JP7793262B2 - 近接検知装置およびホバー検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、物体の近接を検知する近接検知装置に関し、特に静電容量型タッチパネルを用いた物体の接近（ホバー）を検知する方法に関する。

タッチパネルは、ユーザーからの指示を受け取る入力インターフェースとして液晶パネルなどと一体に表示ユニット内に搭載されている。例えば、特許文献１、２には、静電容量型のタッチセンサが開示されている。また、特許文献３には、操作対象の近接を検出するための静電容量検出装置が開示され、そこには、寄生キャパシタの影響による検出感度の低下を抑制する技術が記載されている。

特開２０１１－８７２５号公報 特開２０１７－１８２１８５号公報 国際公開ＷＯ２０１８－１１６７０６号公報

図１に静電容量方式タッチパネルのセンサパターンの例を示す。同図に示すセンサパターンは、ダイヤモンドパターンと呼ばれるもので、Ｘ方向に並べたＭ個のセンサ（Ｓｘ1、Ｓｘ２、．．．、ＳｘＭ）とＹ方向に並べたＮ個のセンサ（Ｓｙ1、Ｓｙ２、.．．、ＳｙＮ）とが交差し、その交差点ではブリッジによってＸ方向のセンサとＹ方向のセンサとが接触しないように配線されている。このタッチセンサの動作の一例としては、Ｙ方向に並べたセンサＳｙｊ（ｊ=1、.．．、Ｎ）を各々駆動したときに、Ｘ方向に並べた各センサＳｘｉ（ｉ=１、.．．、Ｍ）で得られる静電容量値Ｃｍ［ｉ,ｊ］の変化量を基に、センサＳｘｉとＳｙｊの交点におけるタッチ操作を検知するものである(一般に相互容量方式と呼ばれる)。図１は、センサＳｙ３に駆動パルスを印加したときにセンサＳｘ４で交差点の静電容量Ｃｍ［４，３］を測定した例を示している。例えば、指のタッチがあると、その位置の静電容量Ｃｍが小さくなるように測定される。

近年では、このセンサパターンを用いて、タッチする前の指の接近(ホバー)を検知している。ホバーによる静電容量の変化は、タッチによる静電容量の変化よりも非常に小さく、上記のようにセンサＳｙｊとＳｘｉの交点の静電容量を検知する方法では十分な感度を得ることができない。そこで、ホバー検知では、図２に示すようにセンサパターンと平行なＴＰ－ＧＮＤ層を底面に配置させ、各センサパターン（Ｓｘｉ,Ｓｙｊ）とＴＰ－ＧＮＤ層との間の静電容量Ｃｐの変化を検出する。具体的には、センサラインＳｘｉやＳｙｊをそれぞれ駆動し、駆動したセンサライン自身の容量変化を検知する(一般に自己容量方式と呼ばれる)。例えば、指が接近すると、その位置の静電容量Ｃｐが大きくなるように測定される。

図３は、図２に示す静電容量方式タッチパネルのセンサパターンからＸ方向とＹ方向のセンサを一本ずつ取り出した等価回路である。検知コントローラ１０は、Ｘ方向またはＹ方向のセンサラインに駆動信号を印加し、Ｙ方向またはＸ方向のセンサラインで測定された静電容量Ｃｍに基づきタッチ位置を検知する。また、検知コントローラ１０は、センサラインＳｘを駆動したときのそれ自身の静電容量Ｃｐｘを測定し、センサラインＳｙを駆動したときのそれ自身の静電容量Ｃｐｙを測定し、Ｃｐｘ、Ｃｐｙに基づきホバー位置を検知する。

タッチ位置を検知するとき、センサラインＳｘｉとＳｙｊの間に形成される静電容量Ｃｍ［ｉ，ｊ］を測定し、ホバー位置を検知するとき、Ｓｘｉ、ＳｙｊとＧＮＤの間に形成される各々静電容量Ｃｐｘ［ｉ］、Ｃｐｙ［ｊ］を測定する。ここで、センサライン全体とＴＰ－ＧＮＤ層とで形成されるＣｐ（Ｃｐｘ［ｉ］及びＣｐｙ［ｉ］）は、センサラインの交点に形成される静電容量Ｃｍよりもずっと大きな静電容量であり、静電容量Ｃｐは、例えば、一般的な車載サイズのタッチパネルでは、数１００ｐＦ(ピコファラド：×１０^－１２Ｆ)である。一方、指のホバーによる静電容量Ｃｐの容量変化は、数１０ｆＦ(フェムトファラド：×１０^－１５Ｆ)であるので、ホバー検知のためには、一万分の一（１０^－４）オーダーの容量変化を検知する必要があり、精度の良い検出が困難となっていた。

そこで、ホバーの検知感度を改善するために、センサラインＳｘｉまたはＳｙｊと同じサイン波（正弦波）でＴＰ－ＧＮＤ層を駆動する方式がある。同図は、センサラインＳｙｊを検知している状態であり、検知コントローラ１０は、センサラインＳｙｊとＴＰ－ＧＮＤ層をサイン波で駆動する。センサラインＳｘｉを検知する場合は、センサラインＳｘｉとＴＰ－ＧＮＤ層を同じサイン波で駆動する。

この駆動方式によれば、Ｃｐｙ［ｊ］の両端が同じ波形で駆動されることで、測定結果においては寄生容量Ｃｐｙ［ｊ］の影響がキャンセルされ、理想的には指の近接による容量変化のみが検知されることになる。但し、実際には、２つのサイン波がＣｐｙ［ｊ］の両端に至る経路の電気特性が異なるため、Ｃｐｙ［ｊ］の両端に掛かる波形は完全には一致せず、Ｃｐｙ［ｊ］を完全にキャンセルすることはできない。それでも見かけ上のＣｐ値を数ｐＦに軽減することができ、ホバーによる数１０ｆＦ(フェムトファラド)の容量変化を百分の一(１０^－２)オーダーで検知することが可能になる。

図４は、ホバー検知およびタッチ検知を行うときの駆動／測定のタイミング図である。同図に示すように、検知コントローラ１０は、Ｃｐｘ［ｉ］、Ｃｐｙ［ｊ］、Ｃｍ［ｉ,ｊ］の検知を１サイクル中に時分割で行う。但し、Ｃｐｘ、Ｃｐｙの検知を２サイクルに１回ずつ交互に行うようにすることも可能である。

センサラインとＴＰ－ＧＮＤ層とを同じサイン波で駆動するホバー検知方式において、実際のタッチパネルにおけるパターン配線を考慮すると、例えば、図５に示すように表示ディスプレイの画面下部にコネクタ２０が配置され、ＴＰ－ＧＮＤラインがコネクタ２０を介してＴＰ－ＧＮＤ層の下部のみで電気的に接続される。仮に、ＴＰ－ＧＮＤ層全周をＴＰ－ＧＮＤラインと接続できれば、より強固なＴＰ－ＧＮＤ層を実現できるが、そうするとセンサ及びＴＰ－ＧＮＤのパターンの配線面積が増大し、表示画面の狭額縁を実現することができない等のデザイン上の問題を生じさせてしまう。それ故、コネクタ２０がＴＰ－ＧＮＤ層の下部に接続される。

画面最上部のセンサラインＳｙ1と最下部のセンサラインＳｙＮがそれぞれＴＰ－ＧＮＤ層との間に形成される静電容量Ｃｐｙ［１］、Ｃｐｙ［Ｎ］を測定することを考えると、Ｃｐｙ［１］を測定する際のＴＰ－ＧＮＤラインは、コネクタ２０からＴＰ－ＧＮＤ層の大きな部分を通ってＣｐｙ［１］に至ることになる。ＴＰ－ＧＮＤ層は、薄く透明なＩＴＯなどで形成されることが一般的であり、相応の面抵抗を有する。従って、Ｃｐｙ［１］を測定する際のＴＰ－ＧＮＤ層の駆動信号は、この面抵抗と寄生容量とで規定されるＲＣフィルタによって、Ｃｐｙ［Ｎ］を測定する際の駆動信号と比較して減衰が大きくなる。

このように、画面上のＹ方向の位置の違いによってＴＰ－ＧＮＤ層の駆動信号の減衰量が異なることで、上部側のセンサラインの駆動信号とＴＰ－ＧＮＤ層の駆動信号との差が大きくなり、見かけ上のＣｐ値は、図６に示すようにＹ方向のセンサライン毎に異なってしまう。一方、指の接近による容量変化は、画面上の位置に関わらず一定であるため、画面上部でのホバー検知の感度が画面下部でのホバー検知の感度よりも悪化し、画面の場所によってホバー検知の感度に違いを生じてさせてしまう、という課題がある。

本発明は、上記した従来の課題を解決し、ホバー検知の感度を改善した近接検知装置およびホバー検知方法を提供することを目的とする。

本発明に係る近接検知装置は、Ｘ側の複数のセンサラインと、Ｘ側の複数のセンサラインと交差するＹ側の複数のセンサラインと、Ｘ側およびＹ側のセンサラインと対向するように配された面状のＧＮＤ層と、前記ＧＮＤ層の選択された位置に電気的に接続された接続手段とを含むタッチパネルと、選択されたＸ側またはＹ側のセンサラインと前記ＧＮＤ層との間に形成された静電容量の変化に基づき前記タッチパネルへの物体のホバー（接近）を検知する検知手段とを含み、前記検知手段は、ホバー検知を行うとき、選択されたＸ側またはＹ側のセンサラインに駆動信号を印加し、かつ前記駆動信号と同じ波形の駆動信号を前記接続手段を介して前記ＧＮＤ層に印加し、さらに前記検知手段は、選択されたセンサラインの位置に応じて前記駆動信号の周波数を変化させる。

ある態様では、前記検知手段は、前記接続手段から離れたセンサラインに印加する駆動信号の周波数を、前記接続手段から近いセンサラインに印加する駆動信号の周波数よりも小さくする。ある態様では、前記検知手段は、複数のセンサラインの中から予め決められた数の複数のセンサラインを選択し、選択した複数のセンサラインに同時に前記駆動信号を印加する。ある態様では、前記接続手段が矩形状のＧＮＤ層の上部側または下部側に接続されたとき、前記検知手段は、前記上部側または下部側の方向と平行に延びるセンサラインに印加する駆動信号の周波数を変化させる。ある態様では、前記接続手段が矩形状のＧＮＤ層の左側または右側に接続されたとき、前記検知手段は、前記左側または右側の方向と平行に延びるセンサラインに印加する駆動信号の周波数を変化させる。ある態様では、前記検知手段は、ホバー検知に加えて、Ｘ側のセンサラインとＹ側のセンサラインの交点に形成された静電容量の変化に基づき前記タッチパネルへのタッチを検知する。ある態様では、前記検知手段は、１サイクル中に、Ｘ側のセンサラインによるホバー検知、Ｙ側のセンサラインによるホバー検知、Ｘ側およびＹ側のセンサラインによるタッチ検知を行う。ある態様では、前記駆動信号は、サイン波（正弦波）である。

本発明に係るホバー検知方法は、Ｘ側の複数のセンサラインと、Ｘ側の複数のセンサラインと交差するＹ側の複数のセンサラインと、Ｘ側およびＹ側のセンサラインと対向するように配された面状のＧＮＤ層と、前記ＧＮＤ層の選択された位置に電気的に接続された接続手段とを含むタッチパネルを含む近接検知装置のものであって、選択されたＸ側またはＹ側のセンサラインに駆動信号を印加し、かつ前記駆動信号と同じ波形の駆動信号を前記接続手段を介して前記ＧＮＤ層に印加し、選択されたセンサラインの位置に応じて前記駆動信号の周波数を変化させ、選択されたＸ側またはＹ側のセンサラインと前記ＧＮＤ層との間に形成された静電容量の変化に基づき前記タッチパネルへの物体のホバーを検知する。ある態様では、前記接続手段から離れたセンサラインに印加する駆動信号の周波数を、前記接続手段から近いセンサラインに印加する駆動信号の周波数よりも小さくする。

本発明によれば、ホバー検知を行うとき、選択されたセンサラインの位置に応じて駆動信号の周波数を変化させるようにしたので、測定されるセンサラインの見かけの静電容量を小さくすることができ、これにより、ホバー検知の感知精度を改善させることができる。

静電容量方式のタッチパネルのセンサパターンの一例を示す平面図である。 タッチパネルにおいてホバー検知するためのセンサ構造を示す斜視図である。 静電容量方式のタッチパネルの等価回路を示す図である。 静電容量方式のタッチパネルにおけるホバー検知およびタッチ検知のタイミングを示す図である。 表示ユニットにタッチパネルを実装するときのＴＰ－ＧＮＤ層の電気的な接続を説明する図である。 従来の静電容量方式のタッチパネルの課題を説明する図である。 本発明の第１の実施例に係る静電容量方式の近接検知装置の構成を示す図である。 自己容量方式によりセンサラインＳｙｊを駆動するときの駆動波形を示す図である。 本発明の第１の実施例に係るセンサライン毎の駆動周波数の制御例を示す図である。 本発明の第１の実施例に係るセンサライン毎の見かけ上のＣｐ値を示すグラフである。 本発明の第２の実施例に係る近接検知装置の構成を説明する図である。 本発明の第２の実施例に係るセンサライン毎の駆動周波数の制御例を示す図である。 本発明の第２の実施例に係るセンサライン毎の見かけ上のＣｐ値を示すグラフである。 本発明の第３の実施例に係るタッチパネルのセンサ構造を示す斜視図である。 本発明の第３の実施例に係るセンサライン毎の駆動周波数の制御例を示す図である。 本発明の第３の実施例に係るセンサライン毎の見かけ上のＣｐ値を示すグラフである。 本発明の第４の実施例に係るセンサライン毎の駆動周波数の制御例を示す図である。 本発明の第４の実施例に係るホバー検知およびタッチ検知のタイミングを示す図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。本発明に係る近接検知装置は、静電容量型タッチパネルを含み、操作対象（例えば、ユーザーの指などの物体）のホバー（接近）や接触を検知する。本発明に係る近接検知装置は、特に限定されないが、液晶パネル等の表示ディスプレイ上に搭載され、ユーザーインターフェース機能を搭載した表示装置または表示ユニットを提供する。このような表示装置は、例えば、車載装置、多機能型携帯電話機（スマートフォン）、携帯型情報端末（タブレット型コンピュータ、ラップトップコンピュータ、ノート型コンピュータ）等において使用される。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図７は、本発明の実施例に係る近接検知装置の構成を示すブロック図である。近接検知装置１００は、静電容量方式のタッチパネル１１０と、タッチパネル１１０における操作対象のホバー（接近）やタッチ（接触）を検知する検知コントローラ１２０とを含んで構成される。

タッチパネル１２０は、例えば、図１に示したようにダイヤモンドパターンと呼ばれる、Ｘ方向に並べたＭ個のセンサライン（Ｓｘ1、Ｓｘ２．．．ＳｘＭ）およびＹ方向に並べたＮ個のセンサライン（Ｓｙ1、Ｓｙ２、．．．、ＳｙＮ）と、これらのセンサラインのパターンと対向するように下方に配された概ね矩形状のＴＰ－ＧＮＤ層１２２と、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２と検知コントローラ１２０とを電気的に接続するためのコネクタ１２４とを含んで構成される。

ＴＰ－ＧＮＤ層１２２は、例えば、透明な金属材料（例えば、ＩＴＯなど）から概ね矩形状に形成され、ガラスまたはプラスチック等の基板上に形成される。コネクタ１２４は、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２の底部に取り付けられ、コネクタ１２４は、検知コントローラ１１０からの信号線をＴＰ－ＧＮＤ層１２２に電気的に接続する。タッチパネル１２０は、例えば、図示しない液晶パネル上に搭載され、液晶パネルに表示された画像に関するユーザー入力インターフェースを提供する。

検知コントローラ１１０は、タッチパネル１２０の全体の動作を制御する。検知コントローラ１１０は、Ｘ側のセンサラインＳｘまたはＹ側のセンサラインＳｙの各々を駆動するための駆動部１１２、Ｘ側のセンサラインＳｘまたはＹ側のセンサラインＳｙの各々の静電容量Ｃｍ、Ｃｐｘ、Ｃｐｙを測定する測定部１１４、測定部１１４によって測定された静電容量Ｃｍの変化に基づきタッチパネル１２０への操作対象のタッチ位置を検知し、また静電容量Ｃｐｘ、Ｃｐｙの変化に基づきホバー位置を検知する検知部１１６を含む。

駆動部１１２は、ホバー検知を行うとき、Ｘ側またはＹ側のセンサラインとＴＰ－ＧＮＤ層１２２とをサイン波（正弦波）で駆動するための交流電圧生成部を含む。駆動信号としてＸ側またはＹ側のセンサラインとＴＰ－ＧＮＤ層１２２とに印加されるサイン波は、周波数、ゲインおよび位相が同じ波形である。駆動部１１２は、後述するように、センサラインの位置に応じて交流電圧生成部で生成されるサイン波の周波数を変化させる。

検知コントローラ１１０は、例えば図４に示すように、１サイクル中に、Ｘ側のセンサライン自身の静電容量ＣｐｘとＹ側のセンサライン自身の静電容量Ｃｐｙを測定し、その容量変化に基づきホバーを検知し、さらにＸ側のセンサラインＳｘとＹ側のセンサラインＳｙとの交差点の静電容量Ｃｍを測定し、その容量変化に基づきタッチを検知する。タッチ検知では、駆動部１１２がＹ側のセンサラインＳｙを駆動し、測定部１１４がＸ側のセンサラインＳｘから静電容量Ｃｍを測定するものと仮定する。但し、Ｘ側のセンサラインＳｘを駆動し、Ｙ側のセンサラインＳｙから静電容量Ｃｍを測定するようにしてもよい。

本実施例では、ホバー検知を行うとき、コネクタ１２４からセンサラインＳｙまでの各経路の電気特性に合わせて、センサラインＳｙの各々を駆動するためのサイン波の駆動周波数をセンサライン毎に変えることを特徴とする。

図８は、静電容量Ｃｐｙを測定するときにセンサラインＳｙおよびＴＰ－ＧＮＤを駆動するサイン波を例示している。同じ周波数のサイン波でセンサラインＳｙを駆動した場合、コネクタ１２４からの距離が離れるほどＴＰ－ＧＮＤ層１２２の抵抗が大きくなり、ＲＣフィルタによるカットオフ周波数が小さくなる（カットオフ周波数＝１／２πＲＣ）。それ故、サイン波の周波数がカットオフ周波数よりも大きくなると、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２の上部側においてサイン波の減衰が大きくなる。

そこで本実施例では、図９に示すように、上部側（Ｓｙ１側）のセンサラインを駆動するときのサイン波の周波数を、下部側（ＳｙＮ側）の周波数よりも低くし、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２の上部側においてサイン波の減衰を抑制する。サイン波の周波数は、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２の電気的特性やＸ側およびＹ側のセンサラインの電気的測定に応じて適宜調整される。もし、サイン波の周波数がカットオフ周波数よりも低くければ、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２の上部側でのサイン波の減衰を概ねゼロにでき、センサラインのサイン波とＴＰ－ＧＮＤ層１２２のサイン波との差を極力小さくし、見かけの寄生容量Ｃｐｙを減らすことができる。

具体的には、駆動部１１２は、Ｙ方向のセンサラインＳｙの静電容量Ｃｐｙを測定するとき、センサラインＳｙ１からセンサラインＳｙＮに向けて順次印加するサイン波の周波数Ｆを徐々に高くする、あるいは、センサラインＳｙＮからセンサラインＳｙ１に向けて順次印加するサイン波の周波数Ｆを徐々に低くする。このとき、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２には、センサラインＳｙと同じ周波数のサイン波が印加される。

上記したように、上部側のセンサラインＳｙのＣｐｙの測定において、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２の抵抗Ｒの影響がより大きくなり、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２の駆動信号に対するＲＣフィルタのカットオフ周波数が低くなるが（即ち、同じ周波数の信号では減衰量が大きくなるが)、サイン波の動作周波数を下げることで減衰量が減り、静電容量Ｃｐｙの両端のセンサラインＳｙとＴＰ－ＧＮＤ層１２２とのサイン波の波形の差が小さくなり、その結果、図１０に示すように、タッチパネル１２０の上部側と下部側での測定される見かけのＣｐの差を小さくすることができる。これにより、Ｙ方向のセンサライン毎の感度差、つまりタッチパネル１２０の位置によるホバー検知の感度差を小さくすることができる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。第１の実施例は、各センサラインを個別の周波数で駆動する例を示したが、第２の実施例の検知コントローラは、内部に複数の駆動部および測定部を備えており、複数のセンサラインの静電容量の変化を同時に測定する。

図１１（Ａ）は、センサラインＳｙの静電容量Ｃｐｙを測定する例であり、検知コントローラ１１０は、例えば、内部に６つの駆動部／測定部１４０－１、１４０－２、・・・、１４０－６を備え、駆動部／測定部１４０－１～１４０－６は、選択回路（マルチプレクサＭＵＸ）１５０によって選択された６つのセンサラインＳｙのそれぞれ同時に接続される。

センサラインＳｙ１．．．ＳｙＮのセンサをｋ個のブロックに分けた場合、図１１（Ｂ）に示すように、駆動部／測定部１４０－１～１４０－６は、選択回路１５０を介して、センサライン［Ｓｙ1．．．Ｓｙ６］、［Ｓｙ７．．．Ｓｙ１２］、［Ｓｙ１３．．．Ｓｙ１８］．．．［Ｓｙ（６ｋ－５）．．．ＳｙＮ］の各ブロックに順次時分割で接続される。

本実施例の場合、各ブロックを駆動するときのサイン波の駆動周波数は、図１２に示すように、上部側が底部側よりも低くなるように制御される。各ブロック内の６つのセンサラインを同じ周波数で駆動する(つまり、交流電圧生成回路を共通化する)ことになるが、この場合でもブロック内での抵抗Ｒの平均や最大のセンサに合わせて、各ブロックの動作周波数を決めて動作させることで、図１３に示すようにセンサライン毎の静電容量Ｃｐの差を小さくすることができる。また、ブロックの境界（例えば、センサラインＳｙ６とセンサラインＳｙ７の境界）でＣｐ値の変化がスムーズでないが、これは重要ではなく、ホバー検知の感度差を改善する上で、全体的に静電容量Ｃｐを下げてその均一化を図ることが重要である。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。第１および第２の実施例では、コネクタ１２４がＴＰ－ＧＮＤ層１２２の下部側の中央に配置されたが、第３の実施例では、図１４に示すようにコネクタ１２６がＴＰ－ＧＮＤ層１２２の右側の中央に取り付けられる。このような構成では、コネクタ１２６からＸ側のセンサラインＳｘ［１．．．Ｍ］までの電気的な経路の差異により各センサラインＳｘの測定において静電容量Ｃｐに変化を生じさせる。

そこで第３の実施例では、図１５に示すように、左側（Ｓｘ１側）のセンサラインの駆動周波数を、右側（ＳｘＭ側）のセンサラインに対して低い値とすることで、第１および第２の実施例と同様に、左側のセンサラインでの測定信号の減衰量が小さくなる。これにより、図１６に示すように、右側のセンサラインと左側のセンサラインでの測定される見かけのＣｐ値の差を小さくすることができ、即ち、Ｘ側のセンサライン毎の感度差が小さくなうように改善される。

なお、第１および第２の実施例では、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２の底部側（ＳｙＮ側）の中央にコネクタ１２４を取り付けたが、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２の上部側（Ｓｙ１側）の中央にコネクタ１２４を取り付けた場合には、下部側のセンサラインの駆動周波数を、上部側に対して低い値とすることで同様の効果を得ることができる。また、第３の実施例では、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２の右側（ＳｘＭ側）の中央にコネクタ１２６を取り付けたが、ＴＰ－ＧＮＤ層１２２の左側（Ｓｘ１側）の中央にコネクタ１２６を取り付けた場合には、右側のセンサラインの駆動周波数を、左側に対して低い値とすることで同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第４の実施例について説明する。検知コントローラ１１０内の測定手段の数が、センサ数（Ｍ、Ｎ）よりも多い場合、第２の実施例のようなブロック化は不要となるが、図４に示すように、Ｘ側センサ（Ｓｘ［１．．．Ｍ］）とＹ側センサ（Ｓｙ［１．．．Ｎ］）は、別々の時間に駆動してＣｐｘ［１．．．Ｍ］とＣｐｙ［１．．．Ｎ］を測定する必要がある。このとき、ＴＰ－ＧＮＤ層に至る電気経路の差異により、駆動周波数を変えた場合に測定されるＸ側センサのＣｐｘとＹ側センサのＣｐｙは、図１７に示すように、Ｃｐｘ、Ｃｐｙ値が極小となる周波数が異なる。同図の／Ｃｐｘ［ｉ］、／Ｃｐｙ［ｊ］は、全センサラインＳｘの平均値、全センサラインＳｙの平均値である。

本実施例では、このような周波数特性を利用して、図１８に示すように、Ｘ側センサＳｘ［１．．．Ｍ］が周波数Ｆｘ０、Ｙ側センサＳｙ［１．．．Ｎ］が周波数Ｆｙ０のように、ホバー検知時の駆動周波数をＸ側とＹ側の各々に好適な異なる周波数を選択することで、Ｘ側センサＳｘ,Ｙ側センサＳｙの検知感度を向上させることができる。また、本実施例では、Ｘ側の駆動周波数とＹ側の駆動周波数とをそれぞれ固定にすることで、検知コントローラ１１０の駆動部１１２の構成を容易にすることができる。

以上説明したように、本実施例によれば、電気特性に合わせてセンサライン毎の駆動周波数を変えることで、各センサラインの測定される見かけの寄生容量を減らし、ホバー検知感度の向上および安定化を実現することができる。

上記実施例では、駆動信号としてサイン波（正弦波）を用いる例を示したが、これに限らず、本発明は、駆動信号として矩形波を用いてもよい。但し、サイン波は、矩形波よりも輻射ノイズまたは放射ノイズが少ないためＥＭＩ対策に有利である。

さらに上記実施例では、１サイクル中にホバー検知とタッチ検知とを時分割で行う例を示したが、これに限らず、本発明は、静電容量型のタッチパネルによりホバー検知のみを行うものであってよいし、あるいは、ホバー検知とタッチ検知とをそれぞれ別のサイクルで行ってもよい。

以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲において、種々の変形、変更が可能である。

１００：近接検知装置 １１０：検知コントローラ
１２０：タッチパネル １２２：ＴＰ-ＧＮＤ層
１２４、１２６：コネクタ １４０：駆動部／測定部
１５０：選択回路

Claims (11)

1. Ｘ側の複数のセンサラインと、Ｘ側の複数のセンサラインと交差するＹ側の複数のセンサラインと、Ｘ側およびＹ側のセンサラインと対向するように配された面状のＧＮＤ層と、前記ＧＮＤ層の選択された位置に電気的に接続された接続手段とを含むタッチパネルと、
   選択されたＸ側またはＹ側のセンサラインと前記ＧＮＤ層との間に形成された静電容量の変化に基づき前記タッチパネルへの物体のホバー（接近）を検知する検知手段とを含み、
   前記検知手段は、ホバー検知を行うとき、選択されたＸ側またはＹ側のセンサラインに駆動信号を印加し、かつ前記駆動信号と同じ波形の駆動信号を前記接続手段を介して前記ＧＮＤ層に印加し、さらに前記検知手段は、前記接続手段から離れたセンサラインに印加する駆動信号の周波数を、前記接続手段から近いセンサラインに印加する駆動信号の周波数よりも小さくする、近接検知装置。
2. 前記検知手段は、複数のセンサラインの中から予め決められた数の複数のセンサラインを選択し、選択した複数のセンサラインに同時に前記駆動信号を印加する、請求項１に記載の近接検知装置。
3. 前記接続手段が矩形状のＧＮＤ層の上部側または下部側に接続されたとき、前記検知手段は、前記上部側または下部側の方向と平行に延びるセンサラインに印加する駆動信号の周波数を変化させる、請求項１または２に記載の近接検知装置。
4. 前記接続手段が矩形状のＧＮＤ層の左側または右側に接続されたとき、前記検知手段は、前記左側または右側の方向と平行に延びるセンサラインに印加する駆動信号の周波数を変化させる、請求項１または２に記載の近接検知装置。
5. 前記検知手段は、ホバー検知に加えて、Ｘ側のセンサラインとＹ側のセンサラインの交点に形成された静電容量の変化に基づき前記タッチパネルへのタッチを検知する、請求項１ないし４いずれか１つに記載の近接検知装置。
6. 前記検知手段は、１サイクル中に、Ｘ側のセンサラインによるホバー検知、Ｙ側のセンサラインによるホバー検知、Ｘ側およびＹ側のセンサラインによるタッチ検知を行う、請求項５に記載の近接検知装置。
7. 前記駆動信号は、サイン波（正弦波）である、請求項１に記載の近接検知装置。
8. 請求項１ないし７いずれか１つに記載の近接検知装置と、
   前記タッチパネルを搭載する表示パネルと、
   を含む表示装置。
9. Ｘ側の複数のセンサラインと、Ｘ側の複数のセンサラインと交差するＹ側の複数のセンサラインと、Ｘ側およびＹ側のセンサラインと対向するように配された面状のＧＮＤ層と、前記ＧＮＤ層の選択された位置に電気的に接続された接続手段とを含むタッチパネルを含む近接検知装置の検知方法であって、
   選択されたＸ側またはＹ側のセンサラインに駆動信号を印加し、かつ前記駆動信号と同じ波形の駆動信号を前記接続手段を介して前記ＧＮＤ層に印加し、前記接続手段から離れたセンサラインに印加する駆動信号の周波数を、前記接続手段から近いセンサラインに印加する駆動信号の周波数よりも小さくし、
   選択されたＸ側またはＹ側のセンサラインと前記ＧＮＤ層との間に形成された静電容量の変化に基づき前記タッチパネルへの物体のホバーを検知する、検知方法。
10. 検知方法はさらに、ホバー検知に加えて、Ｘ側のセンサラインとＹ側のセンサラインの交点に形成された静電容量の変化に基づき前記タッチパネルへのタッチを検知する、請求項９に記載の検知方法。
11. 検知方法は、１サイクル中に、Ｘ側のセンサラインによるホバー検知、Ｙ側のセンサラインによるホバー検知、Ｘ側およびＹ側のセンサラインによるタッチ検知を行う、請求項１０に記載の検知方法。