タッチパネル装置およびこれを備えたプラズマディスプレイ装置
【課題】プラズマディスプレイパネルの放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができるようにする。
【解決手段】送信電極７および受信電極８が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネル２の前面に配置されるパネル本体５と、送信電極に対して駆動信号を印加する送信部９と、送信電極に印加する駆動信号に応じて受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部１０と、受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部１１と、プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知するアンテナ受信回路１９と、を備え、制御部は、アンテナ受信回路の検知結果に基づいて、維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求めるものとする。
【解決手段】送信電極７および受信電極８が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネル２の前面に配置されるパネル本体５と、送信電極に対して駆動信号を印加する送信部９と、送信電極に印加する駆動信号に応じて受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部１０と、受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部１１と、プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知するアンテナ受信回路１９と、を備え、制御部は、アンテナ受信回路の検知結果に基づいて、維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求めるものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるタッチパネル装置およびこれを備えたプラズマディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル装置には、タッチ位置を検出する原理が異なる種々の方式があるが、抵抗膜方式や静電容量方式のように多数の電極をパネル内に配設した構成のものでは、電極がアンテナとして作用するため、外来ノイズの影響を受け易くなる。特に静電容量方式では、導電性物体（例えば人体）が接近あるいは接触することによる電極近傍の微小な静電容量の変化を利用してタッチ位置を検出することから、ノイズがタッチ位置の検出精度に大きく影響する。
【０００３】
一方、タッチパネル装置は、プラズマディスプレイパネルや液晶ディスプレイパネルなどの画像表示装置と組み合わせて用いられることが一般的であるが、画像表示装置をタッチパネル装置と一体化した場合、画像表示装置がノイズ源となって、タッチ位置の検出精度を低下させるという問題があり、このような画像表示装置に起因するノイズによる影響を低減する技術が知られている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１７４１２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−００９４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、プラズマディスプレイパネルは、放電に伴う放射ノイズが顕著であるため、前記の従来のノイズ対策は十分な解決策とはならず、タッチ位置の検出精度が大幅に低下して、実用上十分な検出精度を確保することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、プラズマディスプレイパネルと組み合わせて用いる場合に、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができるように構成されたタッチパネル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のタッチパネル装置は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記送信電極に印加する駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知する維持放電検知手段と、を備え、前記制御部は、前記維持放電検知手段の検知結果に基づいて、維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求める構成とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プラズマディスプレイパネルにおいて大きな放射ノイズが発生する維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求めるため、放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るプラズマディスプレイ装置１を示す全体構成図
【図２】受信信号処理部１６の概略構成図
【図３】ＰＤＰ２の放電制御を説明する図
【図４】ＰＤＰ２の放電制御を説明する図
【図５】ＰＤＰ２の放射ノイズを示す波形図
【図６】アンテナ受信回路１９の概略構成図
【図７】タッチパネル装置４の制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図
【図８】タッチパネル装置４のパネル本体５とＰＤＰ２とを一体化した状態を示す模式的な断面図
【図９】タッチパネル装置４のパネル本体５およびＰＤＰ２を示す模式的な平面図
【図１０】送信電極７および受信電極８を示す平面図
【図１１】本発明に係るタッチパネル装置の別例を示す概略構成図
【図１２】本発明に係るタッチパネル装置の制御方法の別例を説明する波形図
【図１３】制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記送信電極に印加する駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知する維持放電検知手段と、を備え、前記制御部は、前記維持放電検知手段の検知結果に基づいて、維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求める構成とする。
【００１１】
これによると、プラズマディスプレイパネルにおいて大きな放射ノイズが発生する維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求めるため、放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる。
【００１２】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記送信電極が、前記プラズマディスプレイパネル側に配置され、前記受信電極が、前記プラズマディスプレイパネルと相反するタッチ面側に配置された構成とする。
【００１３】
これによると、受信電極がプラズマディスプレイパネルから離れているため、放射ノイズを受信電極が拾いにくくなり、維持放電期間を除く期間、すなわち初期化放電期間およびアドレス放電期間における放射ノイズの影響を小さく抑えることができる。
【００１４】
また、第３の発明は、前記第１若しくは第２の発明において、前記受信電極は、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と直交する方向に配置された構成とする。
【００１５】
これによると、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズが主に走査電極によるため、受信電極を走査電極と直交する方向に配置することで、放射ノイズを受信電極が拾いにくくなり、維持放電期間を除く期間、すなわち初期化放電期間およびアドレス放電期間における放射ノイズの影響を小さく抑えることができる。
【００１６】
また、第４の発明は、前記第１乃至第３の発明において、前記送信電極および前記受信電極は共に、導線が格子状に配置されたメッシュ状電極で構成された構成とする。
【００１７】
これによると、導線を微細な線径に形成することで電極を見えにくくして、タッチパネル装置の背面側に配置されるプラズマディスプレイパネルの画面の視認性を高めることができる。また、特にメッシュ状電極で構成された送信電極をプラズマディスプレイパネル側に配置することで、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズを遮断するシールド効果が得られるため、維持放電期間を除く期間における放射ノイズの影響を小さく抑えることができる。
【００１８】
また、第５の発明は、前記第４の発明において、前記受信電極のメッシュピッチが前記送信電極のメッシュピッチより大きい構成とする。
【００１９】
これによると、受信電極のメッシュピッチを大きくすることで、タッチ操作に応じた応答信号の変化率が大きくなり、タッチ位置の検出精度を高めることができる。また、特に送信電極をプラズマディスプレイパネル側に配置した場合、送信電極のメッシュピッチを小さくすることで、送信電極によるシールド効果を向上させることができる。
【００２０】
また、第６の発明は、前記第１乃至第５の発明において、前記制御部は、前記送信部による前記送信電極に対する駆動信号の印加および前記受信部による前記受信電極からの出力信号の処理からなるスキャン動作を、維持放電期間か否かに関係なく実行し、前記維持放電検知手段の検知結果に基づいて維持放電期間に取得したものと判断される検出データを破棄して、その破棄された電極交点の検出データを再取得するためにスキャン動作をやり直す構成とする。
【００２１】
これによると、維持放電期間を除く期間を最大限に有効利用して電極交点ごとの検出データを取得することができるため、１フレーム分の電極交点ごとの検出データを効率良く取得することができる。
【００２２】
なお、この他に、維持放電期間を避けてスキャン動作を行い、これにより取得した電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める構成も可能である。
【００２３】
また、第７の発明は、前記第１乃至第６の発明において、前記維持放電検知手段は、前記プラズマディスプレイパネルの放射ノイズを検出するアンテナの出力信号に基づいて前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知する構成とする。
【００２４】
これによると、維持放電期間でプラズマディスプレイパネルの放射ノイズが顕著になるため、放射ノイズの大きさで維持放電期間を検知することができる。この場合、アンテナは、感度を高めるためにプラズマディスプレイパネルの動作周波数の近傍に共振周波数を有する特性に設定するとよい。
【００２５】
また、第８の発明は、前記第１乃至第６の発明において、前記維持放電検知手段は、前記プラズマディスプレイパネルの放射光を検出する光センサの出力信号に基づいて前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知する構成とする。
【００２６】
これによると、プラズマディスプレイパネルの放電セルが維持放電期間で発光するため、発光の有無で維持放電期間を検知することができる。この場合、プラズマディスプレイパネルの表示領域の外周縁部で、実際に画像が表示される領域の外側に、光センサを配置すればよい。なお、光センサは、可視光および赤外光のいずれを検出するものであってもよい。
【００２７】
また、第９の発明は、プラズマディスプレイ装置であり、前記第１乃至第８の発明に係るタッチパネル装置を、前記プラズマディスプレイパネルの前面に備えた構成とする。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係るプラズマディスプレイ装置１を示す全体構成図である。このプラズマディスプレイ装置１は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼称する）２と、ＰＤＰ制御部３と、タッチパネル装置４とからなっており、タッチパネル装置４のパネル本体５がＰＤＰ２の表示面の前側に配置されている。
【００３０】
タッチパネル装置４のパネル本体５は、指示物（ユーザの指先及びスタイラスや指示棒等の導電体）によるタッチ操作が行われるタッチ面６を備え、互いに並走する複数の送信電極７と互いに並走する複数の受信電極８とが格子状に配置されている。
【００３１】
また、タッチパネル装置４は、送信電極７に対して駆動信号を印加する送信部９と、送信電極７に印加された駆動信号に応答した受信電極８の応答信号を受信して、送信電極７と受信電極８とが交差する電極交点ごとの検出データを出力する受信部１０と、この受信部１０から出力される検出データに基づいてタッチ位置を検出すると共に送信部９及び受信部１０の動作を制御する制御部１１とを備えている。
【００３２】
制御部１１から出力されるタッチ位置情報は、パソコンなどの外部機器１２に入力され、ここで生成した表示画面データがＰＤＰ２を制御するＰＤＰ制御部３に出力される。これによりパネル本体５のタッチ面６上でユーザが指示物で行ったタッチ操作に対応した画像がＰＤＰ２の画面に表示され、タッチ面６にマーカーで直接描画するのと同様の感覚で所要の画像を表示させることができ、またＰＤＰ２の表示画面に表示されたボタンなどを操作することができる。さらに、タッチ操作で描かれた画像を消去するイレーサを用いることもできる。
【００３３】
送信電極７と受信電極８とは、絶縁層を挟んで重なり合う態様で交差しており、この送信電極７と受信電極８とが交差する電極交点にはコンデンサが形成され、ユーザが指等の指示物でタッチ操作を行う際に、指示物がタッチ面６に接近あるいは接触すると、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に減少することで、タッチ操作の有無を検出することができる。
【００３４】
ここでは、相互容量方式が採用されており、送信電極７に駆動信号を印加すると、これに応答して受信電極８に充放電電流が流れ、この充放電電流が応答信号として受信電極８から出力され、このとき、ユーザのタッチ操作に応じて電極交点の静電容量が変化すると、受信電極８の充放電電流、すなわち応答信号が変化し、この変化量に基づいてタッチ位置が算出される。この相互容量方式では、受信部１０で応答信号を信号処理して得られる検出データが、送信電極７と受信電極８とによる電極交点ごとに出力されるため、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ（多点検出）が可能である。
【００３５】
制御部１１のタッチ位置算出部１７は、受信部１０から出力される電極交点ごとの検出データから所定の演算処理によってタッチ位置（タッチ領域の中心座標）を求める。このタッチ位置の演算では、Ｘ方向（受信電極８の配列方向）とＹ方向（送信電極７の配列方向）とでそれぞれ隣接する複数（例えば４×４）の電極交点ごとの検出データから所要の補間法（例えば重心法）を用いてタッチ位置を求める。これにより、送信電極７及び受信電極８の配置ピッチ（例えば１０ｍｍ）より高い分解能（例えば１ｍｍ以下）でタッチ位置を検出することができる。
【００３６】
また、制御部１１のタッチ位置算出部１７では、タッチ面６の全面に渡って電極交点ごとの検出データの受信が終了する１フレーム周期ごとにタッチ位置を求める処理が行われ、タッチ位置情報がフレーム単位で外部機器１２に出力される。外部機器１２では、時間的に連続する複数のフレームのタッチ位置情報に基づいて、各タッチ位置を時系列に連結する表示画面データを生成して、ＰＤＰ制御部３に出力する。なお、マルチタッチの場合には、複数の指示物によるタッチ位置を含むタッチ位置情報がフレーム単位で出力される。
【００３７】
送信部９は、駆動信号となるパルスを発生する送信パルス発生部１３と、送信電極７を１本ずつ選択して、送信パルス発生部１３から出力されたパルスを送信電極７に順次印加する電極選択部１４と、を備えている。
【００３８】
受信部１０は、受信電極８から出力される応答信号を処理する受信信号処理部１６と、受信電極８を１本ずつ選択して、受信電極８からの応答信号を受信信号処理部１６に順次入力させる電極選択部１５と、を備えている。
【００３９】
送信部９および受信部１０は、制御部１１から出力される同期信号に応じて動作し、１本の送信電極７にパルス信号を印加する間に、受信電極８を１本ずつ選択して、受信電極８からの応答信号を受信信号処理部１６に順次入力させ、これを全ての送信電極７について順次繰り返すことで、全ての電極交点ごとの応答信号を取り出すことができる。
【００４０】
図２は、受信信号処理部１６の概略構成図である。この受信信号処理部１６は、ＩＶ変換部２１と、バンドパスフィルタ２２と、絶対値検知部２３と、積分部２４と、サンプルホールド部２５と、ＡＤ変換部２６とを備えている。
【００４１】
ＩＶ変換部２１では、電極選択部１５を介して入力される受信電極８の応答信号（充放電電流信号）が電圧信号に変換される。バンドパスフィルタ２２では、ＩＶ変換部２１の出力信号に対して、送信電極７に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号を除去する処理が行われる。絶対値検出部（整流部）２３では、バンドパスフィルタ２２の出力信号に対して全波整流が行われる。積分部２４では、絶対値検出部２３の出力信号を時間軸方向に積分する処理が行われる。サンプルホールド部２５では、積分部２４の出力信号を所定のタイミングでサンプリングする処理が行われる。ＡＤ変換部２６では、サンプルホールド部２５の出力信号をＡＤ変換して電極交点ごとの検出データ（レベル信号）を出力する。
【００４２】
図３および図４は、ＰＤＰ２の放電制御を説明する模式図である。図３に示すように、ＰＤＰ２は、維持電極３１と、走査電極３２と、アドレス電極３３と、を備えている。維持電極３１および走査電極３２は互いに平行に配置され、アドレス電極３３は維持電極３１および走査電極３２に対して直交する向きに配置されている。ＰＤＰ２は、ＡＤＳサブフィールド法（Address and Display period Separated sub-field method，アドレス・表示分離型サブフィールド法）により駆動される。図４に示すように、１フィールドを時間軸上で複数（ここでは８つ）のサブフィールドに分割し、各サブフィールドでは、初期化放電とアドレス放電と維持放電とが順次繰り返される。これにより、多階調の画像を表示することができる。
【００４３】
図３（Ａ）に示したように、初期化放電では、維持電極３１と走査電極３２との間で放電が行われ、この放電は全ての放電セルに対して同時に行われる。図３（Ｂ）に示したように、アドレス放電では、走査電極３２とアドレス電極３３との間で放電が行われ、走査電極３２とアドレス電極３３との交点に位置する放電セルが選択される。図３（Ｃ）に示したように、維持放電では、維持電極３１と走査電極３２との間で放電が行われ、アドレス放電で選択された放電セルのみが放電し、これにより映像が表示される。
【００４４】
図５は、ＰＤＰ２の放射ノイズを示す波形図であり、（Ａ）の要部を（Ｂ）に拡大してして示す。初期化放電期間、アドレス放電期間、および維持放電期間のいずれにおいても放射ノイズが発生しているが、維持放電期間では、初期化放電期間およびアドレス放電期間に比較して特に大きな放射ノイズが発生しており、この放射ノイズの影響でタッチ位置の誤検出が発生する。そこでここでは、以下に説明するように、特に放射ノイズが大きい維持放電期間を検知して、放射ノイズによるタッチ位置の誤検出が発生しないようにしている。
【００４５】
図１に示したように、タッチパネル装置４は、ＰＤＰ２の放射ノイズを検出するアンテナ１８を備えており、制御部１１は、アンテナ１８の出力信号に基づいてＰＤＰ２の維持放電期間を検知するアンテナ受信回路（維持放電検知手段）１９を備えており、タッチ位置算出部１７では、アンテナ受信回路１９の検知結果に基づいて、維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求めるようにしている。
【００４６】
図６は、アンテナ受信回路１９の概略構成図である。アンテナ受信回路１９は、アンテナ１８から出力されるアナログ信号を処理して、維持放電期間か否かを示す維持放電期間検知信号を出力するものであり、アンテナ出力検知部４１と、全波整流部４２と、平滑化部４３と、比較部４４と、を備えている。
【００４７】
このアンテナ受信回路１９では、アンテナ１８の出力信号がアンテナ出力検知部４１に入力し、全波整流部４２で全波整流が行われ、平滑化部４３で平滑化処理が行われ、比較部４４で所定の閾値との比較により維持放電期間か否かを示す維持放電期間検知信号を出力する。ＰＤＰ２では、維持放電期間で放射ノイズが顕著になるため、放射ノイズの大きさで維持放電期間を検知することができる（図５参照）。なお、維持放電期間検知信号は、例えば維持放電期間であれば１、維持放電期間でなければ０とすればよい。
【００４８】
アンテナ１８は、例えば基板上に導線をループ状に形成したものでよく、感度を高めるためにＰＤＰ２の動作周波数の近傍に共振周波数を有する特性に設定するとよい。このアンテナ１８は、ＰＤＰ２の表示領域外、すなわちタッチパネル装置４およびＰＤＰ２を収容する筐体４６のベゼル部４７で覆われる位置に配置すればよい。
【００４９】
図７は、タッチパネル装置４の制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図である。ここでは、スキャン動作、すなわち送信部９による送信電極７に対する駆動信号の印加および受信部１０による受信電極８からの出力信号の処理を、ＰＤＰ２の維持放電期間か否かに関係なく実行し、維持放電期間に取得した検出データを破棄して、その破棄された電極交点の検出データを再取得するためにスキャン動作をやり直すようにしている。
【００５０】
具体的には、まず、スキャン動作を実行させて電極交点ごとの検出データを取得し（ＳＴ１０１）、ついでアンテナ受信回路１９から出力される維持放電期間検知信号が維持放電期間であることを示していると（ＳＴ１０２でＹｅｓ）、同じ電極交点の検出データを再取得のための処理が行われる（ＳＴ１０３）。一方、維持放電期間でなければ（ＳＴ１０２でＮｏ）、次の電極交点の検出データを取得するための処理が行われる（ＳＴ１０４）。
【００５１】
このようにして維持放電期間に取得した検出データを破棄してスキャン動作をやり直すことにより、維持放電期間を除く期間、すなわち初期化放電期間およびアドレス放電期間のみで取得した電極交点ごとの検出データを、１フレーム分取得することができ、１フレーム分の検出データが揃ったところで、その検出データに基づくタッチ位置算出処理が行われる。
【００５２】
なお、制御部１１では、スキャン動作により電極交点ごとの検出データを受信部１０から取得し、このときアンテナ受信回路１９の維持放電期間検知信号を同時に受信して、検出データが維持放電期間に取得したものか否かの判定（ＳＴ１０２）が行われる。また、検出データの破棄と、検出データを再取得するためにスキャン動作は、１本の送信電極７に対応する１ライン単位で行うようにするとよい。
【００５３】
以上のように、ＰＤＰ２において大きな放射ノイズが発生する維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求めるため、放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる。特に、スキャン動作を、維持放電期間か否かに関係なく実行した上で、維持放電期間に取得した検出データを破棄して、スキャン動作をやり直すことにより、維持放電期間を除く期間を最大限に有効利用して電極交点ごとの検出データを取得することができるため、１フレーム分の電極交点ごとの検出データを効率良く取得することができる。
【００５４】
図８は、タッチパネル装置４のパネル本体５とＰＤＰ２とを一体化した状態を示す模式的な断面図である。タッチパネル装置４のパネル本体５に設けられた送信電極７はＰＤＰ２側に配置され、受信電極８はＰＤＰ２と相反するタッチ面６側に配置されている。送信電極７は送信電極基板５１上に形成され、受信電極８は受信電極基板５２上に形成されている。送信電極基板５１および受信電極基板５２はＰＥＴなどの透明な絶縁材料で形成される。受信電極８の表面側には、タッチ面６を形成する表面板５３が配置されている。表面板５３は、ガラスなどの透明な絶縁材料で形成される。なお、ＰＤＰ２には、前記のように維持電極３１、走査電極３２、アドレス電極３３が配設されている。
【００５５】
前記のように、ＰＤＰ２では、維持放電期間を除く期間にも初期化放電およびアドレス放電が行われているが、ここでは受信電極８がＰＤＰ２から離れているため、ＰＤＰ２の放射ノイズを受信電極８が拾いにくくなり、維持放電期間を除く期間、すなわち初期化放電期間およびアドレス放電期間における放射ノイズの影響を小さく抑えることができる。
【００５６】
なお、タッチパネル装置４は、指の他に電子ペンによるタッチ操作を検出するように構成してもよく、この場合、電子ペンのペン識別信号を受信電極８を介して送信するようにすると、描画色などの属性（機能）の異なる複数の電子ペンを使い分けて使用することができ、使い勝手が向上する。このような構成では、ＰＤＰ２の放射ノイズでペン識別信号の送信が阻害されることが考えられるが、受信電極８がタッチ面６側に配置されているので、ＰＤＰ２の放射ノイズの影響を受けにくくなるため、ペン識別信号による電子ペンの識別を確実に行うことができる。
【００５７】
図９は、タッチパネル装置４のパネル本体５およびＰＤＰ２を示す模式的な平面図である。図９（Ａ）に示すように、タッチパネル装置４のパネル本体５では、送信電極７がＸ方向に延在し、受信電極８がＹ方向に延在している。一方、図９（Ｂ）に示すように、ＰＤＰ２では、維持電極３１および走査電極３２がＸ方向に延在し、アドレス電極３３がＹ方向に延在している。したがって、タッチパネル装置４の受信電極８は、ＰＤＰ２の走査電極３２と直交する方向に配置された状態となっている。
【００５８】
前記のように、ＰＤＰ２では、維持放電期間を除く期間にも初期化放電およびアドレス放電が行われているが、ＰＤＰ２の放射ノイズは主に走査電極３２によるため、受信電極８を走査電極３２と直交する方向に配置することで、放射ノイズを受信電極８が拾いにくくなり、維持放電期間を除く期間、すなわち初期化放電期間およびアドレス放電期間における放射ノイズの影響を小さく抑えることができる。
【００５９】
図１０は、送信電極７および受信電極８を示す平面図である。送信電極７は、導線６１ａ，６１ｂが格子状に配置されたメッシュ状電極で構成されている。導線６１ａは、送信電極７の長手方向に対して時計方向に所定角度θだけ傾いた方向に延在し、導線６１ｂは、送信電極７の長手方向に対して反時計方向に所定角度θだけ傾いた方向に延在し、導線６１ａ，６１ｂの交差角度２θを９０度より小さくすることで、菱形格子が連続する形態をなしている。なお、導線６１ａ，６１ｂは、交差部分で互いに電気的に接続されている。
【００６０】
受信電極８も、送信電極７と同様に、導線６２ａ，６２ｂが格子状に配置されたメッシュ状電極で構成されており、導線６２ａ，６２ｂの配置形態も、送信電極７の導線６１ａ，６１ｂと同様であるが、受信電極８のメッシュピッチＰ２は、送信電極７のメッシュピッチＰ１より大きくなっている（Ｐ１＜Ｐ２）。
【００６１】
このように送信電極７および受信電極８を構成して、導線６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂを微細な線径に形成することにより、送信電極７および受信電極８を見えにくくして、タッチパネル装置４の背面側に配置されるＰＤＰ２の画面の視認性を高めることができ、さらに、ＰＤＰ２の画素パターンに送信電極７および受信電極８が重なり合うことで発生するモアレを抑制することができる。また、受信電極８のメッシュピッチを大きくすることで、タッチ操作に応じた応答信号の変化率が大きくなり、タッチ位置の検出精度を高めることができる。
【００６２】
また、図８に示したように、ＰＤＰ２側に配置される送信電極７をメッシュ状電極とすることで、ＰＤＰ２の放射ノイズを遮断するシールド効果が得られるが、この送信電極７のメッシュピッチを小さくすることで、送信電極７によるシールド効果を向上させることができる。また、送信部９の電極選択部１５で送信電極７を１本ずつ選択して駆動信号を印加する際に、非選択状態にある送信電極７をＧＮＤ接続することで、シールド効果をより一層高めることができる。
【００６３】
図１１は、本発明に係るタッチパネル装置の別例を示す概略構成図である。なお、ここでは前記の例と異なる点にのみ言及し、その他の構成は前記の例と同様である。
【００６４】
ここでは、前記の例でのアンテナ１８およびアンテナ受信回路１９に代えて、ＰＤＰ２の放射光を検出する光センサ７１と、光センサ７１の出力信号に基づいてＰＤＰ２の維持放電期間を検知する受光回路（維持放電検知手段）７２とが設けられている。ＰＤＰ２では、画素（放電セル）が維持放電期間で発光するため、光センサ７１でＰＤＰ２の放射光を検出することで、維持放電期間を検知することができる。
【００６５】
受光回路７２は、光センサ７１から出力されるアナログ信号を処理して、維持放電期間か否かを示す維持放電期間検知信号を出力するものであり、ＩＶ変換部７３と、全波整流部７４と、平滑化部７５と、比較部７６と、を備えている。この受光回路７２では、光センサ７１の出力信号に対してＩＶ変換、全波整流、および平滑化処理が行われ、比較部７６で所定の閾値との比較により維持放電期間か否かを示す維持放電期間検知信号を出力する。ＰＤＰ２では、放電セルが維持放電期間で発光するため、発光の有無で維持放電期間を検知することができる。
【００６６】
光センサ７１は、例えばフォトダイオードで構成され、筐体４６のベゼル部４７で覆われる位置、特にＰＤＰ２の表示領域７７の外周縁部で、実際に画像が表示される領域の外側に配置すればよい。また、ＰＤＰ２の表示領域７７内における光センサ７１による監視領域の画素を常時点灯状態として、全てのサブフィールドで維持放電が行われるようにするとよい。なお、光センサ７１は、可視光および赤外光のいずれを検出するものであってもよい。
【００６７】
図１２は、本発明に係るタッチパネル装置の制御方法の別例を説明する波形図である。図１３は、制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図である。
【００６８】
ここでは、維持放電期間を避けてスキャン動作、すなわち送信部９による送信電極７に対する駆動信号の印加および受信部１０による受信電極８からの出力信号の処理を行い、これにより取得した電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求めるようにしている。またここでは、維持放電が終了した後に所定の待ち時間をおいてスキャン動作を行うようにしている。
【００６９】
具体的には、図１３に示すように、アンテナ受信回路１９が出力する維持放電期間検知信号が維持放電期間が終了したことを示していると（ＳＴ２０１でＹｅｓ）、所定の待ち時間が経過した後（ＳＴ２０２）、所定回数のスキャン動作を実行させる（ＳＴ２０３）。ここでは、１本の送信電極７に対応する１ライン分のスキャン動作が所定回数（例えば１０回）実行され、所定ライン数の電極交点ごとの検出データを取得する。
【００７０】
このように維持放電期間が終了するのに応じて、１ライン分のスキャン動作を所定回数実行して、所定ライン数の電極交点ごとの検出データを取得し、これを維持放電期間が終了するたびに繰り返すことで１フレーム分の電極交点ごとの検出データを取得することができ、１フレーム分の検出データが揃ったところで、その検出データに基づくタッチ位置算出処理が行われる。
【００７１】
なお、制御部１１で行われる前記の処理は、ＣＰＵで所定のプログラムを実行することにより実現されるものであり、アンテナ受信回路１９が出力する維持放電期間検知信号に応じたＣＰＵでの割り込みにより前記の処理が実行される。
【００７２】
この図１３に示した処理方法は、図４に示したように、サブフィールドごとに維持放電が実行され、維持放電が終了するたびに定期的に放射ノイズが低くなる期間（初期化放電期間およびアドレス放電期間）が現れる場合に都合がよい。一方、サブフィールドでの維持放電を適宜に省略する制御もあり、この場合には、維持放電が定期的に行われないため、前記の図７に示した処理方法の方が都合がよい。
【００７３】
なお、前記の例では、図１に示したように、ＰＤＰ２の放射ノイズを検出するためにアンテナ１８を設けたが、受信電極８で放射ノイズを検出する構成も可能である。この場合、受信電極８の１本をタッチ位置検出に用いないダミー電極として放射ノイズを検出する構成が簡便である。
【００７４】
また、前記の例では、ＰＤＰ２の放射ノイズや放射光に基づいてＰＤＰ２の維持放電期間を検知するものとしたが、ＰＤＰ２側から維持放電期間か否かを示す信号を出力させ、その信号に基づいてタッチパネル装置２側で維持放電期間を検知する構成も可能である。この場合、ＰＤＰ２側に信号を生成出力する手段を設ける必要がある。これに対して、ＰＤＰ２の放射ノイズや放射光に基づいて維持放電期間を検知する構成は、ＰＤＰ２側に特別な構成を付加する必要がなく、簡便に実施することができ、製造コストの上昇を抑えることができる利点が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明にかかるタッチパネル装置およびこれを備えたプラズマディスプレイ装置は、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる効果を有し、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるタッチパネル装置およびこれを備えたプラズマディスプレイ装置などとして有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１ プラズマディスプレイ装置
２ ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
３ ＰＤＰ制御部
４ タッチパネル装置
５ パネル本体
６ タッチ面
７ 送信電極
８ 受信電極
９ 送信部
１０ 受信部
１１ 制御部
１７ タッチ位置算出部
１８ アンテナ
１９ アンテナ受信回路（維持放電検知手段）
３１ 維持電極
３２ 走査電極
３３ アドレス電極
７１ 光センサ
７２ 受光回路（維持放電検知手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるタッチパネル装置およびこれを備えたプラズマディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネル装置には、タッチ位置を検出する原理が異なる種々の方式があるが、抵抗膜方式や静電容量方式のように多数の電極をパネル内に配設した構成のものでは、電極がアンテナとして作用するため、外来ノイズの影響を受け易くなる。特に静電容量方式では、導電性物体（例えば人体）が接近あるいは接触することによる電極近傍の微小な静電容量の変化を利用してタッチ位置を検出することから、ノイズがタッチ位置の検出精度に大きく影響する。
【０００３】
一方、タッチパネル装置は、プラズマディスプレイパネルや液晶ディスプレイパネルなどの画像表示装置と組み合わせて用いられることが一般的であるが、画像表示装置をタッチパネル装置と一体化した場合、画像表示装置がノイズ源となって、タッチ位置の検出精度を低下させるという問題があり、このような画像表示装置に起因するノイズによる影響を低減する技術が知られている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１７４１２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−００９４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、プラズマディスプレイパネルは、放電に伴う放射ノイズが顕著であるため、前記の従来のノイズ対策は十分な解決策とはならず、タッチ位置の検出精度が大幅に低下して、実用上十分な検出精度を確保することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、プラズマディスプレイパネルと組み合わせて用いる場合に、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができるように構成されたタッチパネル装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のタッチパネル装置は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記送信電極に印加する駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知する維持放電検知手段と、を備え、前記制御部は、前記維持放電検知手段の検知結果に基づいて、維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求める構成とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、プラズマディスプレイパネルにおいて大きな放射ノイズが発生する維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求めるため、放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るプラズマディスプレイ装置１を示す全体構成図
【図２】受信信号処理部１６の概略構成図
【図３】ＰＤＰ２の放電制御を説明する図
【図４】ＰＤＰ２の放電制御を説明する図
【図５】ＰＤＰ２の放射ノイズを示す波形図
【図６】アンテナ受信回路１９の概略構成図
【図７】タッチパネル装置４の制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図
【図８】タッチパネル装置４のパネル本体５とＰＤＰ２とを一体化した状態を示す模式的な断面図
【図９】タッチパネル装置４のパネル本体５およびＰＤＰ２を示す模式的な平面図
【図１０】送信電極７および受信電極８を示す平面図
【図１１】本発明に係るタッチパネル装置の別例を示す概略構成図
【図１２】本発明に係るタッチパネル装置の制御方法の別例を説明する波形図
【図１３】制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
前記課題を解決するためになされた第１の発明は、互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、前記送信電極に印加する駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知する維持放電検知手段と、を備え、前記制御部は、前記維持放電検知手段の検知結果に基づいて、維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求める構成とする。
【００１１】
これによると、プラズマディスプレイパネルにおいて大きな放射ノイズが発生する維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求めるため、放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる。
【００１２】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記送信電極が、前記プラズマディスプレイパネル側に配置され、前記受信電極が、前記プラズマディスプレイパネルと相反するタッチ面側に配置された構成とする。
【００１３】
これによると、受信電極がプラズマディスプレイパネルから離れているため、放射ノイズを受信電極が拾いにくくなり、維持放電期間を除く期間、すなわち初期化放電期間およびアドレス放電期間における放射ノイズの影響を小さく抑えることができる。
【００１４】
また、第３の発明は、前記第１若しくは第２の発明において、前記受信電極は、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と直交する方向に配置された構成とする。
【００１５】
これによると、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズが主に走査電極によるため、受信電極を走査電極と直交する方向に配置することで、放射ノイズを受信電極が拾いにくくなり、維持放電期間を除く期間、すなわち初期化放電期間およびアドレス放電期間における放射ノイズの影響を小さく抑えることができる。
【００１６】
また、第４の発明は、前記第１乃至第３の発明において、前記送信電極および前記受信電極は共に、導線が格子状に配置されたメッシュ状電極で構成された構成とする。
【００１７】
これによると、導線を微細な線径に形成することで電極を見えにくくして、タッチパネル装置の背面側に配置されるプラズマディスプレイパネルの画面の視認性を高めることができる。また、特にメッシュ状電極で構成された送信電極をプラズマディスプレイパネル側に配置することで、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズを遮断するシールド効果が得られるため、維持放電期間を除く期間における放射ノイズの影響を小さく抑えることができる。
【００１８】
また、第５の発明は、前記第４の発明において、前記受信電極のメッシュピッチが前記送信電極のメッシュピッチより大きい構成とする。
【００１９】
これによると、受信電極のメッシュピッチを大きくすることで、タッチ操作に応じた応答信号の変化率が大きくなり、タッチ位置の検出精度を高めることができる。また、特に送信電極をプラズマディスプレイパネル側に配置した場合、送信電極のメッシュピッチを小さくすることで、送信電極によるシールド効果を向上させることができる。
【００２０】
また、第６の発明は、前記第１乃至第５の発明において、前記制御部は、前記送信部による前記送信電極に対する駆動信号の印加および前記受信部による前記受信電極からの出力信号の処理からなるスキャン動作を、維持放電期間か否かに関係なく実行し、前記維持放電検知手段の検知結果に基づいて維持放電期間に取得したものと判断される検出データを破棄して、その破棄された電極交点の検出データを再取得するためにスキャン動作をやり直す構成とする。
【００２１】
これによると、維持放電期間を除く期間を最大限に有効利用して電極交点ごとの検出データを取得することができるため、１フレーム分の電極交点ごとの検出データを効率良く取得することができる。
【００２２】
なお、この他に、維持放電期間を避けてスキャン動作を行い、これにより取得した電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める構成も可能である。
【００２３】
また、第７の発明は、前記第１乃至第６の発明において、前記維持放電検知手段は、前記プラズマディスプレイパネルの放射ノイズを検出するアンテナの出力信号に基づいて前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知する構成とする。
【００２４】
これによると、維持放電期間でプラズマディスプレイパネルの放射ノイズが顕著になるため、放射ノイズの大きさで維持放電期間を検知することができる。この場合、アンテナは、感度を高めるためにプラズマディスプレイパネルの動作周波数の近傍に共振周波数を有する特性に設定するとよい。
【００２５】
また、第８の発明は、前記第１乃至第６の発明において、前記維持放電検知手段は、前記プラズマディスプレイパネルの放射光を検出する光センサの出力信号に基づいて前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知する構成とする。
【００２６】
これによると、プラズマディスプレイパネルの放電セルが維持放電期間で発光するため、発光の有無で維持放電期間を検知することができる。この場合、プラズマディスプレイパネルの表示領域の外周縁部で、実際に画像が表示される領域の外側に、光センサを配置すればよい。なお、光センサは、可視光および赤外光のいずれを検出するものであってもよい。
【００２７】
また、第９の発明は、プラズマディスプレイ装置であり、前記第１乃至第８の発明に係るタッチパネル装置を、前記プラズマディスプレイパネルの前面に備えた構成とする。
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係るプラズマディスプレイ装置１を示す全体構成図である。このプラズマディスプレイ装置１は、プラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼称する）２と、ＰＤＰ制御部３と、タッチパネル装置４とからなっており、タッチパネル装置４のパネル本体５がＰＤＰ２の表示面の前側に配置されている。
【００３０】
タッチパネル装置４のパネル本体５は、指示物（ユーザの指先及びスタイラスや指示棒等の導電体）によるタッチ操作が行われるタッチ面６を備え、互いに並走する複数の送信電極７と互いに並走する複数の受信電極８とが格子状に配置されている。
【００３１】
また、タッチパネル装置４は、送信電極７に対して駆動信号を印加する送信部９と、送信電極７に印加された駆動信号に応答した受信電極８の応答信号を受信して、送信電極７と受信電極８とが交差する電極交点ごとの検出データを出力する受信部１０と、この受信部１０から出力される検出データに基づいてタッチ位置を検出すると共に送信部９及び受信部１０の動作を制御する制御部１１とを備えている。
【００３２】
制御部１１から出力されるタッチ位置情報は、パソコンなどの外部機器１２に入力され、ここで生成した表示画面データがＰＤＰ２を制御するＰＤＰ制御部３に出力される。これによりパネル本体５のタッチ面６上でユーザが指示物で行ったタッチ操作に対応した画像がＰＤＰ２の画面に表示され、タッチ面６にマーカーで直接描画するのと同様の感覚で所要の画像を表示させることができ、またＰＤＰ２の表示画面に表示されたボタンなどを操作することができる。さらに、タッチ操作で描かれた画像を消去するイレーサを用いることもできる。
【００３３】
送信電極７と受信電極８とは、絶縁層を挟んで重なり合う態様で交差しており、この送信電極７と受信電極８とが交差する電極交点にはコンデンサが形成され、ユーザが指等の指示物でタッチ操作を行う際に、指示物がタッチ面６に接近あるいは接触すると、これに応じて電極交点の静電容量が実質的に減少することで、タッチ操作の有無を検出することができる。
【００３４】
ここでは、相互容量方式が採用されており、送信電極７に駆動信号を印加すると、これに応答して受信電極８に充放電電流が流れ、この充放電電流が応答信号として受信電極８から出力され、このとき、ユーザのタッチ操作に応じて電極交点の静電容量が変化すると、受信電極８の充放電電流、すなわち応答信号が変化し、この変化量に基づいてタッチ位置が算出される。この相互容量方式では、受信部１０で応答信号を信号処理して得られる検出データが、送信電極７と受信電極８とによる電極交点ごとに出力されるため、同時に複数のタッチ位置を検出する、いわゆるマルチタッチ（多点検出）が可能である。
【００３５】
制御部１１のタッチ位置算出部１７は、受信部１０から出力される電極交点ごとの検出データから所定の演算処理によってタッチ位置（タッチ領域の中心座標）を求める。このタッチ位置の演算では、Ｘ方向（受信電極８の配列方向）とＹ方向（送信電極７の配列方向）とでそれぞれ隣接する複数（例えば４×４）の電極交点ごとの検出データから所要の補間法（例えば重心法）を用いてタッチ位置を求める。これにより、送信電極７及び受信電極８の配置ピッチ（例えば１０ｍｍ）より高い分解能（例えば１ｍｍ以下）でタッチ位置を検出することができる。
【００３６】
また、制御部１１のタッチ位置算出部１７では、タッチ面６の全面に渡って電極交点ごとの検出データの受信が終了する１フレーム周期ごとにタッチ位置を求める処理が行われ、タッチ位置情報がフレーム単位で外部機器１２に出力される。外部機器１２では、時間的に連続する複数のフレームのタッチ位置情報に基づいて、各タッチ位置を時系列に連結する表示画面データを生成して、ＰＤＰ制御部３に出力する。なお、マルチタッチの場合には、複数の指示物によるタッチ位置を含むタッチ位置情報がフレーム単位で出力される。
【００３７】
送信部９は、駆動信号となるパルスを発生する送信パルス発生部１３と、送信電極７を１本ずつ選択して、送信パルス発生部１３から出力されたパルスを送信電極７に順次印加する電極選択部１４と、を備えている。
【００３８】
受信部１０は、受信電極８から出力される応答信号を処理する受信信号処理部１６と、受信電極８を１本ずつ選択して、受信電極８からの応答信号を受信信号処理部１６に順次入力させる電極選択部１５と、を備えている。
【００３９】
送信部９および受信部１０は、制御部１１から出力される同期信号に応じて動作し、１本の送信電極７にパルス信号を印加する間に、受信電極８を１本ずつ選択して、受信電極８からの応答信号を受信信号処理部１６に順次入力させ、これを全ての送信電極７について順次繰り返すことで、全ての電極交点ごとの応答信号を取り出すことができる。
【００４０】
図２は、受信信号処理部１６の概略構成図である。この受信信号処理部１６は、ＩＶ変換部２１と、バンドパスフィルタ２２と、絶対値検知部２３と、積分部２４と、サンプルホールド部２５と、ＡＤ変換部２６とを備えている。
【００４１】
ＩＶ変換部２１では、電極選択部１５を介して入力される受信電極８の応答信号（充放電電流信号）が電圧信号に変換される。バンドパスフィルタ２２では、ＩＶ変換部２１の出力信号に対して、送信電極７に印加される駆動信号の周波数以外の周波数成分を有する信号を除去する処理が行われる。絶対値検出部（整流部）２３では、バンドパスフィルタ２２の出力信号に対して全波整流が行われる。積分部２４では、絶対値検出部２３の出力信号を時間軸方向に積分する処理が行われる。サンプルホールド部２５では、積分部２４の出力信号を所定のタイミングでサンプリングする処理が行われる。ＡＤ変換部２６では、サンプルホールド部２５の出力信号をＡＤ変換して電極交点ごとの検出データ（レベル信号）を出力する。
【００４２】
図３および図４は、ＰＤＰ２の放電制御を説明する模式図である。図３に示すように、ＰＤＰ２は、維持電極３１と、走査電極３２と、アドレス電極３３と、を備えている。維持電極３１および走査電極３２は互いに平行に配置され、アドレス電極３３は維持電極３１および走査電極３２に対して直交する向きに配置されている。ＰＤＰ２は、ＡＤＳサブフィールド法（Address and Display period Separated sub-field method，アドレス・表示分離型サブフィールド法）により駆動される。図４に示すように、１フィールドを時間軸上で複数（ここでは８つ）のサブフィールドに分割し、各サブフィールドでは、初期化放電とアドレス放電と維持放電とが順次繰り返される。これにより、多階調の画像を表示することができる。
【００４３】
図３（Ａ）に示したように、初期化放電では、維持電極３１と走査電極３２との間で放電が行われ、この放電は全ての放電セルに対して同時に行われる。図３（Ｂ）に示したように、アドレス放電では、走査電極３２とアドレス電極３３との間で放電が行われ、走査電極３２とアドレス電極３３との交点に位置する放電セルが選択される。図３（Ｃ）に示したように、維持放電では、維持電極３１と走査電極３２との間で放電が行われ、アドレス放電で選択された放電セルのみが放電し、これにより映像が表示される。
【００４４】
図５は、ＰＤＰ２の放射ノイズを示す波形図であり、（Ａ）の要部を（Ｂ）に拡大してして示す。初期化放電期間、アドレス放電期間、および維持放電期間のいずれにおいても放射ノイズが発生しているが、維持放電期間では、初期化放電期間およびアドレス放電期間に比較して特に大きな放射ノイズが発生しており、この放射ノイズの影響でタッチ位置の誤検出が発生する。そこでここでは、以下に説明するように、特に放射ノイズが大きい維持放電期間を検知して、放射ノイズによるタッチ位置の誤検出が発生しないようにしている。
【００４５】
図１に示したように、タッチパネル装置４は、ＰＤＰ２の放射ノイズを検出するアンテナ１８を備えており、制御部１１は、アンテナ１８の出力信号に基づいてＰＤＰ２の維持放電期間を検知するアンテナ受信回路（維持放電検知手段）１９を備えており、タッチ位置算出部１７では、アンテナ受信回路１９の検知結果に基づいて、維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求めるようにしている。
【００４６】
図６は、アンテナ受信回路１９の概略構成図である。アンテナ受信回路１９は、アンテナ１８から出力されるアナログ信号を処理して、維持放電期間か否かを示す維持放電期間検知信号を出力するものであり、アンテナ出力検知部４１と、全波整流部４２と、平滑化部４３と、比較部４４と、を備えている。
【００４７】
このアンテナ受信回路１９では、アンテナ１８の出力信号がアンテナ出力検知部４１に入力し、全波整流部４２で全波整流が行われ、平滑化部４３で平滑化処理が行われ、比較部４４で所定の閾値との比較により維持放電期間か否かを示す維持放電期間検知信号を出力する。ＰＤＰ２では、維持放電期間で放射ノイズが顕著になるため、放射ノイズの大きさで維持放電期間を検知することができる（図５参照）。なお、維持放電期間検知信号は、例えば維持放電期間であれば１、維持放電期間でなければ０とすればよい。
【００４８】
アンテナ１８は、例えば基板上に導線をループ状に形成したものでよく、感度を高めるためにＰＤＰ２の動作周波数の近傍に共振周波数を有する特性に設定するとよい。このアンテナ１８は、ＰＤＰ２の表示領域外、すなわちタッチパネル装置４およびＰＤＰ２を収容する筐体４６のベゼル部４７で覆われる位置に配置すればよい。
【００４９】
図７は、タッチパネル装置４の制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図である。ここでは、スキャン動作、すなわち送信部９による送信電極７に対する駆動信号の印加および受信部１０による受信電極８からの出力信号の処理を、ＰＤＰ２の維持放電期間か否かに関係なく実行し、維持放電期間に取得した検出データを破棄して、その破棄された電極交点の検出データを再取得するためにスキャン動作をやり直すようにしている。
【００５０】
具体的には、まず、スキャン動作を実行させて電極交点ごとの検出データを取得し（ＳＴ１０１）、ついでアンテナ受信回路１９から出力される維持放電期間検知信号が維持放電期間であることを示していると（ＳＴ１０２でＹｅｓ）、同じ電極交点の検出データを再取得のための処理が行われる（ＳＴ１０３）。一方、維持放電期間でなければ（ＳＴ１０２でＮｏ）、次の電極交点の検出データを取得するための処理が行われる（ＳＴ１０４）。
【００５１】
このようにして維持放電期間に取得した検出データを破棄してスキャン動作をやり直すことにより、維持放電期間を除く期間、すなわち初期化放電期間およびアドレス放電期間のみで取得した電極交点ごとの検出データを、１フレーム分取得することができ、１フレーム分の検出データが揃ったところで、その検出データに基づくタッチ位置算出処理が行われる。
【００５２】
なお、制御部１１では、スキャン動作により電極交点ごとの検出データを受信部１０から取得し、このときアンテナ受信回路１９の維持放電期間検知信号を同時に受信して、検出データが維持放電期間に取得したものか否かの判定（ＳＴ１０２）が行われる。また、検出データの破棄と、検出データを再取得するためにスキャン動作は、１本の送信電極７に対応する１ライン単位で行うようにするとよい。
【００５３】
以上のように、ＰＤＰ２において大きな放射ノイズが発生する維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求めるため、放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる。特に、スキャン動作を、維持放電期間か否かに関係なく実行した上で、維持放電期間に取得した検出データを破棄して、スキャン動作をやり直すことにより、維持放電期間を除く期間を最大限に有効利用して電極交点ごとの検出データを取得することができるため、１フレーム分の電極交点ごとの検出データを効率良く取得することができる。
【００５４】
図８は、タッチパネル装置４のパネル本体５とＰＤＰ２とを一体化した状態を示す模式的な断面図である。タッチパネル装置４のパネル本体５に設けられた送信電極７はＰＤＰ２側に配置され、受信電極８はＰＤＰ２と相反するタッチ面６側に配置されている。送信電極７は送信電極基板５１上に形成され、受信電極８は受信電極基板５２上に形成されている。送信電極基板５１および受信電極基板５２はＰＥＴなどの透明な絶縁材料で形成される。受信電極８の表面側には、タッチ面６を形成する表面板５３が配置されている。表面板５３は、ガラスなどの透明な絶縁材料で形成される。なお、ＰＤＰ２には、前記のように維持電極３１、走査電極３２、アドレス電極３３が配設されている。
【００５５】
前記のように、ＰＤＰ２では、維持放電期間を除く期間にも初期化放電およびアドレス放電が行われているが、ここでは受信電極８がＰＤＰ２から離れているため、ＰＤＰ２の放射ノイズを受信電極８が拾いにくくなり、維持放電期間を除く期間、すなわち初期化放電期間およびアドレス放電期間における放射ノイズの影響を小さく抑えることができる。
【００５６】
なお、タッチパネル装置４は、指の他に電子ペンによるタッチ操作を検出するように構成してもよく、この場合、電子ペンのペン識別信号を受信電極８を介して送信するようにすると、描画色などの属性（機能）の異なる複数の電子ペンを使い分けて使用することができ、使い勝手が向上する。このような構成では、ＰＤＰ２の放射ノイズでペン識別信号の送信が阻害されることが考えられるが、受信電極８がタッチ面６側に配置されているので、ＰＤＰ２の放射ノイズの影響を受けにくくなるため、ペン識別信号による電子ペンの識別を確実に行うことができる。
【００５７】
図９は、タッチパネル装置４のパネル本体５およびＰＤＰ２を示す模式的な平面図である。図９（Ａ）に示すように、タッチパネル装置４のパネル本体５では、送信電極７がＸ方向に延在し、受信電極８がＹ方向に延在している。一方、図９（Ｂ）に示すように、ＰＤＰ２では、維持電極３１および走査電極３２がＸ方向に延在し、アドレス電極３３がＹ方向に延在している。したがって、タッチパネル装置４の受信電極８は、ＰＤＰ２の走査電極３２と直交する方向に配置された状態となっている。
【００５８】
前記のように、ＰＤＰ２では、維持放電期間を除く期間にも初期化放電およびアドレス放電が行われているが、ＰＤＰ２の放射ノイズは主に走査電極３２によるため、受信電極８を走査電極３２と直交する方向に配置することで、放射ノイズを受信電極８が拾いにくくなり、維持放電期間を除く期間、すなわち初期化放電期間およびアドレス放電期間における放射ノイズの影響を小さく抑えることができる。
【００５９】
図１０は、送信電極７および受信電極８を示す平面図である。送信電極７は、導線６１ａ，６１ｂが格子状に配置されたメッシュ状電極で構成されている。導線６１ａは、送信電極７の長手方向に対して時計方向に所定角度θだけ傾いた方向に延在し、導線６１ｂは、送信電極７の長手方向に対して反時計方向に所定角度θだけ傾いた方向に延在し、導線６１ａ，６１ｂの交差角度２θを９０度より小さくすることで、菱形格子が連続する形態をなしている。なお、導線６１ａ，６１ｂは、交差部分で互いに電気的に接続されている。
【００６０】
受信電極８も、送信電極７と同様に、導線６２ａ，６２ｂが格子状に配置されたメッシュ状電極で構成されており、導線６２ａ，６２ｂの配置形態も、送信電極７の導線６１ａ，６１ｂと同様であるが、受信電極８のメッシュピッチＰ２は、送信電極７のメッシュピッチＰ１より大きくなっている（Ｐ１＜Ｐ２）。
【００６１】
このように送信電極７および受信電極８を構成して、導線６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂを微細な線径に形成することにより、送信電極７および受信電極８を見えにくくして、タッチパネル装置４の背面側に配置されるＰＤＰ２の画面の視認性を高めることができ、さらに、ＰＤＰ２の画素パターンに送信電極７および受信電極８が重なり合うことで発生するモアレを抑制することができる。また、受信電極８のメッシュピッチを大きくすることで、タッチ操作に応じた応答信号の変化率が大きくなり、タッチ位置の検出精度を高めることができる。
【００６２】
また、図８に示したように、ＰＤＰ２側に配置される送信電極７をメッシュ状電極とすることで、ＰＤＰ２の放射ノイズを遮断するシールド効果が得られるが、この送信電極７のメッシュピッチを小さくすることで、送信電極７によるシールド効果を向上させることができる。また、送信部９の電極選択部１５で送信電極７を１本ずつ選択して駆動信号を印加する際に、非選択状態にある送信電極７をＧＮＤ接続することで、シールド効果をより一層高めることができる。
【００６３】
図１１は、本発明に係るタッチパネル装置の別例を示す概略構成図である。なお、ここでは前記の例と異なる点にのみ言及し、その他の構成は前記の例と同様である。
【００６４】
ここでは、前記の例でのアンテナ１８およびアンテナ受信回路１９に代えて、ＰＤＰ２の放射光を検出する光センサ７１と、光センサ７１の出力信号に基づいてＰＤＰ２の維持放電期間を検知する受光回路（維持放電検知手段）７２とが設けられている。ＰＤＰ２では、画素（放電セル）が維持放電期間で発光するため、光センサ７１でＰＤＰ２の放射光を検出することで、維持放電期間を検知することができる。
【００６５】
受光回路７２は、光センサ７１から出力されるアナログ信号を処理して、維持放電期間か否かを示す維持放電期間検知信号を出力するものであり、ＩＶ変換部７３と、全波整流部７４と、平滑化部７５と、比較部７６と、を備えている。この受光回路７２では、光センサ７１の出力信号に対してＩＶ変換、全波整流、および平滑化処理が行われ、比較部７６で所定の閾値との比較により維持放電期間か否かを示す維持放電期間検知信号を出力する。ＰＤＰ２では、放電セルが維持放電期間で発光するため、発光の有無で維持放電期間を検知することができる。
【００６６】
光センサ７１は、例えばフォトダイオードで構成され、筐体４６のベゼル部４７で覆われる位置、特にＰＤＰ２の表示領域７７の外周縁部で、実際に画像が表示される領域の外側に配置すればよい。また、ＰＤＰ２の表示領域７７内における光センサ７１による監視領域の画素を常時点灯状態として、全てのサブフィールドで維持放電が行われるようにするとよい。なお、光センサ７１は、可視光および赤外光のいずれを検出するものであってもよい。
【００６７】
図１２は、本発明に係るタッチパネル装置の制御方法の別例を説明する波形図である。図１３は、制御部１１で行われる処理の手順を示すフロー図である。
【００６８】
ここでは、維持放電期間を避けてスキャン動作、すなわち送信部９による送信電極７に対する駆動信号の印加および受信部１０による受信電極８からの出力信号の処理を行い、これにより取得した電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求めるようにしている。またここでは、維持放電が終了した後に所定の待ち時間をおいてスキャン動作を行うようにしている。
【００６９】
具体的には、図１３に示すように、アンテナ受信回路１９が出力する維持放電期間検知信号が維持放電期間が終了したことを示していると（ＳＴ２０１でＹｅｓ）、所定の待ち時間が経過した後（ＳＴ２０２）、所定回数のスキャン動作を実行させる（ＳＴ２０３）。ここでは、１本の送信電極７に対応する１ライン分のスキャン動作が所定回数（例えば１０回）実行され、所定ライン数の電極交点ごとの検出データを取得する。
【００７０】
このように維持放電期間が終了するのに応じて、１ライン分のスキャン動作を所定回数実行して、所定ライン数の電極交点ごとの検出データを取得し、これを維持放電期間が終了するたびに繰り返すことで１フレーム分の電極交点ごとの検出データを取得することができ、１フレーム分の検出データが揃ったところで、その検出データに基づくタッチ位置算出処理が行われる。
【００７１】
なお、制御部１１で行われる前記の処理は、ＣＰＵで所定のプログラムを実行することにより実現されるものであり、アンテナ受信回路１９が出力する維持放電期間検知信号に応じたＣＰＵでの割り込みにより前記の処理が実行される。
【００７２】
この図１３に示した処理方法は、図４に示したように、サブフィールドごとに維持放電が実行され、維持放電が終了するたびに定期的に放射ノイズが低くなる期間（初期化放電期間およびアドレス放電期間）が現れる場合に都合がよい。一方、サブフィールドでの維持放電を適宜に省略する制御もあり、この場合には、維持放電が定期的に行われないため、前記の図７に示した処理方法の方が都合がよい。
【００７３】
なお、前記の例では、図１に示したように、ＰＤＰ２の放射ノイズを検出するためにアンテナ１８を設けたが、受信電極８で放射ノイズを検出する構成も可能である。この場合、受信電極８の１本をタッチ位置検出に用いないダミー電極として放射ノイズを検出する構成が簡便である。
【００７４】
また、前記の例では、ＰＤＰ２の放射ノイズや放射光に基づいてＰＤＰ２の維持放電期間を検知するものとしたが、ＰＤＰ２側から維持放電期間か否かを示す信号を出力させ、その信号に基づいてタッチパネル装置２側で維持放電期間を検知する構成も可能である。この場合、ＰＤＰ２側に信号を生成出力する手段を設ける必要がある。これに対して、ＰＤＰ２の放射ノイズや放射光に基づいて維持放電期間を検知する構成は、ＰＤＰ２側に特別な構成を付加する必要がなく、簡便に実施することができ、製造コストの上昇を抑えることができる利点が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明にかかるタッチパネル装置およびこれを備えたプラズマディスプレイ装置は、プラズマディスプレイパネルの放射ノイズの影響でタッチ位置の検出精度が低下することを避けることができる効果を有し、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるタッチパネル装置およびこれを備えたプラズマディスプレイ装置などとして有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１ プラズマディスプレイ装置
２ ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）
３ ＰＤＰ制御部
４ タッチパネル装置
５ パネル本体
６ タッチ面
７ 送信電極
８ 受信電極
９ 送信部
１０ 受信部
１１ 制御部
１７ タッチ位置算出部
１８ アンテナ
１９ アンテナ受信回路（維持放電検知手段）
３１ 維持電極
３２ 走査電極
３３ アドレス電極
７１ 光センサ
７２ 受光回路（維持放電検知手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、
前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、
前記送信電極に印加する駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、
前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、
前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知する維持放電検知手段と、を備え、
前記制御部は、前記維持放電検知手段の検知結果に基づいて、維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求めることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記送信電極が、前記プラズマディスプレイパネル側に配置され、前記受信電極が、前記プラズマディスプレイパネルと相反するタッチ面側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記受信電極は、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と直交する方向に配置されたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記送信電極および前記受信電極は共に、導線が格子状に配置されたメッシュ状電極で構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記受信電極のメッシュピッチが前記送信電極のメッシュピッチより大きいことを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記送信部による前記送信電極に対する駆動信号の印加および前記受信部による前記受信電極からの出力信号の処理からなるスキャン動作を、維持放電期間か否かに関係なく実行し、前記維持放電検知手段の検知結果に基づいて維持放電期間に取得したものと判断される検出データを破棄して、その破棄された電極交点の検出データを再取得するためにスキャン動作をやり直すことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
前記維持放電検知手段は、前記プラズマディスプレイパネルの放射ノイズを検出するアンテナの出力信号に基づいて前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項８】
前記維持放電検知手段は、前記プラズマディスプレイパネルの放射光を検出する光センサの出力信号に基づいて前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のタッチパネル装置を、前記プラズマディスプレイパネルの前面に備えたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【請求項１】
互いに並走する複数の送信電極および互いに並走する複数の受信電極が格子状に設けられて、プラズマディスプレイパネルの前面に配置されるパネル本体と、
前記送信電極に対して駆動信号を印加する送信部と、
前記送信電極に印加する駆動信号に応じて前記受信電極から出力される応答信号を受信して電極交点ごとの検出データを出力する受信部と、
前記受信部から出力される電極交点ごとの検出データに基づいてタッチ位置を求める制御部と、
前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知する維持放電検知手段と、を備え、
前記制御部は、前記維持放電検知手段の検知結果に基づいて、維持放電期間を除く期間で取得した電極交点ごとの検出データのみに基づいてタッチ位置を求めることを特徴とするタッチパネル装置。
【請求項２】
前記送信電極が、前記プラズマディスプレイパネル側に配置され、前記受信電極が、前記プラズマディスプレイパネルと相反するタッチ面側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のタッチパネル装置。
【請求項３】
前記受信電極は、前記プラズマディスプレイパネルの走査電極と直交する方向に配置されたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載のタッチパネル装置。
【請求項４】
前記送信電極および前記受信電極は共に、導線が格子状に配置されたメッシュ状電極で構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項５】
前記受信電極のメッシュピッチが前記送信電極のメッシュピッチより大きいことを特徴とする請求項４に記載のタッチパネル装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記送信部による前記送信電極に対する駆動信号の印加および前記受信部による前記受信電極からの出力信号の処理からなるスキャン動作を、維持放電期間か否かに関係なく実行し、前記維持放電検知手段の検知結果に基づいて維持放電期間に取得したものと判断される検出データを破棄して、その破棄された電極交点の検出データを再取得するためにスキャン動作をやり直すことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項７】
前記維持放電検知手段は、前記プラズマディスプレイパネルの放射ノイズを検出するアンテナの出力信号に基づいて前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項８】
前記維持放電検知手段は、前記プラズマディスプレイパネルの放射光を検出する光センサの出力信号に基づいて前記プラズマディスプレイパネルの維持放電期間を検知することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のタッチパネル装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のタッチパネル装置を、前記プラズマディスプレイパネルの前面に備えたことを特徴とするプラズマディスプレイ装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１３８０３６（Ｐ２０１２−１３８０３６Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９１４８８（Ｐ２０１０−２９１４８８）
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２８日（２０１０．１２．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]