JP2014206844A - 検出回路、半導体集積回路装置、及び、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電子機器のほぼ全ての機能が停止した待機モードにおいても、人の接近を感知することにより、タッチパネルに人が近付いた際に通常動作モードへの復帰指示を与える。【解決手段】検出回路は、センサーの第１の電極に所定の電位を印加する駆動回路と、センサーの第２の電極に接続される反転入力端子を有し、検出信号を出力する差動増幅器と、差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続された第１のスイッチと、差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間のキャパシターの容量値を切り換える第２のスイッチと、差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間を周期的に短絡するように第１のスイッチを制御すると共に、待機モードにおいて、キャパシターの容量値を通常動作モードにおけるよりも小さくするように第２のスイッチを制御し、検出信号に基づいて通常動作モードへの移行を制御する制御部とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、静電容量方式のタッチパネルに形成された静電容量型センサーにおける容量値の変化を検出する検出回路に関する。さらに、本発明は、そのような検出回路を含む半導体集積回路装置及び電子機器等に関する。

多くの電子機器において、画像表示と情報入力との２つの機能を備えた各種のタッチパネルが用いられている。その中でも、静電容量方式のタッチパネルは、抵抗膜方式のタッチパネルと並んで多く用いられている。静電容量方式のタッチパネルにおいては、人の指先が触れたセンサー部分における透明電極間の静電容量の変化に基づいて、指先が触れた位置が検出される。また、指先がセンサー部分に近付くだけで静電結合が起こる性質を利用して、指先がセンサー部分に触れる前に、指先が近付いた位置を検出することも可能である。

関連する技術として、特許文献１には、回路を構成するアンプのオフセット電圧やスイッチングトランジスターの電荷の影響を除去し、周囲温度の影響を受けることなく極めて安定に容量比を検出することを可能とする容量型センサー用検出回路が開示されている。この検出回路は、容量型センサーの容量の基準容量に対する容量比を電気信号に変換するスイッチトキャパシター回路と、互いに異なるサンプリングタイミングでスイッチトキャパシター回路の出力をサンプリングする複数のサンプルホールド回路と、それらのサンプルホールド回路の出力差を増幅して検出信号として出力する差動増幅器とを含む。

また、特許文献２には、考えられる幾種類の容量型センサーに適応可能な容量検出回路が開示されている。この容量検出回路は、反転入力端子と出力端子間にフィードバック容量成分を接続した演算増幅器と、外力により静電容量が変化する容量型センサーと、フィードバック容量成分を放電させる第１のクロックタイミングで容量型センサーにおける容量成分の充放電端子を基準電圧源に接続して電荷を充電すると共に、第２のクロックタイミングで充放電端子をフィードバック容量成分に切り替え接続して電荷を転送する充放電制御手段と、転送された電荷を電圧変換してセンサー出力を電圧変換値として出力する電圧変換手段とを備える。

特開平８−３２７６７７号公報（段落００１３−００１４、図１） 特開平１１−３２６４０９号公報（段落００１１−００１２、図１）

しかしながら、特許文献１及び特許文献２には、検出目的に応じて検出回路における検出感度を切り換えることは開示されていない。そこで、本発明の目的の１つは、静電容量方式のタッチパネルの特性を利用して、電子機器のほぼ全ての機能が停止した待機モードにおいても、人の接近を感知することにより、タッチパネルに人が近付いた際に通常動作モードへの復帰指示を与えることである。

以上の課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る検出回路は、タッチパネルに形成された静電容量型センサーに接続される検出回路であって、静電容量型センサーの第１の電極に所定の電位を印加する駆動回路と、静電容量型センサーの第２の電極に接続される反転入力端子を有し、非反転入力端子に印加される基準電位と反転入力端子に印加される電位との差分を増幅して出力端子から検出信号を出力する差動増幅器と、差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続された第１のスイッチ回路と、差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続されるキャパシターの容量値を切り換える第２のスイッチ回路と、差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間を周期的に短絡するように第１のスイッチ回路を制御すると共に、待機モードにおいて、キャパシターの容量値を通常動作モードにおけるよりも小さくするように第２のスイッチ回路を制御し、検出信号に基づいて通常動作モードへの移行を制御する制御部とを含む。

本発明の第１の観点によれば、静電容量方式のタッチパネルの特性を利用して、電子機器のほぼ全ての機能が停止した待機モードにおいても、人の接近を感知することにより、タッチパネルに人が近付いた際に通常動作モードへの復帰指示を与えることができる。

ここで、待機モードにおいては、駆動回路が、静電容量型センサーの第１の電極に印加すべき所定の電位を通常動作モードにおけるよりも小さくするようにしても良い。また、制御部が、間欠動作を行うように差動増幅器を制御しても良い。その場合には、待機モードにおける消費電力を低減することができる。

本発明の第２の観点に係る検出回路は、待機モードにおいて、検出信号の電位が参照電位よりも高いか低いかを判定するコンパレーターをさらに含む。本発明の第２の観点によれば、待機モードにおいて、検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器への電力供給を停止して消費電力を低減することができる。

本発明の第３の観点に係る検出回路は、差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に、第２のスイッチ回路と直列に接続された第１のキャパシターと、差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続され、第１のキャパシターの容量値よりも小さい容量値を有する第２のキャパシターとをさらに含む。本発明の第３の観点によれば、待機モードにおいて、キャパシターの容量値を通常動作モードにおけるよりも小さくして、検出感度を向上させることができる。

本発明の第４の観点に係る検出回路は、タッチパネルにおいて、複数の静電容量型センサーが２次元マトリックス状に形成されており、複数行の静電容量型センサーの内から１行の静電容量型センサーを選択して、選択された１行の静電容量型センサーの第２の電極に差動増幅器の反転入力端子を接続する選択回路をさらに含む。本発明の第４の観点によれば、１つの差動増幅器を用いて、複数行の静電容量型センサーからの信号を順次増幅することができる。

ここで、駆動回路が、通常動作モードにおいて、複数列の静電容量型センサーの第１の電極に対して第１のインターバル時間毎に所定の電位の印加を開始し、待機モードにおいて、複数列の静電容量型センサーの第１の電極に対して前記第１のインターバル時間よりも長い第２のインターバル時間毎に所定の電位の印加を開始するようにしても良い。

さらに、待機モードにおいては、選択回路が、タッチパネルの領域に形成された静電容量型センサーの一部の第２の電極に差動増幅器の反転入力端子を接続するようにしても良い。あるいは、駆動回路が、タッチパネルの領域に形成された静電容量型センサーの一部の第１の電極に所定の電位を印加するようにしても良い。その場合には、待機モードにおける消費電力を低減することができる。

本発明の１つの観点に係る半導体集積回路装置は、上記いずれかの検出回路を含む。これにより、回路規模や消費電流が比較的小さい半導体集積回路装置を実現することができる。また、本発明の１つの観点に係る電子機器は、静電容量型センサーが形成されたタッチパネルと、上記いずれかの検出回路とを含む。これにより、タブレット型ＰＣ（パーソナルコンピューター）、スマートフォン、切符等の自動販売機等の電子機器において、タッチパネルに人が近付いた際に通常動作モードへの復帰指示を与えることができる。

本発明の一実施形態に係る検出回路を備えた電子機器の一部を示す回路図。 本発明の一実施形態に係る検出回路の動作を説明するための図。 本発明の一実施形態に係る検出回路の第１の変形例を示す回路図。 本発明の一実施形態に係る検出回路の第２の変形例を示す回路図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
図１は、本発明の一実施形態に係る検出回路を備えた電子機器の構成の一部を示す回路図である。この電子機器は、タブレット型ＰＣ（パーソナルコンピューター）、スマートフォン、切符等の自動販売機等の電子機器であるが、図１においては、検出回路及びその周辺部分のみが示されている。

図１に示すように、この電子機器は、静電容量方式のタッチパネル１０と、タッチパネル１０に形成された静電容量型センサーにおける容量値の変化を検出する検出回路２０とを含んでおり、通常動作モードと待機モードとにおいて動作する。通常動作モードにおいては、人の指先がタッチパネル１０のセンサー部分に触れた際に、検出回路２０が、そのセンサー部分の位置を検出して、検出された位置に対応する動作を電子機器に行わせる。一定期間において電子機器が操作されない場合には、電子機器が待機モードに移行する。待機モードにおいては、電子機器のほぼ全ての機能が停止し、タッチパネル１０が人の接近を感知することにより、タッチパネル１０に人が近付いた際に、検出回路２０が通常動作モードへの復帰指示を与える。

静電容量方式のタッチパネルには、表面型と投影型との２種類が存在するが、以下においては、投影型のタッチパネルについて説明する。一般に、投影型のタッチパネルは、ガラス又はプラスチック等の基板上に、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等の透明電極によって縦横２層の多数のモザイク状電極パターンが形成され、その上に絶縁体フィルムが配置された構造を有している。タッチパネルに指先が触れると、その付近の電極間の静電容量が変化するので、縦横２つの電極を介して電極間の静電容量を検出することにより、指先が触れた位置を精密に判別することができる。

図１においては、縦方向に延在する複数列の第１の電極が、Ｘ_０、Ｘ_１、・・・、Ｘ_Ｍで表されており、横方向に延在する複数行の第２の電極が、Ｙ_０、Ｙ_１、・・・、Ｙ_Ｎで表されている。また、第１の電極と第２の電極との間に形成される静電容量が、Ｃ_０，０、Ｃ_１，０、・・・、Ｃ_Ｍ，Ｎで表されている。それらの静電容量と、複数列の第１の電極と、複数行の第２の電極とによって、タッチパネル１０に２次元マトリックス状に形成された複数の静電容量型センサーが構成される。

検出回路２０は、タッチパネル１０に形成された静電容量型センサーに接続され、電源電位Ｖ_ＤＤ及びＶ_ＳＳが供給されて動作する。例えば、電源電位Ｖ_ＤＤは５Ｖであり、電源電位Ｖ_ＳＳは０Ｖである。検出回路２０は、駆動回路２１と、選択回路２２と、差動増幅器２３と、第１のスイッチ回路２４と、第２のスイッチ回路２５と、キャパシターＣ１及びＣ２と、サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）２６と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）２７と、コンパレーター２８と、制御部２９とを含んでいる。検出回路２０の構成要素の内の少なくとも一部は、半導体集積回路装置に内蔵されても良い。これにより、回路規模や消費電流が比較的小さい半導体集積回路装置を実現することができる。

駆動回路２１は、複数の電圧バッファー等を含んでおり、制御部２９の制御の下で、２次元マトリックス状に形成された複数の静電容量型センサーの複数列の第１の電極Ｘ_０〜Ｘ_Ｍに、所定の電位Ｖ_Ｓを印加する。

選択回路２２は、２次元マトリックス状に形成された複数の静電容量型センサーの複数行の第２の電極Ｙ_０〜Ｙ_Ｎに対応して、トランスミッションゲート等の半導体スイッチＳＷ_０〜ＳＷ_Ｎを含んでいる。選択回路２２は、制御部２９の制御の下で、それらの半導体スイッチＳＷ_０〜ＳＷ_Ｎを順次オンすることによって、複数行の静電容量型センサーの内から１行の静電容量型センサーを選択して、選択された１行の静電容量型センサーの第２の電極に差動増幅器２３の反転入力端子を接続する。これにより、１つの差動増幅器２３を用いて、複数行の静電容量型センサーからの信号を順次増幅することができる。

差動増幅器２３は、オペアンプ等によって構成され、選択回路２２を介して静電容量型センサーの第２の電極に接続される反転入力端子と、基準電位Ｖ_ＡＧ（アナロググランド電位）が印加される非反転入力端子と、差動増幅された信号を出力する出力端子とを有している。例えば、基準電位Ｖ_ＡＧは、（Ｖ_ＤＤ−Ｖ_ＳＳ）／２に設定される。差動増幅器２３は、非反転入力端子に印加される基準電位Ｖ_ＡＧと反転入力端子に印加される電位との差分を増幅して、出力端子から検出信号を出力する。

第１のスイッチ回路２４は、トランスミッションゲート等の半導体スイッチで構成され、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間に接続されている。第２のスイッチ回路２５は、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間に接続されるキャパシターの容量値を切り換える。

図１においては、第２のスイッチ回路２５が、トランスミッションゲート等の半導体スイッチ２５ａ及び２５ｂを含んでいる。半導体スイッチ２５ａは、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間に、キャパシターＣ１と直列に接続されている。また、半導体スイッチ２５ｂは、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間に、キャパシターＣ２と直列に接続されている。

制御部２９は、検出回路２０の各部を制御する。例えば、制御部２９は、通常動作モード及び待機モードにおいて、所定の周期で制御信号Ｓ０をハイレベルに活性化することにより、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間を周期的に短絡するように第１のスイッチ回路２４を制御する。

差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間が短絡されると、キャパシターＣ１又はＣ２に蓄積された電荷が放電され、差動増幅器２３の反転入力端子の電位は、基準電位Ｖ_ＡＧとなる。次に、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間の短絡が解除されると、差動増幅器２３は、静電容量型センサーの容量値に応じた検出信号を出力する。

ここで、所定の電位Ｖ_Ｓが第１の電極に印加されている静電容量型センサーに人の指先が触れて静電容量型センサーの容量値がΔＣ_Ｓだけ変化した場合に、静電容量型センサーにおける電荷の変化量ΔＱ_Ｓは、次式によって表される。
ΔＱ_Ｓ＝ΔＣ_Ｓ（Ｖ_Ｓ−Ｖ_ＡＧ） ・・・（１）

また、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間に接続されているキャパシターの容量値をＣ_Ｃとし、検出信号の電位変化をΔＶ_ＯＵＴとすると、キャパシターにおける電荷の変化量ΔＱ_Ｃは、次式によって表される。
ΔＱ_Ｃ＝Ｃ_Ｃ（Ｖ_ＡＧ−ΔＶ_ＯＵＴ） ・・・（２）

ここで、差動増幅器２３の入力インピーダンス及びオープンループゲインが十分に大きいとすると、次式が成立する。
ΔＱ_Ｓ＝ΔＱ_Ｃ ・・・（３）

説明を簡単にするためにＶ_ＡＧ＝０とすれば、式（１）〜（３）から次式が得られる。
ΔＣ_ＳＶ_Ｓ＝Ｃ_Ｃ（−ΔＶ_ＯＵＴ）
∴ΔＶ_ＯＵＴ＝−（ΔＣ_Ｓ／Ｃ_Ｃ）Ｖ_Ｓ ・・・（４）

差動増幅器２３から出力される検出信号は、制御部２９が設定するタイミングに同期してサンプルホールド回路２６によってサンプリングされて保持され、Ａ／Ｄ変換器２７によってディジタルの検出信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２７から出力される検出信号は、制御部２９に供給される。制御部２９は、通常動作モードにおいて、検出信号に基づいて、人の指先が触れた位置を検出する。

また、制御部２９は、待機モードにおいて、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間に接続されるキャパシターの容量値を通常動作モードにおけるよりも小さくするように第２のスイッチ回路２５を制御すると共に、検出信号に基づいて通常動作モードへの移行を制御する。

通常動作モードにおいて、制御部２９は、制御信号Ｓ１をハイレベルに活性化して半導体スイッチ２５ａをオンさせると共に、制御信号Ｓ２をローレベルに非活性化して半導体スイッチ２５ｂをオフさせる。これにより、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間にキャパシターＣ１が接続される。キャパシターＣ１の容量値は、静電容量型センサーに人の指先が触れたときに十分な検出感度が得られるように設定される。

待機モードにおいて、制御部２９は、制御信号Ｓ１をローレベルに非活性化して半導体スイッチ２５ａをオフさせると共に、制御信号Ｓ２をハイレベルに活性化して半導体スイッチ２５ｂをオンさせる。これにより、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間にキャパシターＣ２が接続される。

キャパシターＣ２の容量値は、人が静電容量型センサーに接近するだけで静電結合が起こる性質を利用して、タッチパネル１０に人が近付いたときに十分な検出感度が得られるように設定される。従って、キャパシターＣ２の容量値は、キャパシターＣ１の容量値よりも十分小さく設定されることになる。

キャパシターＣ２の容量値がキャパシターＣ１の容量値よりも十分小さいので、待機モードにおいて、式（４）における静電容量型センサーの容量値の変化ΔＣ_Ｓに対する検出信号の電位変化ΔＶ_ＯＵＴが大きくなり、検出回路２０の感度が上昇する。従って、検出回路２０は、タッチパネル１０に人が近付いたことを感知することが可能であり、制御部２９は、検出信号に基づいて、タッチパネル１０に人が近付いたことが感知された際に、通常動作モードへの復帰指示を与える。

待機モードにおいては、Ａ／Ｄ変換器２７への電力供給を停止して、検出信号の電位変化をコンパレーター２８によって判定しても良い。コンパレーターの消費電力は、Ａ／Ｄ変換器の消費電力よりも小さくできる。これにより、待機モードにおける消費電力を低減することができる。コンパレーター２８の一方の入力端子には、サンプルホールド回路２６に保持されている検出信号が供給され、コンパレーター２８の他方の入力端子には、タッチパネル１０に人が近付いていない状態における検出信号の電位よりも低い参照電位Ｖ_ＲＥＦが印加される。

コンパレーター２８は、検出信号の電位が参照電位Ｖ_ＲＥＦよりも高いか低いかを判定する。タッチパネル１０に人が近付いたことにより検出信号の電位が参照電位Ｖ_ＲＥＦよりも低下すると、コンパレーター２８の出力信号がハイレベルに変化するので、制御部２９は、電子機器を通常動作モードに設定することができる。

次に、本発明の一実施形態に係る検出回路の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る検出回路の動作を説明するための図である。

図１に示す制御部２９は、選択回路２２の半導体スイッチＳＷ_０〜ＳＷ_Ｎを順次オンすることによって、タッチパネル１０を縦方向に走査する。図２においては、半導体スイッチＳＷ_０〜ＳＷ_Ｎの内の第ｎ番目の半導体スイッチＳＷ_ｎ−１（１≦ｎ≦（Ｎ＋１））がオンしている期間が示されている。

制御部２９は、所定の周期で制御信号Ｓ０をハイレベルに活性化してスイッチ回路２４をオンさせると共に、複数列の静電容量型センサーの第１の電極Ｘ_０〜Ｘ_Ｍに対して、列毎に異なるタイミングで所定の電位Ｖ_Ｓの印加を開始するように駆動回路２１を制御する。また、差動増幅器２３から出力される検出信号をサンプルホールド回路２６によってサンプリングするタイミングは、制御信号Ｓ０の立ち上がりタイミングの直前でも良い。

例えば、図２に示すように、最初に、制御部２９が、制御信号Ｓ０を一旦ハイレベルとしてスイッチ回路２４をオンすることにより、キャパシターＣ１又はＣ２に蓄積された電荷が放電される。その後、時刻ｔ_０において、駆動回路２１が、第１の電極Ｘ_０に対する所定の電位Ｖ_Ｓの印加を開始する。さらに、一定時間後に、サンプルホールド回路２６が検出信号をサンプリングしてから、制御部２９が、制御信号Ｓ０を一旦ハイレベルとしてスイッチ回路２４をオンすることにより、キャパシターＣ１又はＣ２に蓄積された電荷が放電される。

その後、時刻ｔ_０からインターバル時間Δｔが経過した時刻ｔ_１において、駆動回路２１が、第１の電極Ｘ_１に対する所定の電位Ｖ_Ｓの印加を開始する。さらに、一定時間後に、サンプルホールド回路２６が検出信号をサンプリングしてから、制御部２９が、制御信号Ｓ０を一旦ハイレベルとしてスイッチ回路２４をオンすることにより、キャパシターＣ１又はＣ２に蓄積された電荷が放電される。

その後、時刻ｔ_１からインターバル時間Δｔが経過した時刻ｔ_２において、駆動回路２１が、第１の電極Ｘ_２に対する所定の電位Ｖ_Ｓの印加を開始する。さらに、一定時間後に、サンプルホールド回路２６が検出信号をサンプリングしてから、制御部２９が、制御信号Ｓ０を一旦ハイレベルとしてスイッチ回路２４をオンすることにより、キャパシターＣ１又はＣ２に蓄積された電荷が放電される。

このようにして、（Ｎ＋１）×（Ｍ＋１）回のサンプリングを繰り返した結果、例えば、第ｎ番目の半導体スイッチＳＷ_ｎ−１がオンしている期間において、時刻ｔ_ｍ−１から時刻ｔ_ｍまでの間にサンプリングされた検出信号の電位変化が所定値を超えたか、又は、最も大きい場合に、制御部２９は、第ｎ行第ｍ列の静電容量型センサーに人の指先が触れたと判定しても良い。

以上は、通常動作モードにおける判定方法であるが、待機モードにおいては、いずれかの期間にサンプリングされた検出信号の電位変化が所定値を超えた場合に、制御部２９は、タッチパネル１０に人が近付いたと判定しても良い。あるいは、先に説明したように、コンパレーター２８を用いて検出信号の電位を参照電位Ｖ_ＲＥＦと比較することにより、タッチパネル１０に人が近付いたか否かを判定しても良い。

待機モードにおいては、制御部２９が、インターバル時間Δｔを、通常動作モードにおけるよりも長く設定しても良い。また、制御部２９は、間欠動作を行うように差動増幅器２３を制御しても良い。さらに、駆動回路２１は、静電容量型センサーの第１の電極に印加すべき所定の電位Ｖ_Ｓを、通常動作モードにおけるよりも小さくしても良い。例えば、駆動回路２１は、通常動作モードにおいて、３Ｖの電位を静電容量型センサーの第１の電極に印加し、待機モードにおいて、１Ｖの電位を静電容量型センサーの第１の電極に印加しても良い。これらにより、待機モードにおける消費電力を低減することができる。

また、待機モードにおいては、選択回路２２が、タッチパネル１０の領域に形成された一部の静電容量型センサーの第２の電極に差動増幅器２３の反転入力端子を接続するようにしても良い。例えば、選択回路２２は、タッチパネル１０における第ｎ行（１≦ｎ≦（Ｎ＋１））の静電容量型センサーのみを選択し続けて、第ｎ行の静電容量型センサーに差動増幅器２３の反転入力端子を接続するようにしても良い。

それに替えて、又は、それに加えて、駆動回路２１は、タッチパネル１０の領域に形成された一部の静電容量型センサーの第１の電極に所定の電位Ｖ_Ｓを印加するようにしても良い。例えば、駆動回路２１は、タッチパネル１０における第ｍ列（１≦ｍ≦（Ｍ＋１））の静電容量型センサーの第１の電極のみに駆動信号を供給する。これらにより、待機モードにおける消費電力を低減することができる。

図３は、本発明の一実施形態に係る検出回路の第１の変形例を示す回路図である。第１の変形例においては、図１に示すキャパシターＣ１及びＣ２と半導体スイッチ２５ａ及び２５ｂとの替りに、図３に示すキャパシターＣ３及びＣ４と、第２のスイッチ回路として半導体スイッチ２５ｃとが用いられる。その他の点に関しては、図１に示す実施形態と同様である。

図１に示す制御部２９は、通常動作モードにおいて、制御信号Ｓ１をハイレベルに活性化して半導体スイッチ２５ｃをオンさせる。これにより、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間にキャパシターの容量値（Ｃ３＋Ｃ４）が接続される。ここで、タッチパネルに形成された静電容量型センサーに人の指先が触れたときに十分な検出感度が得られるように、キャパシターの容量値（Ｃ３＋Ｃ４）が設定される。

また、制御部２９は、待機モードにおいて、制御信号Ｓ１をローレベルに非活性化して半導体スイッチ２５ｃをオフさせる。これにより、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間に容量値Ｃ４が接続される。従って、待機モードにおいては、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間に接続されるキャパシターの容量値を通常動作モードにおけるよりも小さくすることができる。具体的には、タッチパネルに人が近付いたときに十分な検出感度が得られるように、キャパシターの容量値Ｃ４が設定される。

図４は、本発明の一実施形態に係る検出回路の第２の変形例を示す回路図である。第２の変形例においては、図１に示すキャパシターＣ１及びＣ２と半導体スイッチ２５ａ及び２５ｂとの替りに、図４に示すキャパシターＣ５及びＣ６と、第２のスイッチ回路として半導体スイッチ２５ｄとが用いられる。その他の点に関しては、図１に示す実施形態と同様である。

図１に示す制御部２９は、通常動作モードにおいて、制御信号Ｓ１をハイレベルに活性化して半導体スイッチ２５ｄをオンさせる。これにより、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間にキャパシターの容量値Ｃ５が接続される。ここで、タッチパネルに形成された静電容量型センサーに人の指先が触れたときに十分な検出感度が得られるように、キャパシターの容量値Ｃ５が設定される。

また、制御部２９は、待機モードにおいて、制御信号Ｓ１をローレベルに非活性化して第２のスイッチ回路の半導体スイッチ２５ｃをオフさせる。これにより、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間にキャパシターの容量値Ｃ５・Ｃ６／（Ｃ５＋Ｃ６）が接続される。従って、待機モードにおいては、差動増幅器２３の出力端子と反転入力端子との間に接続されるキャパシターの容量値を通常動作モードにおけるよりも小さくすることができる。具体的には、タッチパネルに人が近付いたときに十分な検出感度が得られるように、キャパシターの容量値Ｃ５・Ｃ６／（Ｃ５＋Ｃ６）が設定される。

以上説明したように、本実施形態によれば、静電容量方式のタッチパネルの特性を利用して、電子機器のほぼ全ての機能が停止した待機モードにおいても、人の接近を感知することにより、タッチパネルに人が近付いた際に通常動作モードへの復帰指示を与えることができる。

上記の実施形態においては、通常動作モードにおいて、人の指先が触れた静電容量型センサーの位置が検出される場合について説明したが、指先が静電容量型センサーに触れる前に、指先が近付いた静電容量型センサーの位置を検出するようにしても良い。本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。

１０…タッチパネル、２０…検出回路、２１…駆動回路、２２…選択回路、２３…差動増幅器、２４、２５…スイッチ回路、２５ａ〜２５ｄ…半導体スイッチ、２６…サンプルホールド回路、２７…Ａ／Ｄ変換器、２８…コンパレーター、２９…制御部、Ｘ_０〜Ｘ_Ｍ…第１の電極、Ｙ_０〜Ｙ_Ｎ…第２の電極、Ｃ_０，０〜Ｃ_Ｍ，Ｎ…静電容量、ＳＷ_０〜ＳＷ_Ｎ…半導体スイッチ、Ｃ１〜Ｃ６…キャパシター

Claims (11)

1. タッチパネルに形成された静電容量型センサーに接続される検出回路であって、
   前記静電容量型センサーの第１の電極に所定の電位を印加する駆動回路と、
   前記静電容量型センサーの第２の電極に接続される反転入力端子を有し、非反転入力端子に印加される基準電位と反転入力端子に印加される電位との差分を増幅して出力端子から検出信号を出力する差動増幅器と、
   前記差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続された第１のスイッチ回路と、
   前記差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続されるキャパシターの容量値を切り換える第２のスイッチ回路と、
   前記差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間を周期的に短絡するように前記第１のスイッチ回路を制御すると共に、待機モードにおいて、前記キャパシターの容量値を通常動作モードにおけるよりも小さくするように前記第２のスイッチ回路を制御し、前記検出信号に基づいて通常動作モードへの移行を制御する制御部と、
   を含む検出回路。
2. 前記駆動回路が、前記待機モードにおいて、前記静電容量型センサーの前記第１の電極に印加すべき所定の電位を前記通常動作モードにおけるよりも小さくする、請求項１記載の検出回路。
3. 前記制御部が、前記待機モードにおいて、間欠動作を行うように前記差動増幅器を制御する、請求項１又は２記載の検出回路。
4. 前記待機モードにおいて、前記検出信号の電位が参照電位よりも高いか低いかを判定するコンパレーターをさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の検出回路。
5. 前記差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に、前記第２のスイッチ回路と直列に接続された第１のキャパシターと、
   前記差動増幅器の出力端子と反転入力端子との間に接続され、前記第１のキャパシターの容量値よりも小さい容量値を有する第２のキャパシターと、
   をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項記載の検出回路。
6. 前記タッチパネルにおいて、複数の静電容量型センサーが２次元マトリックス状に形成されており、
   前記複数行の静電容量型センサーの内から１行の静電容量型センサーを選択して、前記１行の静電容量型センサーの第２の電極に前記差動増幅器の反転入力端子を接続する選択回路をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項記載の検出回路。
7. 前記駆動回路が、前記通常動作モードにおいて、前記複数列の静電容量型センサーの第１の電極に対して第１のインターバル時間毎に所定の電位の印加を開始し、前記待機モードにおいて、前記複数列の静電容量型センサーの前記第１の電極に対して前記第１のインターバル時間よりも長い第２のインターバル時間毎に所定の電位の印加を開始する、請求項６記載の検出回路。
8. 前記選択回路が、前記待機モードにおいて、前記タッチパネルの領域に形成された一部の静電容量型センサーの第２の電極に前記差動増幅器の反転入力端子を接続する、請求項６又は７記載の検出回路。
9. 前記駆動回路が、前記待機モードにおいて、前記タッチパネルの領域に形成された一部の静電容量型センサーの第１の電極に所定の電位を印加する、請求項１〜８のいずれか１項記載の検出回路。
10. 請求項１〜９のいずれか１項記載の検出回路を含む半導体集積回路装置。
11. 静電容量型センサーが形成されたタッチパネルと、
    請求項１〜９のいずれか１項記載の検出回路と、
    を含む電子機器。

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