカップリングが可能である。そのため、コマンド信号の送信時に、回路グランドＳＧにカップリングしているために送信に寄与しなくなる導体部分を最小限にすることが可能である。

【0111】

なお、この図１６の例のタッチパネルにおいても、時分割処理ではなく周波数多重処理とすることが可能である。

【0112】

［その他の実施形態及び変形例］
なお、上述の実施形態では、タッチパネルのセンサは、複数の導体が第１の方向（Ｘ方向）と、第２の方向（Ｙ方向）との両方向に配列されているものとしたが、いずれか一方の方向に複数の導体が配列されたものであってもよい。

【0113】

なお、上述の実施形態では、タッチ検出においては拡散符号を用いる方法を説明したが、これに限られるものではなく、周知のその他のタッチ検出方法が適用可能であることは言うまでもない。

【0114】

なお、上述の実施形態のタッチパネルの例では、電子機器２はバッテリー駆動の場合であったが、ＡＣ商用電源で駆動される場合にも、アクティブスタイラスへのタッチパネルからの信号の回り込みの低減を考慮する場合には、ＡＣ商用電源で駆動される場合にも有効である。

【0115】

また、タッチパネルの回路グランドを外部グランドにカップリングして安定化させることは、前述したように、タッチパネルがＡＣアダプターに接続されてＡＣ商用電源で駆動される場合には、前述したように、この発明によるカップリング制御は不要である。そこで、タッチパネルの回路グランドを外部グランドにカップリングして安定化させる場合を重視する場合において、ＡＣアダプターとバッテリー駆動との両方を電源として用いることができる電子機器に用いられるタッチパネルの場合には、電源として、ＡＣアダプターとバッテリー駆動とのいずれを使用している状態であるのかを判定する回路を備えるようにして、バッテリー駆動のときにのみ、上述した回路グランドへのカップリング制御を行うように構成してもよい。

【0116】

なお、この発明によるタッチパネルがコマンド信号を静電結合を通じて送信する相手としては、アクティブスタイラス以外であっても、上述と同様にして、コマンド信号の強度の低下を軽減あるいは防止することができるものである。

【0117】

なお、上述の実施形態の説明では、アクティブスタイラス４は、芯体をアンテナとして、タッチパネル１からのコマンド信号を受信すると共に、芯体から位置検出用信号をタッチパネルに送信するようにした。しかし、アクティブスタイラスの構成としては、これに限られるものではなく、例えば図１７に示すように、アクティブスタイラス４の筐体の芯体４１の近傍のスリーブ４２を導体により構成し、芯体４１とスリーブ４２とを用いて、タッチパネル１との信号の送受を行うように構成してもよい。この場合に、芯体４１とスリーブ４２とのいずれか一方をコマンド信号の受信用、他方を位置検出用信号の送信用とすればよい。

【0118】

なお、上述の実施形態では、タッチ検出された手や指と静電結合している導体を回路グランドに接続するようにしたが、回路グランドではなく、タッチパネルの駆動電源（バッテリー電源を含む）が得られる導体に結合するようにしてもよい。

【0119】

なお、前述もしたが、上述の実施形態の説明における外部グランドとしては、地球電位に限られるものではなく、安定な固定電位であればよい。

【符号の説明】

【0120】

１…タッチパネル、４…アクティブスタイラス、１０…センサ、１１…第１の導体群、１２…第２の導体群、２０…信号処理回路、２１Ｙ…Ｙマルチセレクタ、２１Ｘ…Ｘマルチセレクタ、２２…コマンド生成回路、２３…タッチ検出用信号生成回路、２４…タッチ検出回路、２５…ペン指示検出回路、２６Ｙ…Ｙグランドセレクタ、２６Ｘ…Ｘグランドセレクタ、２７…制御回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】