WO2018003784A1

WO2018003784A1 - タッチパネルシステム

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Publication number: WO2018003784A1
Application number: PCT/JP2017/023533
Authority: WO
Inventors: 秀秋新屋; 中林　太美世
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2016-06-28
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2018-01-04
Anticipated expiration: 2018-12-28

Abstract

ノイズ源に対して耐性のあるタッチパネルシステムを提供する。タッチパネルは、複数の第１電極が互いに平行に設けられた第１電極層と、前記複数の第１電極と交差する複数の第２電極が互いに平行に設けられた第２電極層とを備える。タッチパネルシステムは、前記タッチパネルの動作状態を、前記第１電極に駆動信号を供給して前記第２電極からセンサ信号を読み出してタッチ位置を検出する第１の動作状態と、前記第２電極に駆動信号を供給して前記第１電極からセンサ信号を読み出してタッチ位置を検出する第２の動作状態とのいずれかに設定することが可能な制御装置と、前記タッチ位置の検出に対してノイズ源である装置とを備える。ノイズ源が動作する時に、前記制御装置が、前記タッチパネルの動作状態を、前記第１の動作状態と第２の動作状態のうち、ノイズの影響がより少ない方に設定する。

Description

タッチパネルシステム

　本発明は、画像等を表示させるための領域（表示領域）に近距離無線通信用のアンテナパターンを備えるタッチパネルシステムに関する。

　近年、電源を含まず無線通信用のアンテナ素子を内蔵したＩＣカード（非接触型ＩＣカード）と、電源を備える通信装置との間において、ＩＣカードと通信装置とを接触させることなく、両者間で近距離通信を行う技術がよく用いられている。

　例えば、通信装置と非接触型ＩＣカードとの間において、無線通信（近距離通信）を行う場合、通信装置のアンテナ素子と、非接触型ＩＣカードとが所定の距離以下となるように、非接触型ＩＣカードを通信装置に近づける。通信装置は、電源を有しており、通信装置に内蔵されている近距離無線通信用アンテナ素子に給電することで、当該アンテナ素子により磁界が発生する。そして、非接触型ＩＣカードを通信装置に近づけることで、通信装置が発生させた磁界により、非接触型ＩＣカードのアンテナ素子に誘導電流が流れる。

　これにより、通信装置から非接触型ＩＣカードに電力を供給することができる。そして、非接触型ＩＣカードは、誘導電流により発生した起電力を用いて、非接触型ＩＣカード内の回路（例えば、ＩＣチップ）を動作させる。このようにして、非接触型ＩＣカードを通信装置に近づけることで、非接触型ＩＣカードと通信装置との間において、無線通信（近距離通信）を行うことができる。

　前記アンテナパターンは、一般的に導電性を確保するために、導電率の高い金属（銅や銀）で形成されることが多い。このような金属は、光を透過しないので、画像や映像を表示する表示デバイスにおいて、その表示部にアンテナ素子を形成させると、画像や映像を形成する光が遮断されてしまう。

　このような問題を解決するために、特許文献１には、メッシュ状のアンテナパターンを透明基材上に形成させ、アンテナ機能を実現させるための導電性と、透明性との両方を確保する技術が開示されている。

　このような技術を使用した、アンテナと一体化されたタッチパネルシステムの従来の構成の一例を、図１２に示す。図１２において、タッチパネルシステムは、ディスプレイ９０１と、ＮＦＣアンテナ層９０２と、タッチパネル９０５とを備えている。

　タッチパネル９０５は、駆動電極層９０４と読み出し電極層９０３とを備えている。駆動電極層９０４には、Ｘ方向に伸びる複数の駆動電極９０４ａが互いに平行に形成されている。読み出し電極層９０３には、Ｙ方向に伸びる複数の読み出し電極９０３ａが互いに平行に形成されている。ＮＦＣアンテナ層９０２には、アンテナパターン９０２ａが形成されている。

　タッチパネル９０５は、駆動電極９０４ａに駆動信号を供給し、読み出し電極９０３ａからセンサ信号を読み出すことによってタッチ位置を検出する。すなわち、タッチパネル９０５に指などが接触または近接すると、その箇所において、駆動電極９０４ａと読み出し電極９０３ａとの間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を、読み出し電極９０３ａからの読み出し信号から検出することにより、タッチ位置を特定することができる。

特開２０１１－０６６６１０号公報

　前記従来の構成においては、読み出し電極９０３ａがアンテナパターン９０２ａと接近して配置されているので、タッチパネル９０５の電極に発生する信号を、アンテナパターン９０２ａを駆動した時に発生するノイズが覆い隠してしまい、タッチパネル９０５のタッチ位置検出ができなくなる不具合が発生する場合がある。

　特に、アンテナパターン９０２ａとタッチパネル９０５の読み出し電極９０３ａとの並走部分が長くなると、寄生容量が大きくなり、前記不具合が顕著に発生する。

　上記の課題を解決するための一構成として、タッチパネルを備えたタッチパネルシステムを以下に開示する。

　前記タッチパネルは、複数の第１電極が互いに平行に設けられた第１電極層と、前記複数の第１電極と交差する複数の第２電極が互いに平行に設けられた第２電極層とを備え、
　前記タッチパネルシステムは、
　前記タッチパネルの動作状態を、前記第１電極に駆動信号を供給して前記第２電極からセンサ信号を読み出してタッチ位置を検出する第１の動作状態と、前記第２電極に駆動信号を供給して前記第１電極からセンサ信号を読み出してタッチ位置を検出する第２の動作状態とのいずれかに設定することが可能な制御装置と、
　前記タッチ位置の検出に対してノイズ源である装置とを備え、
　前記ノイズ源である装置が動作する時に、前記制御装置が、前記タッチパネルの動作状態を、前記第１の動作状態と第２の動作状態のうち、前記ノイズ源である装置からのノイズの影響がより少ない方に設定する。

　上記の構成によれば、ノイズ源である装置からのノイズの影響がより少ない方に、タッチパネルの動作状態が設定される。これにより、ノイズ源に対して常に、信号の干渉の小さい方でタッチセンサを駆動することができ、ノイズ耐性を上げることができる。

図１は、実施例１に係るタッチパネルシステム１０の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。図２は、タッチパネルシステム１０の制御系の概略構成を示すブロック図である。図３は、アンテナパターン１０２ａと、タッチパネル１０５の電極１０３ａおよび電極１０４ａとの好適な配置例を平面視で示す模式図である。図４は、実施例２に係るタッチパネルシステム２０の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。図５は、実施例２におけるセンサ電極の切り替え制御の手順を示すフローチャートである。図６は、タッチパネルコントローラ８１の詳細構成を示すブロック図である。図７は、ホスト端末９３が主導する場合の、センサ電極の切り替え制御の手順を示したフローチャートである。図８は、実施例３にかかるタッチパネルシステム３０の概略構成を示す分解斜視図である。図９は、実施例３におけるアンテナの駆動とタッチセンサの駆動のタイミングチャートである。図１０は、実施例４におけるタッチパネルコントローラ８１の動作手順を示すフローチャートである。図１１は、実施例５に係るタッチパネルシステム４０の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。図１２は、アンテナと一体化されたタッチパネルシステムの従来の構成の一例を示す分解斜視図である。

　第１の構成にかかるタッチパネルシステムは、
　タッチパネルを備えたタッチパネルシステムにおいて、
　前記タッチパネルは、複数の第１電極が互いに平行に設けられた第１電極層と、前記複数の第１電極と交差する複数の第２電極が互いに平行に設けられた第２電極層とを備え、
　前記タッチパネルの動作状態を、前記第１電極に駆動信号を供給して前記第２電極からセンサ信号を読み出してタッチ位置を検出する第１の動作状態と、前記第２電極に駆動信号を供給して前記第１電極からセンサ信号を読み出してタッチ位置を検出する第２の動作状態とのいずれかに設定することが可能な制御装置と、
　前記タッチ位置の検出に対してノイズ源である装置とを備え、
　前記ノイズ源である装置が動作する時に、前記制御装置が、前記タッチパネルの動作状態を、前記第１の動作状態と第２の動作状態のうち、前記ノイズ源である装置からのノイズの影響がより少ない方に設定する。

　この第１の構成によれば、制御装置によって、ノイズ源である装置からのノイズの影響がより少ない方に、タッチパネルの動作状態が設定される。これにより、ノイズ源に対して常に、信号の干渉の小さい方でタッチセンサを駆動することができ、ノイズ耐性を上げることができる。

　第２の構成にかかるタッチパネルシステムは、第１の構成において、
　前記ノイズ源である装置が、前記第１電極と並走する部分の長さよりも前記第２電極と並走する部分の長さの方が大きい金属線を含む第１の装置を含み、
　前記第１の装置が動作する場合、前記制御装置が、前記タッチパネルの動作状態を、前記第２の動作状態に設定する。

　この第２の構成によれば、第１の装置が動作する場合に、前記第２電極に駆動信号を供給して前記第１電極からセンサ信号を読み出してタッチ位置を検出する第２の動作状態によってタッチパネルが動作する。第１の装置は、第１電極と並走する部分の長さよりも第２電極と並走する部分の長さの方が大きいので、第１の装置の動作によってノイズの影響を受けやすいのは、第２電極である。したがって、第１の装置が動作している場合は、第１の装置からのノイズの影響をより受けやすい第２電極からではなく、第１電極からセンサ信号を読み出す第２の動作状態を選択することにより、第１の装置のノイズがセンサ信号に与える影響をより効果的に抑制することが可能である。

　第３の構成にかかるタッチパネルシステムは、第２の構成において、
　前記ノイズ源である装置が、前記第２電極と並走する部分の長さよりも前記第１電極と並走する部分の長さの方が大きい金属線を含む第２の装置をさらに含み、
　第２の装置が動作する場合、前記制御装置が、前記タッチパネルの動作状態を、前記第１の動作状態に設定する。

　この第３の構成によれば、第２の装置が動作する場合には、前記第１電極に駆動信号を供給して前記第２電極からセンサ信号を読み出してタッチ位置を検出する第１の動作状態によってタッチパネルが動作する。第２の装置は、第２電極と並走する部分の長さよりも第１電極と並走する部分の長さの方が大きいので、第２の装置の動作によってノイズの影響を受けやすいのは、第１電極である。したがって、第２の装置が動作している場合は、第２の装置からのノイズの影響をより受けやすい第１電極からではなく、第２電極からセンサ信号を読み出す第１の動作状態を選択することにより、第２の装置のノイズがセンサ信号に与える影響をより効果的に抑制することが可能である。

　第４の構成にかかるタッチパネルシステムは、第３の構成において、
　前記第１の装置において前記第２電極と並走する部分と、前記第２の装置において前記第１電極と並走する部分とが直交している。

　第５の構成にかかるタッチパネルシステムは、第４の構成において、
　前記第１の装置と前記第２の装置が各々複数個備えられ、
　前記第１の装置と前記第２の装置とによって座標系が形成されている。

　第６の構成にかかるタッチパネルシステムは、第２～第５のいずれかの構成において、
　前記タッチパネルは額縁領域を備え、
　前記第１の装置の金属線において前記第１電極と並走する部分が、前記額縁領域に存在する。

　第７の構成にかかるタッチパネルシステムは、第３～第５のいずれかの構成において、
　前記タッチパネルは額縁領域を備え、
　前記第２の装置の金属線において前記第２電極と並走する部分が、前記額縁領域に存在する。

　第８の構成にかかるタッチパネルシステムは、第１～第７のいずれかの構成において、
　前記ノイズ源である装置がアンテナである。

　第９の構成にかかるタッチパネルシステムは、第１～第８のいずれかの構成において、
　前記センサ信号を所定の閾値と比較する比較回路を更に備え、
　前記制御装置が、前記比較の結果にしたがって、前記タッチパネルの動作状態を、前記第１の動作状態と第２の動作状態のうち、前記ノイズ源である装置からのノイズの影響がより少ない方に設定する。

（実施の形態）
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

（実施例１）
　図１は、実施例１に係るタッチパネルシステム１０の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。

　図１に示すように、実施例１のタッチパネルシステム１０は、ディスプレイ１０１と、ＮＦＣアンテナ層１０２と、タッチセンサとしてのタッチパネル１０５とが積層された構成である。ここでは、図中に示すように、ディスプレイ１０１の長辺方向をＸ方向とし、短辺方向をＹ方向とする。

　タッチパネル１０５は、第１電極層１０４と第２電極層１０３とを備えている。第１電極層１０４は、Ｘ方向に伸びる複数の電極１０４ａが互いに平行に形成されている。第２電極層１０３は、Ｙ方向に伸びる複数の電極１０３ａが互いに平行に形成されている。

　ＮＦＣアンテナ層１０２には、アンテナパターン１０２ａが複数形成されている。アンテナパターン１０２ａは、例えば二重螺旋のコイルで形成されたアンテナ線であり、矩形状に形成されている。アンテナパターン１０２ａは、矩形の長辺がＹ方向に平行になるよう配置されている。

　タッチパネル１０５は、第２電極層１０３の電極１０３ａに駆動信号を供給し、第１電極層１０４の電極１０４ａから信号を読み出すことによってタッチ位置を検出する。すなわち、タッチパネル１０５に指などが接触または近接すると、その箇所において、電極１０４ａと電極１０３ａとの間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を、電極１０４ａからの読み出し信号から検出することにより、タッチ位置を特定することができる。

　図２は、タッチパネルシステム１０の制御系の概略構成を示すブロック図である。タッチパネルコントローラ８１は、タッチパネル１０５の動作を制御するコントローラである。タッチパネルコントローラ８１は、ホスト端末８３とアンテナコントローラ８２と接続されている。アンテナコントローラ８２は、アンテナパターン１０２ａの駆動電流や制御信号をコントロールして、非接触型ＩＣカードを起動させるための磁界発生を制御する。ホスト入力装置８３は、アンテナコントローラ８２の制御、ディスプレイ１０１の表示制御、タッチパネル１０５（タッチパネルコントローラ８１）からの座標入力の処理、起動した非接触型ＩＣカードとの通信による入力処理等を行う。

　本実施例のタッチパネルシステム１０では、上述のように、第２電極層１０３の電極１０３ａに駆動信号を供給し、第１電極層１０４の電極１０４ａから信号を読み出すことにより、アンテナパターン１０２ａのノイズがタッチセンサに与える影響を抑制することができる。その理由は次のとおりである。

　例えば、本実施例の構成とは逆に、第１電極層１０４の電極１０４ａに駆動信号を供給し、第２電極層１０３の電極１０３ａから信号を読み出すこととした場合、信号が読み出される電極１０３ａがアンテナパターン１０２ａのノイズの影響を受けやすい。これは、アンテナパターン１０２ａの長辺（Ｙ方向の辺）と第２電極層１０３の電極１０３ａとが並走しているからである。つまり、アンテナパターン１０２ａに電流が流れると、第２電極層１０３の電極１０３ａの信号に変化が生じてしまう。

　一方、本実施例では、タッチセンサの信号が読み出される第１電極層１０４の電極１０４ａは、アンテナパターン１０２ａと並走している部分が少ない。このため、アンテナパターン１０２ａからの影響による信号変化が生じにくい。したがって、本実施例の構成によれば、ＮＦＣアンテナ層１０２によるノイズの影響を減らすことができる。

　図３は、実施例１にかかるタッチパネルシステム１０における、ＮＦＣアンテナ層１０２のアンテナパターン１０２ａと、タッチパネル１０５の電極１０３ａおよび電極１０４ａとの好適な配置例を平面視で示す模式図である。

　図３に示すように、タッチパネルシステム１０には、タッチパネル１０５やディスプレイ１０１の配線領域のため、もしくは、装置の強度を保つフレームを配置するために、タッチセンサ領域１０８の周辺に額縁領域１０９が存在する。タッチセンサ領域１０８は、電極１０３ａおよび電極１０４ａが形成されておりタッチを検出できる領域であって、一般的には、ディスプレイ１０１の画像表示領域とほぼ一致する。

　アンテナパターン１０２ａが複数個存在するのは、タッチパネルシステム１０のタッチパネル面のどの地点においてもＮＦＣアンテナを有効にして、非接触の通信装置との通信を行いやすくするためである。したがって、アンテナパターン１０２ａはタッチパネルシステム１０のタッチパネル面の端部にまで存在した方が良い。

　一方、上述のように、タッチパネル１０５の電極１０４ａや電極１０３ａは、タッチパネル面の端部にまで延伸されている必要はない。

　したがって、アンテナパターン１０２ａとタッチパネル１０５の電極１０４ａおよび電極１０３ａは、図３に示すように配置することが好ましい。すなわち、矩形状のアンテナパターン１０２ａは、その短辺（Ｘ方向に平行な辺）が額縁領域１０９に位置するように形成されている。

　このように、アンテナパターン１０２ａを、その短辺が額縁領域１０９に位置するように形成することにより、アンテナパターン１０２ａの短辺と、タッチセンサ領域１０８内のセンサ電極（特に、電極１０３ａおよび１０４ａにおいてＸ方向に延伸する部分）との干渉を抑える効果がある。

（実施例２）
　次に、実施例２に係るタッチパネルシステム２０について説明する。図４は、実施例２に係るタッチパネルシステム２０の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。

　図４に示すように、タッチパネルシステム２０は、実施例１のＮＦＣアンテナ層１０２とは異なり、ＮＦＣアンテナ層２０２を備えている。ＮＦＣアンテナ層２０２は、アンテナパターン１０２ａと同様に、例えば二重螺旋のコイルで矩形状に形成されたアンテナ線で形成されたアンテナパターン２０２ａ，２０２ｂを備えている。ただし、実施例１においては、複数のアンテナパターン１０２ａが平行に配置されていた（図１参照）のに対して、実施例２においては、アンテナパターン２０２ａは長辺がＹ方向に沿うように配置されているが、アンテナパターン２０２ｂは長辺がＸ方向に沿うように配置されている。

　そして、アンテナパターン２０２ａが通信を行っているときには、第２電極層１０３の電極１０３ａに駆動信号を供給し、第１電極層１０４の電極１０４ａからセンサ信号を読み出す。一方、アンテナパターン２０２ｂが通信を行っているときには、第１電極層１０４の電極１０４ａに駆動信号を供給し、第２電極層１０３の電極１０３ａからセンサ信号を読み出す。このように、アンテナパターン２０２ａ，２０２ｂのどちらが通信を行っているかを判断して、タッチパネル１０５の駆動電極と読み出し電極とを動的に切り替えることにより、アンテナパターンからの影響による信号変化が生じにくい。

　図５は、実施例２におけるセンサ電極の切り替え制御の手順を示すフローチャートである。

　タッチパネル１０５が動作を開始すると（Ｓ１）、タッチパネルコントローラ８１において、あらかじめ設定されている設定値によって、第１電極層１０４の電極１０４ａおよび第２電極層１０３の電極１０３ａの一方が駆動電極として設定され、他方が読み出し電極として設定される（Ｓ２）。

　次に、アンテナコントローラ８２が、アンテナパターン２０２ａが通信中か否かをチェックする（Ｓ３）。アンテナパターン２０２ａが通信中であれば、第２電極層１０３の電極１０３ａを駆動電極とし、第１電極層１０４の電極１０４ａを読み出し電極に設定する旨を指示する制御信号を、アンテナコントローラ８２から、タッチパネルコントローラ８１へ送る（Ｓ４）。

　一方、アンテナパターン２０２ａが通信中でなければ、アンテナコントローラ８２が、アンテナパターン２０２ｂが通信中か否かをチェックする（Ｓ５）アンテナパターン２０２ｂが通信中であれば、第１電極層１０４の電極１０４ａを駆動電極とし、第２電極層１０３の電極１０３ａを読み出し電極に設定する旨を指示する制御信号を、アンテナコントローラ８２から、タッチパネルコントローラ８１へ送る（Ｓ６）。

　そして、タッチパネルコントローラ８１は、ステップＳ４またはＳ６の制御信号にしたがい、制御電極と読み出し電極とを設定し（Ｓ７）、タッチパネル１０５の動作を開始する（Ｓ８）。１フレームの処理が完了すると、ステップＳ３に戻って処理を繰り返す。

　ここで、タッチパネルコントローラ８１の詳細構成について説明する。図６に示すように、タッチパネルコントローラ８１は、ドライバ８１５、センスアンプ８１６、タイミングジェネレータ８１７、ＡＤ変換器８１８、容量分布計算部８１９、および、タッチ認識部８１１を備えている。

　タッチパネルコントローラ８１は、タイミングジェネレータ８１７で発生した駆動信号を、ドライバ８１５を介して、タッチパネル１０５の一方の電極層（第１電極層１０４または第２電極層１０３）へ与える。そして、他方の電極層（第２電極層１０３または第１電極層１０４）から発生する信号を、センスアンプ８１６で増幅する。増幅された信号は、ＡＤ変換器８１８でデジタル信号へ変換される。このデジタル信号に基づいて、容量分布計算部８１９とタッチ認識部８１１にて静電容量分布を計算し、静電容量値の変化を検出することにより、タッチ位置が検出される。

　このとき、前記のステップＳ４またはＳ６の結果にしたがい、第１電極層１０４の電極１０４ａと第２電極層１０３の電極１０３ａの一方へドライバ８１５から駆動信号を供給し、電極１０４ａと電極１０３ａの他方からセンスアンプ８１６へセンス信号を受け入れるように、マルチプレクサ８１４で切り替えを行うことにより、駆動電極と読み出し電極の設定を行うことができる。

　以上のとおり、実施例２では、互いに異なる向きに配置されたアンテナパターン２０２ａ，２０２ｂのどちらが通信中であるかを検出し、その検出結果に基づいて第１電極層１０４の電極１０４ａと第２電極層１０３の電極１０３ａのいずれを駆動電極とし、いずれを読み出し電極とするかを動的に切り替える。これにより、ノイズ源となるアンテナパターンとの干渉が少ない電極を読み出し電極として設定することができる。この結果、センサ信号に、アンテナ動作に起因するノイズが影響することを抑制できる。

　図５のフローチャートに基づく説明においては、アンテナコントローラ８２が主導する制御によってセンサ電極の切り替えを行った。しかし、以下のように、ホスト端末８３がセンサ電極の切り替え制御を主導するようにしても良い。図７は、ホスト端末９３が主導する場合の、センサ電極の切り替え制御の動作手順を、ホスト端末とタッチパネルとのそれぞれについて示したフローチャートである。

　ホスト端末８３は近距離通信を使用して、タッチパネルシステム２０で起動される非接触型ＩＣカードと通信を行う。

　ホスト端末８３は、ＮＦＣアンテナの通信の制御を開始すると（Ｓ２１）、通信アプリケーションを起動する（Ｓ２２）。そして、ホスト端末８３は、アンテナコントローラ８２が起動されて、ＩＣカードの接触によりＮＦＣアンテナの通信が開始したか否かをチェックする（Ｓ２３）。

　ＮＦＣアンテナの通信が開始された場合、通信が開始されたアンテナがアンテナパターン２０２ａおよび２０２ｂのいずれであるかを特定する。アンテナパターン２０２ａが通信中であれば、ホスト端末８３は、第２電極層１０３の電極１０３ａを駆動電極とし、第１電極層１０４の電極１０４ａを読み出し電極に設定する旨を指示する制御信号（コマンド）を生成する（Ｓ２４）。Ｓ２４において、アンテナパターン２０２ｂが通信中であれば、ホスト端末８３は、第１電極層１０４の電極１０４ａを駆動電極とし、第２電極層１０３の電極１０３ａを読み出し電極に設定する旨を指示する制御信号（コマンド）を生成する。ホスト端末８３は、生成したコマンドを、タッチパネルコントローラ８１へ送る（Ｓ２５）。

　一方、タッチパネル１０５は、タッチセンサの動作が開始されると（Ｓ１１）、タッチパネルコントローラ８１において、あらかじめ設定されている設定値によって、第１電極層１０４の電極１０４ａおよび第２電極層１０３の電極１０３ａの一方が駆動電極として設定され、他方が読み出し電極として設定される（Ｓ１２）。

　そして、タッチパネルコントローラ８１は、ホスト端末８３からコマンドを受け取ると（Ｓ１３）、当該コマンドが指示するセンサ電極の設定内容が、現在のセンサ電極の設定と同じか否かを比較する（Ｓ１４）。設定が異なる場合は、タッチパネルコントローラ８１は、電極１０３ａおよび１０４ａのうち、駆動電極に設定されていた方を読み出し電極とし、読み出し電極に設定されていた方を駆動電極とすることにより、センサ電極の設定を変更する（Ｓ１５）。

　以上のとおり、ホスト端末８３主導のセンサ電極制御によっても、アンテナパターン２０２ａ，２０２ｂのどちらが通信を行っているかを判断して、タッチパネル１０５の駆動電極と読み出し電極とを動的に切り替えることができる。

　なお、この実施例においても、アンテナパターン２０２ａおよび２０２ｂの短辺部分の少なくとも一部が、額縁領域１０９に形成されていることが好ましい。

（実施例３）
　図８は、実施例３にかかるタッチパネルシステム３０の概略構成を示す分解斜視図である。この例では、ＮＦＣアンテナ層として、Ｙ方向に長いアンテナパターン３０１ａを有する第１のアンテナ層３０１と、Ｘ方向に長いアンテナパターン３０２ａを有する第２のアンテナ層３０２とを有する。

　図９は、実施例３におけるアンテナの駆動とタッチセンサの駆動のタイミングチャートである。

　この構成では、アンテナとの通信対象物が装置表面に置かれた場合、まず、第２のアンテナ層３０２に設けられている複数のアンテナパターン３０２ａのうち、どのアンテナパターン３０２ａが通信対象物と通信を行ったかを検知することにより、通信対象物が置かれた位置のＹ座標を求めることができる。続いて、同様にして、第１のアンテナ層３０１に設けられている複数のアンテナパターン３０１ａのうち、どのアンテナパターン３０１ａが通信対象物と通信を行ったかを検知することにより、通信対象物が置かれた位置のＸ座標を求めることができる。

　この構成においても、第２のアンテナ層３０２のアンテナパターン３０２ａが通信を行っているときは、アンテナパターン３０２ａと並走する部分が少ない第２の電極層１０３の電極１０３ａを読み出し電極とし、第１の電極層１０４の電極１０４ａを駆動電極として設定する。また、第１のアンテナ層３０１のアンテナパターン３０１ａが通信を行っているときは、アンテナパターン３０１ａと並走する部分が少ない第１の電極層１０４の電極１０４ａを読み出し電極とし、第２の電極層１０３の電極１０３ａを駆動電極として設定する。これにより、ノイズ源となるアンテナパターンとの干渉が少ない電極を読み出し電極として設定することができる。この結果、センサ信号に、アンテナ動作に起因するノイズが影響することを抑制できる。

　また、前記のように、通信対象物のＸ座標とＹ座標とをそれぞれ検出可能なアンテナ構成を備えたことにより、装置の応用を拡大することができる。例えば、対戦型カードゲームの様に自陣にカードを配置し、対戦領域に進めた互いのカードの内容を読み取り、対戦結果を装置で判断して、結果のアニメーションを表示装置に映し出すゲームや、将棋やチェスの駒を通信対象物にして、装置上で行われた対局の棋譜を自動で作成する等のアプリケーションが考えられる。

（実施例４）
　本実施例では、ノイズの方向があらかじめ分かっていない場合でも、センサ電極の動的な切り替えが可能である。なお、本実施例にかかるタッチパネルシステムのハードウエア的な構成は、図１に示したタッチパネルシステム１０、図４に示したタッチパネルシステム２０、または図８に示したタッチパネルシステム３０、のいずれであっても良い。

　通信中のアンテナと並走している電極を読み出し電極としてセンシング動作を行うと、得られたセンサ信号には、アンテナパターンとの干渉により、かなり大きなノイズ成分がのる。そこで、本実施例では、センサ信号を所定の閾値と比較することにより、センサ信号がアンテナパターンからの干渉を受けているか否かを判断して、干渉を受けている場合には、センサ電極の切り替えを行う。

　図１０は、本実施例におけるタッチパネルコントローラ８１の動作手順を示すフローチャートである。

　一方、タッチセンサの動作が開始されると（Ｓ３１）、タッチパネルコントローラ８１において、あらかじめ設定されている設定値によって、第１電極層１０４の電極１０４ａおよび第２電極層１０３の電極１０３ａの一方が駆動電極として設定され、他方が読み出し電極として設定される（Ｓ３２）。

　そして、タッチパネルコントローラ８１は、ステップＳ３２で設定された駆動電極に駆動信号を供給すると共に、読み出し電極からセンサ信号を読み出すことにより、センシング動作を行う（Ｓ３３）。次に、タッチパネルコントローラ８１は、読み出されたセンサ信号を、あらかじめ設定された所定の閾値と比較する（Ｓ３４）。ここでの閾値は、アンテナパターンとの干渉に起因して生じるセンサ信号の変化の程度に応じて、適宜設定すればよい。

　ステップＳ３４において、タッチパネルコントローラ８１は、センサ信号が所定の閾値以上であれば、センサ信号がアンテナパターンからの干渉を受けていると判断し、電極１０３ａおよび１０４ａのうち、駆動電極に設定されていた方を読み出し電極とし、読み出し電極に設定されていた方を駆動電極とすることにより、センサ電極を切り替える（Ｓ３５）。

　以上のとおり、本実施例によれば、センサ信号に基づいて、センサ信号がアンテナパターンからの干渉を受けているか否かを判断し、干渉を受けていると判断された場合には、タッチパネル１０５の駆動電極と読み出し電極とを動的に切り替えることができる。

（実施例５）
　図１１は、実施例５に係るタッチパネルシステム４０の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。

　図１１に示すように、タッチパネルシステム４０は、ディスプレイ１０１とタッチパネル１０５とを有している。タッチパネル１０５の上層には、スイッチ６０４とその配線６０５とが設けられている。また、タッチパネル１０５とディスプレイ１０１との間に、ＲＦアンテナ６０３が配置されている。

　スイッチ６０４はタッチパネル１０５とは別に設けられる、押しボタン等の機械的スイッチであり、例えば、電源スイッチや、特定の機能を割り当てられたファンクションキーとして設けられている。このような機械的スイッチは、スイッチがオン／オフ操作されるときに、チャタリングノイズを発生するという問題がある。

　この構成においては、配線６０５と第１電極層１０４の電極１０４ａがＸ方向に沿って並走しているので、スイッチ６０４がオン／オフ操作されている間に第１電極層１０４の電極１０４ａを読み出し電極としてセンサ信号を読み出していると、このセンサ信号がチャタリングノイズの影響を受ける。

　したがって、スイッチ６０４が押されていることを検知した場合は、実施例２と同様の制御によって、第１電極層１０４の電極１０４ａを駆動電極とし、第２電極層１０３の電極１０３ａを読み出し電極としてセンシング動作を行うよう、センサ電極の切り替えを行う。これにより、センサ信号に対して、スイッチ６０４の操作に伴うチャタリングノイズの影響が及ぶことを抑制できる。

　また、ＲＦアンテナ６０３と第２電極層１０３の電極１０３ａとがＹ方向に沿って並走しているので、ＲＦアンテナ６０３が使用されている時に電極１０３ａを読み出し電極としてセンサ信号を読み出していると、このセンサ信号がＲＦアンテナ６０３からのノイズの影響を受ける。

　したがって、ＲＦアンテナ６０３が通信中であることを検知した場合は、実施例２と同様の制御によって、第２電極層１０３の電極１０３ａを駆動電極とし、第１電極層１０４の電極１０４ａを読み出し電極としてセンシング動作を行うよう、センサ電極の切り替えを行う。これにより、センサ信号に対して、ＲＦアンテナ６０３からのノイズの影響が及ぶことを抑制できる。

　あるいは、実施例４において図１０に示したように、センサ信号を所定の閾値と比較し、その結果に応じてセンサ電極の切り替えを行うようにしても良い。

　また、本実施例では、スイッチ６０４とＲＦアンテナ６０３との両方を備え、それぞれのノイズに関してセンサ電極の切り替えを行う構成を例示したが、これらのいずれかのみを備えた構成としても良い。

（他の実施例）
　前記実施形態において、構成部材のうち、前記実施形態に必要な主要部材のみを簡略化して示している。したがって、前記実施形態において明示されなかった任意の構成部材を備えうる。また、前記実施形態および図面において、各部材の寸法は、必ずしも実際の寸法および寸法比率等を忠実に表しているわけではない。したがって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で寸法や寸法比率等の変更は可能である。

　なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。

　例えば、前記の各実施例では、アンテナパターンが矩形であり、アンテナ線の延伸方向がディスプレイ１０１の短辺に沿う方向（Ｙ方向）と長辺に沿う方向（Ｘ方向）との二方向である場合を説明した。また、センサ電極の延伸方向も、Ｘ方向およびＹ方向の二方向である場合を説明した。しかし、アンテナ線が、センサ電極と必ずとも並走する必要は無い。アンテナ線とセンサ電極との交差角度にしたがって、アンテナ線からのノイズの影響を比較的受けやすいセンサ電極を駆動電極とし、ノイズの影響を比較的受けにくいセンサ電極を読み出し電極とするように、センサ電極の切り替えを行えばよい。

　また、ノイズ源が複数存在する場合には、複数のノイズ源からの総合的な影響が大きい方のセンサ電極を駆動電極とし、総合的な影響が小さい方のセンサ電極を読み出し電極とすればよい。

　１０…タッチパネルシステム、１０１…ディスプレイ、１０２…ＮＦＣアンテナ層、１０５…タッチパネル、１０４…第１電極層、１０４ａ…電極、１０３…第２電極層、１０３ａ…電極

Claims

　タッチパネルを備えたタッチパネルシステムにおいて、
　前記タッチパネルは、複数の第１電極が互いに平行に設けられた第１電極層と、前記複数の第１電極と交差する複数の第２電極が互いに平行に設けられた第２電極層とを備え、
　前記タッチパネルの動作状態を、前記第１電極に駆動信号を供給して前記第２電極からセンサ信号を読み出してタッチ位置を検出する第１の動作状態と、前記第２電極に駆動信号を供給して前記第１電極からセンサ信号を読み出してタッチ位置を検出する第２の動作状態とのいずれかに設定することが可能な制御装置と、
　前記タッチ位置の検出に対してノイズ源である装置とを備え、
　前記ノイズ源である装置が動作する時に、前記制御装置が、前記タッチパネルの動作状態を、前記第１の動作状態と第２の動作状態のうち、前記ノイズ源である装置からのノイズの影響がより少ない方に設定する、タッチパネルシステム。
　前記ノイズ源である装置が、前記第１電極と並走する部分の長さよりも前記第２電極と並走する部分の長さの方が大きい金属線を含む第１の装置を含み、
　前記第１の装置が動作する場合、前記制御装置が、前記タッチパネルの動作状態を、前記第２の動作状態に設定する、請求項１に記載のタッチパネルシステム。
　前記ノイズ源である装置が、前記第２電極と並走する部分の長さよりも前記第１電極と並走する部分の長さの方が大きい金属線を含む第２の装置をさらに含み、
　第２の装置が動作する場合、前記制御装置が、前記タッチパネルの動作状態を、前記第１の動作状態に設定する、請求項２に記載のタッチパネルシステム。
　前記第１の装置において前記第２電極と並走する部分と、前記第２の装置において前記第１電極と並走する部分とが直交している、請求項３に記載のタッチパネルシステム。
　前記第１の装置と前記第２の装置が各々複数個備えられ、
　前記第１の装置と前記第２の装置とによって座標系が形成されている、請求項４に記載のタッチパネルシステム。
　前記タッチパネルは額縁領域を備え、
　前記第１の装置の金属線において前記第１電極と並走する部分が、前記額縁領域に存在する、請求項２～５のいずれか一項に記載のタッチパネルシステム。
　前記タッチパネルは額縁領域を備え、
　前記第２の装置の金属線において前記第２電極と並走する部分が、前記額縁領域に存在する、請求項３～５のいずれか一項に記載のタッチパネルシステム。
　前記ノイズ源である装置がアンテナである、請求項１～７のいずれか一項に記載のタッチパネルシステム。
　前記センサ信号を所定の閾値と比較する比較回路を更に備え、
　前記制御装置が、前記比較の結果にしたがって、前記タッチパネルの動作状態を、前記第１の動作状態と第２の動作状態のうち、前記ノイズ源である装置からのノイズの影響がより少ない方に設定する、請求項１～８のいずれか一項に記載のタッチパネルシステム。