JP2015114872A - 半導体装置及び誤差相殺方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タッチ検出期間よりも周期の長い外来ノイズに対してもタッチ検出精度の劣化を防止する。【解決手段】タッチパネルの駆動電極と検出電極との間の容量成分を介して検出電極に現れる信号を周期的に取り込む検出動作において、前記周期的な取り込みによる検出周期として、表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期を採用する。これと共に、前記検出周による周期的な取り込みの各周期の検出期間として、表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の整数倍の期間を併せて採用することは妨げられない。【選択図】図１

Description

本発明は、タッチパネルに対するタッチの検出制御機能を備えた半導体装置、更には周期的な信号取り込み動作において周期的なノイズによる影響を相殺する方法に関し、例えば液晶表示パネルと一体のタッチパネルを制御する半導体制御デバイスに適用して有効な技術に関する。

本出願人は未だ公開されていない先の出願（特願２０１２−２１６７４５）において、タッチパネルを組み込んだ携帯情報端末のＡＣチャージャノイズなどの外来ノイズによるタッチ検出精度の劣化を防止する技術について提案した。即ち、ＡＣチャージャの出力電圧はＡＣチャージャのローカルグランド電圧と一緒に所定の周波数で揺れる場合があり、このとき、ローカルグランドを中心にタッチパネルの外側のグローバルグランドを見ると、グローバルグランドは上記周波数で揺れているのと等価になる。したがって、グローバルグランドに導通する指などがタッチパネルに近接すると、指などによる浮遊容量を介してタッチパネルに作用する表面電圧が上記周波数に同期して周期的に変化されることになる。この変化の周期がタッチ検出周期に一致若しくは整数倍の関係になると、検出回路に特定電圧が周期的に印加され、それが累積されることよって無視し得ないノイズになってタッチ検出精度を劣化させることになる。このような外来ノイズによる問題点（ＡＣチャージャ問題）では、その前提として、タッチパネルと一体の表示パネルに対する周期的な走査及び階調駆動の信号変化タイミングに対してタッチ検出タイミングをずらさなければ、そのような走査及び階調駆動の信号変化によるノイズの影響を受けてタッチ検出精度が劣化してしまう、ことを考慮しなければならない。したがって、表示の走査及び階調駆動周期に対してタッチ検出周期を単位変更してＡＣチャージャ問題を解決しようとすれば、今度は走査及び階調駆動の信号変化によるノイズの影響を受ける虞を生ずる。そこで、上記先の出願では、タッチパネルの積分動作による検出動作周波数は切替えずに、積分動作の各周期における検出期間を選択可能にした。この先の出願の技術は、特許文献１に記載の技術である、静電容量式のタッチパネルの検出サイクルにおいてノイズを低減するために複数の異なる周波数の駆動パルスでタッチパネルを駆動して、その中からノイズの影響が小さい結果を採用すればよいとする技術、を単に適用しただけではＡＣチャージャ問題に対処できないという課題を解決するものであった。

特表２００９−５３５７４２号公報

本発明者は上記先の出願による外来ノイズの影響緩和について更に検討した。即ち、先の出願では、タッチパネルの積分動作の各周期における検出期間を外来ノイズの周期に一致、又はその整数倍にすることを理想とするものである。したがって、外来ノイズの周期が検出期間よりも長い場合には対処することができない。今日、表示画面の高精細化により表示走査周期が短くなる傾向にあり、それにしたがって検出期間も短くなり、対処できる外来ノイズの周波数が高い周波数に制限されて、外来ノイズによるタッチ検出精度の劣化を防止できなくなる虞のあることが本発明者によって見出された。

上記並びにその他の課題と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される実施の形態のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。

すなわち、タッチパネルの駆動電極と検出電極との間の容量成分を介して検出電極に現れる信号を周期的に取り込む検出動作において、前記周期的に信号を取り込む検出周期として、表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期を採用する。これと共に、前記検出周期による周期的な取り込みの各周期の検出期間として、表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の整数倍の期間を併せて採用することは妨げられない。

換言すれば、表示走査周期をＴｓｙｎｃとすると、これに同期するタッチ検出動作ではＴｓｙｎｃ／ｍの周期の外来ノイズに累積的な影響を受ける。ノイズの影響を抑止したい外来ノイズの周期Ｔｎｒは、Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍとなる。したがって、検出周期Ｔｄｃは、Ｔｄｃ＝Ｔｓｙｎｃ×（２×ｎ−１）／ｍ×２に設定し、Ｔｄｃ＝Ｔｎｒ×（２×ｎ−１）／２になるのが最適である。採用を妨げられない検出期間（Ｔｄｔ）に関しては、Ｔｄｔ＝Ｔｓｙｎｃ×ｎ／ｍに設定し、Ｔｄｔ＝Ｔｎｒ×ｎに成るのが最適である。

本願において開示される実施の形態のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。

すなわち、タッチ検出期間よりも周期の長い外来ノイズに対してもタッチ検出精度の劣化を防止することができる。

図１は外来ノイズＮＲの周期Ｔｎｒに応じた検出周期Ｔｄｃの設定形態を例示する波形図である。 図２は図１の第１設定形態Ｂ１、Ｂ２ａ、Ｂ３においてノイズ周波数（横軸）に対するノイズ通過特性を例示する特性図である。 図３は外来ノイズＮＲの周期Ｔｎｒに応じた検出周期Ｔｄｃの設定形態を例示する波形図である。 図４は図３の設定形態で抑止できるノイズ周波数をノイズ周波数（横軸）に対するノイズ通過特性によって例示する特性図である。 図５は検出期間によるＡＣチャージャノイズ対策を例示する波形図である。 図６は図５の第１設定形態Ａ１ａ乃至第３設定形態Ａ３においてノイズ周波数（横軸）に対するノイズ通過特性を例示する特性図である。 図７は外来ノイズに対処するためのタッチシーケンスの一例を示すフローチャートである。 図８はノーマルスキャンの動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 図９は図７におけるノイズ検出スキャン時の動作タイミング波形を例示するタイミングチャートである。 図１０は検出期間設定データ及び検出周期設定データの設計手順を例示するフローチャートである。 図１１は検出周期Ｔｄｃによるノイズ抑止設定を試みたときの位相差、即ち、設定される検出周期Ｔｄｃの理論値と実際の設定値とのずれをＴｓｙｎｃで割ったものと、外来ノイズの影響により誤タッチ検出（誤動作）が発生する関係を例示する説明図である。 図１２はタッチパネルを適用した電子機器の一例として携帯情報端末の概略を例示するブロック図である。 図１３はタッチパネルコントローラ及びサブプロセッサを１個の半導体チップに形成された半導体装置とした場合の携帯情報端末の概略を例示するブロック図である。 図１４はタッチパネルコントローラ及び表示コントローラを１個の半導体チップに形成された半導体装置とした場合の携帯情報端末の概略を例示するブロック図である。 図１５はタッチパネルの電極構成を例示する説明図である。 図１６は表示パネルの電極構成を例示する説明図である。 図１７はタッチパネルコントローラの全体的な構成を例示するブロック図である。 図１８はタッチパネルの等価回路と積分回路の一例を示す回路図である。 図１９はＹ電極Ｙ１〜ＹＭに供給される駆動パルス信号の信号波形を一例する波形図である。 図２０は充電中における携帯情報端末の電源の状態を模式的に示した説明図である。 図２１はタッチパネルにおける指のタッチ部分における電気的接続関係を例示する回路図である。 図２２はＡＣチャージャノイズＶｆｎｇの積分動作への影響を例示する波形図である。

１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される実施の形態について概要を説明する。実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。

〔１〕＜＜タッチパネルコントローラ及びデータプロセッサを含み、検出周期Ｔｄｃ＝Ｔｓｙｎｃ×（２×ｎ−１）／（２×ｍ）を設定＞＞
半導体装置（１０Ａ，１０Ｂ）は、タッチパネルの駆動電極（Ｙ１〜ＹＭ）と検出電極（Ｘ１〜ＸＮ）との間の容量成分を介して検出電極に現れる信号を周期的に取り込んで前記容量成分に応ずる検出データを生成するタッチパネルコントローラ（３）と、データプロセッサ（５）とを含む。前記タッチパネルコントローラは、前記周期的に信号を取り込む検出周期（Ｔｄｃ）と各周期における検出期間（Ｔｄｔ）とを制御する制御回路（３０８）を含む。前記データプロセッサは、前記制御回路に前記検出周期及び前記検出期間を設定すると共に、その設定にしたがって前記タッチパネルコントローラに前記検出データを生成させ、生成された検出データに基づいてタッチ位置を判別する演算処理を行なう。前記データプロセッサが設定する検出周期は、タイミング信号で規定される表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期である。即ち、表示走査周期をＴｓｙｎｃとすると、検出周期Ｔｄｃは、Ｔｄｃ＝Ｔｓｙｎｃ×（２×ｎ−１）／（ｍ×２）（ｎは正の整数）となる。

これによれば、タッチ検出精度を劣化させる着目すべき外来ノイズは表示走査周期に同期するノイズであって表示走査周期の１／ｍの周期を持つノイズ（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）である。検出周期として、表示走査周期の１／ｍの半分を奇数倍した周期を採用することは、外来ノイズの極性が検出周期の１周期毎に反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出周期の２検出毎に相殺可能になる。即ち、そのような検出周期を設定することにより、特定周波数の外来ノイズの影響を抑止することができる。そして、高精細表示による表示走査周期の短縮化とタッチ検出期間の短縮化が進む中で、タッチ検出期間よりも周期の長い外来ノイズに対しても、タッチ検出精度の劣化を防止する効果を発揮することができる。安価なＡＣチャージャには周期的なノイズを発生するものが多く、周期的なノイズの大きなＡＣチャージャを使ってもタッチ検出が可能になるので、タッチ検出を適用したシステムのコスト低減に寄与することができる。

〔２〕＜＜表示走査周期に同期する外来ノイズを相殺する検出周期（Ｔｄｃ＝Ｔｎｒ×（２×ｎ−１）／２）の利用＞＞
項１において、前記データプロセッサは、タッチパネルコントローラで生成した複数の検出周期に応ずる検出データに基づいて、どの検出周期（Ｔｄｃ）が、表示走査周期の１／ｍの周期を持つ外来ノイズの周期（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）の半分を奇数倍した周期に等しくなる関係に最も近くなっているかを評価し、タッチ位置の判別には前記評価にて最も近くなっているとされる結果が得られた検出周期による検出データを用いる方向に制御する。即ち、表示走査周期に同期する外来ノイズの相殺に最適な検出周期Ｔｄｃは、Ｔｄｃ＝Ｔｎｒ×（２×ｎ−１）／２の関係を持つものとなる。

これによれば、タッチ検出精度を劣化させる着目すべき外来ノイズは表示走査周期に同期するノイズであってその周期の１／ｍの周期を持つ（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）ことに鑑みれば、外来ノイズに対し上記評価結果に基づいて最適な検出周期を用いたタッチ位置の判別が可能になる。

〔３〕＜＜Ｔｄｔ＝Ｔｓｙｎｃ×ｎ／ｍを満足する検出期間の設定＞＞
項１において、前記タッチパネルコントローラは、前記検出周期を設定する検出周期設定データで指定された周期的な積分の各周期の検出期間が検出期間設定データで指定される。前記検出期間設定データが規定する検出期間は、表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間である。即ち検出期間Ｔｄｔとして、Ｔｄｔ＝Ｔｓｙｎｃ×ｎ／ｍを満足する期間が設定される。

これによれば、データプロセッサは更に検出期間として表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間を設定することは、外来ノイズの極性が夫々の検出期間内で反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出期間毎に相殺可能になる。したがって、検出周期と検出期間の双方を考慮することにより外来ノイズの影響緩和について相乗的な効果を期待することができる。

〔４〕＜＜表示走査周期に同期する外来ノイズ成分を相殺する検出周期（Ｔｄｃ＝Ｔｎｒ×（２×ｎ−１）／２＝Ｔｓｙｎｃ×（２×ｎ−１）／（２×ｍ））及び検出期間（Ｔｄｔ＝Ｔｎｒ×ｎ＝Ｔｓｙｎｃ×ｎ／ｍ）の利用＞＞
項３において、前記タッチパネルコントローラは、検出周期設定データ及び検出期間設定データで指定された検出周期及び検出期間により前記検出データを生成する。前記データプロセッサは、複数の検出周期及び検出期間による検出データに基づいて、どの検出周期が、表示走査周期の１／ｍの周期を持つ外来ノイズの周期の半分を奇数倍した周期に等しい第１関係（Ｔｄｃ＝Ｔｎｒ×（２×ｎ−１）／２＝Ｔｓｙｎｃ×（２×ｎ−１）／（２×ｍ））に最も近くなっているか、更に、どの検出期間（Ｔｄｔ）が、前記外来ノイズの周期の整数倍の期間に等しい第２関係（Ｔｄｔ＝Ｔｎｒ×ｎ＝Ｔｓｙｎｃ×ｎ／ｍ）に最も近くなっているかを評価する。タッチ位置の判別には前記評価にて最も近くなっているとされる結果が得られた検出周期及び検出期間による検出データを用いる方向に制御する。

これによれば、タッチ検出精度を劣化させる着目すべき外来ノイズが表示走査周期に同期し表示走査周期の１／ｍの周期を持つ（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）ことに鑑みれば、外来ノイズに対し上記評価結果に基づいて最適な検出周期及び検出期間を用いたタッチ位置の判別が可能になる。

〔５〕＜＜検出周期設定データと検出期間設定データの変更＞＞
項４において、前記データプロセッサは、前記制御回路に設定する検出周期設定データと検出期間設定データを個別に設定変更する。

これによれば、外来ノイズの周波数が経時的に変化してもその変化に追従して検出周期及び検出期間を最適化することができる。

〔６〕＜＜複数のパルス周期設定データを格納する不揮発性メモリ＞＞
項１において、前記データプロセッサは、表示走査周期の１／ｍの半分を奇数倍した周期を指定するための複数の検出周期設定データが書き換え可能に格納された不揮発性メモリ（５０）を有する。

これによれば、使用する表示走査周期に応じた検出周期設定データを予め不揮発性メモリに持つことができ、検出周期の初期設定や設定変更の便に供することができる。

〔７〕＜＜検出周期設定データ及び検出期間設定データを格納する不揮発性メモリ＞＞
項３において、前記データプロセッサは、表示走査周期の１／ｍの半分を奇数倍した周期を指定するための複数の検出周期設定データ、及び前記表示走査周期の１／ｍの整数倍の検出期間を指定するための複数の検出期間設定データが書き換え可能に格納された不揮発性メモリ（５０）を有する。

これによれば、使用する表示走査周期に応じた検出周期設定データ及び検出期間設定データを予め不揮発性メモリに持つことができ、検出周期及び検出期間の初期設定や設定変更の便に供することができる。

〔８〕＜＜表示コントローラ＞＞
項１において、表示パネルの前記表示走査周期毎の走査電極の駆動に同期して表示パネルの信号電極に階調信号を供給する表示コントローラ（４）を更に有する。

これによれば、表示走査周期に同期動作されるタッチパネルコントローラと表示コントローラの動作制御を容易化することができる。

〔９〕＜＜タッチ検出、ノイズ検出、Ｔｄｃ＝Ｔｎｒ×（２×ｎ−１）／２の適合性評価＞＞
項１において、前記タッチパネルコントローラは、検出周期設定データで指定された検出周期の前記周期的な取り込みによるタッチ検出とノイズ検出を行なう。前記タッチ検出では前記検出周期に同期する周期で前記駆動電極を駆動して前記周期的な取り込みを行なう。前記ノイズ検出では前記駆動電極の駆動を停止して前記周期的な信号取り込みを行なう。前記データプロセッサは、前記ノイズ検出で得られた複数の検出周期に応ずるデータに基づいて、どの検出周期が、表示走査周期の１／ｍの周期を持つ外来ノイズの周期の半分を奇数倍した周期に等しい関係（第１関係）に最も近くなっているかを評価し、前記タッチ位置の判別は前記タッチ検出で得られたデータに基づいて行い、前記タッチ位置の判別には前記評価にて最も近くなっているとされる結果が得られた検出周期によるデータを用いる。

これによれば、タッチ検出精度を劣化させる着目すべき外来ノイズが表示走査周期に同期し表示走査周期の１／ｍの周期を持つ（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）ことに鑑みれば、外来ノイズに対し最適な検出周期を用いたタッチ位置の判別が可能になる。更に、ノイズ検出ではタッチ検出とは違ってタッチパネルの駆動電極の駆動を停止するから、検出周期が第１関係を満足するか否かの判別においてタッチの有無を考慮することを要さず、その判別が容易になって当該判別精度の向上に資することができる。

〔１０〕＜＜Ｔｄｔ＝Ｔｓｙｎｃ×ｎ／ｍを満足するパルス幅の設定＞＞
項９において、前記タッチパネルコントローラは更に、前記周期的な信号取り込みの各周期の検出期間を検出期間設定データで指定された検出期間に設定して前記タッチ検出とノイズ検出を行ない、前記検出期間設定データが規定する検出期間は、表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間である。

これによれば、データプロセッサは更に検出期間として表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間を設定することは、外来ノイズの極性が夫々の検出期間内で反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出期間毎に相殺可能になる。したがって、検出周期だけでなく検出期間も考慮することにより外来ノイズの影響緩和について相乗的な効果を期待することができる。

〔１１〕＜＜検出周期設定データと検出期間設定データの変更＞＞
項１０において、前記データプロセッサは、前記制御回路に設定する検出周期設定データと検出期間設定データを個別に設定変更する。

これによれば、外来ノイズの周波数が経時的に変化してもその変化に追従して検出周期及び検出期間を最適化することができる。

〔１２〕＜＜タッチ検出、ノイズ検出、Ｔｄｃ＝Ｔｎｒ×（２×ｎ−１）／２、Ｔｄｔ＝Ｔｎｒ×ｎの適合性評価＞＞
項１において、前記タッチパネルコントローラは、検出周期設定データ及び検出期間設定データで指定された検出周期及び検出期間による前記周期的な取り込みによりタッチ検出とノイズ検出を行なう。前記タッチ検出では前記検出周期に同期する周期で前記駆動電極を駆動して前記周期的な信号取り込みを行なう。前記ノイズ検出では前記駆動電極の駆動を停止して前記周期的な信号取り込みを行なう。前記データプロセッサは前記タッチ検出で得られたデータに基づいてタッチ位置の判別を行なう。また、データプロセッサは、前記ノイズ検出で得られた複数の検出周期及び複数の検出期間に応ずるデータに基づいて、どの検出周期（Ｔｄｃ）が、表示走査周期の１／ｍの周期を持つ外来ノイズの周期の半分を奇数倍した周期に等しい第１関係に最も近くなっているか、更に、どの検出期間が、前記外来ノイズの周期の整数倍の期間に等しい第２関係に最も近くなっているかを評価し、タッチ位置の判別には前記評価にて最も近くなっているとされる結果が得られた検出周期及び検出期間による検出データを用いる方向に制御する。

これによれば、タッチ検出精度を劣化させる着目すべきノイズは表示走査周期に同期し表示走査周期の１／ｍの周期を持つ（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）ことに鑑みれば、上記双方の評価結果に基づいて外来ノイズに対し最適な検出周期及び検出期間を用いたタッチ位置の判別が可能になる。更に、ノイズ検出ではタッチ検出とは違ってタッチパネルの駆動電極の駆動を停止するから、どの検出周期が第１関係に最も近くなっているかの判別及びどの検出期間が第２関係に最も近くなっているかの判別においてタッチの有無を考慮することを要さず、その判別が容易になって当該判別精度の向上に資することができる。

〔１３〕＜＜検出周期設定データと検出期間設定データの変更＞＞
項１２において、前記データプロセッサは、前記制御回路に設定する検出周期設定データと検出期間設定データを個別に設定変更する
これによれば、外来ノイズの周波数が経時的に変化してもその変化に追従して検出周期及び検出期間を最適化することができる。

〔１４〕＜＜表示コントローラ及びタッチパネルコントローラを含み、Ｔｄｃ＝Ｔｓｙｎｃ×（２×ｎ−１）／ｍ×２を満足する検出周期の設定＞＞
半導体装置（１０Ｃ）は、表示走査周期に同期して表示パネルの駆動制御を行なう表示コントローラ（４）と、前記表示コントローラによる駆動制御に同期して、タッチパネルの駆動電極と検出電極との間の容量成分を介して前記検出電極に現れる信号を周期的に取り込むことにより前記容量成分に応ずる検出データを検出する制御を行なうタッチパネルコントローラ（３）と、を含む。前記タッチパネルコントローラは、検出周期設定データで指定された検出周期で前記周期的な取り込みを行なう。前記検出周期設定データが規定する検出周期は、前記表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期である。

これによれば、検出周期として、表示走査周期の１／ｍの半分を奇数倍した周期を採用することは、外来ノイズの極性が検出周期の１周期毎に反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出周期の２検出毎に相殺可能になる。即ち、そのような検出周期を設定することにより、特定周波数の外来ノイズの影響を抑止することができる。そして、高精細表示による表示走査周期の短縮化とタッチ検出期間の短縮化が進む中で、タッチ検出期間よりも周期の長い外来ノイズに対しても、タッチ検出精度の劣化を防止する効果を発揮する。安価なＡＣチャージャには周期的ノイズを発生するものが多く、周期的ノイズの大きなＡＣチャージャを使ってもタッチ検出が可能になるので、タッチ検出を適用したシステムのコスト低減に寄与することができる。

〔１５〕＜＜Ｔｄｔ＝Ｔｓｙｎｃ×ｎ／ｍを満足する検出期間の設定＞＞
項１４において、前記タッチパネルコントローラは更に、前記検出周期設定データで指定された周期的な取り込みの各周期の検出期間が検出期間設定データで指定され、前記検出期間設定データが規定する検出期間は、表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間である。

これによれば、データプロセッサは更に検出期間として表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間を設定することは、外来ノイズの極性が夫々の検出期間内で反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出期間毎に相殺可能になる。したがって、検出周期だけでなく検出期間も考慮することにより、外来ノイズの影響緩和について相乗的な効果を期待することができる。

〔１６〕＜＜Ｔｄｃ＝Ｔｓｙｎｃ×（２×ｎ−１）／ｍ×２を満足する検出周期の設定＞＞
半導体装置（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）は、タッチパネルの駆動電極と検出電極との間の容量成分を介して検出電極に現れる信号を周期的に取り込んで前記容量成分に応ずるデータを生成し、前記周期的な取り込みによる検出周期及び各周期における検出期間とを制御する制御回路（３０８）と、前記検出周期を規定する複数の検出周期設定データを格納するための記憶回路（３２０，５０）とを含む。前記記憶回路に格納される複数の検出周期設定データが規定する夫々の検出周期は、タイミング信号で規定される表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期である。

これによれば、検出周期として、表示走査周期の１／ｍの半分を奇数倍した周期を採用することは、外来ノイズの極性が検出周期の１周期毎に反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出周期の２検出毎に相殺可能になる。即ち、そのような検出周期を設定することにより、特定周波数の外来ノイズの影響を抑止することができる。そして、高精細表示による表示走査周期の短縮化とタッチ検出期間の短縮化が進む中で、タッチ検出期間よりも周期の長い外来ノイズに対しても、タッチ検出精度の劣化を防止する効果を発揮することができる。安価なＡＣチャージャには周期的なノイズを発生するものが多く、周期的ノイズの大きなＡＣチャージャを使ってもタッチ検出が可能になるので、タッチ検出を適用したシステムのコスト低減に寄与することができる。

〔１７〕＜＜Ｔｄｔ＝Ｔｓｙｎｃ×ｎ／ｍを満足する検出期間の設定＞＞
項１６において前記記憶回路は、前記検出期間を規定する複数の検出期間設定データを格納するための領域を更に有し、前記記憶回路に格納される検出期間設定データが規定する複数種類の検出期間は、表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間である。

これによれば、データプロセッサは更に検出期間として表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間を設定することは、外来ノイズの極性が夫々の検出期間内で反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出期間毎に相殺可能になる。したがって、検出周期だけでなく検出期間も考慮することにより、外来ノイズの影響緩和について相乗的な効果を期待することができる。

〔１８〕＜＜不揮発性又は揮発性の記憶回路＞＞
項１７において前記記憶回路は、検出周期設定データ及び検出期間設定データが書き込まれた電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ（５０）、又は前記検出周期設定データ及び検出期間設定データが書き込まれる揮発性メモリ（３２０）である。

これによれば、使用する表示走査周期に応じた検出周期設定データ及び検出期間設定データを予め不揮発性メモリに保持させれば、検出周期及び検出期間の初期設定や設定変更の便に供することができる。そのような不揮発性メモリを備えなくても、使用する表示走査周期に応じて半導体装置の外部から検出周期設定データ及び検出期間設定データを受け取って揮発性メモリに保持すれば同じである。

〔１９〕＜＜表示コントローラ及びタッチパネルコントローラを含み、タッチ検出とノイズ検出、Ｔｄｃ＝Ｔｓｙｎｃ×（２×ｎ−１）／ｍ×２を満足する検出周期の設定＞＞
半導体装置（１０Ｃ）は、表示走査周期に同期して表示パネルの駆動制御を行なう表示コントローラ（４）と、前記表示コントローラによる駆動制御に同期して、タッチパネルの駆動電極と検出電極との間の容量成分を介して前記検出電極に現れる信号を周期的に取り込むことにより前記容量成分に応ずる検出データを検出する制御を行なうタッチパネルコントローラ（３）と、を含む。前記タッチパネルコントローラは、検出周期設定データで指定された検出周期による前記周期的な取り込みによるタッチ検出とノイズ検出を行なう。前記タッチ検出では前記検出周期に同期する周期で前記駆動電極を駆動して前記周期的な取り込みを行なう。前記のノイズ検出では前記駆動電極の駆動を停止して前記周期的な取り込みを行なう。前記検出周期設定データが規定する検出周期は、前記表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期である。

これによれば、タッチ検出精度を劣化させる着目すべき外来ノイズは表示走査周期に同期するノイズであって表示走査周期の１／ｍの周期を持つノイズ（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）である。検出周期として、表示走査周期の１／ｍの半分を奇数倍した周期を採用することは、外来ノイズの極性が検出周期の１周期毎に反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出周期の２検出毎に相殺可能になる。即ち、そのような検出周期を設定することにより、特定周波数の外来ノイズの影響を抑止することができる。そして、高精細表示による表示走査周期の短縮化とタッチ検出期間の短縮化が進む中で、タッチ検出期間よりも周期の長い外来ノイズに対しても、タッチ検出精度の劣化を防止する効果を発揮することができる。更に、周期的なノイズの大きなＡＣチャージャを使ってもタッチ検出が可能になるので、タッチ検出を適用したシステムのコスト低減に寄与することができる。また、ノイズ検出ではタッチ検出とは違ってタッチパネルの駆動電極の駆動を停止するから、検出周期が第１関係を満足するか否かの判別においてタッチの有無を考慮することを要さず、その判別が容易になって当該判別精度の向上に資することができる。

〔２０〕＜＜Ｔｄｔ＝Ｔｓｙｎｃ×ｎ／ｍを満足する検出期間の設定＞＞
項１９において、前記タッチパネルコントローラは更に、前記周期的な取り込みの各周期の検出期間を検出期間設定データで指定された検出期間に設定して前記タッチ検出とノイズ検出を行ない、前記検出期間設定データが規定する検出期間は、表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間である。

これによれば、データプロセッサは更に検出期間として表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間を設定することは、外来ノイズの極性が夫々の検出期間内で反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出期間毎に相殺可能になる。したがって、検出周期だけでなく検出期間も考慮することにより、外来ノイズの影響緩和について相乗的な効果を期待することができる。

〔２１〕＜＜Ｔｄｃ＝Ｔｓｙｎｃ×（２×ｎ−１）／（２×ｍ）を満足する検出周期の設定による誤差相殺方法＞＞
誤差相殺方法は、第１電極と第２電極を持つ容量の前記第２電極に現れる信号を基準周期に同期して周期的に取り込む取り込み動作において、前記第１電極に重畳される周期的な外来ノイズによる誤差成分を相殺する方法であって、第１ステップ（Ｓｓｍ１，Ｓｓｍ２，Ｓｓｍ３）と第２ステップ（ＦＡＬ１，ＦＡＬ２）を含む。第１ステップは、前記取り込み動作の検出周期を規定する複数の検出周期設定データを用意するステップである。第２ステップは、前記第１ステップで用意された複数の検出周期設定データの中から、前記誤差成分を相殺して前記取り込み動作の結果を得るのに好適なデータを判別するステップである。前記複数の検出周期設定データが規定する夫々の検出周期は、基準周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期である。

これによれば、取り込み動作で着目すべき外来ノイズは基準周期に同期するノイズであってその周期の１／ｍの周期を持つノイズ（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）であるから、検出周期として、基準周期の１／ｍの半分を奇数倍した周期を採用することは、外来ノイズの極性が検出周期の１周期毎に反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出周期の２検出毎に相殺可能になる。即ち、検出周期を特定周期に設定することにより、特定周波数の外来ノイズの影響を抑止することができる。そして、取り込み期間よりも周期の長い外来ノイズに対してもノイズによる取り込み結果の劣化を防止することができる。

〔２２〕＜＜ノイズ周期（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）に対してＴｄｃ＝Ｔｎｒ×（２×ｎ−１）／２の関係を満足する検出周期の判別＞＞
項２１において、前記第２ステップで判別する前記好適なデータは不適なデータに比べて、前記検出周期（Ｔｄｃ）が、前記基準周期の１／ｍの周期を持つ外来ノイズの周期（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）の半分を奇数倍した周期に等しい関係に最も近くなっている、、検出周期設定データである。

これによれば、取り込み結果を劣化させる着目すべき外来ノイズは基準周期に同期し基準周期の１／ｍの周期を持つ（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）ことに鑑みれば、外来ノイズに対して最適な検出周期を用いた取り込み動作が可能になる。

〔２３〕＜＜Ｔｄｔ＝Ｔｓｙｎｃ×ｎ／ｍを満足する検出期間の設定による誤差相殺方法＞＞
項２２において、前記検出周期の検出期間を規定する複数の検出期間設定データを用意する第３ステップ（Ｓｓｍ１，Ｓｓｍ２，Ｓｓｍ３）と、前記第３ステップで用意された複数の検出期間設定データの中から、前記誤差成分を相殺して前記取り込み動作の結果を得るのに好適なデータを判別する第４ステップ（ＦＡＬ１，ＦＡＬ２）とを更に含む。前記複数の検出期間設定データが規定する複数種類の検出期間（Ｔｄｔ）は、基準周期の１／ｍの整数倍の期間である。

これによれば、検出期間として基準周期の１／ｍの整数倍の期間を設定することは、外来ノイズの極性が夫々の積分期間内で反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出期間毎に相殺可能になる。したがって外来ノイズの影響緩和について相乗的な効果を期待することができる。

〔２４〕＜＜ノイズ周期（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）に対してＴｄｔ＝Ｔｎｒ×ｎの関係を満足する検出期間の判別＞＞
項２３において、前記第４ステップで判別する前記好適なデータは不適なデータに比べて、前記検出期間（Ｔｄｔ）が、前記ノイズの周期（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）の整数倍の期間に等しい関係を満足する、検出期間設定データである。

これによれば、取り込み結果を劣化させる着目すべき外来ノイズは基準周期に同期し基準周期の１／ｍの周期を持つ（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）ことに鑑みれば、外来ノイズに対して最適な検出周期及び検出期間を用いて取り込み動作が可能になる。

２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。

≪タッチパネルを適用した電子機器≫
図１２にはタッチパネルを適用した電子機器の一例として携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）の概略が例示される。

同図に示される携帯情報端末は、タッチパネル（ＴＰ）１、表示パネル（ＤＰ）２、タッチパネルコントローラ（ＴＰＣ）３、表示コントローラ（ＤＰＣ）４、サブプロセッサ（ＳＭＰＵ）５、ホストプロセッサ（ＨＭＰＵ）６、及びその他周辺機器（ＰＲＰＨ）７を有する。ここで、タッチパネルコントローラ３、表示コントローラ４、及びサブプロセッサ５は、例えばＣＭＯＳ集積回路製造技術によって１個の半導体チップに形成された１チップの半導体装置１０Ａとされる。図１３に例示されるようにタッチパネルコントローラ３及びサブプロセッサ５を１個の半導体チップに形成された半導体装置１０Ｂとし、表示コントローラ４を別チップで構成することも可能である。この構成は、表示コントローラ４の仕様が変わり、タッチパネル検出の仕様が変わらない場合、表示コントローラ４の１チップを差し替えることにより、容易に新仕様のタッチパネルシステムを構成できるというメリットがある。半導体装置１０ＢはＨｓｙｎｃ、Ｖｓｙｎｃのような表示用の同期信号を表示コントローラ４から受け取る。或いは、図１４に例示されるようにタッチパネルコントローラ３及び表示コントローラ４を１個の半導体チップに形成された半導体装置１０Ｃとし、サブプロセッサ５を別チップで構成することも可能である。この構成は、サブプロセッサ５上に構築するソフトウェアを流用して複数世代の製品を設計する場合に適している。即ち、液晶表示及びタッチ検出のハードウエア設計と、タッチ検出結果を使ったソフトウェア設計を、分業して開発可能なように、半導体装置の機能を切り分けルことができる。特に図示はしないが、タッチパネルコントローラ３、表示コントローラ４、及びサブプロセッサ５の夫々を個別の半導体チップに別々形成することも妨げられない。

表示パネル２は、例えばガラス基板上に表示規模に応じて透明電極及び液晶による画素が形成されて成る。タッチパネル１は、特に制限されないが、表示パネルの表面にそれと一体的に形成されたインセル構造を有し、複数の駆動電極（Ｙ電極）と複数の検出電極（Ｘ電極）が誘電体を介して交差配置され、所謂互容量方式のタッチパネルとして構成される。

タッチパネルコントローラ３は駆動電極に順次駆動パルスを供給したりすることにより、タッチパネル１の駆動電極と検出電極との間の容量成分を介して検出電極に現れる信号を周期的に積分して前記容量成分に応ずる検出データを生成する。

サブシステム用のサブプロセッサ５はタッチパネルコントローラ３に対する初期設定や動作モードを制御する。また、サブプロセッサ５は、タッチパネルコントローラ３が取得した検出データに基づいて、指が接近したタッチ位置の演算及び外来ノイズの評価などを行なう。サブプロセッサ５はデータプロセッサの一例である。サブプロセッサ５やホストプロセッサ６は中央処理装置（ＣＰＵ）とその周辺回路を備えたプログラム処理装置である。

ホストプロセッサ６は携帯情報端末の全体的な制御を司る。例えばホストプロセッサ６が表示制御の一貫として表示データを生成すると、表示コントローラ４がその表示データを受け取って、表示タイミングに同期しながら表示データに応ずる表示信号を表示パネル２に供給する。また、ホストプロセッサ６は、サブプロセッサ５が演算した位置座標を受け取り、そのときの表示内容と位置座標との関係から、タッチパネル１に対する操作を解析して、その入力に応答する制御を行なう。

その他周辺回路７として、携帯情報端末に必要な通信制御ユニット、画像処理ユニット、音声処理ユニット、及びその他データ処理用のアクセラレータなどを有する。

図１５にはタッチパネル１の電極構成が例示される。タッチパネル１は横方向に形成された多数の駆動電極（Ｙ電極）Ｙ１〜ＹＭと、縦方向に形成された多数の検出電極（Ｘ電極）Ｘ１〜ＸＮとが電気的に絶縁されて配置される。各電極毎にその延在方向の途中に複数の方形状電極が成形され、電気的に絶縁された隣接する方形状電極の間に交点容量が形成される。交点容量にグローバルグランドに導通する指などの物体が近接すると、それによる浮遊容量が前記交点容量に加わることになって、当該電極合間の容量成分（合成容量成分）が交点容量よりも小さくされる。タッチパネルコントローラ３が生成する検出データにはその容量成分の差に応ずる信号差が現れることになる。

図１６には表示パネル２の電極構成が例示される。同図に示される表示パネル２の表示サイズは例えば４８０ＲＧＢ×６４０のカラー表示規模とされる。表示パネル２は横方向に形成された走査電極としてのゲート電極Ｇ１〜Ｇ６４０と縦方向に形成された信号電極としてのドレイン電極Ｄ１〜Ｄ１４４０とが配置され、その交点部分には選択端子が対応する走査電極に接続され、入力端子が対応する信号電極に接続された多数の表示セル（サブピクセル）が配置される。表示コントローラは、例えば、垂直同期信号で規定される１フレーム表示期間にゲート電極Ｇ１〜Ｇ６４０の順次駆動（表示ラインの走査駆動）を制御し、夫々のゲート電極の駆動毎に、ドレイン電極Ｄ１〜Ｄ１４４０に階調信号（表示信号）を与えることにより、サブピクセルの液晶素子の透過度を表示ライン単位で制御していく。

図１７にはタッチパネルコントローラ３の全体的な構成が例示される。タッチパネルコントローラ３は駆動回路（ＹＤＲＶ）３００、検出回路（ＸＤＴＣ）３１０、ＡＤ変換回路（ＡＤＣ）３０４、ＲＡＭ３０５、バスインタフェース回路（ＢＩＦ）３０６、及び制御回路としてのシーケンス制御回路（ＳＱＥＮＣ）３０８を有する。検出回路３１０は、例えば積分回路（ＩＮＴＧＲ）３０１、サンプルホールド回路（ＳＨ）３０２、及びセレクタ（ＳＬＣＴ）３０３などによって構成される。ここでは検出回路３１０に対する校正用の回路は図示を省略してある。

駆動回路３００はタッチ検出のためにＹ電極Ｙ１〜ＹＭに駆動パルスを順次出力する動作を所定タイミングで繰返す。一つのＹ電極毎に駆動パルスを複数回出力する。このとき、駆動パルスはそのパルス周期及びパルス幅で規定されるタイミングにしたがって前記容量成分を介してＸ電極Ｘ１〜ＸＮに信号を生成する。積分回路３０１はそのようにして生成される信号を積分する回路であるが、周期的な外来ノイズによる成分がその積分動作で同じように累積されないように、上記駆動パルスのパルス周期及びパルス幅を決定できるようになっている。その内容については詳細を後述する。

積分回路３０１で積分された信号ＶＯＵＴ１〜ＶＯＵＴＮはＸ電極Ｘ１〜ＸＮ毎にサンプルホールド回路３０２に保持され、保持された信号は、例えばセレクタ３０３で選択され、選択された信号がＡＤ変換回路３０４でアナログ信号からデジタル信号に変換されて検出データとされる。変換された検出データはＲＡＭ３０５に蓄積される。ＲＡＭ３０５に蓄積された検出データはバスインタフェース回路３０６を介してサブプロセッサ５に供給され、ディジタルフィルタ演算及び座標演算に供される。

シーケンス制御回路３０８は制御信号Ｃｓｉｇ１〜Ｃｓｉｇ６を用いて駆動回路３００、積分回路３０１、サンプルホールド回路３０２、セレクタ３０３、ＡＤ変換回路３０４及びバスインタフェース回路３０６の動作を制御し、また、制御信号Ｃｓｉｇ７によってＲＡＭ３０５のアクセス制御を行なう。特に制限されないが、駆動回路３００がＹ電極に出力する駆動パルスのパルス電圧Ｖｂｓｔ、積分回路３０１が入力するＸ電極の初期化電圧ＶＨＳＰ、及びその他の電源電圧ＶＩＣはタッチパネルコントローラ３の外部から供給される。

図１８にはタッチパネル１の等価回路と積分回路３０１の一例が示される。タッチパネル１には、Ｙ電極Ｙ１〜ＹＭとＸ電極Ｘ１〜ＸＮ電極がマトリクス状に配置され、その交差部に形成される交点容量はＣｘｙとして図示される。

積分回路３０１は、例えばＸ電極Ｘ１〜ＸＮをチャージするためのプリチャージ電圧ＶＨＳＰと、Ｘ電極Ｘ１〜ＸＮにプリチャージ電圧として電圧ＶＨＳＰを選択的に印加するスイッチＳＷ２、非反転入力端子（＋）に基準電圧として電圧ＶＨＳＰが印加されるオペアンプＡＭＰｉｔ、オペアンプＡＭＰｉｔの反転入力端子（−）を選択的に対応するＸ電極に接続するスイッチＳＷ２ｂ、オペアンプＡＭＰｉｔの反転入力端子（−）と出力端子との間に配置された積分コンデンサＣｓ、積分コンデンサＣｓをリセットするためのスイッチＳＷ１によって構成される。尚、スイッチＳＷ１は検出に使用するコンデンサＣｓに重畳された電荷をリセットする。特に制限されないが、スイッチＷＳ２はＹ電極Ｙ１〜ＹＭのパルス駆動期間にオフ状態にされ、スイッチＳＷ２とＳＷ２ｂは相補的にスイッチ制御される。駆動端子ＰＹ１〜ＰＹＭは駆動電極Ｙ１〜ＹＭに接続される駆動回路３００の駆動端子である。検出端子ＰＸ１〜ＰＸＮは検出電極Ｘ１〜ＸＮに接続される積分回路３０１の検出端子である。

図１９にはＹ電極Ｙ１〜ＹＭに供給される駆動パルス信号の信号波形の一例が示される。例えばＹ電極Ｙ１〜ＹＭには電極の配列順に複数の駆動パルスが供給される。例えば、Ｙ電極１本当たり１０個の駆動パルスが所定のパルス幅及びパルス周期で供給される例を便宜的に示す。１本のＹ電極を複数回パルス駆動する期間は、表示パネルの複数の表示ラインを順次走査駆動する期間（複数の表示走査期間）に対応される。例えば表示パネルの水平同期信号に同期される１表示走査期間にタッチパネルのＹ電極を２回パルス駆動するとき、１本のＹ電極のパルス駆動回数を１０回とすれば、５表示ラインの表示期間中に１本のＹ電極を１０回パルス駆動して積分動作を行なう。複数回のパルス駆動による積分動作によって検出感度を上げることができる。Ｔ１はタッチパネルの全面に対する１回のタッチ検出期間になる。

図８には積分回路３０１による積分動作の一例としてタッチ検出の動作タイミングが例示される。図８においてＶｓｙｎｃは表示パネル２の垂直同期信号、Ｈｓｙｎｃは水平同期信号、ｃｌｋはタッチパネルコントローラ３及び表示コントローラ４の動作基準クロックである。ここでは、水平同期信号Ｈｓｙｎｃで規定される水平同期期間Ｔｓｙｎｃは表示走査周期の一例とされる。予め決められた複数の水平同期期間Ｔｓｙｎｃ毎に積分回路３０１で検出信号ＶＯＵＴ１〜ＶＯＵＴＮを生成する積分動作が繰返される。夫々の積分動作に当たり、先ず、スイッチＳＷ１がオン状態にされると共にスイッチＳＷ２がオン状態にされることにより、Ｘ電極Ｘｎ（ｎ＝１，…，Ｎ）が電圧ＶＨＳＰでプリチャージされ、コンデンサＣｓの電荷がリセットされる。これに後続する水平動同期期間Ｔｓｙｎｃ毎に、ゲート電極Ｇ１〜Ｇ６４０に対するパルス駆動期間（Ｔｇｐ）のパルス変化タイミングからずれたタイミングでＹ電極Ｙｍ（ｍ＝１，…，Ｍ）が２回づつパルス駆動される。Ｙ電極Ｙｍがパルス駆動されるときスイッチＳＷ２がオフ状態にされ、スイッチＳＷ２ｂがオン状態にされる。スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２がオフ状態で、スイッチＳＷ２ｂがオンにされた状態において、Ｙ電極Ｙｍに駆動パルス（パルス電圧をＶｙとする）が入力されると、Ｙ電極Ｙｍ上の交点容量Ｃｘｙを介して夫々のＸ電極Ｘｎには電荷（＝Ｖｙ×Ｃｘｙ）が移動し、これを反転入力端子（−）に受けるオペアンプＡＭＰｉｔの出力電圧ＶＯＵＴｎがその移動電荷に応ずる電圧分だけ下がる。その交点容量Ｃｘｙの近傍に指があればそれによる浮遊容量によって当該交点容量Ｃｘｙの容量値が減少する。例えば指の接近によって合成容量が容量値Ｃｆだけ減少したとすれば、Ｘ電極ＸｎのオペアンプＡＭＰｉｔに入力される電荷はＶｙ×（Ｃｘｙ−Ｃｆ）となる。したがって、タッチ時のオペアンプＡＭＰｉｔの出力ＶＯＵＴｎのレベル低下は、非タッチ時のレベル低下よりも小さくなる。この出力信号ＶＯＵＴｎがＡＤ変換回路３０４でデジタル値の検出データに変換され、サブプロセッサ５による座標演算などに供せられることになる。

《ＡＣチャージャノイズ》
周期的な外来のノイズとしてＡＣチャージャノイズについて説明する。図２０には充電中における携帯情報端末の電源の状態が模式的に示される。タッチパネル１を組み込んだ携帯情報端末９はＡＣチャージャ（ＡＣアダプタ）１１を用いてバッテリの充電が行われる。ＡＣチャージャ１１、即ちＡＣ／ＤＣコンバータは、例えば、ＡＣ１００Ｖの商用電源１２を、携帯情報端末９のバッテリの直流電圧ＶＢＡＴに変換する。ここで、ＧＮＤは対地グランド（グローバルグランド）であり、ＡＧＮＤは携帯情報端末のグランド（ローカルグランドとしての端末グランド）を示す。携帯情報端末９においては対地グランドＧＮＤと端末グランドＡＧＮＤは分離される。ＡＣチャージャ１１の中には、その出力電圧ＶＢＡＴが端末グランド電圧ＡＧＮＤと一緒に所定の周波数で揺れるものが多数ある。すなわち、対地グランドＧＮＤを基準に考えれば、携帯情報端末９側の直流電圧ＶＢＡＴは変動しているように見える。その変動幅はＡＣチャージャ１１の種類によっても、また、バッテリに対する充電状態によっても相違され、例えば、その周波数が１ｋＨｚ〜５００ｋＨｚ程度で変動しているように見える。直流電圧ＶＢＡＴにおけるそのような変動周波数は、ＡＣチャージャ１１を構成するＡＣ／ＤＣレギュレータの動作周波数に大きく依存し、レギュレータの動作周波数は、携帯情報端末９に内蔵しているバッテリの残量で変動することが知られている。

図２０には、端末グランドＡＧＮＤを基準に対地グランドＧＮＤとタッチパネル１における指のタッチ部分の表面電位Ｖｆｎｇとの関係が示されており、上述の説明から明らかなように、表面電位Ｖｆｎｇは端末グランドＡＧＮＤ基準で１ｋＨｚ乃至５００ｋＨｚ程度で変動しているように見えることになる。

図２１にはタッチパネル１における指のタッチ部分における電気的接続関係が例示される。Ｒｔｘはタッチパネル１のＹ電極Ｙｍの抵抗負荷であり、Ｒｒｘはタッチパネル１のＸ電極Ｘｎの抵抗負荷である。Ｃｘｙはタッチパネル１の相互容量である。図中破線の右側は、積分回路３０１を前提とした検出回路の一例であり、Ｘ電極Ｘｎが接続された検出回路に対して、スイッチ群ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ２ｂを制御して検出動作が実現される。実際の検出動作は、Ｙ電極Ｙｍに周波数ｆ０の矩形パルスを入力し、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ２ｂの制御は、図８で説明した通り、矩形パルスの変化に同期されている。これに対して、前記表面電位Ｖｆｎｇは、指による浮遊容量Ｃｆを介して例えばＸ電極Ｘｎに印加されることになる。この表面電位Ｖｆｎｇは、ＡＣチャージャ１１を接続したことによって発生する１ｋ〜５００ｋＨｚ程度のノイズ（ＡＣチャージャノイズ）であり、Ｘ電極Ｘｎを介して積分回路３０１に入力されることになる。以下、表面電位ＶｆｎｇをＡＣチャージャノイズとも記す。

図２２はＡＣチャージャノイズＶｆｎｇの積分動作への影響が例示される。ＡＣチャージャノイズＶｆｎｇの周波数ｆが、Ｙ電極Ｙｍに印加される駆動パルスの周波数ｆ０と一致、更には周波数ｆ０の整数倍の周波数に一致すると、積分回路３０１の積分動作によって得られる検出信号ＶＯＵＴｎに重畳されるノイズ成分が大きくなる。図２２において、駆動パルスのパルスＴｄｔが検出期間と考えられるが、検出期間Ｔｄｔの中にＡＣチャージャノイズＶｆｎｇが足し込まれることになる。図中でＡＣチャージャノイズＶｆｎｇの中心線（一点鎖線）より上がＡＣチャージャノイズＶｆｎｇのプラス成分、下がＡＣチャージャノイズＶｆｎｇのマイナス成分である。駆動パルスが印加される度に毎回ＡＣチャージャノイズが足し込まれるためにそれが積分回路３０１の出力ＶＯＵＴｎでノイズとして観測される。即ち、図２２ではＡＣチャージャノイズＶｆｎｇの周波数ｆが駆動パルスの周波数ｆ０に等しい場合の検出信号ＶＯＵＴｎは破線で示され、ＡＣチャージャノイズがない実線の場合に比べて、Ｘ電極Ｘｎに現れる電位が毎回高くなって累積され、その結果、検出信号ＶＯＵＴｎに差電圧ＶｎｏｉｓｅとしてＡＣチャージャノイズＶｆｎｇの影響が現れる。ＡＣチャージャノイズＶｆｎｇの周波数ｆが駆動パルスの周波数ｆ０の整数倍である場合も同様である。

ちなみに、ＡＣチャージャノイズＶｆｎｇの周波数ｆと、駆動パルスの周波数ｆ０又はその整数倍の周波数が実質的に一致しない場合は、複数回の駆動パルス入力による検出動作の平均化効果でＡＣチャージャノイズＶｆｎｇの影響は緩和されることになる。

≪検出期間によるＡＣチャージャノイズ対策≫
上述から明らかなように、ＡＣチャージャノイズのような、タッチ検出精度を劣化させる外来ノイズは水平同期期間としての表示走査周期Ｔｓｙｎｃに同期するノイズであって表示走査周期Ｔｓｙｎｃの１／ｍ（ｍは正の整数）の周期を持つノイズ（Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍ）である。この外来ノイズは上記ＡＣチャージャノイズＶｆｎｇに代表される。

検出期間によるＡＣチャージャノイズ対策は、先の出願（特願２０１２−２１６７４５）においても提案された内容であり、図５に例示されるように、駆動電極Ｙｍに対する駆動パルスのパルス幅、即ち検出期間Ｔｄｔを、表示走査周期Ｔｓｙｎｃの１／ｍである外来ノイズＮＲの周期Ｔｎｒの整数倍の期間に一致又は近づけるようにする。数式で表現すれば、検出期間Ｔｄｔを、Ｔｄｔ＝Ｔｓｙｎｃ×ｎ／ｍ＝Ｔｎｒ×ｎとなる関係に近づけるように設定する。当然ではあるが、前提としてＴｄｔ＜Ｔｓｙｎｃである。

前述のように、タッチ検出は、表示走査周期Ｔｓｙｎｃに同期させて表示パネルの駆動ノイズが少ない期間で行なうという、表示同期検出が行われている。表示走査周期Ｔｓｙｎｃに同期させてタッチ検出を行なうと、Ｔｓｙｎｃ／ｍの関係にある周期の外来ノイズが、重畳された場合に検出精度が劣化することになる。ＡＣチャージャノイズが外来ノイズＮＲの代表例である。図５では外来ノイズＮＲの周期Ｔｎｒに応じた検出期間の設定形態が例示される。即ち、抑止しようとするノイズ周期（Ｔｎｒ）のｎ倍に検出期間Ｔｄｔを設定する。このように調整すると、検出期間Ｔｄｔの最初から最後までの間に、正方向と負方向のノイズ成分が均等に加わることになるため、ノイズの影響がキャンセルされる。

図５の第１設定形態Ａ１ａ及びＡ１ｂは、Ｔｄｔ＝１／２×Ｔｓｙｎｃに設定し、ｆｓ＝１／Ｔｓｙｎｃとするとき２×ｆｓの倍数の周波数の外来ノイズＮＲの影響を抑止可能とした場合を例示する。即ち、第１設定形態Ａ１ａは、Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ×（１／２）の外来ノイズＮＲの影響を抑止可能とする。第２設定形態Ａ１ｂは、Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ×（１／４）の外来ノイズＮＲの影響を抑止可能とする。

図５の第２設定形態Ａ２は、Ｔｄｔ＝（１／３）×Ｔｓｙｎｃに調整し、３×ｆｓの倍数の外来ノイズＮＲの影響を抑止可能とした場合を例示する。ここでは３×ｆｓの外来ノイズＮＲを例示する。

図５の第３設定形態Ａ３は、Ｔｄｔ＝（１／４）×Ｔｓｙｎｃに調整し、４×ｆｓの倍数の外来ノイズＮＲの影響を抑止可能とした場合を例示する。ここでは４×ｆｓの外来ノイズＮＲを例示する。

図６には第１設定形態Ａ１ａ乃至第３設定形態Ａ３においてノイズ周波数（横軸）に対するノイズ通過特性を例示する。ｆｓ＝１／Ｔｓｙｎｃであり、縦軸は検出結果が受けるノイズの影響を模式的に示したものであり、ノイズの影響を受ける周波数には縦線を付してある。これは、検出期間Ｔｄｔが、表示走査周期Ｔｓｙｎｃの１／ｍである外来ノイズＮＲの周期Ｔｎｒの整数倍の期間であればノイズの影響がキャンセルされることを意味する。第１設定形態Ａ１ａの場合は１／２×Ｔｓｙｎｃに設定した検出期間Ｔｄｔに対して２×ｆｓの周波数の整数倍の周波数２×ｆｓ、４×ｆｓ、６×ｆｓ、８×ｆｓ、…を持つ外来ノイズＮＲに対して影響を抑止することができることを示している。第２設定形態Ａ２の場合は１／３×Ｔｓｙｎｃに設定した検出期間Ｔｄｔに対して３×ｆｓの周波数の整数倍の周波数３×ｆｓ、６×ｆｓ、…を持つ外来ノイズＮＲに対して影響を抑止することができるということを示している。第３設定形態Ａ３の場合は１／４×Ｔｓｙｎｃに設定した検出期間Ｔｄｔに対して４×ｆｓの周波数の整数倍の周波数４×ｆｓ、８×ｆｓ、…を持つ外来ノイズＮＲに対して影響を抑止することができるということを示している。しかしながら、検出期間ＴｄｔによるＡＣチャージャノイズ対策では、長い周期のノイズＮＲを抑止することは難しい。すなわち、周期的な積分動作の各検出期間Ｔｄｔを外来ノイズの周期と一致、又はその整数倍にする場合に、長い周期の外来ノイズＮＲに対処するには検出期間Ｔｄｔも長くしなければならず、表示期間における表示動作ノイズの発生タイミングに検出期間Ｔｄｔが重なる可能性が高くなり、タッチ検出の感度低下を避けられなくなる。特に表示の高精細によって表示走査周期Ｔｓｙｎｃが短くなる傾向にあっては益々長い周期のノイズＮＲを抑止することが難しくなる。

≪検出周期によるＡＣチャージャノイズ対策≫
次に検出周期Ｔｄｃを調整して、特定周期のノイズを抑止する手法について説明する。これは、検出期間Ｔｄｔを外来ノイズＮＲの周期Ｔｎｒの整数倍の期間にするという対策では長い周期の外来ノイズの影響を抑止し難いという点を解決するためである。

検出周期によるＡＣチャージャノイズ対策は、図１に例示されるように、駆動電極Ｙｍに対する駆動パルスのパルス周期、即ち、検出周期Ｔｄｃを、表示走査周期Ｔｓｙｎｃの１／ｍである外来ノイズＮＲの周期の半分を奇数倍した周期に一致または近づけるようにする。数式で表現すれば、検出周期Ｔｄｃを、Ｔｄｃ＝Ｔｓｙｎｃ×（２×ｎ−１）／（ｍ×２）（ｎは正の整数）となる関係に近づけるように設定する。当然であるが、前提としてＴｄｃ＜Ｔｓｙｎｃである。

図１では外来ノイズＮＲの周期Ｔｎｒに応じた検出周期Ｔｄｃの設定形態が例示される。即ち、抑止しようとするノイズ周期（Ｔｎｒ）の半分の奇数倍に検出周期Ｔｄｃを設定する。このように調整すると、外来ノイズＮＲの極性が検出周期の１周期毎に反転することを可能にするから、外来ノイズの影響が検出周期の２検出毎に相殺可能になる。換言すれば、２回の検出にて、ちょうど半位相ずれたノイズ影響を取り込むことになり、ノイズの影響がキャンセルされる。

図１の第１設定形態Ｂ１は、Ｔｄｃ＝（１／２）×Ｔｓｙｎｃに調整し、ｆｓ＝１／Ｔｓｙｎｃのときｆｓの奇数倍の周波数の外来ノイズＮＲの影響を抑止可能とした場合を例示する。即ち、第１設定形態Ｂ１はＴｎｒ＝Ｔｓｙｎｃの外来ノイズＮＲの影響を抑止可能とする。

図１の第２設定形態Ｂ２ａ及びＢ２ｂは、Ｔｄｃ＝（１／４）×Ｔｓｙｎｃに調整し、２×ｆｓの奇数倍の外来ノイズの影響を抑止可能とする。即ち、第２設定形態Ｂ２ａは、Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ×（１／２）の外来ノイズＮＲの影響を抑止可能とする。第２設定形態Ｂ２ｂは、Ｔｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ×（１／６）の外来ノイズＮＲの影響を抑止可能とする。

図１の第３設定形態Ｂ３は、Ｔｄｃ＝（１／６）×Ｔｓｙｎｃに調整し、３×ｆｓの奇数倍の外来ノイズの影響を抑止可能とする。

図２には第１設定形態Ｂ１、Ｂ２ａ、Ｂ３においてノイズ周波数（横軸）に対するノイズ通過特性を例示する。ｆｓ＝１／Ｔｓｙｎｃであり、縦軸は検出結果が受けるノイズの影響を模式的に示したものであり、ノイズの影響を受ける周波数には縦線を付してある。これは、検出周期Ｔｄｃが、表示走査周期Ｔｓｙｎｃの１／ｍである外来ノイズＮＲの周期の半分を奇数倍した周期であればノイズの影響がキャンセルされることを意味する。

第１設定形態Ｂ１の場合は１／２×Ｔｓｙｎｃに設定した検出周期Ｔｄｃに対してｆｓの周波数の奇数倍の周波数ｆｓ、３×ｆｓ、５×ｆｓ、７×ｆｓ、…を持つ外来ノイズＮＲに対して影響を抑止することができることを示している。第２設定形態Ｂ２ａの場合は１／４×Ｔｓｙｎｃに設定した検出周期Ｔｄｃに対して２×ｆｓの周波数の奇数倍の周波数２×ｆｓ、６×ｆｓ、…を持つ外来ノイズＮＲに対して影響を抑止することができるということを示している。第３設定形態Ｂ３の場合は１／６×Ｔｓｙｎｃに設定した検出周期Ｔｄｃに対して３×ｆｓの周波数の奇数倍の周波数３×ｆｓ、９×ｆｓ、…を持つ外来ノイズＮＲに対して影響を抑止することができるということを示している。

検出周期Ｔｄｃの上記調整手法によれば、例えば、２×ｆｓの外来ノイズを抑止するとき、図５の検出期間Ｔｄｔによる調整手法ではＴｄｔ＝（１／２）×Ｔｓｙｎｃの設定が必要である（図５及び図６の第１設定形態Ａ１ａ）。これに対し、検出周期Ｔｄｃの設定手法では、Ｔｄｃ＝（１／４）×Ｔｓｙｎｃの設定となり（図１及び図２の第２設定形態携帯Ｂ２ａ）、より短い検出動作期間で外来ノイズの抑止が可能となる。特に、表示パネルの高精細化が進んだとき、１フレーム期間内で表示に必要な時間が増え、タッチ検出動作に使える時間が減少するので、より短い検出動作期間でも外来ノイズを抑止可能であることが必要となる。したがって、高精細表示による表示走査周期の短縮化とタッチ検出期間の短縮化が進む中で、タッチ検出期間（Ｔｄｔ）よりも周期の長い外来ノイズＮＲに対しても、タッチ検出精度の劣化を防止する効果を発揮することができる。

≪検出期間及び検出周期の双方によるＡＣチャージャノイズ対策≫
外来ノイズ対策として検出周期と検出期間の両方を使って調整可能であることは言うまでもない。検出期間Ｔｄｔと検出周期Ｔｄｃをそれぞれ特定の値に設定することにより、より多くの周波数のノイズを抑止できる。

図３では外来ノイズＮＲの周期Ｔｎｒに応じた検出周期Ｔｄｃの設定形態が例示される。一例として第１設定形態C1として、図１の第２設定形態Ｂ２ａと同一の波形を示している。この波形にて、検出周期Ｔｄｃは（１／４）×Ｔｓｙｎｃに調整され、２×ｆｓの奇数倍のノイズの影響を抑止することできる。この例では、検出期間Ｔｄｔの大きさに注意が払われておらず非常に短く設定されており、検出期間Ｔｄｔによるノイズ抑止効果は非常に高い高周波側に現れていることになる。

図３の第２設定形態Ｃ２では、検出周期Ｔｄｃは、第１設定形態Ｃ１と同じく（１／４）×Ｔｓｙｎｃとし、２×ｆｓの奇数倍の外来ノイズの影響を抑止することができる。このとき、検出期間Ｔｄｔについては、（１／５）×Ｔｓｙｎｃに設定され、５×ｆｓの倍数の外来ノイズの影響も抑止できるようになっている。

図３の第３設定形態Ｃ３では、第１設定形態Ｃ１と同じく（１／４）×Ｔｓｙｎｃとし、２×ｆｓの奇数倍の外来ノイズの影響を抑止することができる。このとき、検出期間Ｔｄｔは、（１／７）×Ｔｓｙｎｃに設定され、７×ｆｓの倍数の外来ノイズの影響も抑止できるようになっている。

図４には図３の設定形態で抑止できるノイズ周波数がノイズ周波数（横軸）に対するノイズ通過特性によって示される。検出周期Ｔｄｃを単独設定した場合の図２の特性、及び検出期間Ｔｄｔを単独設定した場合の図６に比べ、一つの設定形態で多くの周期の外来ノイズを抑止でき、効率の良い外来ノイズ対策が可能となる。

尚、図１及び図３では検出周期として短い方の周期に着目して説明したが長い方の検出周期は表示走査周期Ｔｓｙｎｃとの関係により自ら定まる。例えば、図１の第２設定形態２Ｂａの場合、短い方の検出周期は（１／４）×Ｔｓｙｎｃであるから、長い方の検出周期は（３／４）×Ｔｓｙｎｃとなる。

≪検出期間設定データ及び検出周期設定データの設定≫
上述のＡＣチャージャノイズ対策で説明した設定形態を実現するために、例えば、サブプロセッサ５は電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ、例えばフラッシュメモリ５０を備え、フラッシュメモリ５０にチャージャノイズ対策に必要な検出周期設定データ及び検出期間設定データを予め格納可能にしておく。予め格納する設定データは、例えば、タッチパネルコントローラ３の設計段階で生成される。

図１０には検出期間設定データ及び検出周期設定データの設計手順が例示される。先ず、表示パネル２の特性から、表示パネル２の駆動条件の一つである表示走査周期Ｔｓｙｎｃを確定する（Ｓ１）。次に、確定した表示走査周期Ｔｓｙｎｃで特定されるパルス駆動期間（Ｔｇｐ）を特定する（Ｓ２）。パルス駆動期間（Ｔｇｐ）は図８に基づいて説明しように、表示パネルを走査駆動するそのパルス立ち上がり及び立ち下がりにおいて表示パネル２側からのノイズが顕在化する。

次に、携帯情報端末のシステム要件から抑止が必要な複数の外来ノイズの周期（Ｔｎｒ）を選定する（Ｓ３）。前記システム要件とは、特に脆弱なノイズ周波数や、フィルタなどの別の回路構成によってノイズ対策がなされている特定周波数、などを考慮するという意味である。

そして、ステップＳ１乃至Ｓ３で決定した条件に基づいて夫々の外来ノイズ周期に対する複数の検出周期（Ｔｄｃ）及び検出期間（Ｔｄｔ）を算出する（Ｓ４）。算出された複数の検出周期（Ｔｄｃ）及び検出期間（Ｔｄｔ）は設定候補として用いられる。図１０の設計手順は例えばエンジニアリングワークステーションなどのデータ処理装置で実行する設計支援ツールを用いて実現することができる。

このように算出された検出周期（Ｔｄｃ）を設定するための検出周期設定データ及び検出期間（Ｔｄｔ）を設定するために検出期間設定データは、対処すべき外来ノイズの周波数を想定して、半導体装置１０Ａ，１０Ｂ，又は１０Ｃの出荷前に、サブプロセッサ５のフラッシュメモリに格納しておく。対処すべき外来ノイズの想定周波数とこれに対処できる検出周期及び検出期間の算出では、図２及び図４で説明したノイズ周波数に対するノイズ通過特性を参照して多くの種類のノイズ周波数を効率的に抑止できる組合せを想定することが効果的である。

そのような半導体装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが組み込まれたシステム上では、システム起動時に、サブプロセッサ５のＣＰＵ５１がフラッシュメモリ５０からサブプロセッサ５内の揮発性メモリ、例えばＳＲＡＭなどの揮発性メモリから成るＣＰＵ５１のワークＲＡＭに内部転送されて使用される。

検出周期設定データ及び検出期間設定データについては半導体装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの出荷前に予めフラッシュメモリに格納しておくことに限定されない。例えばシステムの初期動作時にサブプロセッサ５又はホストプロセッサ６がソフトウェアプログラムによって動的に演算して取得するようにしてもよい。動的とは、外来ノイズの影響を実際に観測して最適な検出周期と検出期間を決定するという意味であり、外来ノイズの影響を実際に観測する手法として後述するノイズ検出スキャンを流用して行なえばよい。或いはシステムの初期動作時に、携帯情報端末の通信機能を利用して検出周期設定データ及び検出期間設定データをダウンロードするようにしてもよい。また、外来ノイズの影響が特に大きい場合には、サブプロセッサ５から表示コントローラ４に表示走査周期Ｔｓｙｎｃなどの液晶表示駆動条件を変更する命令を発行し、表示走査周期Ｔｓｙｎｃを変えて好適な外来ノイズ抑止条件を探すことも可能である。好適な外来ノイズ抑止条件を探す場合にも後述するノイズ検出スキャンを流用して行なえばよい。

≪外来ノイズに対処するタッチシーケンス≫
図７には外来ノイズに対処するためのタッチシーケンスの一例が示される。先ず、サブプロセッサ５がタッチパネルコントローラ３にタッチ検出条件としてフラッシュメモリ５０から読み出した検出周期Ｔｄｃ及び検出期間Ｔｄｔの設定データをロードし（動作条件ＳＴ１）、更に、タッチパネルコントローラ３にタッチパネルスキャン開始命令（ＴＰスキャン開始命令ＩＳ１）を送信する（Ｓｍ１）。ＴＰスキャン開始命令ＩＳ１を受けたタッチパネルコントローラ３は、タッチ検出用のタッチ検出スキャン（以下ノーマルスキャンとも記す）ＮＳ１を行なう。更に、そのときに受けている外来ノイズに対して最適なタッチ検出条件を探すためのノイズ検出スキャンＦＳ１を行なう。ノーマルスキャンＮＳ１及びノイズ検出スキャンＦＳ１の夫々はタッチパネル１の一面全体に対するスキャンである。タッチパネルコントローラ３はノーマルスキャンＮＳ１及びノイズ検出スキャンＦＳ１の夫々によって検出データをＲＡＭ３０５に取得すると、タッチパネルスキャン完了報告ＲＰ１をサブプロセッサ５に与える（Ｓｔｐ１）。

タッチパネルスキャン完了報告ＲＰ１を受けたサブプロセッサ５は、タッチパネルコントローラ３のＲＡＭのＲＡＭ３０５からノーマルスキャンＮＳ１及びノイズ検出スキャンＦＳ１の夫々によって検出データを読み出す（Ｓｔｒ１）。

サブプロセッサ５はタッチパネルコントローラ３に次のタッチ検出条件（動作条件ＳＴ２）と、次のタッチパネルスキャン開始命令（ＴＰスキャン開始命令ＩＳ２）を送信（Ｓｍ１）した後に、ステップＳｔｒ１で読み出したノーマルスキャンＮＳ１の結果を分析し（ＮＡＬ１）、ノイズ検出スキャンＦＳ１の結果を分析する（ＦＡＬ１）。ノーマルスキャン結果の分析では、検出データに基づいてタッチ判定が行われる。ノイズ検出スキャンの結果の分析では、その積分動作による検出データによる外来ノイズの積み上げ値の大小を判別する。結果分析の間、タッチパネルコントローラ３では次のノーマルスキャンＮＳ２とノイズ検出スキャンＦＳ２が行われる。以下同様に、ＴＰスキャン完了報告ＲＰ２，ＴＰスキャン結果ＲＳＬＴ２の転送（Ｓｔｒ２）、動作条件ＳＴ３とＴＰスキャン開始命令ＩＳ３の転送（Ｓｓｍ３）、ノーマルスキャン結果ＮＡＬ２の分析、ノイズ検出結果ＦＡＬ２の分析、ノーマルスキャンＤＡ３、ノイズ検出スキャンＦＳ３などが順次行われる。

例えば、検出周期と検出期間を夫々変更してノイズ検出スキャンＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３を３回行い、夫々のノイズ検出スキャンＦＳ１，ＦＳ２，ＦＳ３によるノイズ検出結果分析ＦＡＬ１，ＦＡＬ２，…による分析結果の中で外来ノイズの積み上げ値が最も小さい検出周期及び検出期間の組合せを最適なタッチ検出条件として把握する。把握された検出条件は、所要のタイミングで後のノーマルスキャンのスキャン設定に用いられる。即ち、サブプロセッサ５は、前記ノイズ検出スキャンで得られた複数の検出周期及び複数の検出期間に応ずるデータに基づいて、どの検出周期Ｔｄｃが、表示走査周期Ｔｓｙｎｃの１／ｍの周期を持つ外来ノイズＮＲの周期の半分を奇数倍した周期に等しい第１関係に最も近くなっているか、更に、どの検出期間Ｔｄｔが、外来ノイズＮＲの周期の整数倍の期間に等しい第２関係に最も近くなっているかを評価し、タッチ位置の判別には前記評価にて最も近くなっているとされる結果が得られた検出周期Ｔｄｃ及び検出期間Ｔｄｔによる検出データを用いる方向でタッチ判別のための制御を行う。

図７の外来ノイズに対処するタッチシーケンスは、Ｙ電極ＹｍとＸ電極Ｘｎ電極を持つ容量の前記Ｘ電極Ｘｎに現れる信号を表示走査周期Ｔｓｙｎｃに同期して周期的に積分する積分動作において、Ｘ電極Ｘｎに重畳される周期的な外来ノイズＮＲによる誤差成分を相殺する誤差相殺方法の一例として位置付けられる。即ち、動作条件設定ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、…のステップＳｓｍ１、Ｓｓｍ２，Ｓｓｍ３は検出周期Ｔｄｃの設定データを用意する第１ステップと、検出周期の検出期間Ｔｄｔを規定する検出期間設定データを用意する第３ステップとに相当する。ノイズ検出結果分析ＦＡＬ１，ＦＡＬ２のステップは、第１ステップで用意された複数の積分周期設定データの中から、前記誤差成分を相殺して前記積分動作の結果を得るのに好適なデータを判別する第２ステップ、そして、前記第３ステップで用意された複数の検出期間設定データの中から、前記誤差成分を相殺して前記積分動作の結果を得るのに好適なデータを判別する第４ステップに相当される。第２ステップで判別する前記好適なデータは、前記基準周期の１／ｍの周期を持つ外来ノイズの周期の半分を奇数倍した周期に等しい関係に最も近くなっている積分周期を指定する積分周期設定データとなる。同様に、第４ステップで判別する前記好適なデータは、前記外来ノイズの周期の整数倍の期間に等しい関係に最も近くなっている積分期間を指定する積分期間設定データとなる。

図８にはノーマルスキャンの動作タイミングの一例が示されている。ここでは外来ノイズを抑止するために検出周期Ｔｄｃと検出期間Ｔｄｔの双方を制御する。Ｇ１〜Ｇ６４０、Ｄ１〜Ｄ１４４０は表示コントローラ４が表示パネル２に出力する信号であり、それによって表示パネル２への画像情報が書き込まれる。この動作により液晶表示系の駆動ノイズが発生し、パルス駆動期間Ｔｇｐで示す期間はタッチ検出には不向きとなる。即ち、タッチ検出は、表示走査周期Ｔｓｙｎｃの期間（Ｈｓｙｎｃの周期）からパルス駆動期間Ｔｇｐを除いた期間で行われる。ここでは、検出期間Ｔｄｔは図１８のスイッチＳＷ２がオフ状態にされてＸ電極Ｘｎが対応する積分回路に接続する期間である。検出周期ＴｄｃはＴｓｙｎｃ期間中のスイッチＳＷ２のパルスの周期である。Ｙ電極Ｙｍは、スイッチＳＷ２のオフタイミングから少し遅れて、同一周期で駆動される。少し遅らすのは、Ｘ電極Ｘｎと積分回路を接続してから、電荷注入するためである。ＶＯＵＴｎは、図１８の積分回路の出力であり、Ｙ電極Ｙｍからの電荷注入の影響が積上げられて得られる信号である。

図９には図７におけるノイズ検出スキャン時の動作タイミング波形が例示される。図９の各波形のうち、Ｙ電極Ｙｍと出力信号ＶＯＵＴｎ以外は、図８と同じである。ノイズ検出スキャンでは、スイッチＳＷ２をノーマルスキャン同様に動作させるが、Ｙ電極Ｙｍは駆動させない。これにより、Ｙ電極Ｙｍから電荷を注入せずに積分動作を行なうことになる。即ち、出力信号ＶＯＵＴｎには、外来ノイズの影響による情報だけが積上げられていくことになる。即ち、外来ノイズの解析ではタッチの有無を考慮することを要さず、その判別が容易になって当該判別精度の向上に資することができる。

ノイズ検出スキャンの結果に対しては、外来ノイズの影響の積上げ結果の大小に基づいて、外来ノイズの影響がキャンセルされているか否かを判別することができる。換言すれば、設定した検出周期Ｔｄｃ及び検出期間Ｔｄｔが外来ノイズのキャンセルに効果があるか否かを評価することになり、外来ノイズの影響の積上げ結果が最も小さくなる、最適な検出条件を探すことができる。これにより、タッチ検出精度を劣化させる着目すべき外来ノイズがＴｎｒ＝Ｔｓｙｎｃ／ｍであることに鑑みれば、外来ノイズに対し上記評価結果に基づいて最適な検出周期及び検出期間を用いたタッチ位置の判別が可能になる。

図７のシーケンス図に示すようなタッチ検出条件を順次切替える動作を所定インターバル毎に行ない、その結果から外来ノイズの影響の積上げ結果が最も小さくなる条件を最適条件として、次からのタッチ検出の条件に用いるようにすることができる。サブプロセッサ５がソフトウェアにしたがって指示したときだけ図７のシーケンス図に示すようなタッチ検出条件を順次切替える動作を行って、タッチ検出条件の再評価を行なってタッチ検出条件を最適化するようにしてもよい。また、図7に例示されるように複数の検出周期と検出期間を夫々設定するノイズ検出スキャンとノーマルスキャンを毎回行って、その中から最適なノーマルスキャン結果を選んでタッチ位置の判別に供する手順を採用してもよい。

≪設定による検出周期の制御精度≫
図１１には検出周期Ｔｄｃによるノイズ抑止設定を試みた時の位相差、即ち、設定される検出周期Ｔｄｃの理論値と実際の設定値とのずれをＴｓｙｎｃで割ったものと、外来ノイズの影響により誤タッチ検出（誤動作）が発生する関係を例示する。

図１１に例示されるように検出周期の設定のずれが０．５％より大きいと誤タッチが発生する虞が高くなることが予測される。図１１において、位相差＞０．０１π［ｒａｄ］／２π［ｒａｄ］＝０．５％にて誤タッチ発生有無の境界が存在している。縦軸のノイズ影響の１００ｓｔｅｐを誤タッチ発生と見積もっている。これに従えば、例えば、Ｔｓｙｎｃ＝２５μｓの液晶表示動作を行なうシステムであれば、検出周期Ｔｄｃの調整は、２５μｓ×０．０１π／２π＝１２５ｎｓより小さい精度で切り替えができるように構成が必要である。したがって、検出周期の設定精度についてその誤差が０．５％以下に抑えられるように考慮することは、外来ノイズを抑制する検出周期の設定の容易化に資することができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、タッチパネルは表示パネルに対してインセル構造であることに限定されない。以上で説明した検出周期及び検出期間の例は一例であり適宜変更可能であることは言うまでもない。

また、第１電極と第２電極を持つ容量の前記第２電極に現れる信号を基準周期に同期して周期的に積分する積分動作において、前記第１電極に重畳される周期的な外来ノイズによる誤差成分を相殺する誤差相殺方法はタッチ検出に適用される場合に限定されず、その他の適宜の回路に適用可能であることは言うまでもない。

また、タッチパネルコントローラによる積分動作は、タッチパネルの駆動電極（Ｙ１〜ＹＭ）と検出電極（Ｘ１〜ＸＮ）との間の容量成分を介して検出電極に現れる信号を周期的に取込む周期的な取り込み動作の一例である。この取り込み動作は積分動作に限定されず、検出電極に現れる信号を順次平均する平均処理などであってもよい。要するに、検出電極に現れる信号を積み上げ的に処理する操作であればよい。

また、検出周期と検出期間は適宜の組合せで個別に設定指定してよいことは言うまでもない。更に、検出期間を一定とし、検出周期だけ複数に緒候補から可変可能に設定するようにしてよいことは言うまでもない。

１ タッチパネル（ＴＰ）
２ 表示パネル（ＤＰ）
３ タッチパネルコントローラ（ＴＰＣ）
４ 表示コントローラ（ＤＰＣ）
５ サブプロセッサ（ＳＭＰＵ）
６ ホストプロセッサ（ＨＭＰＵ）
７ その他周辺機器（ＰＲＰＨ）
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 半導体装置
Ｙ１〜ＹＭ 駆動電極（Ｙ電極）
Ｘ１〜ＸＮ 検出電極（Ｘ電極）
Ｇ１〜Ｇ６４０ 走査電極（ゲート電極）
Ｄ１〜Ｄ１４４０ 信号電極（ドレイン電極）
３００ 駆動回路（ＹＤＲＶ）
３０１ 積分回路（ＩＮＴＧＲ）
３０２ サンプルホールド回路（ＳＨ）
３０３ セレクタ（ＳＬＣＴ）
３０４ ＡＤ変換回路（ＡＤＣ）
３０５ ＲＡＭ
３０６ バスインタフェース回路（ＢＩＦ）
３０８ シーケンス制御回路（ＳＱＥＮＣ）
３１０ 検出回路（ＸＤＴＣ）
Ｃｘｙ 交点容量は
ＶＨＳＰ プリチャージ電圧
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ２ｂ スイッチ
ＡＭＰｉｔ オペアンプ
Ｃｓ 積分コンデンサ
Ｖｓｙｎｃ 垂直同期信号
Ｈｓｙｎｃ 水平同期信号
Ｔｓｙｎｃ 表示走査周期（水平同期期間）
ＶＯＵＴ１〜ＶＯＵＴＮ 検出信号
Ｔｇｐ パルス駆動期間
Ｔｄｔ 検出期間
Ｔｄｃ 検出周期
Ｖｆｎｇ ＡＣチャージャノイズ
ＮＲ 外来ノイズ

Claims (24)

1. タッチパネルの駆動電極と検出電極との間の容量成分を介して検出電極に現れる信号を周期的に取り込んで前記容量成分に応ずる検出データを生成するタッチパネルコントローラと、データプロセッサとを含む半導体装置であって、
   前記タッチパネルコントローラは、前記信号を周期的に取り込む検出周期と各周期における検出期間とを制御する制御回路を含み、
   前記データプロセッサは、前記制御回路に前記検出周期及び前記検出期間を設定すると共に、その設定にしたがって前記タッチパネルコントローラに前記検出データを生成させ、生成された検出データに基づいてタッチ位置を判別する演算処理を行ない、
   前記データプロセッサが設定する検出周期は、タイミング信号で規定される表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期である、半導体装置。
2. 請求項１において、前記データプロセッサは、タッチパネルコントローラで生成した複数の検出周期に応ずる検出データに基づいて、どの前記検出周期が、表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の周期を持つ外来ノイズの周期の半分を奇数倍した周期に等しくなる関係に最も近くなっているかを評価し、タッチ位置の判別には前記評価にて最も近くなっているとされる結果が得られた検出周期による検出データを用いる方向に制御する、半導体装置。
3. 請求項１において、前記タッチパネルコントローラは、前記検出周期を設定する検出周期設定データで指定された周期の検出期間が検出期間設定データで指定され、
   前記検出期間設定データが規定する検出期間は、表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間である、半導体装置。
4. 請求項３において、前記タッチパネルコントローラは、検出周期設定データ及び検出期間設定データで指定された検出周期及び検出期間により前記検出データを生成し、
   前記データプロセッサは、複数の検出周期及び検出期間による検出データに基づいて、どの検出周期が、表示走査周期の１／ｍの周期を持つ外来ノイズの周期の半分を奇数倍した周期に等しい第１関係に最も近くなっているか、更に、どの検出期間が、前記外来ノイズの周期の整数倍の期間に等しい第２関係に最も近くなっているかを評価し、タッチ位置の判別には前記評価にて最も近くなっているとされる結果が得られた検出周期及び検出期間による検出データを用いる方向に制御する、半導体装置。
5. 請求項４において、前記データプロセッサは、前記制御回路に設定する検出周期設定データと検出期間設定データを個別に設定変更する、半導体装置。
6. 請求項１において、前記データプロセッサは、表示走査周期の１／ｍの半分を奇数倍した周期を指定するための複数の検出周期設定データが書き換え可能に格納された不揮発性メモリを有する、半導体装置。
7. 請求項３において、前記データプロセッサは、表示走査周期の１／ｍの半分を奇数倍した周期を指定するための複数の検出周期設定データ、及び前記表示走査周期の１／ｍの整数倍の検出期間を指定するための複数の検出期間設定データが書き換え可能に格納された不揮発性メモリを有する、半導体装置。
8. 請求項１において、表示パネルの前記表示走査周期毎の走査電極の駆動に同期して表示パネルの信号電極に階調信号を供給する表示コントローラを更に有する、半導体装置。
9. 請求項１において、前記タッチパネルコントローラは、検出周期設定データで指定された検出周期の前記周期的な取り込みによるタッチ検出とノイズ検出を行ない、
   前記タッチ検出では前記検出周期に同期する周期で前記駆動電極を駆動して前記周期的な取り込みを行ない、
   前記ノイズ検出では前記駆動電極の駆動を停止して前記周期的な取り込みを行ない、
   前記データプロセッサは、前記ノイズ検出で得られた複数の検出周期に応ずるデータに基づいて、どの検出周期が、表示走査周期の１／ｍの周期を持つ外来ノイズの周期の半分を奇数倍した周期に等しい関係に最も近くなっているかを評価し、前記タッチ位置の判別は前記タッチ検出で得られたデータに基づいて行ない、前記タッチ位置の判別には前記評価にて最も近くなっているとされる結果が得られた検出周期によるデータを用いる、半導体装置。
10. 請求項９において、前記タッチパネルコントローラは更に、前記周期的な取り込みの各周期の検出期間を検出期間設定データで指定された検出期間に設定して前記タッチ検出とノイズ検出を行ない、
    前記検出期間設定データが規定する検出期間は、表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間である、半導体装置。
11. 請求項１０において、前記データプロセッサは、前記制御回路に設定する検出周期設定データと検出期間設定データを個別に設定変更する、半導体装置。
12. 請求項１において、前記タッチパネルコントローラは、検出周期設定データ及び検出期間設定データで指定された検出周期及び検出期間による前記周期的な取り込みによりタッチ検出とノイズ検出を行ない、
    前記タッチ検出では前記検出周期に同期する周期で前記駆動電極を駆動して前記周期的な取り込みを行ない、
    前記のノイズ検出では前記駆動電極の駆動を停止して前記周期的な取り込みを行ない、
    前記データプロセッサは前記タッチ検出で得られたデータに基づいてタッチ位置の判別を行ない、前記ノイズ検出で得られた複数の検出周期及び複数の検出期間に応ずるデータに基づいて、どの検出周期が、表示走査周期の１／ｍの周期を持つ外来ノイズの周期の半分を奇数倍した周期に等しい第１関係に最も近くなっているか否か、更に、どの検出期間が、前記外来ノイズの周期の整数倍の期間に等しい第２関係に最も近くなっているかを評価し、タッチ位置の判別には前記評価にて最も近くなっているとされる結果が得られた検出周期及び検出期間による検出データを用いる方向に制御する、半導体装置。
13. 請求項１２において、前記データプロセッサは、前記制御回路に設定する検出周期設定データと検出期間設定データを個別に設定変更する半導体装置。
14. 表示走査周期に同期して表示パネルの駆動制御を行なう表示コントローラと、
    前記表示コントローラによる駆動制御に同期して、タッチパネルの駆動電極と検出電極との間の容量成分を介して前記検出電極に現れる信号を周期的に取り込むことにより前記容量成分に応ずる検出データを検出する制御を行なうタッチパネルコントローラと、を含む半導体装置であって、
    前記タッチパネルコントローラは、検出周期設定データで指定された検出周期で前記周期的な取り込みを行ない、
    前記検出周期設定データが規定する検出周期は、前記表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期である、半導体装置。
15. 請求項１４において、前記タッチパネルコントローラは更に、前記検出周期設定データで指定された前記周期的な取り込みの各周期の検出期間が検出期間設定データで指定され、
    前記検出期間設定データが規定する検出期間は、表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間である、半導体装置。
16. タッチパネルの駆動電極と検出電極との間の容量成分を介して検出電極に現れる信号を周期的に取り込んで前記容量成分に応ずるデータを生成する半導体装置であって、
    前記周期的な取り込みによる検出周期及び各周期における検出期間とを制御する制御回路と、
    前記検出周期を規定する複数の検出周期設定データを格納するための記憶回路とを含み、
    前記記憶回路に格納される複数の検出周期設定データが規定する夫々の検出周期は、タイミング信号で規定される表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期である、半導体装置。
17. 請求項１６において前記記憶回路は、前記検出期間を規定する複数の検出期間設定データを格納するための領域を更に有し、
    前記記憶回路に格納される検出期間設定データが規定する複数種類の検出期間は、表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間である、半導体装置。
18. 請求項１７において前記記憶回路は、検出周期設定データ及び検出期間設定データが書き込まれた電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ、又は前記検出周期設定データ及び検出期間設定データが書き込まれる揮発性メモリである、半導体装置。
19. 表示走査周期に同期して表示パネルの駆動制御を行なう表示コントローラと、
    前記表示コントローラによる駆動制御に同期して、タッチパネルの駆動電極と検出電極との間の容量成分を介して前記検出電極に現れる信号を周期的に取り込むことにより前記容量成分に応ずる検出データを検出する制御を行なうタッチパネルコントローラと、を含む半導体装置であって、
    前記タッチパネルコントローラは、検出周期設定データで指定された検出周期による前記周期的な取り込みによるタッチ検出とノイズ検出を行ない、
    前記タッチ検出では前記検出周期に同期する周期で前記駆動電極を駆動して前記周期的な取り込みを行ない、
    前記ノイズ検出では前記駆動電極の駆動を停止して前記周期的な取り込みを行ない、
    前記検出周期設定データが規定する検出周期は、前記表示走査周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期である、半導体装置。
20. 請求項１９において、前記タッチパネルコントローラは更に、前記周期的な取り込みの各周期の検出期間を検出期間設定データで指定された検出期間に設定して前記タッチ検出とノイズ検出を行ない、
    前記検出期間設定データが規定する検出期間は、表示走査周期の１／ｍの整数倍の期間である、半導体装置。
21. 第１電極と第２電極を持つ容量の前記第２電極に現れる信号を基準周期に同期して周期的に取り込む取り込み動作において、前記第１電極に重畳される周期的な外来ノイズによる誤差成分を相殺する誤差相殺方法であって、
    前記取り込み動作の検出周期を規定する複数の検出周期設定データを用意する第１ステップと、
    前記第１ステップで用意された複数の検出周期設定データの中から、前記誤差成分を相殺して前記取り込み動作の結果を得るのに好適なデータを判別する第２ステップとを含み、
    前記複数の検出周期設定データが規定する夫々の検出周期は、基準周期の１／ｍ（ｍは正の整数）の半分を奇数倍した周期である、誤差相殺方法。
22. 請求項２１において、前記第２ステップで判別する前記好適なデータは不適なデータに比べて、前記検出周期が、前記基準周期の１／ｍの周期を持つ外来ノイズの周期の半分を奇数倍した周期に等しい関係に最も近くなっている、検出周期設定データである、誤差相殺方法。
23. 請求項２２において、前記検出周期の検出期間を規定する複数の検出期間設定データを用意する第３ステップと、
    前記第３ステップで用意された複数の検出期間設定データの中から、前記誤差成分を相殺して前記取り込み動作の結果を得るのに好適なデータを判別する第４ステップとを含み、
    前記複数の検出期間設定データが規定する複数種類の検出期間は、基準周期の１／ｍの整数倍の期間である、誤差相殺方法。
24. 請求項２３において、前記第４ステップで判別する前記好適なデータは不適データに比べて、前記検出期間が、前記外来ノイズの周期の整数倍の期間に等しい関係に最も近くなっている、検出期間設定データである、誤差相殺方法。

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