JP2003167677A

JP2003167677A - タッチパネル式入力装置およびタッチパネル一体型表示装置

Info

Publication number: JP2003167677A
Application number: JP2001368272A
Authority: JP
Inventors: Hideo Takemura; 英夫竹村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2003-06-13

Abstract

(57)【要約】【課題】アナログ回路による消費電力を低減すること
により装置全体として消費電力が小さいタッチパネル入
力装置を提供する。【解決手段】タッチパネルの位置検出用抵抗膜１０に
設けられたインピーダンス検出用端子Ａからみたインピ
ーダンスの変化を検出するために、検出用パルスを発生
するパルス発生回路２８、検出用パルスの波形に基づい
てインピーダンスの変化を判別する電圧比較回路２５を
設ける。また、電圧比較回路２５による検出結果に基づ
いて、タッチパネルを駆動するためのアナログ回路２１
への電力供給を制御するために、スイッチ制御回路２９
を設ける。タッチパネルへの入力があったときに生じる
インピーダンスの変化を検知してアナログ回路２１を作
動させることで、非入力時のアナログ回路２１による電
力消費を削減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性のペンや指
でパネル表面を触れるなどすることによりその触れた位
置が検出されるタッチパネル式入力装置、およびこのタ
ッチパネル式入力装置と表示装置とを組み合わせてなる
タッチパネル一体型表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、導電性のペンや指でパネル表面を
触れると、その触れた位置を検出することができるタッ
チパネル（タッチセンサ）入力装置が開発されている。
このタッチパネル入力装置は、例えば特表昭５６−５０
０２３０号公報、特開平８−２９７２６７号公報、特開
２００１−４２２９４号公報等に開示されている。

【０００３】ここで、上記特表昭和５６−５００２３０
号公報には、タッチパネル面においてペン等により触れ
られた点（接触点）に流れる電流に基づいて、その接触
点の座標を決定するアナログ容量結合方式のタッチパネ
ル入力装置が開示されている。ところで、このようなア
ナログ容量結合方式では、抵抗膜方式などと比較してア
ナログ回路部分の消費電力が大きくなる。

【０００４】ここで、抵抗膜方式では、タッチパネル面
に互いに対向する２枚の透明抵抗膜を設け、一方の透明
抵抗膜に電圧を印加し、他方の透明抵抗膜における複数
の部位で電圧を検出する。そして、接触点で上記透明抵
抗膜同士が接触し、それにより各部位で検出している電
圧がそれぞれ変化することを利用して、接触点の座標の
検出が行われる。

【０００５】しかし、抵抗膜方式では、透明抵抗膜を２
枚用いる必要があるため、パネルの透過率が悪化する、
パネルの厚み・重量が増大するなどの問題が生じる。一
方、アナログ容量結合方式では、透明抵抗膜が１枚でよ
いため、抵抗膜方式と比較して透過率が向上し、パネル
の厚み・重量も減少する。

【０００６】アナログ容量結合方式では、タッチパネル
に形成された抵抗膜に対して交流電圧や連続パルスを印
加するための発振回路や、タッチパネル面にペンや指が
接触した際に抵抗膜を流れる電流の微少変化を検出して
接触点の座標を算出するために上記電流の微少変化を増
幅するための増幅回路、増幅された信号を整流して後段
のＡ／Ｄ（アナログデジタル）変換回路へ送るための整
流回路等のアナログ回路が必要になる。したがって、ア
ナログ容量結合方式では、抵抗膜方式と比較して一般に
多くのアナログ回路を用いる必要がある。なお、上記交
流電圧や連続パルスの印加、電流の変化の検出等は、一
般に抵抗膜の４カ所にて行われるため、上記各回路が４
系統必要になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】タッチパネル入力装置
は、消費電力が小さいことが望ましい。タッチパネル入
力装置は液晶表示装置と一体化され、バッテリで動作す
る携帯型のタッチパネル一体型液晶表示装置として利用
されることが多い。この場合、上記透過率、パネルの厚
み・重量の観点から抵抗膜方式よりアナログ容量結合方
式を採用することが望ましい。また、この場合には装置
の使用時間を延ばす観点から、消費電力を小さくするこ
とが望まれる。

【０００８】ところが、上記のようにアナログ回路が多
く用いられるアナログ容量方式のタッチパネル入力装置
では、消費電力が大きくなるという問題を有している。

【０００９】例えば、上記発振回路では常に発振が行わ
れており、そのため常時電力を消費することになる。ま
た、交流電圧や連続パルスを抵抗膜に印加すると、空中
や周辺への浮遊容量結合によりグランドに対して電流が
定常的に流れることになり、これによっても電力が消費
される。さらに、増幅回路でも常に増幅動作が行われて
おり、それによる内部消費電流が存在するため、常時電
力を消費することになる。なお、アナログ回路は、上記
以外にも、抵抗素子、コンデンサ、ダイオード等を備え
ており、これらにおいても電力が消費される。

【００１０】消費電力を低減する方法としては、交流電
圧や連続パルスの発振周波数や電圧値を下げたり、回路
内部を流れる電流値を絞り込むことが考えられる。しか
し、発振周波数や電圧値を下げると、タッチパネル入力
装置の感度が低下したり、Ｓ／Ｎ比（信号／雑音比）が
悪化してしまう。また、回路内部を流れる電流値を絞り
込むと、発振周波数の上限が制約を受けたり、連続パル
スの位相が乱れるなど、回路の安定性が損なわれてしま
う。

【００１１】このように、タッチパネル入力装置の消費
電力が大きいと、携帯型のタッチパネル一体型液晶表示
装置の使用時間を延ばすことが困難になる。なお、携帯
型のタッチパネル一体型液晶表示装置に限らず、一般に
タッチパネル入力装置の消費電力が小さい方が望まし
い。

【００１２】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、アナログ回路による消費電力を
低減することにより装置全体として消費電力が小さいタ
ッチパネル入力装置およびタッチパネル一体型表示装置
を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係るタッチパネ
ル式入力装置は、上記の課題を解決するために、抵抗膜
およびこの抵抗膜を覆う絶縁膜を有するタッチパネル
と、上記抵抗膜に設けられた複数の電圧印加用端子にそ
れぞれ交流電圧を印加する電圧印加手段と、上記各電圧
印加用端子を流れる電流の変化の大きさをそれぞれ検出
する電流変化検出手段と、上記抵抗膜と容量結合する入
力手段による入力があり、上記抵抗膜からみたインピー
ダンスが変化したときに、上記電流変化検出手段の検出
結果に基づいてその入力を認識する認識手段と、上記抵
抗膜に設けられたインピーダンス検出用端子からみたイ
ンピーダンスの変化を検出するインピーダンス変化検出
手段と、上記インピーダンス変化検出手段による検出結
果に基づいて上記電圧印加手段および上記電流変化検出
手段への電力供給を制御する電力供給制御手段とを含む
ことを特徴としている。

【００１４】上記の構成では、入力手段が絶縁膜に接触
するなどすることで、その入力手段が抵抗膜と容量結合
し、抵抗膜からみたインピーダンスが変化する。これに
より、電圧印加手段から印加される交流電圧によって電
圧印加用端子を流れる電流が変化する。このとき、入力
手段の接触位置と各電圧印加用端子との距離に応じて接
触位置と各電圧印加用端子との間の抵抗値が異なること
から、各電圧印加用端子を流れる電流の変化の大きさが
それぞれ異なることになる。このため、この変化の大き
さを電流変化検出手段がそれぞれ検出し、その検出結果
に基づいて認識手段がその入力、つまり入力手段の接触
位置を認識することができる。これにより、入力手段の
接触位置によって表される入力手段によるタッチパネル
への入力内容を認識することができる。

【００１５】また、上記の構成では、インピーダンス変
化検出手段が、抵抗膜に設けられたインピーダンス検出
用端子からみたインピーダンスの変化を検出する。そし
て、この検出結果に基づいて、電力供給制御手段が電圧
印加手段および電流変化検出手段への電力供給を制御す
る。したがって、抵抗膜からみたインピーダンスが通常
の状態（入力手段が絶縁膜に接触していない状態）から
変化していないときには、タッチパネルへの入力がない
と判別し、電圧印加手段および電流変化検出手段への電
力供給を停止させるなどして電力消費を低減することが
できる。また、抵抗膜からみたインピーダンスに所定の
変化が生じたときには、タッチパネルへの入力が行われ
たと判別し、電圧印加手段および電流変化検出手段への
電力供給を再開させて入力を認識する状態に移行するこ
とができる。

【００１６】このように、上記の構成ではタッチパネル
式入力装置の待機状態における消費電力を低減すること
ができる。したがって、上記の構成をバッテリで動作す
る携帯型のタッチパネル式入力装置に適用した場合に
は、装置の長時間使用を可能にすることもできる。

【００１７】本発明に係るタッチパネル式入力装置は、
上記のタッチパネル式入力装置において、上記インピー
ダンス変化検出手段が、抵抗素子と、上記抵抗素子を介
して上記インピーダンス検出用端子に対して予め定めた
ピーク電圧のパルスを印加するパルス印加手段と、上記
インピーダンス検出用端子と上記抵抗素子との間の電圧
を検出するとともに、検出した電圧と予め定めた基準電
圧との比較結果を上記インピーダンス検出用端子からみ
たインピーダンスの変化の有無として出力する電圧比較
手段とを含むことが望ましい。

【００１８】上記の構成では、パルス発生回路や電圧比
較回路等を用いた比較的簡単な回路構成によりインピー
ダンス変化検出手段を構成することができる。これによ
り、装置構成が複雑化することを抑制することができ
る。

【００１９】本発明に係るタッチパネル式入力装置は、
上記何れかのタッチパネル式入力装置において、上記電
力供給制御手段が、上記電流変化検出手段による検出結
果に基づいて、上記入力手段による入力がない期間の長
さを計測し、その長さが予め定めた長さを越えたときに
上記電圧印加手段および上記電流変化検出手段への電力
供給を停止させることが望ましい。なお、上記電圧印加
手段および上記電流変化検出手段への電力供給の再開
は、インピーダンス変化検出手段による検出結果に基づ
いて上記インピーダンスの変化が生じたときに行えばよ
い。

【００２０】上記の構成では、予め定められた長さの期
間、入力手段からの入力がない場合に、電圧印加手段お
よび電流変化検出手段への電力供給を停止させる。これ
により、タッチパネル式入力装置への入力が行われなく
なると自動的に電力供給を停止して不要な電力を効率的
に削減することができる。

【００２１】なお、上記何れかのタッチパネル式入力装
置と、表示装置とを組み合わせることにより、本発明に
係るタッチパネル一体型表示装置を構成することができ
る。

【００２２】また、本発明に係るタッチパネル一体型表
示装置は、上記パルス印加手段等を含むタッチパネル式
入力装置と、表示装置とを組み合わせてなるタッチパネ
ル一体型表示装置において、上記パルス印加手段は、上
記表示装置の非表示期間にパルスを印加し、上記電力供
給制御手段による上記電圧印加手段および上記電流変化
検出手段への電力供給制御は、上記表示装置の非表示期
間における上記インピーダンス変化検出手段による検出
結果に基づくことが望ましい。

【００２３】表示装置の表示期間においては、表示装置
における表示のための電圧変動等に起因して抵抗膜にノ
イズ電圧が発生することがある。したがって、上記電圧
比較手段を用いてインピーダンスの変化を検出する場合
において、表示期間で上記電圧比較を行うと、上記ノイ
ズ電圧によって電力供給制御手段が誤った制御を行う可
能性がある。

【００２４】これに対して、上記の構成では、非表示期
間におけるインピーダンス変化検出手段による検出結果
に基づいて電力供給制御手段による制御を行うため、ノ
イズ電圧の影響により誤った制御を行うことを避けるこ
とができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１から図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００２６】図２は、本実施形態に係るタッチパネル一
体型液晶表示装置１００のパネル部分を模式的に示した
模式図である。タッチパネル一体型液晶表示装置１００
は、バックライト１０１、拡散シート１０２、偏光板
（第１偏光板）１０３、基板（第１基板）１０４、ＴＦ
Ｔアレイ１０５、液晶層１０６、対向導電膜（透明導電
性薄膜）１０７、カラーフィルタ１０８、対向基板（第
２基板）１０９、および偏光板（第２偏光板）１１０が
順に積層されて構成されている。

【００２７】以下、タッチパネル一体型液晶表示装置１
００の構成をより具体的に説明する。ガラスやプラスチ
ックなどの透明絶縁材料から形成された基板１０４の第
１の面上には、ＴＦＴアレイ５が形成され、図示しない
画素電極がマトリクス状に配列されている。この画素電
極はアクティブマトリクス方式で駆動されるものである
ため、ＴＦＴアレイ１０５が形成された状態の基板１０
４を、「アクティブマトリクス基板」と称することもあ
る。基板１０４上のＴＦＴアレイ１０５は、非晶質シリ
コンや多結晶シリコンなどの半導体薄層を有する薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）が配列されたものである。実際の
基板１０４には、表示領域の周辺外側に広がった領域が
あり、その領域には表示領域内の画素用ＴＦＴを駆動
し、画素電極に所望量の電荷を供給するための駆動回路
（ゲートドライバおよびソースドライバ）が形成されて
いる。なお、ＴＦＴアレイ１０５を構成する画素用ＴＦ
Ｔは、図示しない配線（ゲート配線およびデータ線）を
介して駆動回路に接続されている。また、アクティブマ
トリクス基板の上にはＴＦＴアレイ１０５を覆うように
図示しない保護膜や配向膜が設けられている。

【００２８】アクティブマトリクス基板に対向する基板
１０９の液晶層１０６側の面には、カラーフィルタ１０
８と、例えばＩＴＯ膜から形成された対向導電膜１０７
とがこの順序で積層されている。

【００２９】アクティブマトリクス基板と対向基板１０
９との間に設けられた液晶層１０６に対しては、対向導
電膜１０７と図示しない画素電極とによって画素ごとに
所望の電圧が印加される。この電圧印加により、液晶分
子の方向が変化し、バックライト１０１から出た光を変
調することができる。

【００３０】このタッチパネル一体型液晶表示装置１０
０では、対向導電膜１０７を表示用の共通電極としての
み用いるのではなく、位置検出用抵抗膜１０としても用
いる。そして、対向導電膜７を表示用共通電極として用
いるときと、位置検出用抵抗膜として用いるときとを時
間的に分離し、交互に切り換えるようになっている。

【００３１】なお、ここでは対向導電膜１０７と位置検
出用抵抗膜１０とが同一部材である場合について説明す
るが、一般にはこれらが別の部材であってもよい。対向
導電膜１０７と位置検出用抵抗膜１０とが別の部材であ
る場合には、位置検出用抵抗膜１０が対向導電膜１０７
より表示面側、つまり外部から触れられる面側に設けら
れる。以下では、対向導電膜１０７を位置検出用抵抗膜
１０と称することもある。

【００３２】なお、タッチパネル１は、位置検出用抵抗
膜１０（抵抗膜）と、この抵抗膜を覆っており外部から
触れられる表面を形成する絶縁膜とを含んで構成される
ものである。したがって、図２の構成では、位置検出用
抵抗膜１０と、絶縁膜としてのカラーフィルタ１０８、
対向基板１０９、および偏光板１１０（さらにその上に
形成された他の絶縁部材を含んでもよい）よりなる部分
をタッチパネル１と考えることができる。

【００３３】位置検出用抵抗膜１０の４隅には、図３に
示すように位置検出用の電極Ａ〜Ｄ（電圧印加用端子）
が形成されている。図３は、対向基板９、位置検出用抵
抗膜１０および電極Ａ〜Ｄを示す平面図である。これら
の電極Ａ〜Ｄには交流電圧が印加され、任意の時点にお
いて位置検出用抵抗膜１０内がほぼ均一の電圧に設定さ
れる（図５参照）。また、これらの電極Ａ〜Ｄは、位置
検出回路２００に接続される（図６参照）。

【００３４】なお、本明細書においては特に断らない限
り、「電圧」とはグランド（アース、接地）との電位差
をいう。

【００３５】偏光板１０、あるいは、その上に形成され
た他の絶縁部材の表面を導電性ペンや指によって触れた
場合、位置検出用抵抗膜１０がグランドと容量的に結合
されることになる。この容量とは、偏光板１０と位置検
出用抵抗膜１０との間の電気的容量、および、人と地面
との間に存在する電気的容量の合計である。

【００３６】なお、タッチパネルへの入力を行うための
導電性ペンや指を「入力手段」と称する。また、この入
力手段により触れられる面を「接触面」、入力手段によ
り触れられる部分を「接触部分」と称する。さらに、接
触面における接触部分の位置関係を表すパラメータを
「接触部分の座標」と称する。

【００３７】グランドと容量結合されることになる接触
部分と、位置検出用抵抗膜１０の各電極Ａ〜Ｄとの間に
おける電気抵抗値は、接触部分と各電極Ａ〜Ｄとの間の
距離と相関がある。したがって、位置検出用抵抗膜１０
の４隅の電極Ａ〜Ｄには、接触部分と各電極Ａ〜Ｄとの
間の距離に応じた電流が流れることになる。これらの電
流の大きさを検出すれば、接触部分の座標を求めること
ができる。

【００３８】ここで、図４を参照しながら、本実施形態
で採用する静電容量結合方式による位置検出方法の基本
原理を説明する。

【００３９】図４は、静電容量結合方式による位置検出
方法の基本原理を説明するための回路図である。ここで
は、説明を簡単にするため、電極Ａおよび電極Ｂに挟ま
れた１次元の抵抗体を用いる。実際のタッチパネル一体
型液晶表示装置１００では、２次元的な広がりをもつ位
置検出用抵抗膜１０がこの１次元抵抗体と同様の機能を
発揮する。

【００４０】電極Ａ・Ｂのそれぞれには、電流−電圧変
換用の抵抗ｒが接続されている。電極Ａに設けられた抵
抗ｒとグランドとの間、および、電極Ｂに設けられた抵
抗ｒとグランドとの間には、同相同振幅の交流電圧ｅが
印加される。このとき、電極Ａと電極Ｂとは常に同電圧
になるため、理想的には電極Ａと電極Ｂとの間を電流は
流れない。しかし、実際には、空中や周辺への浮遊容量
結合によりグランドに対して電流が定常的に流れること
になる。以下に説明する式１から式１０の導出において
は、上記浮遊容量結合による電流は流れないものとす
る。

【００４１】なお、抵抗ｒを介して電極Ａ・Ｂに印加さ
れる交流電圧ｅは、入力手段が接触面に接触したときに
容量結合によって入力手段に対して電流を流すことがで
きるものであればよい。したがって、交流電圧ｅの波形
は、正弦波に限らず、連続パルスからなる矩形波ような
ものであってもよい。

【００４２】入力手段が接触部分Ｔに接触するとする。
ここで、接触部分Ｔから電極Ａまで抵抗をＲ₁、接触部
分Ｔから電極Ｂまで抵抗をＲ₂、Ｒ＝Ｒ₁＋Ｒ₂とする。
このとき、入力手段による接触部分Ｔとグランドとの間
のインピーダンスをＺとし、電極Ａを流れる電流を
ｉ₁、電極Ｂを流れる電流をｉ₂とした場合、以下の式１
および式２が成立する。

【００４３】ｅ＝ｒｉ₁＋Ｒ₁ｉ₁＋（ｉ₁＋ｉ₂）Ｚ …（式１）ｅ＝ｒｉ₂＋Ｒ₂ｉ₂＋（ｉ₁＋ｉ₂）Ｚ …（式２）上記の式１および式２から、以下の式３および式４が得
られる。

【００４４】ｉ₁（ｒ＋Ｒ₁）＝ｉ₂（ｒ＋Ｒ₂） …（式３）ｉ₂＝ｉ₁（ｒ＋Ｒ₁）／（ｒ＋Ｒ₂） …（式４）式４を式１に代入すると、以下の式５が得られる。

【００４５】ｅ＝ｒｉ₁＋Ｒ₁ｉ₁＋（ｉ₁＋ｉ₁（ｒ＋Ｒ₁）／（ｒ＋Ｒ₂））Ｚ＝ｉ₁（Ｒ（Ｚ＋ｒ）＋Ｒ₁Ｒ₂＋２Ｚｒ＋ｒ²）／（ｒ＋Ｒ₂）…（式５）上記式５から、次の式６が得られる。

【００４６】ｉ₁＝ｅ（ｒ＋Ｒ₂）／（Ｒ（Ｚ＋ｒ）＋Ｒ₁Ｒ₂＋２Ｚｒ＋ｒ²）…（式６）同様にして、式７が得られる。

【００４７】ｉ₂＝ｅ（ｒ＋Ｒ₁）／（Ｒ（Ｚ＋ｒ）＋Ｒ₁Ｒ₂＋２Ｚｒ＋ｒ²）…（式７）ここで、Ｒ１、Ｒ２の比を全体の抵抗Ｒを用いて表す
と、式（８）が得られる。

【００４８】Ｒ₁／Ｒ＝（２ｒ／Ｒ＋１）ｉ₂／（ｉ₁＋ｉ₂）−ｒ／Ｒ …（式８）ｒとＲは既知であるので、電極Ａを流れる電流ｉ₁と電
極Ｂを流れる電流ｉ₂を測定によって求めれば、式８か
らＲ₁／Ｒを決定することができる。

【００４９】なお、Ｒ₁／Ｒは、インピーダンスＺに依
存しない。したがって、インピーダンスＺがゼロまたは
無限大でない限り式８が成立し、入力手段の相違（ペン
と指との相違等）によってＲ₁／Ｒが変化することはな
い。

【００５０】次に、図３および図５を参照しながら、上
記１次元の場合における関係式を２次元の場合に拡大し
た場合を説明する。

【００５１】図５は、図４に示した１次元の場合の回路
を２次元の場合に拡大した回路図である。図４に示すよ
うに、位置検出用抵抗膜１０の４隅の電極Ａ〜Ｄには、
同相同振幅の交流電圧が印加される。このとき、入力手
段の接触によって電極Ａ〜Ｄを流れる電流をそれぞれｉ
₁、ｉ₂、ｉ₃、およびｉ₄とする。この場合、前述の計算
と同様の計算により、以下の式９および式１０が得られ
る。

【００５２】Ｘ＝ｋ₁＋ｋ₂・（ｉ₂＋ｉ₃）／（ｉ₁＋ｉ₂＋ｉ₃＋ｉ₄） … （式９）Ｙ＝ｋ₁＋ｋ₂・（ｉ₁＋ｉ₂）／（ｉ₁＋ｉ₂＋ｉ₃＋ｉ₄） … （式１０）ここで、位置検出用抵抗膜１０にＸＹ直交座標を想定
し、接触部分Ｔの座標におけるＸ軸成分をＸ、Ｙ軸成分
をＹとしている。また、ｋ₁はオフセット、ｋ₂は倍率で
ある。ｋ₁およびｋ₂は、インピーダンスＺに依存しない
定数である。

【００５３】上記の式９および式１０に基づけば、電極
Ａ〜Ｄを流れる電流ｉ₁〜ｉ₄の測定値から接触部分Ｔの
座標を求めることができる。式９および式１０に基づい
て得られる座標には、リニアリゼイション補正を行う。
電流ｉ₁〜ｉ₄が位置検出用抵抗膜１０における電流経路
の形状パターンを反映するため、接触部分等に依存する
ことになる。リニアリゼイション補正は、この影響を補
正するものである。

【００５４】なお、上述したように、実際には浮遊容量
結合により入力手段が接触していない状態でも電極Ａ〜
Ｄを流れる電流が０とはならない。そこで、実際には、
入力手段が接触していない状態での電極Ａ〜Ｄを流れる
電流と、入力手段が接触している状態での電極Ａ〜Ｄを
流れる電流との差、つまり入力手段が接触したことによ
る電流の変化の大きさを、上記の式９および式１０の電
流ｉ₁〜ｉ₄の値として用いればよい。

【００５５】上記の例では、位置検出用抵抗膜１０の４
隅に電極Ａ〜Ｄを配置し、各電極Ａ〜Ｄを流れる電流を
測定することにより、２次元的な広がりをもつ面上にお
ける接触部分Ｔの座標を求めているが、電極数は４つに
限られるものではない。２次元的な位置検出に必要な電
極の最低数は３であるが、電極の数を５以上に増加させ
ることにより、位置検出の精度を向上させることが可能
である。

【００５６】上述した原理にしたがって、接触部分Ｔの
座標を決定するには、位置検出用抵抗膜１０に設けた複
数の電極に交流電圧を印加するとともに、これらの電極
を流れる電流の値を測定する必要がある。そのために、
タッチパネル一体型液晶表示装置１００にはタッチパネ
ル制御回路２（図１参照）が設けられている。

【００５７】また、位置検出用抵抗膜１０は、液晶表示
の際には液晶表示に必要な所定の電圧を液晶層１０６に
印加するための対向導電膜１０７としても機能する。液
晶表示に必要な所定の電圧を印加するために、タッチパ
ネル一体型液晶表示装置１００には液晶駆動回路（図示
せず）が設けられている。

【００５８】さらに、タッチパネル一体型液晶表示装置
１００には、位置検出用抵抗膜１０とタッチパネル制御
回路２または液晶駆動回路との接続を切り換えるための
スイッチング回路（図示せず）が設けられている。そし
て、このスイッチング回路により、液晶表示の表示期間
には液晶駆動回路が、非表示期間（水平帰線期間）には
タッチパネル制御回路２が位置検出用抵抗膜１０と接続
される。なお、上述したように位置検出用抵抗膜１０が
対向導電膜１０７とは別に設けられていてもよく、その
場合には位置検出用抵抗膜１０にタッチパネル制御回路
２を常時接続しておくことができる。

【００５９】図６は、タッチパネル制御回路２における
位置検出回路２００の構成を示すブロック図である。位
置検出回路２００は、位置検出用抵抗膜１０の電極Ａ〜
Ｄに対応して４つの電流変化検出回路２０１を備えてい
る。各電流変化検出回路２０１と電極Ａ〜Ｄとの間に
は、それぞれ抵抗ｒが設けられている。そして、各電流
変化検出回路２０１と、それぞれに対応する抵抗ｒとの
間に、タッチパネル交流駆動発振回路２０５から交流電
圧ｅが印加される。

【００６０】ここで、上記式９および式１０を用いるに
あたって、上記式９および式１０の電流ｉ₁〜ｉ₄をそれ
ぞれｃｉ₁〜ｃｉ₄（ｃは定数）に置き換えても同じ結果
が得られる。そこで、位置検出回路２００では、入力手
段が接触したことによる電流の変化の大きさを電流変化
検出回路２０１により検出するとともに、電流変化検出
回路２０１によってそれぞれ同じ増幅率で増幅して出力
する。

【００６１】電流変化検出回路２０１の出力は、アナロ
グ信号処理回路２０２によってさらに増幅され、バンド
パスフィルタリング処理される。アナログ信号処理回路
２０２の出力は、検波フィルタリング回路２０３によっ
て検波された後、さらに、ノイズ消去直流化回路２０４
に入力される。ノイズ消去直流回路２０４は、検波フィ
ルタリング回路２０３の出力を直流化し、入力手段が接
触したことによる電流の変化の大きさに比例する信号ｃ
ｉ₁〜ｃｉ₄として出力する。

【００６２】信号ｃｉ₁〜ｃｉ₄をノイズ消去直流化回路
２０４から受け取ったアナログマルチプレクサ２０６
は、信号ｃｉ₁〜ｃｉ₄をその順序でＡ／Ｄ変換回路２２
に送る。Ａ／Ｄ変換回路２２は、信号ｃｉ₁〜ｃｉ₄をデ
ジタル化したデータＤＤ₁〜ＤＤ₄として、マイクロプロ
セッサ２３により実現される位置算出部２３ａに送る。
位置算出部２３ａでは、データＤＤ₁〜ＤＤ₄と上記式９
および式１０とに基づいて接触部分の座標を算出する。
なお、上記式９および式１０に基づいて算出された座標
は、その後上述したリニアゼイション補正が施される。

【００６３】位置検出回路２００のうち、抵抗ｒ、電流
変化検出回路２０１、アナログ信号処理回路２０２、検
波フィルタリング回路２０３、ノイズ消去直流化回路２
０４、タッチパネル交流駆動発振回路２０５、およびア
ナログマルチプレクサ２０６がアナログ回路２１を構成
する。

【００６４】このアナログ回路２１は、上述のように電
力消費量が大きい。なお、従来の技術の項で説明した発
振回路はタッチパネル交流駆動発振回路２０５に、増幅
回路は電流変化検出回路に、整流回路はアナログ信号処
理回路２０２、検波フィルタリング回路２０３、ノイズ
消去直流化回路２０４に相当する。そこで、本実施形態
に係るタッチパネル一体型液晶表示装置１００では、ア
ナログ回路２１における電力消費を抑制するための構成
をタッチパネル制御回路２に設けている。この構成につ
いて以下に説明する。

【００６５】図１は、本実施形態に係るタッチパネル一
体型液晶表示装置１００におけるタッチパネル制御回路
２の構成を示すブロック図である。

【００６６】以下において、「タッチパネル１の待機状
態（ＯＦＦ状態）」とは、タッチパネル制御回路２が位
置検出を行わない状態を、「タッチパネル１の通常動作
状態（ＯＮ状態）」とは、タッチパネル制御回路２が位
置検出を行う状態をいう。また、「タッチパネル１の無
負荷状態」とは、タッチパネル１に入力手段が触れてい
ない状態を、「タッチパネル１の負荷状態」とは、タッ
チパネル１に入力手段が触れている状態をいう。

【００６７】タッチパネル制御回路２の構成について説
明する。上記アナログ回路２１には、アナログ回路２１
を動作させるための電力が入力される電力入力端子が設
けられている。この電力入力端子は、線Ｌ７およびスイ
ッチＳＷ２を介してアナログ電源回路２４と接続されて
いる。スイッチＳＷ２がＯＮの状態ではアナログ回路２
１が動作するために必要な電力がアナログ電源回路２４
から供給され、スイッチＳＷ２がＯＦＦの状態では上記
電力が供給されない。このスイッチＳＷ２は、後述する
スイッチ制御回路２９と線Ｌ９で接続されており、スイ
ッチ制御回路２９により制御される。なお、Ａ／Ｄ変換
回路２２やその周辺回路もスイッチＳＷ２を介して線Ｌ
７から電力が供給されるようになっていてもよい。

【００６８】位置検出用抵抗膜１０の電極Ａはスイッチ
ＳＷ１と接続されている。スイッチＳＷ１は、電極Ａと
駆動線Ｌ４とを接続する状態（第１状態）と、電極Ａと
線Ｌ５とを接続する状態（第２状態）とが切り換えられ
るようになっている。このスイッチＳＷ１は、後述する
スイッチ制御回路２９と線Ｌ８で接続されており、スイ
ッチ制御回路２９により制御される。

【００６９】線Ｌ５は、抵抗素子Ｒ０および線Ｌ６を介
してパルス発生回路２８に接続されている。パルス発生
回路２８は、所定のピーク電圧を有する矩形パルスであ
って、液晶表示における水平同期期間の帰線期間に同期
した間歇パルスである検出用パルスを発生し、抵抗素子
Ｒ０およびスイッチＳＷ１を介して位置検出用抵抗膜１
０の電極Ａにその検出用パルスを印加する。なお、液晶
表示の水平同期期間の帰線期間と同期をとるために、パ
ルス発生回路２８にはパネル同期信号発生回路２７から
液晶表示の水平同期信号が入力される。

【００７０】線Ｌ５は、また、フィルタ２６を介して電
圧比較回路２５と接続されており、線Ｌ５の電圧、つま
り電極Ａの電圧と、基準電圧（閾値）とが電圧比較回路
２５によって比較できるようになっている。なお、基準
電圧は、電圧比較回路２５に設定されている。

【００７１】フィルタ２６は、電圧電圧比較回路２５に
送られる電極Ａの電圧信号から、その電圧信号に含まれ
るグリッチやノイズ成分を除去する。これにより、フィ
ルタ２６は、電圧比較回路２５での誤判定の発生を抑制
する。

【００７２】電圧比較回路２５は、電極Ａにパルス発生
回路２８から検出用パルスが印加された際に、電極Ａの
電圧と基準電圧とを比較し、その比較結果をスイッチ制
御回路２９および制御部２３ｂに送る。

【００７３】スイッチ制御回路２９は、電圧比較回路２
５による比較結果に基づいてスイッチＳＷ１・ＳＷ２を
制御する。また、スイッチ制御回路２９は、制御部２３
ｂから送られてくる信号によってもスイッチＳＷ１・Ｓ
Ｗ２を制御する。

【００７４】なお、マイクロプロセッサ２３、電圧比較
回路２５、フィルタ２６、パネル同期信号発生回路２
７、パルス発生回路２８、スイッチ制御回路２９は、ア
ナログ電源回路２４とは別に設けられた補助電源回路３
０から電力を供給されて動作している。

【００７５】電圧比較回路２５に設定される基準電圧、
およびフィルタ２６によるフィルタリング特性は、制御
部２３ｂによって制御される。なお、制御部２３ｂは、
マイクロプロセッサ２３により実現される。ここで、基
準電圧の制御は、電圧比較回路２５に設けられ、基準電
圧を生成するためのデジタルアナログコンバータの設定
値を制御部２３ｂによって変更することにより行われ
る。また、フィルタリング特性の制御は、フィルタ２６
に設けられたフィルタ回路の複数の抵抗値を、制御部２
３ｂの指示に基づいてフィルタ２６に設けられたアナロ
グスイッチで切り換えることにより行われる。

【００７６】次に、タッチパネル１の待機状態から通常
動作状態への遷移（ＯＮ化）について説明する。この遷
移は、タッチパネル１の無負荷状態を監視し、負荷状態
へ変化したことを検出した際に行われる。タッチパネル
１が待機状態にあるときは、タッチパネル制御回路２は
次のような状態にある。

【００７７】スイッチＳＷ２はＯＦＦであり、スイッチ
ＳＷ１は線Ｌ５に接続されている。タッチパネル１の各
駆動線Ｌ１〜Ｌ４の電極Ａ〜Ｄとは異なる端部は、図示
しない出力イネーブル制御回路によってアナログ回路２
１から遮断された高抵抗状態にある。つまり、駆動線Ｌ
１〜Ｌ４はアナログ回路２１から切り離されている。

【００７８】電極Ａには、線Ｌ６、抵抗素子Ｒ０、線Ｌ
５およびスイッチＳＷ１を介してパルス発生回路２８か
ら検出用パルスが印加されている。また、電極Ａの電圧
（線Ｌ５の電圧）は、電圧比較回路２５により検出され
ている。タッチパネル１が無負荷状態であれば、電圧比
較回路２５で検出される電極Ａの電圧波形は、検出用パ
ルスの波形とほぼ同一であり、そのピーク値はほぼ一定
値となる。

【００７９】この状態において、タッチパネル１の接触
面に入力手段が触れ、タッチパネル１が負荷状態になる
と、位置検出用抵抗膜１０と入力手段とが絶縁膜（図２
のカラーフィルタ１０８、対向基板１０９、偏光板１１
０）を介して容量結合する。これにより、接触部分に対
応する位置検出用抵抗膜１０の部分が、絶縁膜の容量Ｃ
１を含む上記インピーダンスＺ１を介して接地される状
態になる。これにより、検出用パルスの印加によって流
れる電流の経路として、容量Ｃ１を介して接地される経
路が形成されることになる。したがって、パルス発生回
路２８の出力のインピーダンス（Ｚ１／／Ｒ０）が低下
し、検出用パルスを印加した際に電圧比較回路２５で検
出される電極Ａの電圧波形のピーク値が下がることにな
る。

【００８０】ここで、検出用パルスを印加した際に、タ
ッチパネル１の無負荷状態では電圧比較回路２５で検出
される電極Ａの電圧波形のピーク値が基準電圧を超え、
タッチパネル１の負荷状態では上記ピーク値が基準電圧
未満となるように、基準電圧は設定されている。したが
って、検出用パルス印加時に、電圧比較回路２５により
電極Ａの電圧波形のピーク値と基準電圧とを比較するこ
とによって、タッチパネル１の負荷状態と無負荷状態と
を判別することができる。つまり、ピーク値が基準電圧
を超えている場合には無負荷状態、ピーク値が基準電圧
未満である場合には負荷状態となる。

【００８１】そこで、電圧比較回路２５は、検出用パル
スが印加されているタイミングにおいてピーク値が基準
電圧を超えなかったことを検出すると、タッチパネル１
が負荷状態であることを示す信号（ＨＩＧＨ）をスイッ
チ制御回路２９および制御部２３ｂに出力する。スイッ
チ制御回路２９では、この信号を受けると、タッチパネ
ル１を通常動作状態に切り換える。具体的には、スイッ
チ制御回路２９が線Ｌ９を介してスイッチＳＷ２をＯＮ
に切り換えてアナログ回路２１を動作させるとともに、
線Ｌ８を介してスイッチＳＷ１を第１状態に切り換え
る。アナログ回路２１が動作されると、各駆動線Ｌ１〜
Ｌ４は高抵抗状態から脱してアナログ回路２１からの交
流電圧を印加し始める。

【００８２】制御部２３ｂは、電圧比較回路２５から上
記タッチパネル１が負荷状態であることを示す信号（Ｈ
ＩＧＨ）を受けると、位置算出部２３ａを動作させて接
触部分の座標を検出する状態に移行させる。

【００８３】なお、スイッチＳＷ１・ＳＷ２のＯＮ状態
は、スイッチ制御回路２９に設けられたフリップフロッ
プ等により保持されるとともに、後述するように制御部
２３ｂによってリセットできるようになっている。

【００８４】図７は、タッチパネル１の待機状態から通
常動作状態への遷移の際の信号を示したタイミングチャ
ートである。図７において、最上段は液晶表示の表示期
間と非表示期間とを示している。図７の２段目はパルス
発生回路２８から発生されるパルス波形を、３段目は線
Ｌ５におけるパルス波形を、４段目はフィルタ２６の出
力波形（電圧比較回路２５の基準電圧も付記）を、５段
目は電圧比較回路２５の出力を、６段目はスイッチＳＷ
２の状態を、７段目はスイッチＳＷ１の状態を、８段目
はアナログ回路２１の状態をそれぞれ示している。

【００８５】ここでは、時刻ｔ１から時刻ｔ３の期間に
おいて入力手段がタッチパネル１の接触面に触れている
ものとする。パルス発生回路２８は、パネル同期信号発
生回路２７からの水平同期信号に基づいて、液晶表示の
各非表示期間内に収まるパルスを発生する。時刻ｔ１以
前、つまり入力手段がタッチパネル１の接触面に触れて
いない状態で発生された第１パルス（検出用パルス）
は、線Ｌ５における波形やフィルタ２６の出力波形にお
いてもパルス発生回路２８の出力波形とほぼ同様の波形
が現れ、そのピーク値は基準電圧を超えている。一方、
時刻ｔ１と時刻ｔ３との間、つまり入力手段がタッチパ
ネル１の接触面に触れている状態で発生された第２パル
ス（検出用パルス）は、上述したインピーダンスＺ１の
影響により、線Ｌ５における波形やフィルタ２６の出力
波形において波形が崩れ、そのピーク値が基準電圧未満
となる。

【００８６】電圧比較回路２５は、ピーク値が基準電圧
未満となる第２パルスを検出すると、スイッチ制御回路
２９への出力を、上記タッチパネル１が無負荷状態であ
ることを示す信号（ＬＯＷ）から、上記タッチパネル１
が負荷状態であることを示す信号（ＨＩＧＨ）に切り換
える。電圧比較回路２５の出力がＨＩＧＨになると、ス
イッチ制御回路２９により線Ｌ８・Ｌ９を介してそれぞ
れスイッチＳＷ１・ＳＷ２がＯＦＦからＯＮに切り換え
られる。これにより、アナログ回路２１にアナログ電源
回路２４から電力が供給され、アナログ回路２１がＯＦ
ＦからＯＮ、つまり非動作状態から動作状態へ切り換え
られる。その結果、タッチパネル１が待機状態から通常
動作状態へ切り換えられる。

【００８７】なお、Ａ／Ｄ変換回路２２およびその周辺
回路もスイッチＳＷ２の切り換えによりＯＦＦからＯＮ
に切り換えられるようになっていてもよい。

【００８８】タッチパネル１が通常動作状態になると、
アナログ回路２１、Ａ／Ｄ変換回路２２、およびマイク
ロプロセッサ２３の位置算出部により上述した位置検出
が行われる。この位置検出は、第２パルスが発生された
第２表示期間内で行われてもよいが、第２表示期間内で
の検出が時間的に困難な場合は、次の第３表示期間内で
行われてもよい。

【００８９】なお、線Ｌ５にノイズが発生したとして
も、フィルタ２６の作用によりそのノイズは除去されて
電圧比較回路２５に入力される。また、電圧比較回路２
５は、パネル同期信号発生回路２７からの水平同期信号
に基づき、検出用パルスが入力される期間のみで比較動
作を行うようになっている。これにより、検出用パルス
が入力される期間以外の期間では、例えノイズが発生し
たとしても電圧比較回路２５による判別結果には影響が
なく、ノイズの影響を最小限にすることができる。

【００９０】次に、タッチパネル１の通常動作状態から
待機状態への遷移（ＯＦＦ化）について説明する。この
遷移は、マイクロプロセッサ２３の制御部２３ｂが、タ
ッチパネル１の無負荷状態を監視して、無負荷状態が所
定時間継続したことを検出した際に、制御部２３ｂの制
御により行われる。

【００９１】図８は、タッチパネル１の通常動作状態か
ら待機状態への遷移の際の制御部２３ｂによる処理の流
れを示すフローチャートである。

【００９２】タッチパネル１が通常動作状態にあると
き、制御部２３ｂはＡ／Ｄ変換回路２２からの出力を監
視することにより、線Ｌ１〜Ｌ４の電流を監視する（ス
テップＳ１）。具体的には、線Ｌ１〜Ｌ４を流れる電流
に、タッチパネル１が負荷状態にあることを示す変化が
生じているか否かを監視する。

【００９３】タッチパネル１が無負荷状態であることを
認識すると（ステップＳ２）、制御部２３ｂがカウンタ
を初期化する（ＴＭ＝０）（ステップＳ３）。このカウ
ンタは制御部２３ｂに備えられている。そして、ステッ
プＳ１と同様に線Ｌ１〜Ｌ４の電流を監視してタッチパ
ネル１が無負荷状態か負荷状態かを認識する。ここで、
タッチパネル１が負荷状態であれば（ステップＳ５）ス
テップＳ１に戻り、無負荷状態であればカウンタのカウ
ント値を１増加させる（ＴＭ＝ＴＭ＋１）（ステップＳ
６）。その結果、カウンタのカウント値が所定値ＳＨよ
り大きい場合は（ステップＳ７）、スイッチ制御回路２
９に対して線Ｌ１０を介してリセット信号を送り、タッ
チパネル１を待機状態に切り換える（ステップＳ８）。
なお、カウンタのカウント値が所定値ＳＨより以下の場
合は（ステップＳ７）、ステップＳ４に戻る。

【００９４】ステップＳ８においてリセット信号を受け
たスイッチ制御回路２９は、線Ｌ８・Ｌ９を介してそれ
ぞれスイッチＳＷ１・ＳＷ２をＯＮからＯＦＦに切り換
えることでタッチパネル１を待機状態に切り換える。

【００９５】これにより、所定値ＳＨに対応する期間だ
け無負荷状態が継続した場合に、入力手段による入力が
終了したものとみなしてタッチパネル１を待機状態に切
り換えることができる。

【００９６】タッチパネル１が待機状態に入ると、アナ
ログ回路２１が停止するとともに、次の非表示期間から
検出用パルスによる監視が再開される。

【００９７】以上のように、本実施形態に係るタッチパ
ネル一体型液晶表示装置１００は、液晶表示パネルの対
向導電膜１０７を兼ねる位置検出用抵抗膜１０、あるい
は液晶表示パネルの上面に対向導電膜１０７とは別途均
一形成された位置検出用抵抗膜に、複数の接続点（電極
Ａ〜Ｄ）から交流電圧を印加し、位置検出用抵抗膜１０
に交流電界を発生させ、そこに入力手段が絶縁層を介し
て触れたときに流れる電流の変化を各接続点から取りだ
し、接触部分から接続点までのアナログ抵抗値を計測し
て入力手段の位置を演算により検出する。そして、各接
続点へ交流電圧を印加するための回路や、電流の変化を
増幅する回路、増幅結果に整流等の処理を施す回路等か
らなるアナログ回路２１への供給電力をＯＮ／ＯＦＦす
るスイッチＳＷ２を有している。

【００９８】本実施形態に係るタッチパネル一体型液晶
表示装置１００は、入力手段がタッチパネル１に触れた
ことを、起動検出回路（制御部２３ｂ、電圧比較回路２
５、フィルタ２６、パネル同期信号発生回路２７、パル
ス発生回路２８、スイッチ制御回路２９、抵抗素子Ｒ
０、スイッチＳＷ１・ＳＷ２）により検出する。起動検
出回路は、アナログ回路２１を駆動するアナログ電源回
路２４とは独立して設けられた補助電源回路３０により
作動する。

【００９９】この起動検出回路は、位置検出用抵抗膜１
０に対して、アナログ回路２１からの交流電圧を印加す
る線Ｌ４と、検出用パルスを印加する線Ｌ５とを切り換
えるスイッチＳＷ１を備えている。起動検出回路は、入
力手段に電流が流れることによるインピーダンスの変化
を、検出用パルス印加の際の電圧変化として電圧比較回
路２５による閾値処理により検出し、閾値より小さい場
合に入力手段が接触したものと判別する。起動検出回路
は、入力手段が接触したものと判別すると、アナログ回
路２１への電力供給をＯＦＦからＯＮにする。

【０１００】また、起動検出回路は、液晶表示パネルの
水平同期周波数に同期したタイミングで作動し、タッチ
パネル１に印加した検出用パルスの波形の減衰によって
入力手段の検出を行う。

【０１０１】この検出用パルスの波形の減衰は、検出用
パルスのタイミングと同期して作動する電圧比較回路２
５により検出される。検出用パルスは、入力手段の接触
による新たな負荷によって回路のコンデンサ成分が増加
することによりその波形が鈍り、電圧値がダウンする。
このダウンした電圧値を電圧比較回路２５で検出する。
電圧比較回路２５の比較結果情報によりアナログ回路２
１の電力供給をＯＮ／ＯＦＦする。

【０１０２】検出用パルスは、液晶表示パネルの非表示
期間に同期して発生される。これにより、液晶表示パネ
ル駆動信号によるノイズ等の影響を受けずに検出用パル
スの減衰を検出することができる。

【０１０３】本実施形態に係るタッチパネル一体型液晶
表示装置１００は、アナログ回路２１の検出電流の値が
無負荷状態における定常電流に戻った状態が一定期間継
続したことを検出し、スイッチＳＷ１をアナログ回路２
１側から起動検出回路側に切り換え、同時にアナログ回
路２１への電力供給をＯＦＦする。

【０１０４】起動検出回路におけるパルス発生回路２８
より発生される検出用パルスの間歇期間の長さおよびタ
イミングは、液晶表示パネルの水平表示期間に同じであ
り、検出用パルスは水平帰線期間内に収まる。パルス発
生回路２８の周期とタイミングを水平同期信号に同期さ
せることにより、液晶表示期間におけるノイズの影響を
回避して検出用パルスの波形を検出することができる。

【０１０５】本実施形態に係るタッチパネル一体型液晶
表示装置１００によれば、ほぼ実際に入力手段により入
力を行う期間のみアナログ回路２１を動作させることが
できるため、消費電力を大幅に低減できる。

【０１０６】また、タッチパネル１の待機状態における
起動検出回路は間歇動作しており、また回路も極めて小
規模化することができることから、動作電流も極小に抑
えることができる。したがって、抵抗膜方式やその他の
方式により必要となる動作電流である数ミリアンペアの
レベルよりさらに小さいレベルの電流（マイクロアンペ
アオーダー）での動作が可能である。したがって、入力
手段による入力が長時間行われない状態において省電力
の点で大幅に有利である。また検出用パルスのパルス幅
も数マイクロ秒以下で十分目的を果たすことができる。

【０１０７】したがって、タッチパネル一体型液晶表示
装置１００をバッテリにより動作させる場合でも、使用
期間を十分長くすることが可能になる。

【０１０８】本発明に係るタッチパネル式入力装置は、
次のような特徴点を有している。なお、本実施形態にお
いては、タッチパネル１およびタッチパネル制御回路２
によりタッチパネル式入力装置が構成される。

【０１０９】本タッチパネル式入力装置は、抵抗膜（位
置検出用抵抗膜１０）およびこの抵抗膜を覆う絶縁膜を
有するタッチパネル１と、抵抗膜に設けられた複数の電
圧印加用端子（電極Ａ〜Ｄ）にそれぞれ交流電圧を印加
する電圧印加手段（タッチパネル交流駆動発振回路２０
５）と、各電圧印加用端子を流れる電流の変化の大きさ
をそれぞれ検出する電流変化検出手段（電流変化検出回
路２０１）と、絶縁膜に接触することでその接触位置に
おいて抵抗膜と容量結合し、抵抗膜からみたインピーダ
ンスを変化させる入力手段（導電性ペンや指等）が絶縁
膜に接触したときに、電流変化検出手段の検出結果に基
づいてその入力を認識する認識手段（位置算出部２３
ａ）とを含んでいる。

【０１１０】なお、絶縁膜は、本実施形態においては、
カラーフィルタ１０８や、対向基板１０９、偏光板１１
０によって構成されるが、これに限らず、抵抗膜を覆
い、抵抗膜と入力手段との容量結合を可能にするもので
あればよい。

【０１１１】また、交流電圧は、入力手段が絶縁膜に接
触したときに容量結合によって入力手段に対して電流を
流すことができるものであればよい。したがって、交流
電圧の波形は、正弦波に限らず連続パルスからなる矩形
波ようなものであってもよい。

【０１１２】この構成では、入力手段が絶縁膜に接触す
ることで、その入力手段が抵抗膜と容量結合し、抵抗膜
からみたインピーダンスが変化する。これにより、電圧
印加手段から印加される交流電圧によって電圧印加用端
子を流れる電流が変化する。このとき、入力手段の接触
位置と各電圧印加用端子との距離に応じて接触位置と各
電圧印加用端子との間の抵抗値が異なることから、各電
圧印加用端子を流れる電流の変化の大きさがそれぞれ異
なることになる。このため、この変化の大きさを電流変
化検出手段がそれぞれ検出し、その検出結果に基づいて
認識手段が入力手段の接触位置を認識することができ
る。これにより、入力手段の接触位置によって表される
入力手段によるタッチパネル１への入力内容を認識する
ことができる。

【０１１３】本タッチパネル式入力装置は、さらに、抵
抗膜に設けられたインピーダンス検出用端子（電極Ａ）
からみたインピーダンスの変化を検出するインピーダン
ス変化検出手段と、インピーダンス変化検出手段による
検出結果に基づいて電圧印加手段および電流変化検出手
段への電力供給を制御する電力供給制御手段とを含んで
いる。

【０１１４】なお、インピーダンス変化検出手段は、抵
抗素子Ｒ０と、抵抗素子Ｒ０を介してインピーダンス検
出用端子に対して予め定めたピーク電圧のパルス（検出
用パルス）を印加するパルス印加手段（パルス発生回路
２８）と、インピーダンス検出用端子と抵抗素子Ｒ０と
の間の電圧を検出するとともに、検出した電圧と予め定
めた基準電圧との比較結果をインピーダンス検出用端子
からみたインピーダンスの変化の有無として出力する電
圧比較手段（電圧比較回路２５）とを含めて構成するこ
とができる。これにより、比較的簡単な回路構成により
インピーダンス変化検出手段を構成することができ、装
置構成が複雑化することを抑制することができる。ただ
し、インピーダンス変化検出手段は、これに限らず、イ
ンピーダンス検出用端子からみたインピーダンスの変化
を検出できるものであればよい。

【０１１５】また、電力供給制御手段は、スイッチ制御
回路２９、制御部２３ｂ、スイッチＳＷ２を含めて構成
することができる。

【０１１６】本実施形態では、電圧印加用端子である電
極Ａをインピーダンス検出用端子としても利用している
が、インピーダンス検出用端子を別途設けてもよい。

【０１１７】この構成では、インピーダンス変化検出手
段が、抵抗膜に設けられたインピーダンス検出用端子か
らみたインピーダンスの変化を検出する。そして、この
検出結果に基づいて、電力供給制御手段が電圧印加手段
および電流変化検出手段への電力供給を制御する。した
がって、抵抗膜からみたインピーダンスが通常の状態
（入力手段が絶縁膜に接触していない状態）から変化し
ていないときには、タッチパネル１への入力がないと判
別し、電圧印加手段および電流変化検出手段への電力供
給を停止させるなどして電力消費を低減することができ
る。また、抵抗膜からみたインピーダンスに所定の変化
が生じたときには、タッチパネル１への入力が行われた
と判別し、電圧印加手段および電流変化検出手段への電
力供給を再開させて入力手段の接触位置を検出する状態
に移行することができる。

【０１１８】なお、電力供給制御手段による電力供給制
御は、電圧印加手段および電流変化検出手段以外に、他
のアナログ回路素子（アナログ信号処理回路２０２、検
波フィルタリング回路２０３、ノイズ消去直流化回路２
０４、アナログマルチプレクサ２０６）や、Ａ／Ｄ変換
回路２２への電力供給をも対象としてもよい。

【０１１９】また、本発明に係るタッチパネル式入力装
置は、電力供給制御手段となる制御部２３ｂが、電流変
化検出手段による検出結果に基づいて、入力手段が絶縁
膜に接触していない期間の長さを計測し、その長さが予
め定めた長さを越えたときに電圧印加手段および電流変
化検出手段への電力供給を停止させることが望ましい。
なお、電圧印加手段および電流変化検出手段への電力供
給の再開は、インピーダンス変化検出手段による検出結
果に基づいてインピーダンスの変化が生じたときに行え
ばよい。

【０１２０】この構成では、予め定められた長さの期
間、入力手段からの入力がない場合に、電圧印加手段お
よび電流変化検出手段への電力供給を停止させる。これ
により、タッチパネル式入力装置への入力が行われなく
なると自動的に電力供給を停止して不要な電力を効率的
に削減することができる。

【０１２１】本発明に係るタッチパネル一体型表示装置
（タッチパネル一体型液晶表示装置１００）は、上記タ
ッチパネル式入力装置と、表示装置とを組み合わせるこ
とにより構成される。

【０１２２】なお、本実施形態では、表示装置として、
液晶表示パネルを利用した構成について説明したが、液
晶表示パネル以外にＥＬ（エレクトロルミネッセンス）
ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネル等の
フラットパネルディスプレイを用いてタッチパネル一体
型表示装置を構成してもよい。

【０１２３】また、本発明に係るタッチパネル一体型表
示装置は、パルス印加手段が、表示装置の非表示期間に
パルスを印加し、電力供給制御手段による電圧印加手段
および電流変化検出手段への電力供給制御は、表示装置
の非表示期間におけるインピーダンス変化検出手段によ
る検出結果に基づくことが望ましい。

【０１２４】表示装置の表示期間においては、表示装置
における表示のための電圧変動等に起因して抵抗膜にノ
イズ電圧が発生することがある。したがって、電圧比較
手段を用いてインピーダンスの変化を検出する場合にお
いて、表示期間で上記電圧比較を行うと、上記ノイズ電
圧によって電力供給制御手段が誤った制御を行う可能性
がある。

【０１２５】これに対して、非表示期間におけるインピ
ーダンス変化検出手段による検出結果に基づいて電力供
給制御手段による制御を行うと、ノイズ電圧の影響によ
り誤った制御を行うことを避けることができる。

【０１２６】

【発明の効果】以上のように、本発明に係るタッチパネ
ル式入力装置は、抵抗膜に設けられたインピーダンス検
出用端子からみたインピーダンスの変化を検出するイン
ピーダンス変化検出手段と、インピーダンス変化検出手
段による検出結果に基づいて電圧印加手段および電流変
化検出手段への電力供給を制御する電力供給制御手段と
を含む構成である。

【０１２７】上記の構成では、抵抗膜からみたインピー
ダンスが通常の状態（入力手段が絶縁膜に接触していな
い状態）から変化していないときには、タッチパネルへ
の入力がないと判別し、電圧印加手段および電流変化検
出手段への電力供給を停止させるなどして電力消費を低
減することができる。また、抵抗膜からみたインピーダ
ンスに所定の変化が生じたときには、タッチパネルへの
入力が行われたと判別し、電圧印加手段および電流変化
検出手段への電力供給を再開させて入力手段の接触位置
を検出する状態に移行することができる。したがって、
タッチパネル式入力装置の待機状態における消費電力を
低減することができる。

【０１２８】本発明に係るタッチパネル式入力装置は、
上記のタッチパネル式入力装置において、インピーダン
ス変化検出手段が、抵抗素子と、抵抗素子を介してイン
ピーダンス検出用端子に対して予め定めたピーク電圧の
パルスを印加するパルス印加手段と、インピーダンス検
出用端子と抵抗素子との間の電圧を検出するとともに、
検出した電圧と予め定めた基準電圧との比較結果をイン
ピーダンス検出用端子からみたインピーダンスの変化の
有無として出力する電圧比較手段とを含むことが望まし
い。

【０１２９】上記の構成では、パルス発生回路や電圧比
較回路等を用いた比較的簡単な回路構成によりインピー
ダンス変化検出手段を構成することができる。これによ
り、装置構成が複雑化することを抑制することができ
る。

【０１３０】本発明に係るタッチパネル式入力装置は、
上記何れかのタッチパネル式入力装置において、電力供
給制御手段が、電流変化検出手段による検出結果に基づ
いて、入力手段による入力がない期間の長さを計測し、
その長さが予め定めた長さを越えたときに電圧印加手段
および電流変化検出手段への電力供給を停止させること
が望ましい。

【０１３１】上記の構成では、タッチパネル式入力装置
への入力が行われなくなると自動的に電力供給を停止し
て不要な電力を効率的に削減することができる。

【０１３２】本発明に係るタッチパネル一体型表示装置
は、上記パルス印加手段等を含むタッチパネル式入力装
置と、表示装置とを組み合わせてなるタッチパネル一体
型表示装置において、パルス印加手段は表示装置の非表
示期間にパルスを印加し、電力供給制御手段による電圧
印加手段および電流変化検出手段への電力供給制御は、
表示装置の非表示期間におけるインピーダンス変化検出
手段による検出結果に基づくことが望ましい。

【０１３３】上記の構成では、非表示期間におけるイン
ピーダンス変化検出手段による検出結果に基づいて電力
供給制御手段による制御を行うため、ノイズ電圧の影響
により誤った制御を行うことを避けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係るタッチパネル一体
型液晶表示装置におけるタッチパネル制御回路の構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の一形態に係るタッチパネル一体
型液晶表示装置のパネル部分を模式的に示した模式図で
ある。

【図３】図２のタッチパネル一体型液晶表示装置におけ
る対向基板、位置検出用抵抗膜および位置検出用の電極
を示す平面図である。

【図４】静電容量結合方式による位置検出方法の基本原
理を説明するための回路図である。

【図５】図４に示した１次元の場合の回路を２次元の場
合に拡大した回路図である。

【図６】本発明の実施の一形態に係るタッチパネル制御
回路における位置検出回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図７】タッチパネルの待機状態から通常動作状態への
遷移の際の信号を示したタイミングチャートである。

【図８】タッチパネルの通常動作状態から待機状態への
遷移の際の制御部による処理の流れを示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１タッチパネル２タッチパネル制御回路１０位置検出用抵抗膜（抵抗膜）２１アナログ回路２２Ａ／Ｄ変換回路２３マイクロプロセッサ２３ａ位置算出部（認識手段）２３ｂ制御部２４アナログ電源回路２５電圧比較回路（電圧比較手段）２６フィルタ２７パネル同期信号発生回路２８パルス発生回路（パルス印加手段）２９スイッチ制御回路３０補助電源回路１００タッチパネル一体型液晶表示装置（タッチ
パネル一体型表示装置）１０８カラーフィルタ１０９対向基板１１０偏光板２０１電流変化検出回路（電流変化検出手段）２０５タッチパネル交流駆動発振回路（電圧印加
手段）Ｒ０抵抗素子Ａ〜Ｄ電極（電圧印加用端子）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抵抗膜およびこの抵抗膜を覆う絶縁膜を有
するタッチパネルと、上記抵抗膜に設けられた複数の電圧印加用端子にそれぞ
れ交流電圧を印加する電圧印加手段と、上記各電圧印加用端子を流れる電流の変化の大きさをそ
れぞれ検出する電流変化検出手段と、上記抵抗膜と容量結合する入力手段による入力があり、
上記抵抗膜からみたインピーダンスが変化したときに、
上記電流変化検出手段の検出結果に基づいてその入力を
認識する認識手段と、上記抵抗膜に設けられたインピーダンス検出用端子から
みたインピーダンスの変化を検出するインピーダンス変
化検出手段と、上記インピーダンス変化検出手段による検出結果に基づ
いて上記電圧印加手段および上記電流変化検出手段への
電力供給を制御する電力供給制御手段とを含むことを特
徴とするタッチパネル式入力装置。
【請求項２】請求項１に記載のタッチパネル式入力装置
において、上記インピーダンス変化検出手段は、抵抗素子と、上記抵抗素子を介して上記インピーダンス検出用端子に
対して予め定めたピーク電圧のパルスを印加するパルス
印加手段と、上記インピーダンス検出用端子と上記抵抗素子との間の
電圧を検出するとともに、検出した電圧と予め定めた基
準電圧との比較結果を上記インピーダンス検出用端子か
らみたインピーダンスの変化の有無として出力する電圧
比較手段とを含むことを特徴とするタッチパネル式入力
装置。
【請求項３】請求項１または２に記載のタッチパネル式
入力装置において、上記電力供給制御手段は、上記電流変化検出手段による検出結果に基づいて、上記
入力手段による入力がない期間の長さを計測し、その長
さが予め定めた長さを越えたときに上記電圧印加手段お
よび上記電流変化検出手段への電力供給を停止させるこ
とを特徴とするタッチパネル式入力装置。
【請求項４】請求項１から３の何れか１項に記載のタッ
チパネル式入力装置と、表示装置とを組み合わせてなる
タッチパネル一体型表示装置。
【請求項５】請求項２に記載のタッチパネル式入力装置
と、表示装置とを組み合わせてなるタッチパネル一体型
表示装置において、上記パルス印加手段は、上記表示装置の非表示期間にパ
ルスを印加し、上記電力供給制御手段による上記電圧印加手段および上
記電流変化検出手段への電力供給制御は、上記表示装置
の非表示期間における上記インピーダンス変化検出手段
による検出結果に基づくことを特徴とするタッチパネル
一体型表示装置。