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特開2024-90411センシング方法、タッチパネル駆動装置、タッチパネル装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024090411
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】センシング方法、タッチパネル駆動装置、タッチパネル装置
(51)【国際特許分類】
G06F 3/041 20060101AFI20240627BHJP
G06F 3/044 20060101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
G06F3/041 512
G06F3/044 120
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022206309
(22)【出願日】2022-12-23
(71)【出願人】
【識別番号】000201814
【氏名又は名称】双葉電子工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】505436106
【氏名又は名称】台湾双葉電子股▲ふん▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110003410
【氏名又は名称】弁理士法人テクノピア国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤井 正規
(72)【発明者】
【氏名】周 泰伊
(57)【要約】
【課題】タッチパネル表面に水が付着した場合でもタッチ検出性能の低下を抑制する。
【解決手段】タッチパネルに対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第１センシングと、送信信号線と受信信号線の選択状態が第１センシングとは異なるとともにセンシング期間の受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第２センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置のセンシング方法である。第２センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する。そして水の影響ではないと判定した場合に、第１センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する。
【選択図】図１４
【解決手段】タッチパネルに対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第１センシングと、送信信号線と受信信号線の選択状態が第１センシングとは異なるとともにセンシング期間の受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第２センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置のセンシング方法である。第２センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する。そして水の影響ではないと判定した場合に、第１センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する。
【選択図】図１４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
タッチパネルに対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第１センシングと、前記送信信号線と前記受信信号線の選択状態が前記第１センシングとは異なるとともにセンシング期間の前記受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第２センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置のセンシング方法であって、
前記第２センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する判定手順と、
検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に、前記第１センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第１演算手順と
が行われるセンシング方法。
前記第２センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する判定手順と、
検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に、前記第１センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第１演算手順と
が行われるセンシング方法。
【請求項2】
前記第２センシングは、前記送信信号線と前記受信信号線の一方を全て選択した状態で、他方について順次、隣接する一対の信号線を選択する走査であり、
前記評価値は、前記第２センシングで得られた個々の検出信号の変化量の絶対値の総和に相当する値である
請求項１に記載のセンシング方法。
前記評価値は、前記第２センシングで得られた個々の検出信号の変化量の絶対値の総和に相当する値である
請求項１に記載のセンシング方法。
【請求項3】
前記判定手順で検出信号が水の影響によるものと判定した場合は、前記第２センシングを行い、得られた検出信号がタッチ操作によるものか否かを判定し、タッチ操作によるものと判定した場合には得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力し、タッチ操作によるものではないと判定した場合は、座標演算及び検出情報の出力を行わない第２演算手順とが行われる
請求項２に記載のセンシング方法。
請求項２に記載のセンシング方法。
【請求項4】
前記タッチパネル駆動装置は、前記第１センシングについて、信号検出感度の設定をノーマルモードと、前記ノーマルモードより高感度とされた高感度モードが選択可能とされ、
前記判定手順では、前記第２センシングで得られた検出信号の信号強度によって、低感度状態か否かの判定も行い、
前記第１演算手順では前記ノーマルモードで前記第１センシングを行い、
前記判定手順で低感度状態と判定した場合には、前記高感度モードで前記第１センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第３演算手順が行われる
請求項１又は請求項３に記載のセンシング方法。
前記判定手順では、前記第２センシングで得られた検出信号の信号強度によって、低感度状態か否かの判定も行い、
前記第１演算手順では前記ノーマルモードで前記第１センシングを行い、
前記判定手順で低感度状態と判定した場合には、前記高感度モードで前記第１センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第３演算手順が行われる
請求項１又は請求項３に記載のセンシング方法。
【請求項5】
タッチパネルに対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第１センシングと、前記送信信号線と前記受信信号線の選択状態が前記第１センシングとは異なるとともにセンシング期間の前記受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第２センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置であって、
前記第２センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する処理と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に前記第１センシングを行い得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する処理を行う制御装置を備える
タッチパネル駆動装置。
前記第２センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する処理と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に前記第１センシングを行い得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する処理を行う制御装置を備える
タッチパネル駆動装置。
【請求項6】
タッチパネルと、
前記タッチパネルに対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第１センシングと、前記送信信号線と前記受信信号線の選択状態が前記第１センシングとは異なるとともにセンシング期間の前記受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第２センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置を備え、
前記タッチパネル駆動装置は、
前記第２センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する処理と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に前記第１センシングを行い得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する処理を行う制御装置を備える
タッチパネル装置。
前記タッチパネルに対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第１センシングと、前記送信信号線と前記受信信号線の選択状態が前記第１センシングとは異なるとともにセンシング期間の前記受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第２センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置を備え、
前記タッチパネル駆動装置は、
前記第２センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する処理と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に前記第１センシングを行い得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する処理を行う制御装置を備える
タッチパネル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はタッチパネルのセンシング方法、タッチパネルを駆動するタッチパネル駆動装置、及びタッチパネルとその駆動装置を有するタッチパネル装置に関する。
【背景技術】
【0002】
タッチパネルに関して各種の技術が知られており、下記特許文献１には同時に２組（一対の送信信号線と一対の受信信号線）の信号線（電極）のセンシングを行ってタッチ操作位置の検出を行うことで解像度を向上させるセンシング技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－２１９９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
タッチパネルを農業用機械、建設用機械、産業機器などで使用する場合、タッチパネル表面に水が付着したときにも適切にタッチ位置検出ができることが求められる。
しかし、多量の水がタッチパネル表面に付着した場合にタッチ操作と誤判定することがある。例えばタッチパネルの検出感度を上げているような場合に、多量の水がタッチパネルに付着した瞬間の検出信号の強度と、指によるタッチ操作の場合の検出信号の強度が似ていることがあるためである。
しかし、多量の水がタッチパネル表面に付着した場合にタッチ操作と誤判定することがある。例えばタッチパネルの検出感度を上げているような場合に、多量の水がタッチパネルに付着した瞬間の検出信号の強度と、指によるタッチ操作の場合の検出信号の強度が似ていることがあるためである。
【0005】
そこで本発明では、タッチパネル表面に水が付着する場合のある環境下でも精度の高いタッチ操作検出ができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明に係るセンシング方法は、タッチパネルに対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第１センシングと、前記送信信号線と前記受信信号線の選択状態が前記第１センシングとは異なるとともにセンシング期間の受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第２センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置のセンシング方法であって、前記第２センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する判定手順と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に、前記第１センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第１演算手順とが行われるようにする。
タッチ操作の場合と水滴や多量の水による場合では、検出信号の信号強度が似通う場合があるため、評価値の時間軸変化により判定する。
タッチ操作の場合と水滴や多量の水による場合では、検出信号の信号強度が似通う場合があるため、評価値の時間軸変化により判定する。
【0007】
本発明に係るタッチパネル駆動装置、タッチパネル装置は、上記のセンシング方法を実行する装置であり、前記第２センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、前記評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する処理と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に前記第１センシングを行い得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する処理を行う制御装置を備える。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、第２センシングの際の信号強度の評価値の時間軸変化により水の影響の有無を判定することで、タッチ操作か水による影響かを精度良く判定できる。これにより水の影響がない場合に第１センシングを行うことで、水による誤検出を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明の実施の形態のタッチパネル及びタッチパネル駆動装置の構成のブロック図である。
【図2】実施の形態のタッチパネルのセンシングのための構成の説明図である。
【図3】実施の形態のタッチパネル駆動装置の送信回路及び受信回路の説明図である。
【図4】実施の形態の受信回路の容量切り替えの構成の説明図である。
【図5】実施の形態の走査に応じたタッチ信号検出のブロックの説明図である。
【図6】実施の形態の一対の信号線の組に対するタッチ位置の説明図である。
【図7】実施の形態のブロックにおける検出パターンの説明図である。
【図8】実施の形態の第１センシングの説明図である。
【図9】実施の形態の第２センシングの説明図である。
【図10】実施の形態の第２センシングでの検出精度の説明図である。
【図11】実施の形態の第１センシングでの検出精度の説明図である。
【図12】実施の形態の第２センシングのフィンガータッチの際の信号変化の説明図である。
【図13】実施の形態の第２センシングの多量の水が付着した際の信号変化の説明図である。
【図14】実施の形態のセンシング処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．タッチパネル装置の構成＞
＜２．第１センシングと第２センシング＞
＜３．処理例＞
＜４．実施の形態の効果及び変形例＞
＜１．タッチパネル装置の構成＞
＜２．第１センシングと第２センシング＞
＜３．処理例＞
＜４．実施の形態の効果及び変形例＞
【0011】
＜１．タッチパネル装置の構成＞
実施の形態のタッチパネル装置１の構成例を図１に示す。
タッチパネル装置１は、各種機器においてユーザインターフェース装置として装着される。ここで各種機器とは、例えば電子機器、通信機器、情報処理装置、製造設備機器、工作機械、車両、航空機、建物設備機器、農業用機器、建設用機器、その他非常に多様な分野の機器が想定される。タッチパネル装置１は、これらの多様な機器製品においてユーザの操作入力に用いる操作入力デバイスとして採用される。
特に実施の形態のタッチパネル装置１は、水滴付着が生じた場合にも検出精度低下を抑えることができるため、屋外や、屋内であっても水の係る可能性のある場所で稼働する機器への装着に適している。
実施の形態のタッチパネル装置１の構成例を図１に示す。
タッチパネル装置１は、各種機器においてユーザインターフェース装置として装着される。ここで各種機器とは、例えば電子機器、通信機器、情報処理装置、製造設備機器、工作機械、車両、航空機、建物設備機器、農業用機器、建設用機器、その他非常に多様な分野の機器が想定される。タッチパネル装置１は、これらの多様な機器製品においてユーザの操作入力に用いる操作入力デバイスとして採用される。
特に実施の形態のタッチパネル装置１は、水滴付着が生じた場合にも検出精度低下を抑えることができるため、屋外や、屋内であっても水の係る可能性のある場所で稼働する機器への装着に適している。
【0012】
図１ではタッチパネル装置１と製品側ＭＣＵ（Micro Control Unit）９０を示しているが、製品側ＭＣＵ９０とは、タッチパネル装置１が装着される機器における制御装置を示しているものである。タッチパネル装置１は製品側ＭＣＵ９０に対してユーザのタッチパネル操作の情報を供給する動作を行うことになる。
【0013】
タッチパネル装置１は、タッチパネル２と、タッチパネル駆動装置３を有する。タッチパネル駆動装置３はセンサＩＣ（Integrated Circuit）４とＭＣＵ５を有する。
【0014】
このタッチパネル駆動装置３は、タッチパネル側接続端子部３１を介してタッチパネル２と接続される。この接続を介してタッチパネル駆動装置３はタッチパネル２の駆動（センシング）を行う。
また操作入力デバイスとして機器に搭載される際には、タッチパネル駆動装置３は製品側接続端子部３２を介して製品側ＭＣＵ９０と接続される。この接続によりタッチパネル駆動装置３は製品側ＭＣＵ９０にセンシングした操作情報を送信する。
また操作入力デバイスとして機器に搭載される際には、タッチパネル駆動装置３は製品側接続端子部３２を介して製品側ＭＣＵ９０と接続される。この接続によりタッチパネル駆動装置３は製品側ＭＣＵ９０にセンシングした操作情報を送信する。
【0015】
タッチパネル駆動装置３におけるセンサＩＣ４は、送信回路４１、受信回路４２、マルチプレクサ４３、インターフェース・レジスタ回路４４、電源回路４５を有する。
【0016】
センサＩＣ４の送信回路４１は、マルチプレクサ４３によって選択されたタッチパネル２における端子に対して送信信号を出力する。また受信回路４２は、マルチプレクサ４３によって選択されたタッチパネル２における端子から信号を受信し、必要な比較処理等を行う。
【0017】
図２に送信回路４１、受信回路４２、マルチプレクサ４３とタッチパネル２の接続状態を模式的に示す。
タッチパネル２は、タッチ面を形成するパネル平面に、ｎ本のＹ電極２１－１からＹ電極２１－ｎ、ｍ本のＸ電極２２－１からＸ電極２２－ｍが配設される。
なおＹ電極２１－１・・・２１－ｎ、Ｘ電極２２－１・・・２２－ｍの各電極を特に区別しない場合は、総称として「Ｙ電極２１」「Ｘ電極２２」と表記する。
タッチパネル２は、タッチ面を形成するパネル平面に、ｎ本のＹ電極２１－１からＹ電極２１－ｎ、ｍ本のＸ電極２２－１からＸ電極２２－ｍが配設される。
なおＹ電極２１－１・・・２１－ｎ、Ｘ電極２２－１・・・２２－ｍの各電極を特に区別しない場合は、総称として「Ｙ電極２１」「Ｘ電極２２」と表記する。
【0018】
なお本実施の形態では、第１センシング、第２センシングとして後述するように２つのセンシング方式を行うようにする。
第１センシングでは、Ｙ電極２１は送信側の電極、つまり送信信号線として用いられ、Ｘ電極２２は受信側の電極、つまり受信信号線として用いられる。
第２センシングでは、Ｙ電極２１、Ｘ電極２２は、それぞれ送信信号線として用いられることもあるし、受信信号線として用いられることもある。
第１センシングでは、Ｙ電極２１は送信側の電極、つまり送信信号線として用いられ、Ｘ電極２２は受信側の電極、つまり受信信号線として用いられる。
第２センシングでは、Ｙ電極２１、Ｘ電極２２は、それぞれ送信信号線として用いられることもあるし、受信信号線として用いられることもある。
【0019】
以下では、タッチパネル装置１の構成と共に第１センシングの説明をしていくが、その場合、Ｙ電極２１は送信信号線であり、Ｘ電極２２は受信信号線となる。
【0020】
Ｙ電極２１－１・・・２１－ｎと、Ｘ電極２２－１・・・２２－ｍは、図示するように交差して配設される場合もあれば、いわゆるシングルレイヤ構造として、交差が生じないように配設される場合もある。いずれにしてもＹ電極２１とＸ電極２２が配設される範囲内でタッチ操作面が形成され、タッチ操作時の容量変化により操作位置が検出される構造となる。
【0021】
図２ではＹ電極２１とＸ電極２２の間で生じる容量を一部のみ例示している（容量Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ３２，Ｃ３３）が、タッチ操作面の全体に、Ｙ電極２１とＸ電極２２の間で生じる容量（例えば交差位置における容量）が存在し、タッチ操作により容量変化が生じた位置が受信回路４２により検出されることとなる。
【0022】
送信回路４１は、マルチプレクサ４３により選択された送信信号線（Ｙ電極２１－１・・・２１－ｎ）に対して送信信号を出力する。本実施の形態では、マルチプレクサ４３が各タイミングで２本ずつ隣接するＹ電極２１を選択していく走査を行う。
受信回路４２は、マルチプレクサ４３により選択された受信信号線（Ｘ電極２２－１・・・２２－ｍ）からの受信信号を受信する。本実施の形態では、マルチプレクサ４３が各タイミングで２本ずつ隣接するＸ電極２２を選択していく。
この送信回路４１、受信回路４２によるセンシング動作については後述する。
受信回路４２は、マルチプレクサ４３により選択された受信信号線（Ｘ電極２２－１・・・２２－ｍ）からの受信信号を受信する。本実施の形態では、マルチプレクサ４３が各タイミングで２本ずつ隣接するＸ電極２２を選択していく。
この送信回路４１、受信回路４２によるセンシング動作については後述する。
【0023】
図１に戻って説明する。センサＩＣ４のインターフェース・レジスタ回路４４には、送信回路４１、マルチプレクサ４３、受信回路４２、電源回路４５に対する各種の設定情報がＭＣＵ５によって書き込まれる。
送信回路４１、マルチプレクサ４３、受信回路４２、電源回路４５は、それぞれインターフェース・レジスタ回路４４に記憶された設定情報によって動作が制御される。
またインターフェース・レジスタ回路４４には、受信回路４２により検出された検出値（説明上「ＲＡＷ値」ともいう）を記憶し、ＭＣＵ５が取得できるようにしている。
送信回路４１、マルチプレクサ４３、受信回路４２、電源回路４５は、それぞれインターフェース・レジスタ回路４４に記憶された設定情報によって動作が制御される。
またインターフェース・レジスタ回路４４には、受信回路４２により検出された検出値（説明上「ＲＡＷ値」ともいう）を記憶し、ＭＣＵ５が取得できるようにしている。
【0024】
電源回路４５は、駆動電圧ＡＶＣＣ等を生成し、送信回路４１、受信回路４２に供給する。後述するが、送信回路４１は駆動電圧ＡＶＣＣ等を用いたパルスをマルチプレクサ４３によって選択された送信信号線（例えばＹ電極２１）に印加する。
また受信回路４２は、センシング動作の際に、マルチプレクサ４３によって選択された受信信号線（例えばＸ電極２２）に対して駆動電圧ＡＶＣＣ等を印加することも行う。
なお、図１で例示する駆動電圧ＡＶＣＣとは、後述する駆動電圧ＡＶＣＣ１，ＡＶＣＣ２，ＡＶＣＣ３，ＡＶＣＣ４等の総称としている。
また受信回路４２は、センシング動作の際に、マルチプレクサ４３によって選択された受信信号線（例えばＸ電極２２）に対して駆動電圧ＡＶＣＣ等を印加することも行う。
なお、図１で例示する駆動電圧ＡＶＣＣとは、後述する駆動電圧ＡＶＣＣ１，ＡＶＣＣ２，ＡＶＣＣ３，ＡＶＣＣ４等の総称としている。
【0025】
ＭＣＵ５はセンサＩＣ４の設定、制御を行う。具体的にはＭＣＵ５はインターフェース・レジスタ回路４４に対して必要な設定情報を書き込むことで、センサＩＣ４の各部の動作を制御する。
またＭＣＵ５は受信回路４２からのＲＡＷ値をインターフェース・レジスタ回路４４から読み出すことで取得する。そしてＭＣＵ５は、ＲＡＷ値を用いて座標計算を行い、ユーザのタッチ操作位置情報としての座標値を製品側ＭＣＵ９０に送信する処理を行う。
またＭＣＵ５は受信回路４２からのＲＡＷ値をインターフェース・レジスタ回路４４から読み出すことで取得する。そしてＭＣＵ５は、ＲＡＷ値を用いて座標計算を行い、ユーザのタッチ操作位置情報としての座標値を製品側ＭＣＵ９０に送信する処理を行う。
【0026】
図１ではＭＣＵ５におけるメモリ５Ｍとして、ＲＡＭ領域、ＲＯＭ領域、不揮発性記憶領域などを総括して示している。このメモリ５Ｍはインターフェース・レジスタ回路４４に与える設定情報の記憶に用いられる。またメモリ５Ｍは、検出されたＲＡＷ値やそれに応じたタッチ操作位置情報としての座標値を一時的な記憶領域としても用いられる。
【0027】
また図１では、ＭＣＵ５において判定制御部５ａ、検出演算部５ｂを示している。これらはＭＣＵ５においてプログラム（ファームウェア等）により実現される処理機能の一部であり、特に本実施の形態の処理のために設けられる機能を示している。
【0028】
判定制御部５ａとはタッチパネル２に対して指による直接行うタッチ（以下「フィンガータッチ」ともいう）や、手にグローブをはめたままで行うタッチ（以下「グローブタッチ」ともいう）の判定や、水の付着の影響を判定するための処理制御を行う機能である。
【0029】
例えば判定制御部５ａは、第１センシング、第２センシングの選択や、ノーマルモード、高感度モード、ウォーターモードのモード選択等を行う処理機能である。
ここでいうノーマルモード、高感度モードとは、受信回路４２で設定されるタッチ信号強度に対するゲイン設定のモードであり、ノーマルモードとはノーマル感度としてのゲイン設定のモード、高感度モードとは高感度ゲイン設定のモードである。ノーマルモードは高感度モードよりも感度が低いものとされる。ウォーターモードは多量の水が付着していると判定した場合に実行されるモードである。
判定制御部５ａは、タッチ操作に際して、いずれのモードが適切かを判定して選択制御を行う。
ここでいうノーマルモード、高感度モードとは、受信回路４２で設定されるタッチ信号強度に対するゲイン設定のモードであり、ノーマルモードとはノーマル感度としてのゲイン設定のモード、高感度モードとは高感度ゲイン設定のモードである。ノーマルモードは高感度モードよりも感度が低いものとされる。ウォーターモードは多量の水が付着していると判定した場合に実行されるモードである。
判定制御部５ａは、タッチ操作に際して、いずれのモードが適切かを判定して選択制御を行う。
【0030】
検出演算部５ｂは、判定制御部５ａが選択したモードの設定状態で行った走査により得られたＲＡＷ値に基づいて、タッチされた位置を示す情報を生成する処理機能である。すなわちＲＡＷ値を用いて座標計算を行い、ユーザのタッチ操作位置情報としての座標値を求める処理を行う。
【0031】
これら判定制御部５ａ及び検出演算部５ｂの機能により、後述の図１４のような処理が行われる。
【0032】
以上の構成のタッチパネル装置１による第１センシングの動作について説明する。
まず図３によりタッチパネル２に対する送信回路４１，受信回路４２の動作を説明する。図ではタッチパネル２において２つの送信信号線（Ｙ電極２１－２、２１－３）と、２つの受信信号線（Ｘ電極２２－２、２２－３）を示している。
まず図３によりタッチパネル２に対する送信回路４１，受信回路４２の動作を説明する。図ではタッチパネル２において２つの送信信号線（Ｙ電極２１－２、２１－３）と、２つの受信信号線（Ｘ電極２２－２、２２－３）を示している。
【0033】
本実施の形態の第１センシングの場合、先の図２に示したようなＹ電極２１、Ｘ電極２２に対して、送信回路４１と受信回路４２が、それぞれ隣接する２本ずつ送信、受信を行っていくことでタッチ操作の検出を行うものとなる。つまり一対のＹ電極２１と一対のＸ電極２２の２本×２本を基本セルとして、順次セル単位で検出走査を行う。図３では、その１つのセルの部分を示していることになる。
【0034】
送信回路４１は、２本のＹ電極２１（図の場合ではＹ電極２１－２とＹ電極２１－３）に対して、ドライバ４１１，４１２から駆動電圧ＡＶＣＣ１を出力する。つまりドライバ４１１，４１２の出力である送信信号Ｔ＋、Ｔ－がマルチプレクサ４３によって選択されたＹ電極２１－２，Ｙ電極２１－３に供給される。
なお駆動電圧ＡＶＣＣ１は、図１の電源回路４５が生成する電圧である。
なお駆動電圧ＡＶＣＣ１は、図１の電源回路４５が生成する電圧である。
【0035】
この場合、送信回路４１は、ドライバ４１１からの送信信号Ｔ＋を図示のように、アイドル（Idle）期間をロウレベル（以下「Ｌレベル」と表記）とする。例えば０Ｖとする。そして続くアクティブ（Active）期間にはハイレベル（以下「Ｈレベル」と表記）とする。この場合、Ｈレベルの信号として具体的には駆動電圧ＡＶＣＣ１の印加を行う。
【0036】
また送信回路４１は、もう一つのドライバ４１２からの送信信号Ｔ－は、アイドル期間をＨレベル（駆動電圧ＡＶＣＣ１の印加）とし、続くアクティブ期間はＬレベルとする。
ここで、アイドル期間は受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電位を安定させる期間であり、アクティブ期間は受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電位変化をセンシングする期間となる。
ここで、アイドル期間は受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電位を安定させる期間であり、アクティブ期間は受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電位変化をセンシングする期間となる。
【0037】
このアイドル期間、アクティブ期間において、受信回路４２はマルチプレクサ４３によって選択された２つのＸ電極２２（図の場合ではＸ電極２２－３，Ｘ電極２２－２）からの受信信号Ｒ＋、Ｒ－を受信する。
【0038】
受信回路４２は、コンパレータ４２１、基準容量部４２２、スイッチ４２３，４２５、計測用容量部４２４、演算制御部４２６、電圧選択部４２７，４２８を備えている。
２つの受信信号線（Ｘ電極２２）からの受信信号Ｒ＋、Ｒ－はコンパレータ４２１で受信される。コンパレータ４２１は、受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電位を比較して、その比較結果をＨレベル又はＬレベルで演算制御部４２６に出力する。
２つの受信信号線（Ｘ電極２２）からの受信信号Ｒ＋、Ｒ－はコンパレータ４２１で受信される。コンパレータ４２１は、受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電位を比較して、その比較結果をＨレベル又はＬレベルで演算制御部４２６に出力する。
【0039】
基準容量部４２２を構成するコンデンサの一端には、電圧選択部４２７を介して、駆動電圧ＶＳＳ、ＡＶＣＣ４、ＡＶＣＣ３、ＡＶＣＣ２のいずれかが印加される。これらの駆動電圧は、図１の電源回路４５が生成する。
基準容量部４２２を構成するコンデンサの他端はスイッチ４２３の端子Ｔａを介してコンパレータ４２１の＋入力端子に接続されている。
基準容量部４２２を構成するコンデンサの他端はスイッチ４２３の端子Ｔａを介してコンパレータ４２１の＋入力端子に接続されている。
【0040】
計測用容量部４２４を構成するコンデンサの一端には電圧選択部４２８を介して、駆動電圧ＶＳＳ、ＡＶＣＣ４、ＡＶＣＣ３、ＡＶＣＣ２のいずれかが印加される。なお電圧選択部４２８では、電圧選択部４２７と同じ電圧が選択される。
計測用容量部４２４を構成するコンデンサの他端はスイッチ４２５の端子Ｔａを介してコンパレータ４２１の－入力端子に接続されている。
計測用容量部４２４を構成するコンデンサの他端はスイッチ４２５の端子Ｔａを介してコンパレータ４２１の－入力端子に接続されている。
【0041】
スイッチ４２３、４２５は、アイドル期間には端子Ｔｉが選択される。従ってアイドル期間にはコンパレータ４２１の＋入力端子（Ｘ電極２２－３）、－入力端子（Ｘ電極２２－２）がグランド接続され、受信信号Ｒ＋、Ｒ－はグランド電位となる。
スイッチ４２３、４２５は、アクティブ期間には端子Ｔａが選択される。従ってアクティブ期間にはコンパレータ４２１の＋入力端子（Ｘ電極２２－３）、－入力端子（Ｘ電極２２－２）に駆動電圧ＡＶＣＣ（例えば駆動電圧ＡＶＣＣ２）が印加される。
スイッチ４２３、４２５は、アクティブ期間には端子Ｔａが選択される。従ってアクティブ期間にはコンパレータ４２１の＋入力端子（Ｘ電極２２－３）、－入力端子（Ｘ電極２２－２）に駆動電圧ＡＶＣＣ（例えば駆動電圧ＡＶＣＣ２）が印加される。
【0042】
図３では当該セルが非タッチ状態の場合の受信信号Ｒ＋、Ｒ－の波形を実線で示している。アイドル期間ではスイッチ４２３、４２５が端子Ｔｉを選択していることで、受信信号Ｒ＋、Ｒ－は、或る電位（グランド電位）で安定されている。
アクティブ期間となるとスイッチ４２３、４２５が端子Ｔａを選択することで、Ｘ電極２２－３，２２－２に駆動電圧ＡＶＣＣ（例えば駆動電圧ＡＶＣＣ２）が印加される。これにより受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電位がΔＶ上昇する。非タッチの状態では、このΔＶの電位上昇は、受信信号Ｒ＋、Ｒ－共に発生する。
アクティブ期間となるとスイッチ４２３、４２５が端子Ｔａを選択することで、Ｘ電極２２－３，２２－２に駆動電圧ＡＶＣＣ（例えば駆動電圧ＡＶＣＣ２）が印加される。これにより受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電位がΔＶ上昇する。非タッチの状態では、このΔＶの電位上昇は、受信信号Ｒ＋、Ｒ－共に発生する。
【0043】
一方、送信回路４１側では、アクティブ期間となると、上述のように送信信号Ｔ＋が立ち上がり、送信信号Ｔ－が立ち下がる。これにより、タッチ操作があった場合には、受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電位上昇の程度が変化する。
仮に容量Ｃ２２に影響を与えるＡ１位置がタッチされた場合、受信信号Ｒ－の電位がアクティブ期間において破線で示すようにΔＶＨだけ上昇する。
また仮に容量Ｃ３２が変化するＡ２位置がタッチされた場合、受信信号Ｒ－の電位がアクティブ期間において破線で示すΔＶＬだけ上昇する。
これらのように当該セルに対するタッチ操作位置に応じて、受信信号Ｒ－の電位変化量が受信信号Ｒ＋の電位変化量（ΔＶ）よりも大きくなったり小さくなったりする。
コンパレータ４２１はこのような受信信号Ｒ＋、Ｒ－を比較することになる。
仮に容量Ｃ２２に影響を与えるＡ１位置がタッチされた場合、受信信号Ｒ－の電位がアクティブ期間において破線で示すようにΔＶＨだけ上昇する。
また仮に容量Ｃ３２が変化するＡ２位置がタッチされた場合、受信信号Ｒ－の電位がアクティブ期間において破線で示すΔＶＬだけ上昇する。
これらのように当該セルに対するタッチ操作位置に応じて、受信信号Ｒ－の電位変化量が受信信号Ｒ＋の電位変化量（ΔＶ）よりも大きくなったり小さくなったりする。
コンパレータ４２１はこのような受信信号Ｒ＋、Ｒ－を比較することになる。
【0044】
なお、このように変化する受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電位差分自体をＲＡＷ値（検出結果）として出力するようにしてもよいが、本実施の形態では受信回路４２は、演算制御部４２６が受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電圧バランスがとれるように計測用容量部４２４の容量値の設定変更を行い、ＲＡＷ値を得るようにしている。
【0045】
演算制御部４２６はスイッチ４２３，４２５のオン／オフ制御を行う。
また演算制御部４２６はビット信号ＢＳにより計測用容量部４２４の容量値の切り替え制御を行う。
また演算制御部４２６はモード制御信号ＳＳにより基準容量部４２２の容量値の切り替え制御を行うことで、タッチ信号の検出感度のモード設定を行うことができる。基準容量部４２２の容量は、走査時には固定値であるが、感度のモードの変更として切り替えが行われる。
また演算制御部４２６はビット信号ＢＳにより計測用容量部４２４の容量値の切り替え制御を行う。
また演算制御部４２６はモード制御信号ＳＳにより基準容量部４２２の容量値の切り替え制御を行うことで、タッチ信号の検出感度のモード設定を行うことができる。基準容量部４２２の容量は、走査時には固定値であるが、感度のモードの変更として切り替えが行われる。
【0046】
これら演算制御部４２６の処理は、インターフェース・レジスタ回路４４に書き込まれた設定情報に従って行われる。即ちＭＣＵ５による動作設定に基づいて行われる。
また演算制御部４２６は、コンパレータ４２１の出力を監視し、ＲＡＷ値を算出する。演算制御部４２６で算出されたＲＡＷ値はインターフェース・レジスタ回路４４に書き込まれることでＭＣＵ５が取得可能とされる。
また演算制御部４２６は、コンパレータ４２１の出力を監視し、ＲＡＷ値を算出する。演算制御部４２６で算出されたＲＡＷ値はインターフェース・レジスタ回路４４に書き込まれることでＭＣＵ５が取得可能とされる。
【0047】
以上の図３において可変容量コンデンサの記号で示した計測用容量部４２４は、例えば図４のように複数、この例では１１個のコンデンサＣＭ（コンデンサＣＭ０からコンデンサＣＭ１０）と、１１個のスイッチＳＷ（スイッチＳＷ０からスイッチＳＷ１０）を有して構成されている。また基準容量部４２２も、計測用容量部４２４と同様に１１個のコンデンサＣＭ（コンデンサＣＭ２０からコンデンサＣＭ３０）と、１１個のスイッチＳＷ（スイッチＳＷ２０からスイッチＳＷ３０）を有している。
なお「コンデンサＣＭ」「スイッチＳＷ」という表記は、これらのコンデンサ（ＣＭ０・・・ＣＭ３０）やスイッチ（ＳＷ０・・・ＳＷ３０）を総称する場合に用いる。
なお「コンデンサＣＭ」「スイッチＳＷ」という表記は、これらのコンデンサ（ＣＭ０・・・ＣＭ３０）やスイッチ（ＳＷ０・・・ＳＷ３０）を総称する場合に用いる。
【0048】
【0049】
計測用容量部４２４におけるコンデンサＣＭ０とスイッチＳＷ０、コンデンサＣＭ１とスイッチＳＷ１・・・コンデンサＣＭ１０とスイッチＳＷ１０はそれぞれ直列接続される。そして直列接続された１１個のコンデンサＣＭとスイッチＳＷの組は、駆動電圧ＡＶＣＣ（例えば駆動電圧ＡＶＣＣ２）の電位とコンパレータ４２１の－入力端子の間に並列に接続されている。
従って、スイッチＳＷ０からスイッチＳＷ１０のオン／オフにより、受信信号Ｒ－に影響を与える計測用容量部４２４の容量値を変更できる。この計測用容量部４２４における各スイッチＳＷのオン／オフはビット信号ＢＳにより制御される。
またスイッチＳＷ０からスイッチＳＷ１０は、それぞれ例えばＦＥＴ（Field effect transistor）等のスイッチ素子を用いて構成されるが、１つのスイッチＳＷとして複数のスイッチ素子が設けられる場合もある。
従って、スイッチＳＷ０からスイッチＳＷ１０のオン／オフにより、受信信号Ｒ－に影響を与える計測用容量部４２４の容量値を変更できる。この計測用容量部４２４における各スイッチＳＷのオン／オフはビット信号ＢＳにより制御される。
またスイッチＳＷ０からスイッチＳＷ１０は、それぞれ例えばＦＥＴ（Field effect transistor）等のスイッチ素子を用いて構成されるが、１つのスイッチＳＷとして複数のスイッチ素子が設けられる場合もある。
【0050】
基準容量部４２２におけるコンデンサＣＭ２０とスイッチＳＷ２０、コンデンサＣＭ２１とスイッチＳＷ２１・・・コンデンサＣＭ３０とスイッチＳＷ３０も、それぞれ直列接続される。そして直列接続された１１個のコンデンサＣＭとスイッチＳＷの組は、駆動電圧ＡＶＣＣ（例えば駆動電圧ＡＶＣＣ２）の電位とコンパレータ４２１の＋入力端子の間に並列に接続されている。
従って、スイッチＳＷ２０からスイッチＳＷ３０のオン／オフにより、基準容量部４２２の容量値を変更できる構成である。この基準容量部４２２における各スイッチＳＷのオン／オフはモード制御信号ＳＳにより制御される。スイッチＳＷ２０からスイッチＳＷ３０も、例えばＦＥＴ等のスイッチ素子を用いて構成される。
従って、スイッチＳＷ２０からスイッチＳＷ３０のオン／オフにより、基準容量部４２２の容量値を変更できる構成である。この基準容量部４２２における各スイッチＳＷのオン／オフはモード制御信号ＳＳにより制御される。スイッチＳＷ２０からスイッチＳＷ３０も、例えばＦＥＴ等のスイッチ素子を用いて構成される。
【0051】
ここで、走査の際に、計測用容量部４２４では１１ビットのビット信号ＢＳのうちの８ビットにより容量値を２５６段階に変化させる例を考える。
図４の例では、計測用容量部４２４は１１個のコンデンサＣＭとスイッチＳＷの組を備えている例としているが、例えば容量値を２５６段階に変化させる場合、８個の組があればよい。例えばビット信号ＢＳの各ビットに対応して、スイッチＳＷ０からスイッチＳＷ７のそれぞれがオン／オフされるようにすれば、計測用容量部４２４における容量値を２５６段階に変化させることができる。ここで、１１個の組を備えるのは、受信感度のモードを変更できるようにしたためである。
図４の例では、計測用容量部４２４は１１個のコンデンサＣＭとスイッチＳＷの組を備えている例としているが、例えば容量値を２５６段階に変化させる場合、８個の組があればよい。例えばビット信号ＢＳの各ビットに対応して、スイッチＳＷ０からスイッチＳＷ７のそれぞれがオン／オフされるようにすれば、計測用容量部４２４における容量値を２５６段階に変化させることができる。ここで、１１個の組を備えるのは、受信感度のモードを変更できるようにしたためである。
【0052】
また、基準容量部４２２は、２５６段階の中央値とした固定の容量値、例えば「１２８」に相当する容量値でよいため、１つのコンデンサＣＭで構成することが可能である。ところが図のように計測用容量部４２４と同様に１１個の組を備えている目的の１つは、受信感度のモードの変更のためである。
【0053】
図４の上部に、ゲイン設定Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を表記した。
ゲイン設定Ｇ０では、コンデンサＣＭ２０からコンデンサＣＭ２７が用いられる。
ゲイン設定Ｇ１では、コンデンサＣＭ２１からコンデンサＣＭ２８が用いられる。
ゲイン設定Ｇ２では、コンデンサＣＭ２２からコンデンサＣＭ２９が用いられる。
ゲイン設定Ｇ３では、コンデンサＣＭ２３からコンデンサＣＭ３０が用いられる。
ゲイン設定Ｇ０では、コンデンサＣＭ２０からコンデンサＣＭ２７が用いられる。
ゲイン設定Ｇ１では、コンデンサＣＭ２１からコンデンサＣＭ２８が用いられる。
ゲイン設定Ｇ２では、コンデンサＣＭ２２からコンデンサＣＭ２９が用いられる。
ゲイン設定Ｇ３では、コンデンサＣＭ２３からコンデンサＣＭ３０が用いられる。
【0054】
つまりゲイン設定Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を変更することで、受信信号感度のモードを４段階に変更できる。
例えばゲイン設定Ｇ０では、基準容量部４２２はコンデンサＣＭ２０からコンデンサＣＭ２７を用いて「１２８」に相当する容量値を設定する。
実際にはモード制御信号ＳＳとしては、スイッチＳＷ２０からスイッチＳＷ３０に対応する１１ビットの信号であることが想定されるが、ゲイン設定Ｇ０の場合、モード制御信号ＳＳにおけるスイッチＳＷ２８，ＳＷ２９，ＳＷ３０については常にオフ制御する論理値となる。そしてスイッチＳＷ２０からスイッチＳＷ２７に対応する各ビットが所定値に設定されることで、コンデンサＣＭ２０からコンデンサＣＭ２７を用いて「１２８」に相当する容量値とされる。なお、８個のコンデンサＣＭを用いることで、基準容量部４２２における容量値、即ち「１２８」に相当する容量値を調整することができる。
例えばゲイン設定Ｇ０では、基準容量部４２２はコンデンサＣＭ２０からコンデンサＣＭ２７を用いて「１２８」に相当する容量値を設定する。
実際にはモード制御信号ＳＳとしては、スイッチＳＷ２０からスイッチＳＷ３０に対応する１１ビットの信号であることが想定されるが、ゲイン設定Ｇ０の場合、モード制御信号ＳＳにおけるスイッチＳＷ２８，ＳＷ２９，ＳＷ３０については常にオフ制御する論理値となる。そしてスイッチＳＷ２０からスイッチＳＷ２７に対応する各ビットが所定値に設定されることで、コンデンサＣＭ２０からコンデンサＣＭ２７を用いて「１２８」に相当する容量値とされる。なお、８個のコンデンサＣＭを用いることで、基準容量部４２２における容量値、即ち「１２８」に相当する容量値を調整することができる。
【0055】
同様に、例えばゲイン設定Ｇ１では、基準容量部４２２はコンデンサＣＭ２１からコンデンサＣＭ２８を用いて「１２８」に相当する容量値を設定する。またゲイン設定Ｇ２では、基準容量部４２２はコンデンサＣＭ２２からコンデンサＣＭ２９を用いて「１２８」に相当する容量値を設定し、ゲイン設定Ｇ３では、基準容量部４２２はコンデンサＣＭ２３からコンデンサＣＭ３０を用いて「１２８」に相当する容量値を設定する。
【0056】
このように受信感度を変更する各ゲイン設定に応じて、計測用容量部４２４も、コンデンサＣＭが次のように用いられる。
ゲイン設定Ｇ０のときはコンデンサＣＭ０からコンデンサＣＭ７が用いられる。
ゲイン設定Ｇ１のときはコンデンサＣＭ１からコンデンサＣＭ８が用いられる。
ゲイン設定Ｇ２のときはコンデンサＣＭ２からコンデンサＣＭ９が用いられる。
ゲイン設定Ｇ３のときはコンデンサＣＭ３からコンデンサＣＭ１０が用いられる。
ゲイン設定Ｇ０のときはコンデンサＣＭ０からコンデンサＣＭ７が用いられる。
ゲイン設定Ｇ１のときはコンデンサＣＭ１からコンデンサＣＭ８が用いられる。
ゲイン設定Ｇ２のときはコンデンサＣＭ２からコンデンサＣＭ９が用いられる。
ゲイン設定Ｇ３のときはコンデンサＣＭ３からコンデンサＣＭ１０が用いられる。
【0057】
例えばゲイン設定Ｇ０のときは、計測用容量部４２４はコンデンサＣＭ０からコンデンサＣＭ７を用いて容量値を２５６段階に変化させる。
実際にはビット信号ＢＳは、スイッチＳＷ０からスイッチＳＷ１０に対応する１１ビットの信号であることが想定されるが、ゲイン設定Ｇ０の場合、ビット信号ＢＳにおけるスイッチＳＷ８，ＳＷ９，ＳＷ１０に対応するビットは常にオフ制御する論理値となる。そしてスイッチＳＷ０からスイッチＳＷ７に対応する各ビットを変化させることで、コンデンサＣＭ０からコンデンサＣＭ７を用いて容量値を２５６段階に可変する。
実際にはビット信号ＢＳは、スイッチＳＷ０からスイッチＳＷ１０に対応する１１ビットの信号であることが想定されるが、ゲイン設定Ｇ０の場合、ビット信号ＢＳにおけるスイッチＳＷ８，ＳＷ９，ＳＷ１０に対応するビットは常にオフ制御する論理値となる。そしてスイッチＳＷ０からスイッチＳＷ７に対応する各ビットを変化させることで、コンデンサＣＭ０からコンデンサＣＭ７を用いて容量値を２５６段階に可変する。
【0058】
基準容量部４２２及び計測用容量部４２４における各コンデンサの容量値は、例えば次のようにされている。
コンデンサＣＭ０，ＣＭ２０は２ｆＦ（フェムトファラッド）、コンデンサＣＭ１，ＣＭ２１は４ｆＦ、コンデンサＣＭ２，ＣＭ２２は８ｆＦ、コンデンサＣＭ３，ＣＭ２３は１６ｆＦ、コンデンサＣＭ４，ＣＭ２４は３２ｆＦ、コンデンサＣＭ５，ＣＭ２５は６４ｆＦ、コンデンサＣＭ６，ＣＭ２６は１２８ｆＦ、コンデンサＣＭ７，ＣＭ２７は２５６ｆＦ、コンデンサＣＭ８，ＣＭ２８は５１２ｆＦ、コンデンサＣＭ９，ＣＭ２９は１０２４ｆＦ、コンデンサＣＭ１０，ＣＭ３０は２０４８ｆＦである。
コンデンサＣＭ０，ＣＭ２０は２ｆＦ（フェムトファラッド）、コンデンサＣＭ１，ＣＭ２１は４ｆＦ、コンデンサＣＭ２，ＣＭ２２は８ｆＦ、コンデンサＣＭ３，ＣＭ２３は１６ｆＦ、コンデンサＣＭ４，ＣＭ２４は３２ｆＦ、コンデンサＣＭ５，ＣＭ２５は６４ｆＦ、コンデンサＣＭ６，ＣＭ２６は１２８ｆＦ、コンデンサＣＭ７，ＣＭ２７は２５６ｆＦ、コンデンサＣＭ８，ＣＭ２８は５１２ｆＦ、コンデンサＣＭ９，ＣＭ２９は１０２４ｆＦ、コンデンサＣＭ１０，ＣＭ３０は２０４８ｆＦである。
【0059】
なお図４では各コンデンサＣＭはそれぞれ１つのコンデンサにより構成しているが、コンデンサＣＭの全部又は一部は、複数のコンデンサにより構成され、合成容量が上記の容量値となるようにしてもよい。
【0060】
例えばゲイン設定Ｇ０の場合、コンデンサＣＭ０からコンデンサＣＭ７は、ビット信号ＢＳの１１ビットのうちで、ビット“０”からビット“７”の８ビットの値で選択される。コンデンサＣＭ０及びスイッチＳＷ０がビット“０”、コンデンサＣＭ１及びスイッチＳＷ１がビット“１”、・・・コンデンサＣＭ７及びスイッチＳＷ７がビット“７”として機能する。
そして、この８ビットの値として０（＝「００００００００」）から２５５（＝「１１１１１１１１」）の容量設定値が与えられる。容量設定値はＭＣＵ５がインターフェース・レジスタ回路４４に書き込む設定情報の一つである。
受信回路４２では、この８ビットの容量設定値に応じてスイッチＳＷ０～ＳＷ７がオン／オフされる。即ちスイッチＳＷ０～ＳＷ７は対応するビットが「０」であればオフ、「１」であればオンとなる。これにより計測用容量部４２４の全体の容量値が０ｆＦ～５１０ｆＦの範囲で２５６段階に可変されることになる。
そして、この８ビットの値として０（＝「００００００００」）から２５５（＝「１１１１１１１１」）の容量設定値が与えられる。容量設定値はＭＣＵ５がインターフェース・レジスタ回路４４に書き込む設定情報の一つである。
受信回路４２では、この８ビットの容量設定値に応じてスイッチＳＷ０～ＳＷ７がオン／オフされる。即ちスイッチＳＷ０～ＳＷ７は対応するビットが「０」であればオフ、「１」であればオンとなる。これにより計測用容量部４２４の全体の容量値が０ｆＦ～５１０ｆＦの範囲で２５６段階に可変されることになる。
【0061】
一方、受信信号Ｒ＋側の基準容量部４２２のコンデンサＣＭ２０からコンデンサＣＭ２７により設定される容量値、即ち「１２８」に相当する容量値は例えば２５６ｆＦとされる。
【0062】
上述のように受信信号Ｒ－は、タッチの有無及び位置によってアクティブ期間の波形の電位上昇の程度が変わる。受信信号Ｒ＋の波形上昇程度（ΔＶ）より大きくなったり小さくなったりする。
図４の構成では、計測用容量部４２４の容量設定値を変更していくことで受信信号Ｒ－の波形の電位上昇程度を変化させることができ、例えば受信信号Ｒ＋と同等となる計測用容量部４２４の容量設定値を見つけ出すことができる。
図４の構成では、計測用容量部４２４の容量設定値を変更していくことで受信信号Ｒ－の波形の電位上昇程度を変化させることができ、例えば受信信号Ｒ＋と同等となる計測用容量部４２４の容量設定値を見つけ出すことができる。
【0063】
例えば図４の受信信号Ｒ－の破線で示す波形Ｓｇ１が初期状態であったとしたときに、計測用容量部４２４の容量を小さくすれば受信信号Ｒ－は波形Ｓｇ２のように波形Ｓｇ１より小さくなる。また、計測用容量部４２４の容量を大きくすれば受信信号Ｒ－は波形Ｓｇ３のように波形Ｓｇ１より大きくなる。
つまり、コンパレータ４２１で受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電圧レベルが同等となったときの計測用容量部４２４の容量設定値は、タッチによる受信信号Ｒ－の電圧変化に相当する値と等価となる。
つまり、コンパレータ４２１で受信信号Ｒ＋、Ｒ－の電圧レベルが同等となったときの計測用容量部４２４の容量設定値は、タッチによる受信信号Ｒ－の電圧変化に相当する値と等価となる。
【0064】
従って、コンパレータ４２１の出力をみながら計測用容量部４２４の容量設定値を順次変化させていき、受信信号Ｒ＋、Ｒ－のアクティブ期間の電圧が同等となる容量設定値を探索する。すると探索された容量設定値を、タッチ操作のセンシング情報としてのＲＡＷ値とすることができる。
【0065】
以上はゲイン設定Ｇ０の例で説明したが、他のゲイン設定の場合もＲＡＷ値の検出方式を同様に考えることができる。つまり基準容量部４２２で「１２８」に相当する容量値の設定に用いる８個のコンデンサＣＭと、計測用容量部４２４で２５６段階の容量値変化に用いる８個のコンデンサＣＭが、ゲイン設定毎に上述のように異なるものとされる。
【0066】
ゲイン設定については、ゲイン設定Ｇ３、Ｇ２、Ｇ１、Ｇ０の順に従ってタッチ信号の検出を高感度化することができる。具体的には、ゲイン設定Ｇ３、Ｇ２、Ｇ１、Ｇ０の順に従って選択されるコンデンサＣＭの容量値は小さくなるため、１分解能当たりの電圧を細かく検出することができるようになる。そのため、より微小な静電容量（電圧）の変化を大きなＲＡＷ値の変化量として増幅して検出することが可能となる。例えば図４の例の場合、ゲイン設定を１段階、高感度側に切り替えると、ＲＡＷ値の変化量としては２倍に増幅して検出できる。
【0067】
以上のような構成において、本実施の形態では、フィンガータッチとグローブタッチのいずれであっても精度のよいタッチ検出ができるようにしている。これは、ゲイン設定による受信感度モードを自動的に最適な状態に切り替えることで実現する。
【0068】
直接指でタッチするフィンガータッチの場合と、グローブをはめた状態でタッチするグローブタッチの場合とでは、タッチ信号強度に差が生じ、また、グローブでも種類、例えば布製や革製などの違いによってタッチ信号強度が大小異なる場合がある。このため、グローブタッチやフィンガータッチによって、適切な感度（ゲイン設定）が異なる。
【0069】
そのため本実施の形態では、タッチ操作の際の信号強度に応じて、ノーマル感度のゲイン設定のモード（「ノーマルモード」という）と、高感度のゲイン設定のモード（「高感度モード」という）を選択できるようにしている。
【0070】
ところで本実施の形態の第１センシングでは、セルサイズよりも細かい分解能でタッチ位置座標を求めることができる。
【0071】
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃにおけるマス目の１つは、上述のセル、即ち２つの送信信号線（Ｙ電極２１）と２つの受信信号線（Ｘ電極２２）の組を示している。
４×４の１６個のセルを１つのブロックＢＫとして示しているが、ブロックＢＫの各セルのＲＡＷ値を図５Ｄのように「ａ」から「ｐ」で表すこととする。この「ａ」から「ｐ」は、それぞれ各セルを走査したときのＲＡＷ値である。例えば、図５ＡのブロックＢＫについていえば、「ａ」は斜線を付したセルのＲＡＷ値となる。
４×４の１６個のセルを１つのブロックＢＫとして示しているが、ブロックＢＫの各セルのＲＡＷ値を図５Ｄのように「ａ」から「ｐ」で表すこととする。この「ａ」から「ｐ」は、それぞれ各セルを走査したときのＲＡＷ値である。例えば、図５ＡのブロックＢＫについていえば、「ａ」は斜線を付したセルのＲＡＷ値となる。
【0072】
受信回路４２においては、各セルについて、上述のように２５６段階の分解能でＲＡＷ値を検出する走査を行うが、ＭＣＵ５では、各セルのＲＡＷ値から、タッチ位置座標を求める。
その場合、このブロックＢＫとする１６個のセルの選択を図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃのように順次切り替えながら、ＲＡＷ値のパターンを判定する。
その場合、このブロックＢＫとする１６個のセルの選択を図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃのように順次切り替えながら、ＲＡＷ値のパターンを判定する。
【0073】
図６には或る１つのセルと、そのセルに対するタッチ位置を「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ｄ」として示している。
タッチ位置が「Ａ」の場合、当該セルを含む１６セルのブロックＢＫにおいて、図７のＡパターンのＲＡＷ値が得られる。「＋」はＲＡＷ値が１２８より大きい値、「－」はＲＡＷ値が１２８より小さい値となることを示している。なお「１２８」はＲＡＷ値が１２８付近にあることを意味する。容量変化のないセルのＲＡＷ値が常に厳密に「１２８」となるわけではなく、若干変動するためである。
同様にタッチ位置が図６の「Ｂ」「Ｃ」「Ｄ」のそれぞれの場合、当該セルを含むブロックＢＫにおけるＲＡＷ値のパターンが、図７のＢパターン、Ｃパターン、Ｄパターンとなる。
このようなパターンを検出することで、ＭＣＵ５では、セルサイズよりも細かい分解能でタッチ位置座標を求めることができる。
タッチ位置が「Ａ」の場合、当該セルを含む１６セルのブロックＢＫにおいて、図７のＡパターンのＲＡＷ値が得られる。「＋」はＲＡＷ値が１２８より大きい値、「－」はＲＡＷ値が１２８より小さい値となることを示している。なお「１２８」はＲＡＷ値が１２８付近にあることを意味する。容量変化のないセルのＲＡＷ値が常に厳密に「１２８」となるわけではなく、若干変動するためである。
同様にタッチ位置が図６の「Ｂ」「Ｃ」「Ｄ」のそれぞれの場合、当該セルを含むブロックＢＫにおけるＲＡＷ値のパターンが、図７のＢパターン、Ｃパターン、Ｄパターンとなる。
このようなパターンを検出することで、ＭＣＵ５では、セルサイズよりも細かい分解能でタッチ位置座標を求めることができる。
【0074】
＜２．第１センシングと第２センシング＞
第１センシングと第２センシングの違いについて説明する。第１センシングと第２センシングではＸ電極２２とＹ電極２１に対する走査方式が異なる。
第１センシングの走査については先にも触れたが、図８に模式的に示している。
第１センシングと第２センシングの違いについて説明する。第１センシングと第２センシングではＸ電極２２とＹ電極２１に対する走査方式が異なる。
第１センシングの走査については先にも触れたが、図８に模式的に示している。
【0075】
図８では実線が走査で選択中のＹ電極２１とＸ電極２２を示し、破線は選択されていないＹ電極２１とＸ電極２２を示している。
ある時点で、図のように送信信号線である一対のＹ電極２１－１，２１－２、受信信号線である一対のＸ電極２２－１，２２－２が選択されている。この状態で、図３、図４で説明したようにアイドル期間とアクティブ期間の処理が行われ、ＲＡＷ値の検出が行われる。
ある時点で、図のように送信信号線である一対のＹ電極２１－１，２１－２、受信信号線である一対のＸ電極２２－１，２２－２が選択されている。この状態で、図３、図４で説明したようにアイドル期間とアクティブ期間の処理が行われ、ＲＡＷ値の検出が行われる。
【0076】
次のタイミングでは、送信信号線がＹ電極２１－２，２１－３とされ、ＲＡＷ値の検出が行われる。
次のタイミングでは、送信信号線がＹ電極２１－３，２１－４とされ、ＲＡＷ値の検出が行われる。
その後、Ｙ電極２１－（ｎ－１）、２１－ｎ（図２参照）が選択されてＲＡＷ値の検出が行われるまで、送信信号線の組が切り替えられていく。
次のタイミングでは、送信信号線がＹ電極２１－３，２１－４とされ、ＲＡＷ値の検出が行われる。
その後、Ｙ電極２１－（ｎ－１）、２１－ｎ（図２参照）が選択されてＲＡＷ値の検出が行われるまで、送信信号線の組が切り替えられていく。
【0077】
次のタイミングでは、送信信号線がＹ電極２１－１，２１－２に戻され、一方、受信信号線がＸ電極２２－２，２２－３に切り替えられる。その状態でＲＡＷ値の検出が行われる。
次のタイミングでは、送信信号線がＹ電極２１－２，２１－３とされ、ＲＡＷ値の検出が行われる。つまり順次、Ｙ電極２１－（ｎ－１）、２１－ｎが選択されてＲＡＷ値の検出が行われるまで、送信信号線の組が切り替えられていく。
次のタイミングでは、送信信号線がＹ電極２１－２，２１－３とされ、ＲＡＷ値の検出が行われる。つまり順次、Ｙ電極２１－（ｎ－１）、２１－ｎが選択されてＲＡＷ値の検出が行われるまで、送信信号線の組が切り替えられていく。
【0078】
以上のような切り替えが、受信信号線がＸ電極２２－（ｍ－１）、２２－ｍの状態で、送信信号線がＹ電極２１－１，２１－２の組からＹ電極２１－（ｎ－１）、２１－ｎの組に至るまで行われる。
【0079】
以上が１フレームの走査となる。
このように２本の送信信号線と２本の受信信号線が順次シフトしてスキャンが行われることで、１フレームではＸ電極２２の組数とＹ電極２１の組数を乗算した数のＲＡＷ値が検出される。
このように２本の送信信号線と２本の受信信号線が順次シフトしてスキャンが行われることで、１フレームではＸ電極２２の組数とＹ電極２１の組数を乗算した数のＲＡＷ値が検出される。
【0080】
【0081】
この状態で、受信信号線としてＸ電極２２－１、２２－２の組が選択され、図３，図４で説明した動作で１回のＲＡＷ値の検出が行われる。
次のタイミングでは、受信信号線としてＸ電極２２－２、２２－３の組が選択され、１回のＲＡＷ値の検出が行われる。
これがＸ電極２２－（ｍ－１）、２２－ｍの組が選択されるまで切り替えられる。
次のタイミングでは、受信信号線としてＸ電極２２－２、２２－３の組が選択され、１回のＲＡＷ値の検出が行われる。
これがＸ電極２２－（ｍ－１）、２２－ｍの組が選択されるまで切り替えられる。
【0082】
続いて図９Ｂに示すように、全てのＸ電極２２が実線で示されているが、これは全てのＸ電極２２に送信信号Ｔ＋が与えられている状態を示している。
つまり図９ＡのようにＹ電極２１が送信信号線とされる状態から、Ｘ電極２２が送信信号線とされる状態に切り替えられる。
なお、このような切り替えは、マルチプレクサ４３（図２参照）が送信回路４１，受信回路４２と、Ｙ電極２１、Ｘ電極２２の接続を切り替えることで実現できる。
つまり図９ＡのようにＹ電極２１が送信信号線とされる状態から、Ｘ電極２２が送信信号線とされる状態に切り替えられる。
なお、このような切り替えは、マルチプレクサ４３（図２参照）が送信回路４１，受信回路４２と、Ｙ電極２１、Ｘ電極２２の接続を切り替えることで実現できる。
【0083】
この状態で、受信信号線としてＹ電極２１－１、２１－２の組が選択され、図３，図４で説明した動作で１回のＲＡＷ値の検出が行われる。
次のタイミングでは、受信信号線としてＹ電極２１－２、２１－３の組が選択され、１回のＲＡＷ値の検出が行われる。
これがＹ電極２１－（ｎ－１）、２１－ｎの組が選択されるまで切り替えられる。
次のタイミングでは、受信信号線としてＹ電極２１－２、２１－３の組が選択され、１回のＲＡＷ値の検出が行われる。
これがＹ電極２１－（ｎ－１）、２１－ｎの組が選択されるまで切り替えられる。
【0084】
以上で１フレームの走査となる。
このように２本の受信信号線が順次シフトしてスキャンが行われることで、１フレームではＸ電極２２の組数とＹ電極２１の組数を加算した数のＲＡＷ値が検出される。
従って第２センシングは第１センシングよりも１フレームの走査が短時間で実行可能となる。
このように２本の受信信号線が順次シフトしてスキャンが行われることで、１フレームではＸ電極２２の組数とＹ電極２１の組数を加算した数のＲＡＷ値が検出される。
従って第２センシングは第１センシングよりも１フレームの走査が短時間で実行可能となる。
【0085】
なお第２センシングの場合、一対の送信信号線に送信信号Ｔ＋、Ｔ－が与えられるのではなく、全ての送信信号線に送信信号Ｔ＋が与えられる。
また図３に示したアイドル期間とアクティブ期間のような信号レベルの逆転は行わずに、図９Ｃのように、ＲＡＷ値検出のためのセンシング期間に送信信号Ｔ＋はＨレベルを継続する。送信信号Ｔ＋は、受信信号線の切り替わりのタイミングでＬレベルとなるのみである。
また図３に示したアイドル期間とアクティブ期間のような信号レベルの逆転は行わずに、図９Ｃのように、ＲＡＷ値検出のためのセンシング期間に送信信号Ｔ＋はＨレベルを継続する。送信信号Ｔ＋は、受信信号線の切り替わりのタイミングでＬレベルとなるのみである。
【0086】
この第２センシングは、いわゆる自己容量方式と言え、受信回路４２は、受信信号線とグランドの間の静電容量の変化によりＲＡＷ値を検出することになる。水滴が付着しても、わずかな水滴でグランドと接続されていなければ受信信号線とグランド間の静電容量に変化はない。
一方、指で触ると、人体はグランドと接続されているので、受信信号線とグランド間の静電容量に変化が生じることになる。従って、指で触った場合を、水滴が付着した場合と切り分けられる。
一方、指で触ると、人体はグランドと接続されているので、受信信号線とグランド間の静電容量に変化が生じることになる。従って、指で触った場合を、水滴が付着した場合と切り分けられる。
【0087】
これに対して第１センシングは相互静電容量方式であり、送信信号線と受信信号線の間の静電容量の変化を検出する。
つまり第１センシングは、２本の送信信号線（Ｙ電極２１）の論理を逆にした信号波形を、アイドル期間はＬレベルとＨレベルの波形、アクティブ期間はＨレベルとＬレベルの波形に入れ替えてスキャンを行い、アイドル期間からアクティブ期間の受信信号線の差分をとり信号変化量としてＲＡＷ値を検出する方式である。
この場合に、水滴が付着すると、水滴により静電容量が増加するため、検出値が変化する。また指で触ると、指が静電容量を減少させるため検出値が変化することになる。
つまり第１センシングは、２本の送信信号線（Ｙ電極２１）の論理を逆にした信号波形を、アイドル期間はＬレベルとＨレベルの波形、アクティブ期間はＨレベルとＬレベルの波形に入れ替えてスキャンを行い、アイドル期間からアクティブ期間の受信信号線の差分をとり信号変化量としてＲＡＷ値を検出する方式である。
この場合に、水滴が付着すると、水滴により静電容量が増加するため、検出値が変化する。また指で触ると、指が静電容量を減少させるため検出値が変化することになる。
【0088】
第１センシングと第２センシングでは、第２センシングの方が１フレームのセンシングを高速化できるが、タッチ検出精度は第１センシングの方が高い。
第２センシングの場合、上記の走査方式のため、タッチパネル面上で複数箇所をタッチした場合には、座標を絞りきれない場合があるためである。
図１０には、Ｘ電極２２よるＸ座標値（Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３）とＹ電極２１よるＹ座標値（Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３）を例示している。
この場合に図のように指で座標（Ｘ２，Ｙ０）（Ｘ１，Ｙ３）の２箇所をタッチしたとする。するとタッチの検知結果としてＸ座標値でＸ１，Ｘ２が検出され、Ｙ座標値でＹ０，Ｙ３が検出される。これにより図示の４箇所が接触位置として推定されてしまう。
第２センシングの場合、上記の走査方式のため、タッチパネル面上で複数箇所をタッチした場合には、座標を絞りきれない場合があるためである。
図１０には、Ｘ電極２２よるＸ座標値（Ｘ０，Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３）とＹ電極２１よるＹ座標値（Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３）を例示している。
この場合に図のように指で座標（Ｘ２，Ｙ０）（Ｘ１，Ｙ３）の２箇所をタッチしたとする。するとタッチの検知結果としてＸ座標値でＸ１，Ｘ２が検出され、Ｙ座標値でＹ０，Ｙ３が検出される。これにより図示の４箇所が接触位置として推定されてしまう。
【0089】
一方、第１センシングの場合は、図１１に示すように、タッチの検知結果として座標（Ｘ２，Ｙ０）（Ｘ１，Ｙ３）の２箇所が正しく接触位置として検出される。従って、上述のノーマルモードや高感度モードでは、第１センシングを用いることが望ましい。
【0090】
＜３．処理例＞
以上の第１センシングと第２センシングを用いた具体的な処理例を説明する。
先に第１センシングでのノーマルモードや高感度モードについて述べたが、センシングの際には、ノーマルモードと高感度モードのうちで適切なモードを自動的に選択して、タッチ位置検出を行うことで、フィンガータッチであってもグローブタッチであっても適切にタッチ位置検出できる。
以上の第１センシングと第２センシングを用いた具体的な処理例を説明する。
先に第１センシングでのノーマルモードや高感度モードについて述べたが、センシングの際には、ノーマルモードと高感度モードのうちで適切なモードを自動的に選択して、タッチ位置検出を行うことで、フィンガータッチであってもグローブタッチであっても適切にタッチ位置検出できる。
【0091】
このためには、タッチ信号強度に閾値を設け、閾値以上の場合はノーマルモード、閾値未満の場合には高感度モードを選択するようにすることが考えられる。
例えば実際のタッチ検出のスキャンに先立って、第１センシングの高感度モードでスキャンを行い、そのときのタッチ信号強度を検出して、モード選択を行う。
例えば実際のタッチ検出のスキャンに先立って、第１センシングの高感度モードでスキャンを行い、そのときのタッチ信号強度を検出して、モード選択を行う。
【0092】
ところが多量の水がタッチパネル２に付着した場合、多量の水をフィンガータッチと誤認識する場合がある。理由は、多量の水がタッチパネル２に付着した瞬間の信号強度とフィンガータッチの場合の信号強度が酷似しているためである。
また、フィンガータッチと誤認識し、ノーマルモードとしてしまうと、水による信号強度がノーマルモードのフィンガータッチ判定の閾値を超え、タッチ反応が発生し、誤反応、誤動作が発生するおそれがある。
また、フィンガータッチと誤認識し、ノーマルモードとしてしまうと、水による信号強度がノーマルモードのフィンガータッチ判定の閾値を超え、タッチ反応が発生し、誤反応、誤動作が発生するおそれがある。
【0093】
そこで本実施の形態では、まずモード判定のためのスキャンには第２センシングを用いることとする。これにより少量の水（水滴等）であればタッチ反応が生じない。
但し多量の水がかかった瞬間や流水、或いはその上でタッチしたような場合は誤判定の可能性が残る。次の理由による。
第２センシングのスキャン中は、選択されない受信信号線はグランド電位に設定されている。多量の水が付着した受信信号線は、水によって隣接する受信信号線（グランド電位）との容量結合が強まる。よって、多量の水が付着した部分のセルの静電容量の変化が大きくなってしまう。これによって、多量の水の付着によりタッチのような反応が得られる場合が生じる。
そこで第２センシングでの信号強度に応じた評価値を求め、その評価値と上昇速度（傾き）から多量の水か指かを識別することとする。
但し多量の水がかかった瞬間や流水、或いはその上でタッチしたような場合は誤判定の可能性が残る。次の理由による。
第２センシングのスキャン中は、選択されない受信信号線はグランド電位に設定されている。多量の水が付着した受信信号線は、水によって隣接する受信信号線（グランド電位）との容量結合が強まる。よって、多量の水が付着した部分のセルの静電容量の変化が大きくなってしまう。これによって、多量の水の付着によりタッチのような反応が得られる場合が生じる。
そこで第２センシングでの信号強度に応じた評価値を求め、その評価値と上昇速度（傾き）から多量の水か指かを識別することとする。
【0094】
信号強度に応じた評価値とは、第２センシングで検出された個々のＲＡＷ値（静電容量の変化量）の２乗の総和とする。
例えば１フレームのスキャンでＸ電極２２の組数とＹ電極２１の組数を加算した数のＲＡＷ値が得られるため、その各ＲＡＷ値を２乗して総和を求める。２乗するのは変化量を絶対値として捉えるためである。
例えば１フレームのスキャンでＸ電極２２の組数とＹ電極２１の組数を加算した数のＲＡＷ値が得られるため、その各ＲＡＷ値を２乗して総和を求める。２乗するのは変化量を絶対値として捉えるためである。
【0095】
通常のフィンガータッチの場合の評価値の変化を図１２に示し、多量の水がかかったときの評価値の変化を図１３に示している。図１２，図１３の縦軸は評価値、横軸はスキャンのフレームであり、１フレームの走査毎の評価値の変化を時系列で表している。
【0096】
図１２のようにフィンガータッチがあった場合は、比較的、評価値の上昇が急峻となる。一方図１３のように、多量の水がかかった場合は、評価値の上昇速度がフィンガータッチと比較してかなり遅い。これは、水がタッチパネル２に付着したときには水の面積が小さいが、その後、水が流れて面積が徐々に広がるため、評価値も徐々に上昇すると考えられる。
従って破線矢印で示す様な評価値の上昇の傾きを閾値と比較することで、フィンガータッチと多量の水とを区別できる。
従って破線矢印で示す様な評価値の上昇の傾きを閾値と比較することで、フィンガータッチと多量の水とを区別できる。
【0097】
傾きによるフィンガータッチか水かの判定は、例えば各スキャンフレームの際に過去数フレーム分の評価値の移動平均値を算出し、前フレーム時点の移動平均値と、今回の移動平均値の差分が閾値以上となったか否か、などとして行えばよい。
【0098】
タッチパネル駆動装置３におけるＭＣＵ５の具体的な処理例を図１４に示す。
図１４はＭＣＵ５において判定制御部５ａ、検出演算部５ｂの機能により実行される処理例である。図１４の処理は、タッチパネル２による操作検出の終了（例えば電源オフ）となるまで繰り返される。
図１４はＭＣＵ５において判定制御部５ａ、検出演算部５ｂの機能により実行される処理例である。図１４の処理は、タッチパネル２による操作検出の終了（例えば電源オフ）となるまで繰り返される。
【0099】
ＭＣＵ５はステップＳ１０１でモード判定のために、第２センシングとしてのスキャン制御を行う。即ちＭＣＵ５は送信回路４１、受信回路４２に第２センシングを指示して走査を実行させる。これにより第２センシングが実行され、ＭＣＵ５は走査の結果として、今回のフレームの各セルのＲＡＷ値を取得する。
【0100】
ＭＣＵ５はこの場合のＲＡＷ値に基づいて評価値を演算し、有意な値が得られれば、タッチ操作か或いは多量の水の影響が生じていると判定できる。
なお、このステップＳ１０１の第２センシングは、図９Ａ、図９Ｂの走査で１フレームとするが、例えば図９Ａの走査のみ、或いは図９Ｂの走査のみを１フレームの第２センシングとして実行してもよい。タッチ位置の座標検出を目的としないためである。
なお、このステップＳ１０１の第２センシングは、図９Ａ、図９Ｂの走査で１フレームとするが、例えば図９Ａの走査のみ、或いは図９Ｂの走査のみを１フレームの第２センシングとして実行してもよい。タッチ位置の座標検出を目的としないためである。
【0101】
ステップＳ１０１の第２センシングで操作の可能性を示す有意なＲＡＷ値が得られなければ、タッチ操作は行われていないと判定して、ＭＣＵ５はステップＳ１０２からステップＳ１０１に戻り、次のフレームのスキャンを行う。
タッチ操作が行われていない場合に加え、第２センシングであるため若干の水滴が付着しているような場合も有意なＲＡＷ値が検出されないでステップＳ１０１に戻ることになる。
タッチ操作が行われていない場合に加え、第２センシングであるため若干の水滴が付着しているような場合も有意なＲＡＷ値が検出されないでステップＳ１０１に戻ることになる。
【0102】
フィンガータッチやグローブタッチが行われた場合や多量の水がかかった場合は、ステップＳ１０１の第２センシングにより、ある程度の有意なＲＡＷ値が検出される。その場合は、ＭＣＵ５はステップＳ１０２からステップＳ１０３に進み、今回のフレームでの評価値が閾値ｔｈ１を越えているか否かを判定する。
閾値ｔｈ１は、フィンガータッチとグローブタッチを判定するための値として設定されている。
閾値ｔｈ１は、フィンガータッチとグローブタッチを判定するための値として設定されている。
【0103】
ＭＣＵ５は、評価値が閾値ｔｈ１以下であった場合は、グローブタッチが行われたと判定し、ステップＳ１０７に進んで高感度モードを選択して実際のタッチ位置判定のための走査制御を行う。即ちＭＣＵ５は送信回路４１、受信回路４２に第１センシングの高感度モードによる走査を実行させる。受信回路４２はこれに応じて、例えばゲイン設定Ｇ０のモードで各セルの走査を行う。この走査の結果としてＭＣＵ５は各セルのＲＡＷ値を取得する。
【0104】
そしてＭＣＵ５は取得した各セルのＲＡＷ値を用いてステップＳ１１１で感知されたセルのパターン検出（図７参照）を行い、ステップＳ１１２でパターンに基づいて座標演算処理を行ってタッチ位置を特定し、ステップＳ１１３で座標レポートを製品側ＭＣＵ９０に出力する。
【0105】
ステップＳ１０３で評価値が閾値ｔｈ１を越えていた場合は、ＭＣＵ５はステップＳ１０４に進む。この場合は、フィンガータッチか多量の水の影響による有意なＲＡＷ値としての信号検出の可能性がある。そこでＭＣＵ５は評価値の傾きの大小を判定する。例えば上述のように移動平均値の差分が所定の閾値以上であるか否かを判定する。この閾値は図１２と図１３のような傾きの差を区別するために設定された値である。
【0106】
傾きが大と判定した場合は、ＭＣＵ５はフィンガータッチと判定してステップＳ１０５に進み、ノーマルモードを選択して実際のタッチ位置判定のための走査制御を行う。即ちＭＣＵ５は送信回路４１、受信回路４２に第１センシングのノーマルモードによる走査を実行させる。受信回路４２はこれに応じて、例えばゲイン設定Ｇ２のモードで各セルの走査を行う。この走査の結果としてＭＣＵ５は各セルのＲＡＷ値を取得する。
【0107】
そしてＭＣＵ５は取得した各セルのＲＡＷ値を用いてステップＳ１０８で感知されたセルのパターン検出を行い、ステップＳ１１２でパターンに基づいて座標演算処理を行ってタッチ位置を特定し、ステップＳ１１３で座標レポートを製品側ＭＣＵ９０に出力する。
【0108】
ステップＳ１０４で傾きが小と判定した場合は、ＭＣＵ５は多量の水による影響があったと判定する。この場合、多量の水が付着したパネル面で、ユーザがタッチ操作を行った場合と、タッチ操作が行われていないのにある程度の信号強度が検出された場合がある。
そこでＭＣＵ５はステップＳ１０６に進み、ウォーターモードを選択してタッチ位置判定のための走査制御を行う。即ちＭＣＵ５は送信回路４１、受信回路４２に第２センシングによる走査を実行させる。これにより第２センシングが実行され、ＭＣＵ５は走査の結果として、今回のフレームの各セルのＲＡＷ値を取得する。
そこでＭＣＵ５はステップＳ１０６に進み、ウォーターモードを選択してタッチ位置判定のための走査制御を行う。即ちＭＣＵ５は送信回路４１、受信回路４２に第２センシングによる走査を実行させる。これにより第２センシングが実行され、ＭＣＵ５は走査の結果として、今回のフレームの各セルのＲＡＷ値を取得する。
【0109】
【0110】
第２センシングでは、本来は水滴では受信信号線とグランド間の静電容量の変化は生じないか或いは小さい。しかし水の付着があっても実際にユーザがタッチしていた場合や、多量の水により受信信号線を介したグランドとの接続が生じ容量結合が強まる場合は、静電容量の比較的大きい変化が検出される。
そこで、第２センシングによって、静電容量の変化によってタッチ操作に応じたＲＡＷ値が検出された場合は、ＭＣＵ５はステップＳ１０９で感知されたセルのパターン検出を行う。
そこで、第２センシングによって、静電容量の変化によってタッチ操作に応じたＲＡＷ値が検出された場合は、ＭＣＵ５はステップＳ１０９で感知されたセルのパターン検出を行う。
【0111】
ウォーターモードでは、第２センシングで取得されたＲＡＷ値パターンによってタッチ操作か多量の水による影響かを区別する。タッチ操作の場合は、「１２８」より大きいＲＡＷ値（＋）と「１２８」より小さいＲＡＷ値（－）が隣り合って検出される。例えば隣接するセルで「＋」「＋」「－」「－」という並びとなるパターンである。
一方で、多量の水の場合は、「１２８」より大きいＲＡＷ値（＋）と「１２８」より小さいＲＡＷ値（－）の間に、「１２８」のＲＡＷ値が入る。例えば隣接するセルで「＋」「１２８」「－」「－」という並びとなるパターンである。
ＭＣＵ５はこのようなパターンの違いにより、タッチか多量の水かを判定する。
一方で、多量の水の場合は、「１２８」より大きいＲＡＷ値（＋）と「１２８」より小さいＲＡＷ値（－）の間に、「１２８」のＲＡＷ値が入る。例えば隣接するセルで「＋」「１２８」「－」「－」という並びとなるパターンである。
ＭＣＵ５はこのようなパターンの違いにより、タッチか多量の水かを判定する。
【0112】
ＭＣＵ５は、タッチ操作としてのパターンが検知された場合は、実際のタッチ操作があったとしてステップＳ１１０からステップＳ１１２に進み、座標演算処理を行ってタッチ位置を特定する。そしてＭＣＵ５はステップＳ１１３で座標レポートを製品側ＭＣＵ９０に出力する。
【0113】
一方、静電容量の変化を感知したセルのパターンとして、多量の水と判定した場合は、多量の水による影響とし、ステップＳ１１０からステップＳ１０１に戻る。つまり座標演算処理及び座標レポートの処理を行わない。これにより誤検出を回避する。
【0114】
以上の処理によりＭＣＵ５は、第２センシングによって得られる評価値の信号強度によってノーマルモードと高感度モードのうちで適切なモードを選択し、さらに評価値の傾きによって、ノーマルモードとウォーターモードを選択するスキャン制御を行うことになる。
【0115】
＜４．実施の形態の効果及び変形例＞
以上の実施の形態で説明したタッチパネル装置１、タッチパネル駆動装置３において行われるセンシング方法によれば、次のような効果が得られる。
以上の実施の形態で説明したタッチパネル装置１、タッチパネル駆動装置３において行われるセンシング方法によれば、次のような効果が得られる。
【0116】
実施の形態では、タッチパネル２に対し、順次、隣接する一対の送信信号線と隣接する一対の受信信号線を選択して安定化期間とセンシング期間の静電容量の変化量を検出する走査を行う第１センシングと、送信信号線と受信信号線の選択状態が第１センシングとは異なるとともにセンシング期間の受信信号線とグランド間の静電容量の変化を検出する走査を行う第２センシングを実行可能なタッチパネル駆動装置３を示した。そして、タッチパネル駆動装置３は、第２センシングを行い、得られた検出信号の信号強度に応じた評価値を求め、評価値の時間軸変化に基づいて検出信号が水の影響によるものか否かを判定する判定手順（図１４のステップＳ１０１からＳ１０４）と、検出信号が水の影響によるものではないと判定した場合に、第１センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第１演算手順（ステップＳ１０５、Ｓ１０８、Ｓ１１２、Ｓ１１３）とが行われるものとした。
【0117】
評価値の時間軸変化により、フィンガータッチとしてのタッチ操作と、水の影響を判定できることにより、多量の水がタッチパネル２に付着したような場合でも、誤検出を防止できるようになり、タッチパネルの検出性能を向上させることができる。
【0118】
即ち、評価値の時間軸変化によりフィンガータッチと多量の水や流水の影響がある場合とを識別することで、実行するセンシングモードの判定の正確性が向上する。これにより流水や多量の水がかかったときを除いてノーマルモードとすることができるため、誤反応が発生することを防止できる。
またこのようなモード判定のために第２センシングを用いることによって、状態検知およびモード判定時の時間短縮や処理データ量の縮小化ができる。
またこのようなモード判定のために第２センシングを用いることによって、状態検知およびモード判定時の時間短縮や処理データ量の縮小化ができる。
【0119】
実施の形態の第２センシングは、送信信号線と受信信号線の一方を全て選択した状態で、他方について順次、隣接する一対の信号線を選択する走査であり、評価値は、第２センシングで得られた個々の検出信号の変化量の絶対値の総和に相当する値とした。例として評価値は、第２センシングで得られた個々の検出信号の変化量の２乗の総和の値であるとした。
このような第２センシングによっては、水滴感知の変化が少なく、フィンガータッチに対する感知の変化が大きいものとなる。従って１フレームの走査において、＋方向、－方向の信号変化の絶対値の総和で信号強度に相当する評価値を求める。
この評価値の時間軸変化によってタッチ操作と、水の影響を判定できる。
このような第２センシングによっては、水滴感知の変化が少なく、フィンガータッチに対する感知の変化が大きいものとなる。従って１フレームの走査において、＋方向、－方向の信号変化の絶対値の総和で信号強度に相当する評価値を求める。
この評価値の時間軸変化によってタッチ操作と、水の影響を判定できる。
【0120】
実施の形態では、判定手順で検出信号が水の影響によるものと判定した場合は、ウォーターモードとして第２センシングを行う。そして得られた検出信号がタッチ操作によるものか否かを判定し、タッチ操作によるものと判定した場合には得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力し、タッチ操作によるものではないと判定した場合は、座標演算及び検出情報の出力を行わない第２演算手順（ステップＳ１０６、Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１２、Ｓ１１３）が行われるものとした。
多量の水の影響を受ける場合でも、水のみの場合と、水がある上からフィンガータッチが行われる場合がある。そこでこの場合は第２センシングを行う。第２センシングは、水に対する感知の変化が少なく、フィンガータッチに対する感知の変化が大きいので、タッチ操作があった場合に、水のある環境でも指の位置（座標）を正確に特定できる。また、多量の水の影響と判定した場合は、座標演算及び検出情報の出力を行わないことで、不要な処理が行われることを回避するとともに、水による誤検出を回避できる。
多量の水の影響を受ける場合でも、水のみの場合と、水がある上からフィンガータッチが行われる場合がある。そこでこの場合は第２センシングを行う。第２センシングは、水に対する感知の変化が少なく、フィンガータッチに対する感知の変化が大きいので、タッチ操作があった場合に、水のある環境でも指の位置（座標）を正確に特定できる。また、多量の水の影響と判定した場合は、座標演算及び検出情報の出力を行わないことで、不要な処理が行われることを回避するとともに、水による誤検出を回避できる。
【0121】
実施の形態では、タッチパネル駆動装置３は、第１センシングについて、信号検出感度の設定をノーマルモードと、より高感度とされた高感度モードが選択可能とされ、判定手順では、第２センシングで得られた検出信号の信号強度によって、低感度状態か否かの判定も行い、第１演算手順ではノーマルモードで第１センシングを行い、判定手順で低感度状態と判定した場合は、高感度モードで第１センシングを行い、得られた検出信号に基づいて座標演算を行って検出情報を出力する第３演算手順（ステップＳ１０７、Ｓ１１１、Ｓ１１２、Ｓ１１３）がさらに行われるものとした。
これによりグローブタッチにも対応して、精度の良いタッチ検出を行うことができるようになる。
さらに、第２センシングにおける信号の上昇速度と強度の両方を用いて条件判定することによって、指、グローブ、水滴、多量の水の４つの状態を識別することも可能となる。
これによりグローブタッチにも対応して、精度の良いタッチ検出を行うことができるようになる。
さらに、第２センシングにおける信号の上昇速度と強度の両方を用いて条件判定することによって、指、グローブ、水滴、多量の水の４つの状態を識別することも可能となる。
【0122】
なお実施の形態のタッチパネル装置１では、実際にパネル面に触れるタッチ操作を行うものとして説明したが、本発明はタッチと同等の操作を行う、いわゆるホバーセンシング（非接触近接操作）に対応するタッチパネル装置も含むものであり、その場合も、上記同様のセンシング手法を適用できる。即ち本発明及び実施の形態でいう「タッチ」とは、非接触近接操作状態も含む。
【符号の説明】
【0123】
１ タッチパネル装置
２ タッチパネル
３ タッチパネル駆動装置
４ センサＩＣ
５ ＭＣＵ
５ａ 判定制御部
５ｂ 検出演算部
５Ｍ メモリ
２１ Ｙ電極
２２ Ｘ電極
４１ 送信回路
４２ 受信回路
４３ マルチプレクサ
４４ インターフェース・レジスタ回路、
２ タッチパネル
３ タッチパネル駆動装置
４ センサＩＣ
５ ＭＣＵ
５ａ 判定制御部
５ｂ 検出演算部
５Ｍ メモリ
２１ Ｙ電極
２２ Ｘ電極
４１ 送信回路
４２ 受信回路
４３ マルチプレクサ
４４ インターフェース・レジスタ回路、
【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】